Вопрос 5. Требования к кабинам управления, электрооборудованию, механизмам грузоподъемных кранов

Требования к кабинам управления кранов грузоподъемных регламентируются ГОСТом 33173.1–2014 «Краны грузоподъемные. Кабины. Часть 1. Общие положения» [30].

Кабина управления – место на кране или в непосредственной близости от него, специально спроектированное и оборудованное для управления краном.

Конструкция кабины должна обеспечивать защиту оператора крана (крановщика) от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. Воздух рабочей зоны в кабине должен соответствовать требованиям, установленным ГОСТ 12.1.005–88.

Внутренние размеры кабины должны быть не менее: высота – 2000 мм, ширина – 900 мм, длина – 1300 мм.

В кабине должен быть обеспечен свободный доступ к расположенному в ней оборудованию.

Кабина должна быть оборудована внутренним освещением. Локальное освещение органов управления устанавливается при необходимости. Оно не должно давать бликов и отражений на поверхностях. Локальное освещение должно включаться отдельным выключателем. Освещенность от источников общего освещения кабины (плафона) на рабочих поверхностях органов управления должна быть не менее 20 лк.

Система общего освещения кабины должна быть снабжена выключателем для отключения освещения при работе крана.

Для облегчения обслуживания кабина должна быть снабжена электрической розеткой.

Конструкция и конфигурация крыши кабин кранов, предназначенных для работы на открытом воздухе или при возможности образования водяного конденсата, должна обеспечивать слив воды, устроенный так, чтобы вода при этом не попадала на окна и двери.

Конструкция кабины должна уменьшать влияние бликов и отражений от источников света на оператора. Кабина кранов, работающих на открытом воздухе, а также по требованию заказчика, должна быть оборудована солнцезащитными щитками, препятствующими ослеплению оператора крана (крановщика), но не ограничивающими обзорность с места оператора крана (крановщика).

Электрическая проводка и гидравлические трубопроводы в кабине должны прокладываться раздельно и должны быть защищены от возможных повреждений.

Для изготовления окон должен использоваться триплекс или закаленное стекло, или сочетание этих видов стекол. Возможно применение других материалов при условии одинаковых или более высоких параметров (прочности, стойкости к появлению царапин, светопропускной способности, долговечности) по сравнению со стеклом.

Окна, устроенные в полу кабины должны быть защищены решеткой или использовано многослойное прочное стекло. Окна должны выдерживать массу оператора крана (крановщика). Если предусмотрена возможность открывания этих окон, должны быть предусмотрены защитные средства, препятствующие падению людей и предметов.

Конструкция окон должна обеспечивать возможность их очистки изнутри и снаружи кабины. У кранов, работающих на открытом воздухе, должны быть предусмотрены стеклоочистители и, при необходимости, стеклоомыватели.

Стекла должны сохранять прозрачность при условии их регулярной очистки.

Вход в кабину должен осуществляться через дверь.

Дверь должна быть снабжена устройствами фиксации в закрытом и открытом положениях.

Если дверь расположена выше 1 м от земли, выход из кабины должен осуществляться на площадку (или тамбур) перед дверью или в проход.

Должна быть предусмотрена возможность открытия двери изнутри кабины вне зависимости от того, заперта дверь или нет.

Если существует возможность недоступности основного выхода в аварийной ситуации, то конструкция кабины должна предусматривать возможность аварийного выхода, который должен быть расположен так, чтобы никогда не быть заблокированным.

Пол, внутреннее пространство, обшивка и изоляция кабины должны быть изготовлены из материалов, замедляющих горение. Скорость распространения огня не должна превышать 150 мм/мин в соответствии с требованиями.

Конструкция кабины любого крана должна предусматривать место для размещения огнетушителя.

Кабина должна быть оборудована стационарным, прочно закрепленным сиденьем для оператора крана (крановщика). Покрытия сидений должны быть изготовлены из воздухопроницаемого, моющегося нетоксичного материала.

Установка сиденья в кабине должна обеспечивать условие свободного (нормального) доступа на рабочее место оператору крана (крановщику) и безопасного обслуживания аппаратов управления.

Размеры сиденья определены в ГОСТ Р ИСО 11112-2012 «Машины землеройные. Сиденье водителя. Размеры и требования».

Сиденье должно регулироваться по высоте и в горизонтальной плоскости для удобства работы и обслуживания аппаратов управления. Регулировка должна быть возможна без применения инструмента.

Сиденье должно быть со спинкой, у которой можно изменять угол наклона не менее чем на 20°.

В необходимых случаях сиденье с пультом управления или кабина в целом должны быть поворотными.

Расположение и характеристики органов управления должны соответствовать ГОСТ 27913 (ИСО 7752/1-83) и ГОСТ Р МЭК 60073-2000 «Интерфейс человеко-машинный. Маркировка и обозначения органов управления и контрольных устройств. Правила кодирования информации».

Индикаторы и дисплеи с важной оперативной информацией должны быть хорошо видны и удобно располагаться по отношению к оператору.

Лампы световых предупредительных сигналов и индикаторы должны быть снабжены хорошо видимой маркировкой.

Лампы световых предупредительных сигналов должны быть соответствующих цветов. Лампы, предупреждающие об опасности, должны быть красного цвета.

Подсветка пульта и индикаторов не должна быть яркой и слепящей оператора крана (крановщика). При необходимости яркость подсветки должна регулироваться.

Конструкция кабины должна способствовать снижению уровня шума внутри кабины до значений, установленных ГОСТ 12.1.003.

Звукоизолирующие материалы и приспособления должны быть надежно закреплены.

Устройства обогрева кабины обязательны для всех кранов, предназначенных для работы на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях.

Устройства кондиционирования кабины устанавливаются по договоренности между изготовителем и потребителем крана.

Кабина должна снабжаться средствами вентиляции так, чтобы при закрытых окнах и двери оператор был защищен от сквозняка. Вентиляция может быть как естественной, так и принудительной.

В зависимости от внешних климатических условий (в соответствии с назначением крана) должны быть выполнены следующие требования:

– должна быть предусмотрена возможность регулировки температуры в зоне работы оператора крана (крановщика) в пределах от +18°С до +30°С;

– разница температур в рабочей зоне оператора крана (крановщика) не должна превышать 5°С. При этом скорость воздушного потока на незащищенных частях тела не должна превышать 0,2 м/с (это условие должно выполняться, если температура в кабине не превышает 22°С);

– должны быть предусмотрены средства против запотевания и обмерзания стекол;

– желаемый климат в кабине должен устанавливаться в течение не более 20 мин после включения соответствующих приборов (если отсутствуют другие указания в документации изготовителя крана).

Кабины кранов должны быть оборудованы:

– устройством для предотвращения запотевания и обледенения стекол ее остекления (для кранов, предназначенных для работы на открытом воздухе);

– вешалкой с крючками для одежды;

– местом для хранения технической документации, инструмента и аптечки первой помощи;

– съемной термоизолированной емкостью для питьевой воды;

– местом для огнетушителя;

– другим оборудованием по требованию потребителя.

 

Требования к электрооборудованию

 

Электрооборудование грузоподъемных машин включает электродвигатели, механизмы и аппараты управления, системы освещения, отопительные приборы, а у кранов с электромагнитными грузозахватами – системы питания электромагнитов.

Подвод тока к электродвигателям может осуществляться при помощи троллеев, выполненных из стального проката или проволоки круглого сечения, гибких кабелей и кольцевых токоприемников (при питании вращающихся механизмов). Ограниченность применения гибких кабелей связана с тем, что их можно использовать лишь в машинах, перемещающихся на небольшие расстояния и с малой скоростью. Подача напряжения от внешней сети должна осуществляться через вводное устройство, с помощью которого можно снять напряжение. Так как в результате пробоя изоляции возможно появление напряжения на элементах конструкции, не находящихся под напряжением, их обязательно заземляют.

Спецификой систем заземления является использование в качестве заземляющих устройств подкрановых путей (там, где они имеют место) и специальных цепных устройств, скользящих у кранов на автомобильном ходу по земле или по дорожному покрытию. При восстановлении напряжения сети после очередного отключения электропитания используют специальную (нулевую) защиту.

Заземление электрооборудования грузоподъемных машин должно выполняться в соответствии с требованиями глав 1.7, 5.4 и 7.3 ПУЭ.

 

 

К механизмам грузоподъемных кранов относятся: двигатель, лебедки, муфты, приводные системы, редукторы и другие функциональные устройства.

Общие требования к механизмам грузоподъемных кранов для обеспечения безопасности в процессе эксплуатации устанавливаются в соответствии с ГОСТ 33166.1-2014 Краны грузоподъемные. Требования к механизмам. Часть 1. Общие положения.

Все механизмы и их комплектующие должны соответствовать климатическому исполнению крана по ГОСТ 15150.

Мощность и крутящий момент двигателя должны быть достаточны для приведения в действие механизма при заданных условиях эксплуатации, включая испытания крана с перегрузкой. При выборе двигателя следует учитывать силы тяжести и инерции, ветровую нагрузку, а также силы трения и коэффициент полезного действия механизма.

В конструкциях соединений механизмов, передающих крутящий момент, применение сварных узлов и деталей не допускается.

Механизмы подъема груза и стрелы должны быть выполнены так, чтобы опускание груза или стрелы осуществлялось только от работающего двигателя.

Валы и оси должны иметь достаточную прочность для того, чтобы выдерживать все действующие на них нагрузки от изгиба, кручения и комбинации этих нагрузок. Валы, оси, подшипники и их опоры должны быть спроектированы таким образом, чтобы их поломка не вызвала падения крана, стрелы или груза.

Шарнирные соединения должны быть снабжены удерживающим устройством, препятствующим выходу оси из отверстия.

Механизмы грузоподъемных кранов, оборудованные кулачковыми, фрикционными или другими механическими приспособлениями для их включения или переключения скоростей рабочих движений, должны быть спроектированы таким образом, чтобы самопроизвольное включение или расцепление механизма было невозможно. В механизмах подъема груза и стрелы должна быть исключена возможность отключения двигателя без наложения тормоза.

Грузовые лебедки с двумя приводами должны иметь между собой жесткую кинематическую связь, исключающую самопроизвольное опускание груза при выходе из строя одного из приводов.

Применение фрикционных и кулачковых муфт включения в механизмах, предназначенных для подъема расплавленного металла или шлака, ядовитых и взрывчатых веществ, а также в механизмах с электроприводом не допускается, за исключением:

- механизма передвижения или поворота, имеющего несколько диапазонов скоростей для переключения с одной скорости на другую;

- механизма передвижения гусеничных кранов с общим приводом двух гусениц для раздельного управления ими.

При использовании фрикционных муфт (муфт свободного хода) в талях и других подъемных механизмах муфты должны быть снабжены либо механическим стопором, предохраняющим груз от падения, либо крутящий момент, передаваемый муфтой, должен на 40%-60% превышать статический момент, создаваемый номинальным грузом в месте установки муфты.

Сухие фрикционные муфты должны быть защищены от попадания на них жидкостей (воды, смазочных материалов и т.п.).

Максимально допустимый момент, передаваемый фрикционной муфтой, должен быть больше пиковых моментов, возникающих при эксплуатации механизма с учетом допустимого износа муфты и при любой рабочей температуре.

 

Требования безопасности к тормозной системе

Для остановки каждого движения крана должны быть предусмотрены специальные средства.

Рабочие тормоза должны обеспечивать остановку движения, несмотря на нагрев обкладок, с учетом:

- количества торможений в течение определенного периода;

- типа управления приводом;

- кинетической энергии всех вращающихся масс (например, ротора двигателя, тормозного шкива, муфты сцепления, валов передач и др.);

- кинетической энергии всех поступательно движущихся масс (например, массы груза, массы грузозахватных органов и приспособлений);

- разности потенциальной энергии опускаемого груза во время торможения;

- нагрузок при статических и динамических испытаниях;

- любого прерывания подачи энергии или аварийной остановки.

Конструкция системы управления должна исключать наложение тормозов при включенном приводе, кроме случая внезапной потери его мощности.

Аварийное торможение должно осуществляться автоматически при срабатывании защитных устройств. Аварийное торможение должно обеспечивать необходимую скорость замедления (в соответствии с требованиями к конструкции крана) при полной загрузке крана.

Усилие, прилагаемое к рукоятке или педали ручного тормоза должно соответствовать требованиям ГОСТ 27913.

Конструкция тормозов должна обеспечивать компенсацию износа тормозных элементов (дисков, колодок и т.п.).

Конструкция тормоза должна позволять проверку износа тормозных обкладок без разборки механизма (кроме снятия кожухов). Должна предусматриваться возможность регулировки тормоза и замены тормозных обкладок. Крепление тормозных обкладок должно исключать его самопроизвольное ослабление.

Колодочные, ленточные и дисковые тормоза сухого трения должны быть защищены от попадания грязи, влаги или масла на тормозной шкив (ленту, диск).

В руководстве по эксплуатации должны быть указаны способы и интервалы проверки и обслуживания тормозов, а также критерии износа и замены обкладок.

Механизмы подъема груза и изменения вылета (подъема) стрелы должны быть снабжены тормозами нормально закрытого типа, автоматически размыкающимися при включении привода и имеющими неразмыкаемую кинематическую связь с барабанами. При отключении двигателей, в том числе, из-за отключения питания, тормоза должны накладываться автоматически.

Тормоза, используемые в механизмах подъема с грузовым барабаном должны иметь достаточный тормозной момент и термостойкость тормозных обкладок (допустимое теплорассеивание тормоза) для работы с номинальным грузом в соответствии с грузовыми характеристиками крана.

Тормоза механизма подъема должны автоматически удерживать номинальный груз, а также испытательный груз при проведении статических и динамических испытаний в любом положении груза по высоте в пределах технической характеристики крана.

Тормоз механизма подъема груза и стрелы крана должен обеспечивать тормозной момент с коэффициентом запаса торможения не менее 1,5.

Требования безопасности к механизму подъема стрелы

Для снижения динамических нагрузок на механизме подъема стрелы допускается установка двух тормозов с коэффициентом запаса торможения у одного из них не менее 1,1, у второго - не менее 1,25. При этом наложение тормозов должно производиться последовательно и автоматически.

Для плавной остановки груза должна предусматриваться задержка срабатывания тормозов. При этом фактическая задержка не должна превышать расчетную более чем в 1,3 раза.

У механизма подъема с двумя одновременно включаемыми приводами на каждом приводе должно быть установлено не менее одного тормоза с коэффициентом запаса торможения 1,25. В случае применения двух тормозов на каждом приводе и при наличии у механизма двух и более приводов коэффициент запаса торможения каждого тормоза должен быть не менее 1,1.

В случае если в аварийной ситуации требуется опустить груз на землю, должна быть предусмотрена возможность ручного растормаживания с возможностью управления скоростью опускания груза. Процесс аварийного опускания груза должен быть описан в руководстве по эксплуатации крана с учетом термостойкости тормозных обкладок.

Тормоза механизмов передвижения и поворота должны быть выбраны так, чтобы остановить соответствующее движение при любых условиях.

Тормоза на механизмах передвижения кранов должны быть установлены в случаях, если кран предназначен:

- для работы на открытом воздухе;

- для работы в помещении и передвигается по рельсовому пути, уложенному на полу;

- для работы в помещении на рельсовом пути и передвигается со скоростью более 32 м/мин.

Тормоза на механизмах поворота устанавливаются на всех кранах, работающих на открытом воздухе, а также на кранах, работающих в помещении, группы режима работы механизма М2 и более.

Тормоза механизмов передвижения и поворота у кранов, работающих на открытом воздухе, должны обеспечивать остановку и удержание крана (тележки) с номинальным грузом при действии максимально допустимой скорости ветра, принимаемой по ГОСТ 1451 для рабочего состояния крана, с учетом допустимого уклона кранового пути (рабочей площадки).

Тормоза механизмов передвижения и поворота кранов (за исключением механизмов передвижения стреловых самоходных кранов, а также механизмов поворота башенных, стреловых самоходных кранов с башенно-стреловым оборудованием и портальных кранов) должны быть нормально закрытого типа, автоматически размыкающимися при включении привода.

На стреловых самоходных кранах, механизм передвижения которых оборудован управляемым тормозом нормально открытого типа, должен устанавливаться стояночный тормоз.

Тормоза на механизме передвижения железнодорожных кранов должны соответствовать установленным нормам для подвижного состава железных дорог.

На механизмах поворота башенных, стреловых самоходных с башенно-стреловым оборудованием и портальных кранов допускается устанавливать управляемые тормоза нормально открытого типа. В этом случае тормоз должен иметь устройство для фиксации его в закрытом положении. Такое устройство может быть установлено на рычагах или педалях управления тормозом.

В то время, когда механизм не используется, его положение должно сохраняться неизменным при помощи тормозных устройств или блокировки. Должны быть приняты меры против случайного включения механизма.

Если используется дополнительное («внешнее») блокировочное устройство (например, рельсовый захват), должна быть предусмотрена защита от случайного включения механизма.

 

Требования безопасности к гидравлическим и пневматическим приводам

Гидравлические и пневматические приводы, устанавливаемые на грузоподъемных кранах должны соответствовать требованиям ГОСТ 30321, ГОСТ 18460.

Гидравлические и пневматические приводы должны быть снабжены следующими устройствами безопасности:

- предохранительными клапанами для ограничения давления в каждом контуре системы;

- устройствами, предохраняющими от падения груз или элементы конструкции крана при выходе из строя шлангов, трубопроводов и другой арматуры в каждом контуре системы;

- клапанами предельного давления в системе, ограничивающими давление, создаваемое насосами.

Все элементы гидравлических и пневматических приводов, включая элементы управления, должны соответствовать расчетным нагрузкам, действующим на кран, и обеспечивать безопасное функционирование крана как при нормальной эксплуатации, так и в нештатных ситуациях, в том числе и при отключении источника питания, а также при проведении проверок и настроек крана.

Обратное перемещение механизмов должно быть исключено или ограничено, особенно если это может повредить насосы или другие элементы гидросистемы. Если риск повреждения минимален, то достаточно указаний в руководстве по эксплуатации о быстрой проверке направления перемещения.

Максимально допустимое давление для труб и соединений должно превышать максимальное рабочее давление в системе на менее чем в 4 раза.

Все элементы гидро- и пневмоприводов, а также рабочие жидкости должны соответствовать условиям эксплуатации крана.

 

Требования безопасности к зубчатым передачам

Зубчатые передачи должны соответствовать требованиям ГОСТ 21354, ГОС 16532, ГОСТ 19274, ГОСТ 9563, ГОСТ 13755, ГОСТ 2185, ГОСТ 1643 (для прямозубых и косозубых зубчатых передач) и ГОСТ 19624, ГОСТ 19326, ГОСТ 13754, ГОСТ 16202, ГОСТ 12289, ГОСТ 1758 (для конических передач). Размеры зубчатых передач должны выбираться в соответствии с передаваемым крутящим моментом, материалом, из которого они изготовлены, и группы режима работы механизма. Открытые зубчатые передачи должны быть оборудованы ограждениями в тех случаях, если имеется опасность для обслуживающего персонала во время работы или технического обслуживания крана.

Если зубчатая передача находится в корпусе (например, редуктор), он должен быть герметичен, его стыки должны уплотняться прокладками или герметизирующим составом. Редуктор должен соответствовать требованиям ГОСТ 31592.

Опоры зубчатых передач должны быть надежно закреплены и должны быть приняты меры против их смещения во время работы.

 

Требования безопасности к канатным механизмам кранов

Стальные канаты, применяемые в канатных механизмах, должны иметь сертификат (свидетельство) или копию сертификата предприятия – изготовителя канатов об их испытании в соответствии с ГОСТ 3241. Допускается применение канатов, изготовленных по международным стандартам, при наличии сертификата (свидетельства) изготовителя и обеспечения эквивалентного уровня безопасности.

Для канатных механизмов кранов должны использоваться канаты грузового назначения двойной крестовой свивки с линейным контактом проволочных прядей с органическим, неорганическим или металлическим сердечником (применение последних при многослойной навивке каната на барабан является предпочтительным).

В случаях, когда конструкция механизма исключает возможность кручения каната (например, тяговые канаты и канаты механизмов изменения вылета стрел), могут применяться канаты односторонней свивки.

При многослойной навивке каната на барабан должна быть обеспечена правильная укладка каждого слоя каната.
Крепление и расположение канатов должны исключать возможность их спадания с барабанов или блоков и перетирания вследствие соприкосновения с элементами металлоконструкций или с другими канатами.

При проектировании канатных механизмов следует избегать перегибов подвижных канатов в противоположных направлениях.

 В конструкции канатных механизмов должно быть предусмотрено устройство, компенсирующее неравномерное распределение нагрузки между канатами.

Блочная система должна быть спроектирована так, чтобы исключалось проскальзывание каната относительно поверхности блока или другой направляющей.

Барабаны должны изготавливаться из материалов, соответствующих назначению и требуемой долговечности.
Барабаны механизмов подъема со скоростями навивки каната более 100 м/мин необходимо подвергать балансировке.

Барабаны под однослойную навивку каната должны иметь нарезанные по винтовой линии канавки.

Место закрепления каната на барабане должно быть безопасным и легкодоступным для осмотра и обслуживания.

Блоки должны изготавливаться из материалов, соответствующих назначению и требуемой долговечности.

Пластинчатые цепи, применяемые на кранах, должны соответствовать ГОСТ 191. Сварные и штампованные цепи, применяемые в качестве грузовых, должны соответствовать ГОСТ 228. Допускается применение цепей, изготавливаемых в соответствии с требованиями других стандартов при условии обеспечения эквивалентного уровня безопасности.

Цепные механизмы должны быть снабжены устройствами, обеспечивающими правильное взаимодействие цепи с приводными и направляющими блоками (звездочками), а также исключающими закручивание цепи и сход цепи с блоков (звездочек). Сварные калиброванные и пластинчатые цепи при работе на звездочке должны находиться одновременно в полном зацеплении не менее чем с двумя зубьями звездочки.

Элементы крепления цепи должны выдерживать нагрузку не менее чем в 2,5 раза большую, чем расчетное натяжение цепи без остаточных деформаций. Кроме того, для механизмов подъема должна быть обеспечена необходимая усталостная прочность.

Свободный конец цепи должен быть оборудован устройством, не позволяющим цепи полностью выйти из зацепления с приводом. Прочность устройства должна быть достаточна для того, чтобы выдержать расчетные рабочие нагрузки.

 

Требования безопасности к грузозахватным органам

Конструкция, применяемые для изготовления грузозахватных органов материалы и технология производства должны исключать риск усталостного или хрупкого разрушения элементов.

Требования к грейферам для навалочных грузов установлены ГОСТ 24599.

Требования к траверсам и другим грузозахватным средствам установлены ГОСТ 25032.

Крюки должны соответствовать ГОСТ 2105, ГОСТ 6619, ГОСТ 6627, ГОСТ 6628.

Однорогие кованые и штампованные крюки должны быть снабжены предохранительными замками, закрывающимися автоматически таким образом, чтобы предотвратить самопроизвольный сход с крюка стропов и других съемных грузозахватных приспособлений при ослаблении грузовых канатов (цепей). Замки предохранительные для однорогих крюков кранов общего назначения должны соответствовать ГОСТ 12840.

Механизмы должны изготавливаться в соответствии с проектной документацией с учетом указанных в ней допустимых отклонений.