5 wichtige Sicherheitsschutzvorrichtungen für Pfannenkräne: Verbesserung der Sicherheit und Zuverlässigkeit bei der Stahlerzeugung

Ein Pfannenkran ist ein wichtiges Gerät im Strangguss- und Walzprozess von Stahl und wird speziell zum Heben von geschmolzenem Metall verwendet. Kommt es zu einem schweren Unfall, kann dies schwerwiegende Folgen haben, darunter auch Todesfälle und Geräteschäden. Die Sicherheitsvorrichtungen des Krans sind unverzichtbare Geräte, um seine inhärente Sicherheit zu gewährleisten. Sie dienen als wichtige Barriere, um Bedienerfehler zu vermeiden und sowohl Personal als auch Maschinen zu schützen.

Ob die Sicherheitsschutzvorrichtungen intakt und vollständig sind, ob Wartung und Management zeitnah und wirksam erfolgen und ob sie empfindlich und zuverlässig funktionieren, spielt für den normalen Betrieb des Krans eine wichtige Rolle. Diese Vorrichtungen sind unverzichtbare Bestandteile des Krans. Aufgrund der besonderen Beschaffenheit von Pfannenkränen, die heißes, geschmolzenes Metall handhaben, unterscheiden sich ihre Sicherheitsanforderungen von denen gewöhnlicher Kräne.

Lastbegrenzende Geräte

Der Zweck der Überlastschutzvorrichtung besteht darin, eine Überlastung des Krans zu verhindern, die zu Schäden am Mechanismus oder an der Struktur führen oder Unfälle verursachen könnte. Die in Pfannenkränen verwendeten Überlastschutzvorrichtungen umfassen hauptsächlich elektronische Waagen und Überlastbegrenzer.

Wenn ein Lastbegrenzer am Hebemechanismus installiert ist, befindet er sich normalerweise am Trommellagersitz. Wenn am Haupthebemechanismus eine elektronische Waage installiert ist, fungiert diese auch als Überlastschutzvorrichtung. Ihre Sensoren sind normalerweise unter der festen Riemenscheibenwelle montiert.

Wenn die tatsächliche Last 95% der Nennlast überschreitet, sendet der Lastbegrenzer ein Alarmsignal. Wenn die tatsächliche Last zwischen 100% und 110% der Nennlast liegt, unterbricht der Lastbegrenzer die Hebeleistung und lässt nur eine Abwärtsbewegung des angehobenen Materials zu, verhindert jedoch, dass es weiter angehoben wird. Die elektronische Waage wird auf die gleiche Weise eingestellt.

Wegbegrenzer

Hierzu zählen vor allem Hubendschalter, Laufendschalter, optische Auffahrschutzeinrichtungen, Puffer und Endanschläge.

Hubweg-Endschalter

Der Hubwegschalter besteht aus einem Drehendschalter und einem gewichteten Hammerendschalter. Zwei Schaltersätze mit unterschiedlichen Strukturen werden zusammen verwendet, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Wenn das Hebegerät die vorgesehene obere Endlage erreicht, können beide Schalter die Hubleistung automatisch unterbrechen. Wenn das Gerät auf die vorgesehene untere Endlage absinkt, unterbricht der Drehendschalter automatisch die Absenkleistung (dies wird eingestellt, wenn die Hubhöhe 20 Meter überschreitet). Er stellt außerdem sicher, dass das Drahtseil beim Absenken des Hebegeräts auf die untere Endlage mit mindestens den vom Entwurf vorgesehenen zwei Umdrehungen um die Trommel gewickelt bleibt.

Nachdem die Motorleistung für die Auf- oder Abwärtsbewegung abgeschaltet wurde, bleibt die Leistung für die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung erhalten, sodass der Mechanismus rückwärts laufen kann. Der Drehschalter ist auf der kurzen Welle am Ende der Trommel angebracht und dreht sich synchron mit der Trommel. Er erfasst die Umdrehungszahl, um die Hubgrenze für Auf- und Abstieg zu steuern.

Der gewichtete Hammerschalter ist am Laufkatzenrahmen installiert, wobei der Hammer selbst an der Flaschenzughalterung des Portals montiert ist und die Hammerhülse am Hebedrahtseil befestigt ist. Wenn das Portal die Obergrenze erreicht, verliert das Stützseil an Spannung, wodurch der Endschalter zurückgesetzt und die Stromzufuhr unterbrochen wird, um den Mechanismus anzuhalten.

Laufender Endschalter

Der Endschalter und der Stoßfänger sind am Hauptträger angebracht. Der Kran und seine Haupt- und Hilfslaufkatzen sind in jeder Richtung mit Fahrgeschwindigkeitsendschaltern ausgestattet. Wenn der Kran die vorgesehene Endposition erreicht, löst die Sicherheitsstange den Schalter in derselben Richtung aus und unterbricht die Stromversorgung für die Vorwärtsbewegung. Bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb (z. B. über 100 m/min) oder wenn strenge Anforderungen an die Halteposition bestehen, werden bei Bedarf zweistufige Fahrgeschwindigkeitsendschalter installiert. Die erste Stufe sendet ein Verzögerungssignal, um den Kran abzubremsen, während die zweite Stufe automatisch die Stromversorgung unterbricht und den Kran anhält.

Photoelektrisches Antikollisionsgerät

Einige Kräne sind mit einer fotoelektrischen Antikollisionsvorrichtung ausgestattet, um Kollisionen zwischen zwei Kränen zu verhindern, die auf derselben Schiene fahren. Das Grundprinzip besteht darin, dass, wenn sich zwei Kräne einer bestimmten Sicherheitsentfernung nähern, das vom Projektor von Kran A ausgestrahlte Licht vom Empfänger von Kran B empfangen wird. Durch die fotoelektrische Röhre wird ein elektrisches Signal erzeugt. Nach der Wellenformformung und -verstärkung wird das Relais aktiviert und der Summer gibt einen Alarm aus, wodurch die Stromversorgung des Laufmechanismus automatisch unterbrochen wird. Beide Kräne müssen zum gegenseitigen Schutz mit einem Satz solcher Geräte ausgestattet sein.

Puffer und Endanschläge

Die Laufmechanismen von Kran und Laufkatze sind mit Puffern ausgestattet. Puffer sind so konzipiert, dass sie die Energie beweglicher Mechanismen absorbieren und den Aufprall reduzieren. Die Stoßfänger und Endanschläge auf der Schiene sollten fest und zuverlässig sein. Die Konstruktion der Endanschläge muss ein Entgleisen des Krans wirksam verhindern.

Andere Sicherheitsvorrichtungen

Verriegelungsschutzvorrichtungen

Die Türen zum Pfannenkran und die Zugangstüren von der Bedienerkabine zur Brückenplattform sind mit Verriegelungsschaltern ausgestattet. Beim Öffnen der Türen wird die Stromversorgung aller Mechanismen unterbrochen.

Schienenkehrmaschinen

Schienenkehrer sind an der Vorderseite der Räder sowohl des Krans als auch der Laufkatzen angebracht. Der Abstand zwischen der Unterseite der Kehrplatte und der Oberseite der Schiene beträgt 10 mm. Sie werden verwendet, um Ablagerungen zu entfernen, die den Betrieb auf den Schienen behindern könnten. Neben den Gleisen sind Warnschilder angebracht, die das Aufstapeln von Material in der Nähe verhindern.

Notbremse

Die Notbremse ist eine Sicherheitsschutzvorrichtung, die von einem Erkennungssystem gesteuert wird, das aus einem hochzuverlässigen Überdrehzahlschalter und einem Encoder besteht. Bei einem Fehler in der Antriebskette des Hebemechanismus – wie z. B. Überdrehzahl der Trommel, Trommelasynchronität, Aktivierung des Notknopfs oder plötzlichem Stromausfall – wird die Notbremse aktiviert, um die Trommel effektiv und zuverlässig zu stoppen und so die Sicherheit des Krans zu gewährleisten.

Die Notbremse ist am Ende der Trommel montiert. Im Vergleich zu herkömmlichen Bremsen erzeugt sie ein viel größeres Bremsmoment, das ausreicht, um das durch die volle Last auf der Trommel des Hebemechanismus erzeugte Drehmoment unabhängig zu überwinden. Der Haupthebemechanismus ist mit zwei Antriebsvorrichtungen ausgestattet. Wenn keine starre Verbindung an der Ausgangswelle besteht oder wenn nur eine Antriebsvorrichtung vorhanden ist, muss an der Drahtseiltrommel eine Notbremse installiert werden.

Schutzeinrichtungen

Schutzabdeckungen

Um zu verhindern, dass das Drahtseil aus der Rille rutscht, werden Seilrollenabdeckungen installiert. Unter dem Portalhebegerät werden Wärmeschutzplatten installiert, um das Drahtseil vor direkter Strahlungswärme zu schützen und zu verhindern, dass geschmolzener Stahl auf das Drahtseil spritzt. Schutzabdeckungen (oder Schienen) werden installiert, um freiliegende, potenziell gefährliche bewegliche Teile wie Kupplungen und Antriebswellen während des Betriebs abzuschirmen. An den Schutzabdeckungen sind Warnschilder angebracht.

Vorbeugung von Stromschlägen

Wenn sich die Bedienerkabine des Pfannenkrans auf der Seite der Schleifkontaktleitung des Krans befindet, besteht die Gefahr eines Stromschlags. In den entsprechenden Abschnitten sind zur Isolierung zwischen der Leiter und dem Laufsteg des Krans und der Schleifkontaktleitung Schutznetze angebracht und am Netz sind Warnschilder angebracht.

Absturzsicherung

Unter beiden Enden der Trommel sind Stützplatten angebracht, um ein Herunterfallen bei Trommelentnahme oder Wellenbruch zu verhindern. An den Enden der Brücke sind sichere und zuverlässige Wartungskäfige oder -plattformen aufgestellt, um dem Personal eine Stehfläche für die Kranwartung zu bieten. Alle nach der Installation freiliegenden Verbindungsbolzen werden punktgeschweißt, um ein Lösen und Herunterfallen zu verhindern.

Sicherheitshinweise und Alarmgeräte

Hierzu zählen vor allem Amplitudenanzeiger, Wasserwaagen, Windgeschwindigkeits- und Windstärkenwarngeräte, Rückwärtsgangwarner, Alarme bei gefährlicher Spannung, elektrische Verriegelungsschutzgeräte, Klingeln bzw. Signalgeräte und Sicherheitsschilder.

Überdrehzahlschalter

Die Sicherheitsbestimmungen für Hebezeuge schreiben vor, dass „wichtige Hebemechanismen und unausgeglichene Wippmechanismen, bei denen eine Übergeschwindigkeit gefährlich wäre, mit Übergeschwindigkeitsschaltern ausgestattet sein sollten. Der Einstellwert des Übergeschwindigkeitsschalters hängt von der Leistung des Steuersystems und der Nennsenkgeschwindigkeit ab und liegt normalerweise zwischen dem 1,25- und 1,4-fachen der Nenngeschwindigkeit.“ Der Hebemechanismus von Gießkranen ist im Allgemeinen mit einem Übergeschwindigkeitsschalter ausgestattet, der häufig in den Hebemotor integriert ist. Wenn an der Rückseite des Motors kein Einbauraum vorhanden ist, wird der Schalter an die Hochgeschwindigkeitswelle des Reduzierstücks angeschlossen.

Höhenanzeige

Der Höhenanzeiger wird hauptsächlich im Hebemechanismus verwendet, um den Abstand zwischen Kranhaken und Boden zu messen und anzuzeigen. Die Steuerausgangskontakte des Instruments sind optional und es können sekundäre Remote-Schnittstellen bereitgestellt werden. Der Höhensensor verwendet normalerweise einen Encoder und kann mit einem Endschalter kombiniert werden. Der Höhenanzeiger wird normalerweise am Ende der Trommel installiert.

Geschwindigkeitserkennungssystem

Aufgrund der Besonderheiten des Gießbetriebs sind für einige Bauteile Geschwindigkeitserkennungssysteme erforderlich. Bei Auffälligkeiten erkennt das Erkennungssystem die Fehlerstelle und die SPS sendet gleichzeitig ein entsprechendes Bremssignal an die Notbremse, um Unfälle zu verhindern.

Bei Gießkranen mit Hebemechanismen und Planetengetrieben wird ein typisches Drehzahlerfassungssystem eingesetzt. Das System besteht aus den folgenden Komponenten:

• Inkrementalgeber auf beiden Motorwellen verbaut
• An beiden Trommelenden wurden Inkrementalgeber installiert
• An beiden Trommelenden wurden Überdrehzahlschalter installiert

Die Inkrementalgeber an den Hoch- und Niedriggeschwindigkeitswellen geben eine konstante Anzahl von Impulsen pro Umdrehung aus, die der Motor- und Trommeldrehzahl entspricht. Diese Geber bilden zusammen mit der SPS ein Erkennungs- und Steuerungssystem. Die Impulszahl des Gebers wird zur Berechnung in die SPS eingegeben, und durch Vergleich der Impulse an den Hoch- und Niedriggeschwindigkeitswellen überprüft das System, ob die Übertragungskette des Hebemechanismus normal ist. Die Überdrehzahlschalter überwachen, ob die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel den eingestellten Sicherheitsgrenzwert überschreitet. Wenn abnormale Betriebsbedingungen auftreten, erkennt das System den Fehler und ergreift Maßnahmen.

Zora Zhao

Experte für Lösungen für Laufkrane/Portalkrane/Auslegerkrane/Kranteile

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