5 kritieke veiligheidsvoorzieningen voor gietkranen: verbetering van de veiligheid en betrouwbaarheid in de staalproductie

Een gietkraan is een cruciaal stuk apparatuur in het continue staalgiet- en walsproces, specifiek gebruikt voor het hijsen van gesmolten metaal. Als er een groot ongeluk gebeurt, kan dit ernstige gevolgen hebben, waaronder slachtoffers en schade aan apparatuur. De veiligheidsvoorzieningen van de kraan zijn essentiële apparatuur om de inherente veiligheid ervan te garanderen, en fungeren als een belangrijke barrière om fouten van de operator te voorkomen en zowel personeel als machines te beschermen.

Of de veiligheidsvoorzieningen intact en compleet zijn, of onderhoud en beheer tijdig en effectief zijn, en of ze gevoelig en betrouwbaar functioneren, spelen een belangrijke rol in de normale werking van de kraan. Deze voorzieningen zijn onmisbare onderdelen van de kraan. Vanwege de specifieke aard van gietkranen die heet gesmolten metaal hanteren, verschillen hun veiligheidsvereisten van die van gewone kranen.

Lastbeperkende apparaten

Het doel van het overbelastingsbeveiligingsapparaat is om te voorkomen dat de kraan overbelast raakt, wat kan leiden tot schade aan het mechanisme, de structuur of ongelukken. De overbelastingsbeveiligingsapparaten die in gietkranen worden gebruikt, omvatten voornamelijk elektronische weegschalen en overbelastingsbegrenzers.

Wanneer een lastbegrenzer op het hijsmechanisme is geïnstalleerd, wordt deze doorgaans op de trommellagerzitting geplaatst. Als een elektronische weegschaal op het hoofdhijsmechanisme is geïnstalleerd, functioneert deze ook als een overbelastingsbeveiliging, waarbij de sensoren doorgaans onder de vaste poelie-as zijn gemonteerd.

Wanneer de werkelijke belasting 95% van de nominale belasting overschrijdt, stuurt de lastbegrenzer een alarmsignaal. Als de werkelijke belasting tussen 100% en 110% van de nominale belasting valt, onderbreekt de lastbegrenzer het hijsvermogen, waardoor alleen neerwaartse beweging van het gehesen materiaal mogelijk is, maar niet verder kan worden opgetild. De elektronische weegschaal wordt op dezelfde manier ingesteld.

Reisbeperkende apparaten

Hieronder vallen met name hijs- en loopeindschakelaars, foto-elektrische antibotsingsinrichtingen, buffers en eindstoppen.

Eindschakelaar voor hijsbeweging

De hijsbewegingsschakelaar bestaat uit een roterende eindschakelaar en een gewogen hamer eindschakelaar, met twee sets schakelaars van verschillende structuren die samen worden gebruikt om een veilige en betrouwbare werking te garanderen. Wanneer het hefwerktuig de ontworpen bovenste limietpositie bereikt, kunnen beide schakelaars automatisch het hijsvermogen uitschakelen. Wanneer het hefwerktuig daalt naar de ontworpen onderste limietpositie, schakelt de roterende eindschakelaar automatisch het dalende vermogen uit (dit wordt ingesteld wanneer de hijshoogte meer dan 20 meter bedraagt). Het zorgt er ook voor dat wanneer het hefwerktuig daalt naar de onderste limietpositie, de staalkabel om de trommel gewikkeld blijft met niet minder dan de twee windingen die door het ontwerp zijn gespecificeerd.

Nadat de motorkracht voor opwaartse of neerwaartse beweging is afgesneden, blijft de kracht voor beweging in de tegenovergestelde richting over, waardoor het mechanisme in omgekeerde richting kan werken. De draaischakelaar is op de korte as aan het einde van de trommel geïnstalleerd en draait synchroon met de trommel, waarbij het aantal rotaties wordt verzameld om de hijslimiet voor stijgen en dalen te regelen.

De gewogen hamerschakelaar is geïnstalleerd op het trolleyframe, met de hamer zelf gemonteerd op de katrolbloksteunbeugel van de portaal, en de hamerhuls bevestigd aan de hijsdraadkabel. Wanneer de portaal de bovengrens bereikt, verliest de steunkabel spanning, waardoor de eindschakelaar wordt gereset en de stroom wordt afgesloten om het mechanisme te stoppen.

Eindschakelaar voor het rijden

De eindschakelaar en bumper worden op de hoofdbalk geplaatst. De kraan en de hoofd- en hulptrolleys zijn uitgerust met eindschakelaars voor de loopbeweging in elke richting. Wanneer de kraan de ontworpen eindpositie bereikt, activeert de veiligheidsstang de schakelaar in dezelfde richting, waardoor de stroom voor voorwaartse beweging wordt onderbroken. In gevallen van hoge snelheid (bijv. meer dan 100 m/min) of waar strikte stoppositievereisten gelden, worden indien nodig tweetraps eindschakelaars voor de loopbeweging geïnstalleerd. De eerste trap stuurt een vertragingssignaal om de kraan te vertragen, terwijl de tweede trap automatisch de stroom onderbreekt en de kraan stopt.

Foto-elektrisch antibotsingsapparaat

Sommige kranen zijn uitgerust met een foto-elektrisch antibotsingsapparaat om botsingen tussen twee kranen die op hetzelfde spoor rijden te voorkomen. Het basisprincipe is dat wanneer twee kranen een bepaalde veilige afstand naderen, het licht dat door de projector van kraan A wordt uitgezonden, wordt ontvangen door de ontvanger van kraan B. Via de foto-elektrische buis wordt een elektrisch signaal gegenereerd. Na golfvormvorming en versterking wordt het relais geactiveerd en klinkt er een alarmsignaal van de zoemer, waardoor de stroom van het lopende mechanisme automatisch wordt uitgeschakeld. Beide kranen moeten worden uitgerust met een set van dergelijke apparaten voor wederzijdse bescherming.

Buffers en eindstops

De loopmechanismen van zowel de kraan als de trolley zijn uitgerust met buffers. Buffers zijn ontworpen om de energie van bewegende mechanismen te absorberen en de impact te verminderen. De bumpers en eindstops op het spoor moeten stevig en betrouwbaar zijn. Het ontwerp van eindstops moet effectief voorkomen dat de kraan ontspoort.

Andere veiligheidsvoorzieningen

Interlockbeveiligingsapparaten

De deuren die naar de gietkraan leiden en die toegang bieden van de cabine van de machinist tot het brugplatform, zijn uitgerust met interlockschakelaars. Wanneer de deuren worden geopend, wordt de stroom naar alle mechanismen afgesloten.

Spoorwegvegers

Rail sweepers worden aan de voorkant van de wielen van zowel de kraan als de trolleys geïnstalleerd. De speling tussen de onderkant van de sweeperplaat en de bovenkant van de rail is ingesteld op 10 mm en ze worden gebruikt om puin te verwijderen dat de werking op de rails kan belemmeren. Er worden waarschuwingsborden langs de rails geplaatst om te voorkomen dat er materiaal in de buurt wordt opgestapeld.

Noodrem

De noodrem is een veiligheidsvoorziening die wordt aangestuurd door een detectiesysteem dat bestaat uit een zeer betrouwbare overspeed-schakelaar en een encoder. In geval van een storing in de transmissieketen van het hijsmechanisme, zoals overspeeding van de trommel, asynchronie van de trommel, activering van de noodknop of plotselinge stroomuitval, wordt de noodrem ingeschakeld om de trommel effectief en betrouwbaar te stoppen, waardoor de veiligheid van de kraan wordt gewaarborgd.

De noodrem is aan het einde van de trommel gemonteerd. Vergeleken met conventionele remmen genereert het een veel groter remkoppel, voldoende om onafhankelijk het koppel te overwinnen dat wordt gegenereerd door de volledige belasting op de trommel van het hijsmechanisme. Het hoofdhijsmechanisme is uitgerust met twee sets aandrijfapparaten, en wanneer er geen starre verbinding bestaat op de uitgaande as of wanneer er slechts één aandrijfapparaat is, moet er een noodrem op de staalkabeltrommel worden geïnstalleerd.

Beschermingsvoorzieningen

Beschermhoezen

Katrolafdekkingen worden geïnstalleerd om te voorkomen dat de staalkabel uit de groef glijdt. Beschermende warmte-isolatieplaten worden onder het portaalheftoestel geïnstalleerd om de staalkabel te beschermen tegen directe stralingshitte en te voorkomen dat gesmolten staal op de staalkabel spat. Beschermende afdekkingen (of rails) worden geïnstalleerd om blootgestelde, potentieel gevaarlijke bewegende onderdelen, zoals koppelingen en transmissieassen, tijdens bedrijf af te schermen. Waarschuwingsborden worden op de beschermende afdekkingen bevestigd.

Voorkomen van elektrische schokken

Wanneer de cabine van de kraan voor de kraanmachinist zich aan de zijkant van de schuifcontactlijn van de kraan bevindt, bestaat er gevaar voor elektrische schokken. In de relevante secties zijn beschermende netten geïnstalleerd tussen de ladder van de kraan en de loopbrug en de schuifcontactlijn voor isolatie, en er zijn waarschuwingsborden op het net geplaatst.

Valbeveiliging

Onder beide uiteinden van de trommel worden steunplaten geïnstalleerd om te voorkomen dat deze valt bij verwijdering van de trommel of asbreuk. Veilige en betrouwbare onderhoudskooien of platforms worden aan de uiteinden van de brug geplaatst om personeel een staand gebied te bieden om kraanonderhoud uit te voeren. Alle blootliggende verbindingsbouten na installatie worden puntgelast om losraken en vallen te voorkomen.

Veiligheidsinformatie en alarmapparaten

Hieronder vallen met name amplitude-indicatoren, niveaus, alarmen voor windsnelheid en windsterkte, achteruitrij-alarmen, alarmen voor gevaarlijke spanning, elektrische blokkeerbeveiligingen, bellen of signaalinrichtingen en veiligheidsborden.

Overtoerenschakelaar

De Veiligheidsvoorschriften voor hijswerktuigen bepalen dat "belangrijke hijsmechanismen en ongebalanceerde luffingmechanismen, waarbij overschrijding van de snelheid gevaar zou opleveren, moeten worden uitgerust met oversnelheidsschakelaars. De ingestelde waarde van de oversnelheidsschakelaar is afhankelijk van de prestaties van het besturingssysteem en de nominale daalsnelheid, die doorgaans is ingesteld op 1,25 tot 1,4 keer de nominale snelheid." Het hijsmechanisme van gietkranen is over het algemeen uitgerust met een oversnelheidsschakelaar, die vaak is geïntegreerd met de hijsmotor. Als er geen installatieruimte is aan de achterkant van de motor, wordt de schakelaar aangesloten op de hogesnelheidsas van de reductor.

Hoogte-indicator

De hoogte-indicator wordt voornamelijk gebruikt in het hijsmechanisme om de afstand tussen de kraanhaak en de grond te meten en weer te geven. De besturingsuitgangscontacten van het instrument zijn optioneel en kunnen externe secundaire interfaces bieden. De hoogtesensor gebruikt meestal een encoder en kan worden gecombineerd met een eindschakelaar. De hoogte-indicator wordt meestal aan het uiteinde van de trommel geïnstalleerd.

Snelheidsdetectiesysteem

Vanwege de speciale aard van gietbewerkingen vereisen sommige componenten snelheidsdetectiesystemen. In geval van afwijkingen identificeert het detectiesysteem het defecte punt en stuurt de PLC tegelijkertijd een overeenkomstig remsignaal naar de noodrem, waardoor ongelukken worden voorkomen.

Voor gietkranen die hijsmechanismen met planetaire reductoren gebruiken, wordt een typisch snelheidsdetectiesysteem toegepast. Het systeem bestaat uit de volgende componenten:

• Incrementele encoders geïnstalleerd op beide motorassen
• Aan beide uiteinden van de trommel zijn incrementele encoders geïnstalleerd
• Aan beide uiteinden van de trommel werden overtoerentalschakelaars geïnstalleerd

De incrementele encoders op de hoge- en lagesnelheidsassen geven een constant aantal pulsen per omwenteling af, overeenkomend met de motor- en trommelsnelheden. Deze encoders vormen een detectie- en controlesysteem met de PLC. Het aantal pulsen van de encoder wordt ingevoerd in de PLC voor berekening en door de pulsen op de hoge- en lagesnelheidsassen te vergelijken, controleert het systeem of de transmissieketen van het hijsmechanisme normaal is. De overspeed-schakelaars controleren of de rotatiesnelheid van de trommel de ingestelde veilige limiet overschrijdt. Als er abnormale bedrijfsomstandigheden optreden, detecteert het systeem de storing en onderneemt actie.

Zora Zhao

Expert in oplossingen voor bovenloopkranen/portaalkranen/zwenkkranen/kraanonderdelen

Met meer dan 10 jaar ervaring in de Crane Overseas Export Industry, heb ik meer dan 10.000 klanten geholpen met hun pre-sales vragen en zorgen. Als u gerelateerde behoeften heeft, neem dan gerust contact met mij op!

Whatsappen: +86 158 3611 5029

E-mail: zorazhao@dgcrane.com