Ограничитель грузоподъемности со встроенным регистратором параметров для кранов мостового типа

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

С.Д. Иванов

ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
СО ВСТРОЕННЫМ РЕГИСТРАТОРОМ
ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ КРАНОВ
МОСТОВОГО ТИПА

Методические указания
к выполнению лабораторной работы
по курсу «Безопасность эксплуатации
грузоподъемных машин»

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2012

УДК 621.86
ББК 39.9
И20

И20

Рецензент В.В. Вельтищев

Иванов С.Д.
Ограничитель грузоподъемности со встроенным регистратором 
параметров для кранов мостового типа : метод. указания
к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность
эксплуатации грузоподъемных машин». — М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2012. — 24, [4] с. : ил.

Приведены основные сведения об оснащении грузоподъемных кранов 
мостового типа ограничителями грузоподъемности и регистраторами 
параметров работы. В теоретической части описаны устройство,
принцип работы и способы установки на краны микропроцессорного 
прибора ОГШ-2. Приведены его структурная, функциональная и
расчетная схемы. Даны рекомендации по проведению лабораторной
работы с целью изучения работы прибора ОГШ-2.4И. Описан порядок 
подготовки прибора к работе, расчета нагрузки на тензометри-
ческий датчик, настройки ограничителя грузоподъемности, снятия и
обработки информации регистратора параметров.
Для студентов 5-го курса МГТУ им. Н.Э. Баумана, выполняющих
лабораторную работу по курсу «Безопасность эксплуатации грузо-
подъемных машин».

УДК 621.86
ББК 39.9

c⃝ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы — ознакомление с устройством и принципом рабо-
ты ограничителя грузоподъемности со встроенным регистратором
параметров кранов мостового типа на примере прибора ОГШ-2.
Лабораторная работа состоит из четырех взаимосвязанных ча-
стей. В первой части студенты составляют проект оборудования
мостового крана ограничителем грузоподъемности: определяют
места установки блоков, встройки датчика нагрузки, прокладки
коммутирующих кабелей. Выполняют расчет нагрузки на датчик.
Во второй части с учетом полученных данных студенты вы-
полняют регулировку узла встройки датчика нагрузки, установку
прибора ОГШ-2.4И на мостовой кран, его подготовку к работе.
В третьей части лабораторной работы студенты осуществляют
настройку прибора ОГШ-2.4И на кране с целью адаптации прибора
к реальным условиям работы, проводят корректировку параметров
программы и проверку прибора в процессе работы.
В четвертой части выполняют накопление информации в па-
мяти регистратора параметров при работе крана под нагрузкой
различного уровня, считывание информации и обработку ее на ПК
с целью получения отчета о работе крана за соответствующий пе-
риод.
В лабораторной работе используется ограничитель грузоподъ-
емности со встроенным регистратором параметров, выпускаемый
ЗАО «Инженерно-технический центр «КРОС» и имеющий разре-
шение на выпуск и применение № РРС-00020, выданное Феде-
ральной службой по экологическому, технологическому и атомно-
му надзору (Ростехнадзор).

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Устройство и принцип работы
ограничителя грузоподъемности

Применение ограничителей грузоподъемности и регистрато-
ров параметров работы на кранах мостового типа предусмотрено
Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъем-
ных кранов [1]. Согласно их требованиям нагрузка на кран при
подъеме груза не должна превышать 125 % номинальной грузо-
подъемности.
Мостовые краны грузоподъемностью более 10 т, рассчитанные
на режим работы не менее А6, а также некоторые краны специального 
назначения должны быть оборудованы регистраторами параметров 
их работы. Регистратор параметров должен фиксировать и
сохранять в памяти параметры работы механизма подъема в течение 
всего срока службы крана [2].
Для выполнения этих требований краны оборудуют современными 
микропроцессорными приборами безопасности, в которых 
используется тензометрическая система измерения нагрузки.
Принцип работы этих приборов заключается в получении сигналов 
от тензометрического датчика, установленного в силовой цепи
механизма подъема, их сравнении с фиксированными пороговыми 
значениями и преобразовании. При превышении пороговых
значений сигнала ограничитель грузоподъемности преобразует
его в команду запрета подъема, передаваемую в цепь управления
двигателя механизма подъема. А регистратор параметров обрабатывает 
сигналы и сохраняет полученные данные в собственной
энергонезависимой памяти. Поскольку схемы построения ограничителя 
грузоподъемности и регистратора параметров практически

4

одинаковы, их функции часто объединяют в одном приборе. Изменяя 
схему подключения такого прибора в электросхему крана,
можно отключить одну из функций либо использовать функции
совместно.
Примером рассматриваемых приборов является ограничитель
грузоподъемности со встроенным регистратором параметров для
кранов мостового типа ОГШ-2 [3]. Этот прибор имеет несколько
модификаций для установки на краны с электроталью, краны-
штабелеры, краны с одной или двумя грузовыми лебедками
и грейферные краны. Для установки на мостовые краны, имеющие
троллейный токоподвод и одну грузовую лебедку, предназначена
модификация указанного прибора — ОГШ-2.4И (рис. 1).
Усилие, создаваемое массой поднимаемого груза, воспринимается 
тензометрическим датчиком 8. Исполнение этого датчика и
выбор номинальной нагрузки определяются конструктивными особенностями 
установки датчика в силовую цепь механизма подъема.
Применяют датчики изгиба или растяжения-сжатия, их устанавливают 
в специальные узлы встройки, интегрированные в конструкцию 
крана. Общим правилом является обеспечение прямой пропорциональности 
между массой поднимаемого груза и усилием,
воспринимаемым датчиком.
Сигнал от датчика поступает в микропроцессорный блок 6.
Функциональная схема прибора ОГШ-2 представлена на рис. 2.
Питание микропроцессорного блока осуществляется через узел
питания напряжением 24 В. Стабилизированное напряжение на
выходе узла питания, равное 18 В, поступает на стабилизатор с
выходным напряжением 5 В. Это напряжение используется для
питания тензоусилителя, микропроцессора и энергонезависимой
памяти. К микропроцессору подсоединены часы с автономным
питанием, энергонезависимая память, блок цепи управления ре-
ле Р1у (cм. рис. 1) и блок управления индикатором. Для контро-
ля за работой микропроцессорного блока и настройки прибора
ОГШ-2 предусмотрен разъем сервисного оборудования с выходами
цепей питания +5 В, +24 В, контроля выходных напряжений тен-
зоусилителя V1 и V2, кнопок нормировки КН1 и КН2, считывания
информации SCL и SDA.

5

Рис. 1. Структурная схема ограничителя грузоподъемности кранов мо-
стового типа:
1, 4 — клеммные колодки; 2 — блок питания; 3 — блок индикации; 5 — блок
зажимов; 6 — микропроцессорный блок; 7 — электрические кабели; 8 — тензоме-
трический датчик

Коммутация прибора ОГШ-2 осуществляется через блок за-
жимов герметичного исполнения 5 и открытые клеммные колод-
ки 4 и 1.

6

Рис. 2. Функциональная схема прибора:

R — тензорезистор; Uвх — входное напряжение; Uвых — выходное напряжение; ТУ – тензоусилитель; С —

сигнал; П — энергонезависимая память; Ч — часы; Б – источник питания (батарея); ИБ — исполнительный

блок; БС — преобразующий блок сигнализации; БИ — преобразующий блок индикации; ПО — программное

обеспечение

Блок питания 2 включает в себя модуль питания и исполни-
тельный модуль. Модуль питания преобразует переменное трех-
фазное напряжение 380 В, 50 Гц в постоянное напряжение 24 В и
может поддерживать бесперебойное питание прибора при перебо-
ях напряжения сети в течение 1. . .3 с. Cовместное использование
модуля питания с узлом питания микропроцессорного блока позво-
ляет надежно защитить прибор ОГШ-2 от пульсаций напряжения,
характерных для кранов с троллейным токоподводом. Исполни-
тельный модуль в общем случае состоит из двух реле — Р1 и
Р2. Состояние силовых контактов этих реле (замкнуто, разомкну-
то) определяется командой реле управления микропроцессорного
блока Р1у. Контакты реле Р1 подключают в цепь управления механизма 
подъема.
Реле Р2 в модификации прибора ОГШ-2.4И не используется и
предназначено для кранов с двумя грузовыми лебедками, грейферных 
кранов и приборов с функцией контроля ослабления грузового
каната. Конструктивное решение с двумя ступенями формирования
выходного сигнала Р1у—Р1 позволяет прибору надежно функционировать 
в условиях промышленных электромагнитных помех.
Блок индикации 3 служит для информирования крановщика
о работе ограничителя грузоподъемности и диагностики прибора
ОГШ-2 при техническом обслуживании. Блок индикации формирует 
звуковые и световые сигналы (см. таблицу). В более простых
модификациях прибора блок индикации может быть заменен звуковым 
сигналом.
Блок индикации дополнительно снабжен светодиодной полосой, 
свечение которой позволяет крановщику визуально оценивать 
уровень нагрузки в процессе работы. Эта информация справочная, 
поскольку прибор ОГШ-2 не является весоизмерительной
системой и не подлежит метрологической аттестации. В некоторых 
модификациях этого прибора указанная функция может отсут-
ствовать.

Таблица
Значения сигналов блока индикации

Состояние

крана
Индикация
Состояние
прибора ОГШ-2
звуковая
световая

Включение
питания

Кратковременное
звучание
зуммера

Горит зеленый
индикатор

Прибор
исправен, готов
к работе

Работа
Отсутствие
сигналов
Горит зеленый
индикатор
Нормальная
работа

Включение
питания и
работа

Прерывистое
звучание
зуммера

Горит красный
индикатор

Повреждение
датчика
нагрузки или
линии связи

Включение
питания

Непрерывное
звучание
зуммера

Горит красный
индикатор
Обрыв линии
питания датчика

Подъем
груза

Кратковременное
звучание
зуммера

Мигает красный
индикатор

Нагрузка
достигла 80 %
номинала

Подъем
груза

Повторное крат-
ковременное
звучание
зуммера

Мигает красный
индикатор

Нагрузка
достигла 100 %
номинала

Подъем
груза

Непрерывное
звучание
зуммера

Горит красный
индикатор
Перегрузка

крана

1.2. Размещение элементов ограничителя грузоподъемности
на кране

Условия монтажа прибора ОГШ-2 обусловлены конструктив-
ными особенностями крана. Для определения условий монтажа
разрабатывают проект (технические условия) оснащения конкрет-
ного крана ограничителем грузоподъемности. В проекте отражают
необходимую комплектацию прибора и длину кабелей, прорабаты-
вают конструкцию узла встройки датчика нагрузки и рассчитыва-

9

Рис. 3. Схема размещения элементов ограничителя грузоподъемности на
мостовом кране:
1 — гибкий подвес (трасса прокладки подвесного жгута); 2 — грузовая тележка
(место установки микропроцессорного блока и блока зажимов); 3 — механизм
подъема (место установки датчика нагрузки); 4 — рабочее место крановщика
(место установки блока индикации); 5 — силовой шкаф (место установки и под-
ключения блока питания); 6 — редуктор; 7 — барабан; 8 — тензометическая опора;
9 — основание; 10 — корпус подшипника

ют номинальную нагрузку на датчик, определяют места установки
блоков и трассы прокладки кабелей, указываются места подключе-
ния прибора в электросхему крана (рис. 3).
Наиболее ответственным и трудоемким при монтаже узлом
является узел встройки датчика нагрузки. Разработаны конструк-
тивные решения установки накладного датчика нагрузки на непо-
движную ветвь грузового каната, установки роликовой обоймы с
датчиком нагрузки на подвижную или неподвижную ветвь грузово-
го каната, установки этого датчика под опору грузового барабана и
применения тензооси верхних обводных блоков. В некоторых слу-
чаях возможны установка датчика нагрузки на металлоконструк-
цию тележки, встройка в узлы полиспаста и другие решения, но

10