Ограничитель грузоподъёмности (ОГП) — это система активной безопасности грузоподъёмного механизма, предназначенная для непрерывного измерения массы поднимаемого груза и автоматического отключения привода подъема при возникновении перегрузки или защемления груза.

При подъеме груза, превышающего номинальную паспортную грузоподъёмность (Qном), в элементах тали возникают критические напряжения:

  • Разрушение витков каната и сход с ручьев барабана;
  • Срезание зубьев шестерен планетарного или цилиндрического редуктора;
  • Перегрев и межвитковое замыкание обмоток конусного/цилиндрического электродвигателя;
  • Деформация ездовой монорельсовой балки (двутавра), прогиб пролетного моста и разрушение концевых балок крана.

1. Нормативные требования промышленной безопасности РК

В соответствии с «Правилами обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъемных механизмов» Республики Казахстан (Приказ Министра по инвестициям и развитию РК № 359) и Законом РК «О гражданской защите»:

Электротали канатные

Весь раздел →
  1. Обязательность оснащения: Краны мостового типа оборудуются ограничителем грузоподъёмности, если возможна их перегрузка по технологии производства (п. 249 Правил № 359). Отдельного требования ставить ограничитель на каждую электрическую таль в Правилах нет.
  2. Порог срабатывания: у кранов мостового типа ограничитель срабатывает при перегрузе крана на 25% (Q ≥ 1.25 × Qном, п. 249 Правил № 359). Порог ОГП тали указан в ее паспорте.
  3. Сохранение функций безопасности: Срабатывание защиты по перегрузу не должно обесточивать цепи опускания груза, механизмы передвижения тали и крана, а также цепи аварийной светозвуковой сигнализации.

2. Конструктивные разновидности систем ОГП

В современной крановой практике применяются три основных типа систем контроля нагрузки:

Тип датчика / системыПринцип действияМесто монтажаТочность измеренияТрудоёмкость установки
Накладной тензодатчик на канат (изгибный)Измерение поперечной реакции при натяжении неподвижной ветвиНеподвижная ветвь каната у клинового коуша± 2.0 - 3.0%Минимальная (без перепасовки каната, 20–30 мин)
Силоизмерительная ось (тензопалец, Load Pin)Сдвиговая деформация тензорезистивного моста внутри осиОсь уравнительного блока или палец подвески механизма± 0.5 - 1.0%Средняя/высокая (требует разборки узла подвески)
Бездатчиковый блок контроля тока/мощностиАнализ активного тока фаз статора и cos φ двигателяВ шкафу управления электротали± 5.0 - 8.0%Низкая (только расключение в электрошкафу)

2.1. Накладной тензодатчик на неподвижную ветвь каната (изгибного типа)

Наиболее распространенное решение для модернизации и дооснащения находящихся в эксплуатации канатных электроталей (серии Т, ВТ, МТ, CD1, MD1).

Накладной ограничитель грузоподъёмности неподвижная рама тали клиновой коуш опора 1 опора 2 ОГП к крюковой подвеске корпус накладного датчика нажимной упор с тензомостом канат лежит на двух опорах, датчик поджимает его посередине Чем больше натяжение каната, тем сильнее он давит на упор — по этому усилию и считают массу груза

Принцип работы и механика:

  1. Датчик монтируется на неподвижный конец грузового каната перед клиновым коушем (замком крепления каната к корпусу тали).
  2. Конструкция представляет собой жесткий стальной корпус с тремя точками контакта: две крайние опорные призмы/ролики и один центральный нажимной упор, механически связанный с тензометрической балкой.
  3. При натяжении каната силой S возникает поперечная сила прогиба F⊥, пропорциональная натяжению:

S = (Q + q_0 / m · η_сп) где:

Электротали канатные

Весь раздел →
  • Q — масса полезного груза (кг);
  • q0 — масса крюковой подвески и грузозахватных приспособлений (кг);
  • m — кратность полиспаста (для талей стандартно 2/1 или 4/1);
  • ηсп — КПД полиспастной системы и блоков.
  1. Поперечное усилие F⊥ деформирует упругий элемент из легированной стали, на котором наклеен мост Уитстона из четырех фольговых тензорезисторов. Выходной дифференциальный сигнал милливольтового диапазона (1.0 - 2.0 мВ/В) передается по экранированному кабелю в блок обработки.

Преимущества:

  • Установка без демонтажа тали, без резки и без перепасовки каната;
  • Высокая ремонтопригодность;
  • Доступная стоимость комплекта.

2.2. Тензометрическая силоизмерительная ось (Load Pin)

Применяется в тяжелых промышленных талях, кранах металлургического назначения и кранах с высокой интенсивностью работы (группы режимов ISO M6–M8 / FEM 3m–5m).

Тензометрический палец в оси блока щека 1 щека 2 уравнительный блок R₁ R₂ нагрузка от каната 2S внутри пальца — мост тензорезисторов он мерит деформацию оси на срез щёки дают реакции опор R₁ и R₂ Палец заменяет обычную ось блока: нагрузка проходит через него, и деформация пропорциональна натяжению каната

Особенности конструкции:

  • Палец устанавливается взамен штатной оси уравнительного (балансирного) блока в верхней части полиспаста либо в узел подвески корпуса тали к тележке.
  • Внутри центрального осевого канала герметично установлены тензорезисторы, ориентированные под углом 45° к нейтральной линии для фиксации касательных напряжений сдвига (τ).
  • Степень пылевлагозащиты достигает IP67/IP68, что исключает повреждения от струй воды, пыли и механических зацепов стропами.

2.3. Бездатчиковый электронный контроль тока статора

Система измеряет среднеквадратичный ток фаз (IRMS), фазовый сдвиг между током и напряжением (cos φ) и рассчитывает активную механическую мощность на валу двигателя: Pмех = √3 · U · I · cos φ · η_дв

Эксплуатационные ограничения:

  • Зависимость от просадок напряжения: При падении напряжения в цеховой сети ток двигателя возрастает при неизменной нагрузке, что вызывает ложные срабатывания.
  • Влияние температуры: При нагреве обмоток двигателя сопротивление растет, сдвигая рабочую точку.
  • Нечувствительность к заклиниванию полиспаста: При механическом перекосе канатоукладчика без существенного броска тока отсечка может сработать с недопустимым запаздыванием.

Поэтому для ответственных грузоподъемных операций нормативные стандарты РК требуют применения прямых тензометрических методов измерения.

Электротали канатные

Весь раздел →

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

3. Электрическая схема подключения электронного блока ОГП

Электронный блок управления (контроллер ОГП) устанавливается внутри штатного электрошкафа тали либо в отдельном пылевлагозащитном боксе (IP65) на корпусе механизма.

3.1. Принципиальная схема включения

flowchart LR A["Фаза L или +24 В"] B["Концевик верха SQ1"] C["Кнопка «Вверх» SB1"] D["Реле ОГП (NC)"] E["Пускатель KM1"] A --> B --> C --> D --> E

Реле ограничителя стоит в цепи подъёма нормально замкнутым: при перегрузе оно размыкается и снимает питание с катушки KM1 — подъём блокируется, а спуск остаётся доступным. Второй, нормально разомкнутый контакт того же реле включает сирену и световой маяк.

3.2. Логика работы цепей блокировки:

  1. Нормальный режим (Q ≤ Qном):
  • Контакт реле ОГП K_OGP в цепи катушки KM1 замкнут.
  • Оператор свободно управляет подъемом и опусканием с кнопочного пульта или радиоуправления.
  1. Предаварийный порог (Q = 0.9 - 1.0 × Qном):
  • На цифровом табло блока отображается текущая масса, подаются прерывистые звуковые сигналы малой частоты. Движение не блокируется.
  1. Порог отсечки (Q ≥ 1.1 × Qном):
  • Микропроцессор размыкает сухой контакт K_OGP (NC).
  • Цепь питания катушки KM1 разрывается, контактор отключается, автоматический электромагнитный/колодочный тормоз тали немедленно зажимает вал.
  • Одновременно замыкается контакт K_ALARM (NO), активируя непрерывную световую вспышку и зуммер высокой громкости (не менее 85 дБ).
  • Важно: Цепь кнопки «Вниз» (SB2) и пускателя KM2 остается полностью работоспособной. Стропальщик или крановщик имеет возможность опустить опасный груз на землю.

4. Пошаговая методика калибровки и настройки ОГП на объекте

Калибровка выполняется после механического монтажа датчика, укладки кабельных трасс и подачи стабильного питающего напряжения.

Электротали канатные

Весь раздел →
flowchart TD A["1. Механическая юстировка
затяжка болтов датчика"] B["2. Тарирование нуля
подвеска пустая"] C["3. Калибровка диапазона
подъём 100 % Q ном"] D["4. Настройка порога
отсечка на 110 % Q ном"] E["5. Программная задержка
0,5…1,0 с"] K["6. Фиксация в паспорте
пломбирование и акт"] A --> B --> C --> D --> E --> K

Шаг 1: Подготовительные работы и механическая юстировка

  • Проверить соответствие диаметра ручьев датчика фактическому диаметру каната (например, канат ∅ 11 мм, ∅ 13 мм, ∅ 15 мм). Зазор или чрезмерное пережатие каната недопустимы.
  • Убедиться, что датчик установлен на расстоянии не менее 200–300 мм от клинового коуша и не касается элементов корпуса тали при крайнем верхнем положении крюка.
  • Проверить экран сигнального кабеля: оплетка должна быть заземлена строго в одной точке (со стороны шкафа управления) для исключения паразитных контуров заземления.

Шаг 2: Тарирование нулевой точки («Zero / Tare»)

  • Опустить крюковую подвеску в среднее положение рабочей зоны. На крюке не должно быть посторонних стропов и грузов.
  • Войти в сервисное меню контроллера ОГП (удерживанием комбинации клавиш SET + ZERO).
  • Выполнить команду обнуления. Микроконтроллер запишет в энергонезависимую память EEPROM начальное смещение напряжения моста (U0), соответствующее собственному весу подвески (q0).

Шаг 3: Калибровка диапазона («Span Calibration»)

  • Застропить контрольный тарированный груз массой ровно 1.0 × Qном (100% номинальной грузоподъёмности тали).
  • Произвести плавный подъем груза на высоту 100–200 мм от пола.
  • Нажать кнопку калибровки номинала (SPAN), ввести с клавиатуры точный вес груза в тоннах или килограммах. Контроллер автоматически рассчитает коэффициент преобразования K = Δ U / Δ m.
  • Проверить показания дисплея: погрешность не должна превышать ± 1%.

Шаг 4: Настройка порога срабатывания отсечки (1.1 × Qном)

  • Подвесить испытательный контрольный груз массой 110% от номинала (1.1 × Qном).
  • При попытке подъема блок ОГП должен зафиксировать превышение допустимой величины и отключить пускатель KM1.
  • Если отключения не произошло или оно произошло раньше 110%, скорректировать порог ALARM_SET в меню настроек.

Шаг 5: Настройка времени фильтрации динамических помех

  • В момент отрыва груза от основания возникают переходные динамические перегрузки (коэффициент динамичности ψ = 1.15 - 1.3), обусловленные упругостью каната и разгоном ротора двигателя.
  • Чтобы исключить ложные срабатывания ОГП при штатном подъеме тяжелых грузов, в контроллере настраивается цифровая задержка срабатывания:

Δ t = 0.5 - 1.0 с

  • Если импульс перегрузки длится меньше Δ t, команда на отключение не подается. Если нагрузка превышает 110% по истечении Δ t, подъем немедленно блокируется.

5. Регламент периодической проверки и технического обслуживания

Для обеспечения безаварийной эксплуатации на промышленных предприятиях РК установлен регламент обслуживания приборов безопасности:

Вид контроляПериодичностьСостав технологических операцийКто выполняет
Ежесменный осмотрПеред началом каждой сменыВизуальный осмотр кабеля датчика, проверка отсутствия механических повреждений корпуса, проверка свечения индикатора блокаКрановщик / стропальщик
Периодическая проверка1 раз в 6 месяцевКонтрольный подъем груза 1.0 × Qном и 1.1 × Qном, проверка срабатывания сигнализации и блокировки цепи подъемаИнженер ОГМ / лицо, ответственное за содержание ГПМ
Внеочередная калибровкаПосле замены каната, ремонта редуктора или ЧО/ПОПолная перекалибровка нулевой точки и диапазона с тарированными грузамиАттестованная сервисная организация

Результаты полугодовой проверки заносятся в Паспорт крана (электротали) и Журнал учета технического состояния приборов безопасности. Прибор пломбируется пломбиратором сервисной службы для исключения несанкционированного изменения уставок операторами.

6. Системы ОГП и комплекты модернизации от ИП «Казмеханика»

ИП «Казмеханика» осуществляет комплексные поставки, дооснащение и сервисное обслуживание систем защиты от перегруза для всех типов грузоподъемного оборудования на территории Республики Казахстан:

  • Комплекты для канатных талей типа Т, МТ, ВМТ (Болгария): датчики серии ДОГ на неподвижную ветвь с унифицированными переходными пластинами под клиновые коуши болгарских тельферов;
  • Комплекты для талей серии CD1/MD1 (КНР): компактные контроллеры со встроенным светодиодным индикатором нагрузки в амперах и тоннах;
  • Взрывозащищенные исполнения (Ex d / Ex ib): ОГП для применения на объектах нефтегазового сектора, химических заводах и пылеугольных складах;
  • Услуги выездного шеф-монтажа и калибровки: Выезд аттестованных инженеров со специализированным комплектом тарировочных грузов в любой регион РК (Алматы, Астана, Шымкент, Караганда, Атырау, Павлодар, Усть-Каменогорск).

Для подбора ограничителя грузоподъемности под параметры вашей тали (диаметр каната, кратность полиспаста, напряжение цепей управления) свяжитесь с инженерным отделом ИП «Казмеханика».