安全装置

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 安全装置は、 誤操作や故障による事故の発生を未然に防止するものです。 安全装置には、 異常を検知した場合に自動的に作動するもの、操作する者が異常を感じた時に操作するもの、あらかじめ組み込まれているもの等があります。


巻過防止装置

 巻上用ワイヤロープを巻過ぎたり、フックの巻下操作を行わずにジブを伸ばし続けると、フックブロックがジブに激突してフックブロック、トップシーブ、ジブ等の破損、巻上用ワイヤロープの切断、つり荷の落下等の事故を招く恐れがある。 巻過防止装置は、フックが上限の高さになると、自動的に警報を発したりフックブロックの巻上げを停止させるものである。
 自動的に警報を発する装置を巻過警報装置、自動的にフックブロックの巻上げを停止させる装置を巻過停止装置というが、現在は警報と自動停止を兼ね備えた巻過防止装置が多く使用されている。
巻過防止装置には、 直働式巻過防止装置と間接式巻過防止装置があり、 移動式クレーンには直働式巻過防止装置が使用されている。

 ● 直働式巻過防止装置

 直働式巻過防止装置は、フックブロックがジブの上限高さになると、巻上用ワイヤロープに沿ってジブ先端からロープでつり下げられたおもり(ウエイト)が押し上げられてスイッチが作動し、自動的に警報を発したり停止させたりする装置である。 直働式巻過防止装置は、 移動式クレーンの他にジブクレーンや電気ホイスト等にも使用されている。 直働式巻過防止装置には、重錘形とレバー形があり、それぞれ電磁接触器の操作回路を開く操作回路式と、電動機の回路を直接開く動力回路式がある。野外で使用するリミットスイッチは、防水、防塵形が使用されている。
● 直働式巻過防止装置の特長
  1. 作動位置の誤差が少なく、作動後の復帰距離が短い。
  2. ドラムの回転と連動していないため、ワイヤロープの交換を行っても作動位置の調整をする
     必要がない。
  3. 巻下げ位置の制限をすることができない。巻下げ制限を必要とする場合は直働式以外の方
     法を用いなくてはならない。

      
             重錘形リミットスイッチ

 レバー形リミットスイッチは、フックブロックの上面がリミットレバーを押し上げ、リミットスイッチの回路を開く。

       
           レバー形リミットスイッチ

 ● 間接式巻過防止装置

 間接式巻過防止装置は、 巻上用ドラムの回転を歯車とつながった軸に連動させ、ねじ軸又はカムを回転させて回路を開閉して巻上用ドラムの回転を停止させるものである。 軸の回転によって巻上用ワイヤロープの巻取りの長さを測り、間接的にフックの位置を読み取るため、 間接式巻過防止装置と呼ばれている。この装置は、複数の接点を設けることができるため、巻上げと巻下げの両方の位置制限ができる。これらのリミットスイッチは、いずれも電磁接触器の操作回路を開閉する方式である。 ねじ形リミットスイッチは、ドラムのギヤと噛み合う歯車がねじ軸を回転させてトラベラーを移動させ、 レバーを押して回路を開閉する。ねじ形リミットスイッチのスクリューやトラベラーは、機械的な部品であるため、給油を行う必要がある。 カム形リミットスイッチは、 巻上用ドラムの回転に連動したカムの回転角によって接点レバーが回路を開閉する。
● 間接式巻過防止装置の特長
  1. 直働式に比べて停止精度が劣る。
  2. 1つの装置で巻上げ及び巻下げ位置の制限が行える。

         
              ねじ形リミットスイッチ           カム形リミットスイッチ

過負荷防止装置

 移動式クレーンは、ジブ長さ、傾斜角、アウトリガの張出幅によって定格荷重が変化する。 過負荷防止装置は、ジブを倒して傾斜角を小さくしていく場合等、つり荷の質量が定格荷重に近づいた時に自動的に警報を発し、定格荷重を超えようとする時に自動的にクレーンの作動を停止させるものである。 ただし、自動停止した場合でも、つり荷の巻下げ、ジブ上げ、ジブ縮小等の安全側への操作は行うことができる。定格荷重の範囲内では転倒モーメントに対して安定モーメントが大きいが、定格荷重の範囲を超えると転倒モーメントが大きくなる。 過負荷防止装置は、 各傾斜角において転倒モーメントの大きさが安定モーメントの大きさに近づいた時に警報を発し、 定格荷重を超えようとする時に直ちに作動を停止させるもので、モーメントリミッタと呼ばれている。 過負荷防止装置の機能は、制御装置の1つとしてコンピュータに組込まれている。

 ● 過負荷防止装置の構成

 移動式クレーンには、 ジブ傾斜角検出装置、 ジブ長さ検出装置、 情報入力装置、 作業状態表示装置、総合モーメント検出装置等で構成された過負荷防止装置が装備されている。各検出装置から伝達される情報と、作業状態に応じた所定の設定を手動入力する情報を元に、 装置が記憶している定格総荷重と検出装置で得た値を演算比較し、この判定に従って、つり荷の質量が定格荷重に近づいた時に警報を発し、定格荷重を超えようとした時に移動式クレーンの作動を自動停止させる。

       

 ● 荷重(質量)検出装置

 つり荷の質量を検出する方法には、 起伏シリンダから検出する方法や、起伏又は巻上用ワイヤロープの張力から検出する方法等がある。 起伏シリンダによる検出の方法の1つには、荷重を受けた起伏シリンダ内に発生する油圧力を圧力検出器によって電気信号に変換し、 信号を過負荷防止装置に送るものがある。 巻上用ワイヤロープの張力から検出する方法は、起伏用ワイヤロープのブライドルとガントリの接続部に取付けた荷重検出器( ロードセル )を用いてワイヤロープの張力の歪の変化を検出している。

 ● ジブ傾斜角検出装置

 ジブ傾斜角検出装置は、振り子で作動する可変抵抗器を制動用の油で満たしたケースに収め、これを主ジブ側面に取付け、水平面とのなす角度によって傾斜角を検出している。 可変抵抗器のフランジ軸は、振り子のおもりによって常に垂直になる。 主ジブに固定されている抵抗体は、ジブの動きと共に角度が変化するため、抵抗の接点が変わる。 この可変抵抗器に電圧を加え、ジブ角度に応じた抵抗値の変化を読み取って傾斜角を検出している。

       

 ● ジブ長さ検出装置

 ジブ長さ検出装置の自動巻取式コードリールを主ジブに取付け、コードの端をジブ先端に固定する。ジブの伸縮により、コードリール巻取部のギヤが回転し、これに連動して可変抵抗器のブラシが移動する。ジブ長さは、この抵抗値の変化した電圧を読み取って検出している。下の右図は、伸度1mごとに0.275V変化する出力信号の例である。ジブが伸縮しない移動式クレーンの場合は、ジブ長さ、フックの種類に応じたコード番号を設定するようにしている。

          

 ● アウトリガ張出幅検出装置

 アウトリガ張出幅検出装置を備えた移動式クレーンは、小型の自動巻取コードリール式検出装置をアウトリガボックス後部に取付け、コードの端をアウトリガビムに固定し、アウトリガの張出幅を自動検出している。

 ● 作業領域制限装置

 作業領域制限装置は、限られた範囲や障害物の多い場所で作業を行う場合、ジブ長さ、起伏角度、旋回角度を任意に制限し、設定以外の作動を自動停止させるものである。 これにより、障害物に接触する等のクレーン災害を防止している。 この作業領域制限機能により、同一工程のクレーン作業を繰り返し行うことができる。

 ● 旋回自動静止装置

 移動式クレーンの設置場所によっては、アウトリガの張出幅を全周同一にすることが困難な場合がある。 このような時のクレーンのつり上げ能力は、上部旋回体の向きよって著しく異なるため、 機体の転倒を招く恐れがある。旋回自動静止装置は、過負荷防止装置の数値やアウトリガ張出幅の数値を読み取り、旋回モータの油圧を検出して旋回コントローラで機体の旋回を制御し、制御域でゆるやかに旋回を停止させるものである。

 ● 過負荷防止装置の表示部

 過負荷防止装置の表示部は、ジブ長さ、作業半径、傾斜角、定格総荷重等の情報を表示したり入力を行うもので、アナログ式やデジタル式の各種の装置をメーカ各社が開発している。

     

 作業状態に応じて過負荷防止装置に手動入力するものについては、 正確に入力する必要がある。移動式クレーンの状態と異なる情報を入力すると、過負荷防止装置は誤った情報を元に比較演算し、誤った表示や信号を送る。 過負荷防止装置の誤った取扱いは事故につながる恐れがあるため、装置の取扱いを熟知しておくことが重要である。 過負荷防止装置の自動停止機能を解除しての作業は危険を伴うため、装置の機能を解除してはならない。過負荷防止装置が作動した場合は、移動式クレーンの安定の増す方向( ジブ起こし、ジブ縮小、巻下げ )の操作を行って転倒等の危険を防止しなければならない。

           
           左側アウトリガセットボタン          右側アウトリガセットボタン

ジブ起伏停止装置

 ジブ起伏停止装置は、起伏をワイヤロープで行う移動式クレーンに取付けられている。ジブの起こし角度が限界( 約70〜80° )になった時に操作を続行しても自動的にジブの作動を停止させ、起こし過ぎによるジブの損傷や転倒を防止するもので、 起き上がったジブがリミットスイッチを押して自動停止させる構造である。油圧シリンダによって起伏を行う移動式クレーンの場合は、シリンダの最大伸長によって起伏角度に限りがあるため、油圧シリンダを起伏に用いた移動式クレーンには起伏ジブ起伏停止装置は用いられていいない。

       

警報装置

 旋回によって挟まれる等の災害を防止するため、周囲の作業員等に警報を発して危険を知らせるブザーを警報装置という。 通常、旋回操作レバーに取付けられているが、積載型トラッククレーンはアウトリガのべース側面に取付けられている。

外れ止め装置

 外れ止め装置は、玉掛用ワイヤロープ等がフックから外れないように防止するための装置である。不具合の状態での使用は禁止され、破損した時は直ちに修理しなくてはならない。外れ止めの開閉の方法には、スプリング( バネ )の力で閉じるスプリング式、おもりの自重で閉じるウエイト式等の様々な方式があるが、一般にはスプリング式が使用されている。

      

アウトリガロックピン

 移動式クレーンの作業中にアウトリガが動くと非常に危険である。アウトリガロックピンは、各アウトリガボックスのピン差込口に差し込むもので、アウトリガビームを固定する装置である。

       

乗降遮断装置

 乗降遮断装置は、運転士が席を離れる際にドア部の乗降遮断レバーを起こして降りる構造である。この装置によってクレーン操作の機能を停止させ、誤動作を防止することができる。乗降遮断装置には、操作レバーのスタンドを倒してクレーンの機能を遮断するものもある。

       

安全弁等

 移動式クレーンの油圧回路にオーバーロード(過負荷)が掛かると、回路内に異常に高い油圧が発生して油圧回路を破損させる恐れがある。このため、油圧回路に安全弁(リリーフ弁)を取付けている。油圧の圧力が設定以上に上昇した時は、その圧力で弁が開いて油をタンクに戻し、油圧が設定以上の圧力にならないようにして油圧回路の破損を防止している。 また、 配管の連結部の外れや油圧ホースの破損等によって油圧回路内の圧力が急激な低下を起こした時の、 つり荷やジブの降下又は機体の傾き等を防止するため、逆止め弁が油圧回路に備えられている。

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