Автоматические системы обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования 

«Томский государственный архитектурно-строительный университет» 

 
 
 
 
 

Д.Ю. Орлов 

 
 

АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ 

БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ 
ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ 

 
 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 

Томск 

Издательство ТГАСУ 

2021 

УДК 62-78 
ББК 39.922 

 O 66 
 

О 66

Орлов, Д.Ю. Автоматические системы обеспечения

безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов : учебное 
пособие / Д.Ю. Орлов. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-
строит. ун-та, 2021. – 76 с. – Текст : непосредственный.

ISBN 978-5-93057-958-1

В настоящем учебном пособии приведен анализ причин аварий 

и травматизма при эксплуатации грузоподъемных кранов. Рассмотрены 
конструкции, технические характеристики, основные параметры, 
принцип действия технических средств обеспечения безопасности,
ограничивающих 
функционирование 
механизмов 
крана 
и/или

обеспечивающих оператора крана эксплуатационной информацией.

Пособие 
предназначено 
для 
студентов,
обучающихся 

по направлению
подготовки
бакалавров 
23.03.02 
«Наземные 

транспортно-технологические комплексы» и программе специалитета 
23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства».

УДК 62-78
ББК 39.922

Рецензенты:
С.А. Ларионов, канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительные 
и дорожные машины» ТГАСУ;
О.С. Борисов, директор ООО «Спецавтоматика».

  
 

ISBN 978-5-93057-958-1
© Томский государственный

архитектурно-строительный
университет, 2021

© Орлов Д.Ю., 2021

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Введение...................................................................................................... 4 
1. Безопасность опасных производственных объектов ...................... 6 

1.1. Аварийность и травматизм 
при эксплуатации грузоподъемных кранов .......................................... 8 

2. Общие сведения о грузоподъемных кранах ................................... 14 
3. Автоматические системы обеспечения безопасной   
эксплуатации грузоподъемных кранов .............................................. 21 

3.1. Ограничители рабочих движений ................................................ 22 

3.1.1. Ограничитель механизма подъема груза.............................. 24 
3.1.2. Ограничители механизма изменения вылета ...................... 25 
3.1.3. Ограничители механизмов передвижения ........................... 26 

3.2. Указатели грузоподъемности........................................................ 29 
3.3. Указатели наклона крана (креномеры) ........................................ 30 
3.4. Блокировочные устройства .......................................................... 31 

3.4.1. Блокировочные устройства мостовых и козловых кранов ... 31 
3.4.2. Блокировочные устройства кранов стрелового типа .......... 32 

3.5. Ограничители грузоподъемности ................................................ 32 

3.5.1. Датчики нагрузки ................................................................... 38 

3.6. Анемометры ................................................................................... 44 
3.7. Ограничители опасного приближения к линям 
электропередачи ................................................................................... 50 
3.8. Регистраторы параметров ............................................................. 53 
3.9. Координатная защита .................................................................... 57 

3.9.1. Координатная защита стрелового самоходного крана   
на примере прибора ОГМ240 .......................................................... 57 
3.9.2. Координатная защита башенного крана на примере  
прибора ОНК-160Б .......................................................................... 60 

3.10. Противоугонные устройства кранов .......................................... 62 
3.11. Буферные устройства и тупиковые упоры ................................ 63 

3.11.1. Буферные устройства ........................................................... 63 
3.11.2. Тупиковые упоры ................................................................. 64 

3.12. Многофункциональные приборы безопасности ....................... 65 

3.12.1. Прибор безопасности стрелового самоходного крана 
ОГМ240 ............................................................................................. 65 
3.12.2. Ограничитель нагрузки башенного крана ОНК-160Б ...... 68 

Контрольные вопросы ........................................................................... 72 
Список рекомендуемой литературы .................................................... 72 

ВВЕДЕНИЕ 

 
В современном производстве широко применяют раз-

личные грузоподъемные машины (ГПМ), наибольшее распространение 
из них получили грузоподъемные краны. Предназначены 
они для подъема и перемещения в пространстве груза, 
удерживаемого грузозахватным устройством. Грузоподъемные 
краны могут перемещать штучные, насыпные, навалочные 
грузы на складах, в производственных цехах, на строительных 
объектах, при обслуживании технологических агрегатов 
предприятий. 

Согласно Федеральному закону от 21.07.1997 г. № 116-

ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных 
объектов» [1] грузоподъемные краны относятся к категории 
опасных производственных объектов (ОПО) IV класса 
опасности (ОПО низкой опасности). Такие машины требуют 
к себе повышенного внимания как на этапе проектирования 
и изготовления, так и на этапе эксплуатации. Для осуществления 
надзорных, разрешительных и контрольных функций, 
а также нормативного регулирования создан федеральный орган 
исполнительной власти – Федеральная служба по экологическому, 
технологическому и атомному надзору России 
(Ростехнадзор). 

Основная опасность при эксплуатации грузоподъемных 

кранов возникает при их авариях. В этом случае поражающими 
факторами являются: 

– разрушение или излом металлоконструкции; 
– опрокидывание крана; 
– соприкосновение металлоконструкции крана или его ка-

натов с проводами линий электропередачи и др. 

Безопасность эксплуатации и надежность грузоподъемных 

кранов существенно зависит от уровня их оснащенности приборами 
безопасности. Совместно с исполнительными устройства-

ми (гидрораспределители с электромагнитным управлением, 
контакторы и др.) приборы безопасности образуют автоматическую 
систему обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъемного 
крана. Основное назначение такой системы – защита 
грузоподъемной техники и людей от последствий возможных 
аварий за счет автоматического отключения приводов механизмов 
ГПМ или предупреждения оператора (крановщика) об аварийной 
ситуации. 

1. БЕЗОПАСНОСТЬ ОПАСНЫХ  

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ 

 
Правовые, экономические и социальные основы обеспече-

ния безопасной эксплуатации опасных производственных объектов 
в России определяются положениями Федерального закона «
О промышленной безопасности опасных производственных 
объектов» [1] (далее – Закон). 

Действие Закона направлено на достижение двух целей: 
– предупреждение аварий на опасных производственных 

объектах (ОПО); 

– обеспечение готовности эксплуатирующих ОПО юриди-

ческих лиц и индивидуальных предпринимателей к локализации 
и ликвидации последствий указанных аварий. 

Безопасность ОПО (промышленная безопасность ОПО, 

промышленная безопасность) – состояние защищенности жизненно 
важных интересов личности и общества от аварий на опасных 
производственных объектах и последствий указанных аварий [1]. 

Для правильного понимания, единого толкования и приме-

нения нормативных правовых и иных актов в области промышленной 
безопасности Законом формулируется ряд понятий, 
в том числе: 

1) авария – разрушение сооружений и (или) технических 

устройств, применяемых на опасном производственном объекте, 
неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ; 

2) инцидент 
– 
отказ 
или 
повреждение 
технических 

устройств, применяемых на опасном производственном объекте, 
отклонение от установленного режима технологического процесса; 

3) технические устройства, применяемые на ОПО – ма-

шины, технологическое оборудование, системы машин и (или) 
оборудования, агрегаты, аппаратура, механизмы, применяемые 
при эксплуатации ОПО. 

Согласно Закону грузоподъемные машины относятся 

к категории опасных производственных объектов IV класса 
опасности. 

Требованиями промышленной безопасности являются 

условия, запреты, ограничения и другие обязательные требования, 
содержащиеся в Федеральных законах, принимаемых в соответствии 
с ними нормативных правовых актах Президента 
и Правительства Российской Федерации, а также федеральных 
нормах и правилах в области промышленной безопасности. 

Органом федерального государственного надзора в обла-

сти промышленной безопасности является Федеральная служба 
по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ро-
стехнадзор). Приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 г. 
№ 533 [2] были утверждены Федеральные нормы и правила 
в области промышленной безопасности «Правила безопасности 
опасных производственных объектов, на которых используются 
подъемные сооружения» (далее – ФНП). 

ФНП устанавливают необходимые требования: 
– к деятельности в области промышленной безопасности 

на ОПО, на которых используются стационарно установленные 
грузоподъемные механизмы, в том числе к работникам указанных 
ОПО;  

– безопасности технологических процессов на ОПО, на ко-

торых используются подъемные сооружения, в том числе к порядку 
действий в случае аварии или инцидента на ОПО. 

Согласно п. 1 ст. 7 Закона обязательные требования к тех-

ническим устройствам, применяемым на ОПО, и формы оценки 
их соответствия указанным обязательным требованиям устанавливаются 
в соответствии с законодательством Российской Федерации 
о техническом регулировании. 

Техническим называется правовое регулирование отноше-

ний в сфере принятия, применения и выполнения обязательных 
требований к разным типам продукции, процессам производства, 
а также использованию, хранению, перевозке и утилизации 
товаров и материалов. В эту область входит несколько секторов 
технической политики. Среди них: аккредитация, стандартизация, 
проведение испытаний, государственный контроль, подтверждение 
соответствия и осуществление надзора. 

Основополагающим документом в сфере технического ре-

гулирования является Федеральный закон «О техническом регулировании» [
3]. Требования технического регулирования для 
подъемных сооружений, в том числе грузоподъемных кранов, 
установлены в Техническом регламенте Таможенного союза 
«О безопасности машин и оборудования» [4]. 

 
1.1. Аварийность и травматизм  
       при эксплуатации грузоподъемных кранов 
 
В России на 2017 г. зарегистрировано около 200 тыс. грузо-

подъемных кранов [5]. Динамика количества зарегистрированных 
грузоподъемных кранов с 2005 по 2016 г. представлена на рис. 1.1. 

 

 

 
Рис. 1.1. Количество зарегистрированных грузоподъемных кра-

нов с 2005 по 2016 г. 

 
Почти 70 % кранового парка России к 2017 г. отработали 

нормативный срок службы, что не способствует повышению 

уровня промышленной безопасности в области надзора за подъемными 
сооружениями. 

По данным Ростехнадзора, опубликованным в ежегодных 

отчетах ведомства, с 2006 по 2018 г. на подъемных сооружениях 
(грузоподъемные краны, лифты, подъемники и т. д.) смертельно 
травмировано 815 человек, из них 691 человек – на грузоподъемных 
кранах, что составляет 84,8 % от общего числа смертельно 
травмированных. График смертельного травматизма на грузоподъемных 
кранах по годам приведен на рис. 1.2. 

 

 

 
Рис. 1.2. Смертельный травматизм на грузоподъемных кранах 

с 2006 по 2018 г. 

 
Наибольшее количество человек смертельно травмируется 

при эксплуатации башенных, автомобильных и мостовых кранов. 
На рис. 1.3 представлено распределение смертельных случаев 
по типам кранов. Информация представлена за период 
с 2007 по 2017 г. (без учета 2010 г.).  

На рис. 1.4 представлена в абсолютных значениях инфор-

мация о смертельно травмированных в 2016–2017 гг. на различных 
типах грузоподъемных кранов. 

Рис. 1.3. Распределение случаев смертельного травматизма 

с 2007 по 2017 г. по разным типам грузоподъемных кранов 

 

 

 
Рис. 1.4. Распределение случаев смертельного травматизма 

в 2016–2017 гг. по разным типам грузоподъемных кранов 

 
Как показывают статистические данные, при эксплуатации 

грузоподъемных кранов погибают не только работники, непосредственно 
обслуживающие грузоподъемные краны (машини-

сты, стропальщики, ремонтный персонал), но и работники, 
не имеющие непосредственного отношения к обслуживанию 
кранов (бетонщики, каменщики и т. д.). На рис. 1.5 представлены 
категории работников, погибших при эксплуатации грузоподъемных 
кранов с 2009 по 2011 г. [6]. 

 

 

 
Рис. 1.5. Категории работников, погибших при эксплуатации 

грузоподъемных кранов 

 
Основными причинами смертельного травматизма на гру-

зоподъемных кранах с 2003 по 2011 г. являлись (рис. 1.6): 

1) падение груза в результате применения неисправных 

или не соответствующих массе и характеру груза грузозахватных 
приспособлений, нарушения схем строповки; 

2) падение груза в результате нарушения схем складирова-

ния грузов; 

3) падение крана (стрелы с грузом) в результате непра-

вильной его установки; 

4) падение крана (стрелы с грузом) в результате перегруза, 

неисправности приборов безопасности; 

5) разрушение кранов или их механизмов из-за содержания 

технического устройства в неисправном состоянии;