起重量限制器:起重機械安全保護裝置-中文百科頻道

概述

該産品在設計上采用了先進的計算機技術，有自動校核檢查和零點自動跟蹤能力，具有功能強，結構緊湊、操作校準方便、工作穩定、安裝維修方便等優點。

目前，發達國家的先進起重機無論在安全監控還是在自動運行控制方面都具有相當高的水平。如德國的起重機，采用激光裝置測量起吊物的重心位置，依靠超聲波傳感器引導取物裝置抓取貨物。大車和小車運行采用編碼軌迹系統測定路徑，起升高度采用恒定張緊的測量索和角度發生器測定。起重機采用磁場變換器激光達到高度精度定位。英國的起重機上安裝了近場感應系統，可避免起重機之間的相互碰撞。采用無線遙控時，載重量也能在遠程發射機上顯示。起重機上還裝有微機自診斷監控系統

，該系統能提供大部分常規維護檢查内容，如鋼絲繩狀況，減速器油溫定位，車輪軸承溫度，

起重機載荷、應力和振動情況，振動器摩擦襯片的壽命及溫度狀況等等。德國近年來為解決起重機吊具的防遙控制問題，開發了模糊邏輯電路的控制技術，用神經信息技術和模糊技術來尋找開始加速的最佳時刻，将有經驗司機防遙實際操作的數據輸入系統，實現最優控制。模糊控制方式能确定實施自動工作的控制指令，将人們主觀的模糊量通過模糊稽核進行數字化定量，再利用微處理機實現像熟練司機一樣的自如操作，取得更高的效率和安全性。

國内起重機械監控儀産品開發起步較晚，從80年代初，有大專院校、科研院所等單位對超載保護裝置進行了研究、設計、生産、不過，發展至今也已漸成規模。尤其是電子器件的發展，使目前國内電器型超載保護裝置的産品技術水平上了一個新的台階，但是我國起重機械安全監控儀的監控功能比較單一，大部分是測量監控其起重量和起升力矩的運行狀态，與國外同類産品相比，仍有較大的差距。而利用物聯網技術實行遠程數據監控和提取的技術監控系統國内尚未實現産業化生産。

随着科學技術的進一步發展和互聯網技術的進一步延伸和普及，物聯網技術将會在起重機械安全監控方面得到一定程度的應用。因此涉及起重機械運行過程中影響安全方面的各物理量的測量、監控和存儲，并且借助于物聯網技術進行數據遠程提取和監控的起重機械安全監控系統将會是起重機械運行保護裝置的發展趨勢。

結構

産品是具有複合功能的産品系統，主體由傳感器子系統、測控子系統和主控計算機三部分組成。

第一部分是由安裝在起重機不同部位的傳感器子系統構成，傳感器實時測量并傳輸起重機作業時的特征物理量，如重量、力矩、位移量、風速等，并将所測量數據傳輸至測控子系統A、B。

第二部分的測控子系統A、B，分别是具有特定功能的集成式單片機，力傳感器内置式信号采集、數字濾波、精度修正和長線傳輸驅動，每個傳感器都有各自的ID編号，分别傳輸給主控計算機，并且執行主控計算機發出的對起重機進行控制的命令，确保起重機安全作業。

第三部分為主控計算機，它是車載計算機，主控計算機作為“一線”計算機，接收測控子系統A、B傳來的起重機運行的特征數據，完成對數據的分析、儲存和傳輸，發出具體的起重機安全運行的控制命令，進行載荷譜、作業時間譜等的起重機運行特征的圖形顯示、人機交流。另外，主控計算機還可以将一些特征數據打包進行無線網絡傳輸，供在非作業現場的“二線”計算機在遠程進行起重機運行狀況的查詢、監督。“二線”計算機可實現對多台起重機運行狀況的查詢，這樣就能達到用戶或安全監管部門對起重機運行狀況的掌控，實現起重機械的壽命分析、安全評定、風險評估等分析，進行全方位監控。

主要特點

2.1由于采用了先進的抗幹擾器件和獨到的軟件設計，本裝置有極強的抗幹擾能力；

2.2為了便于安裝，本裝置的各部件在工廠已按技術标準用精度儀器分别調校，現場安裝時一般不再需要進行調試(見安裝和調試部分)；

2.3為了便于精确顯示穩重值，限制器采用了軟件調節記憶技術，調正時便捷直觀；

技術指标

3.1适用範圍：0.5T～32T各種規格的電動葫蘆單梁式起重機；

3.2系統誤差：小于±5%(F·S)；

3.3告警方式：聲光報警；

(1)預報警點：當起吊重量達到額定起吊重量的90%時，發出斷續的報警聲(短聲)，顯示重物重量；

(2)額定值報警：當起吊重量達到額定起吊重量的100%時，發出斷續的報警聲(長聲)，顯示重物重量；

(3)立即報警：當起吊重量達到額定起吊重量的110%時，發出連續的報警聲，紅色指示燈亮，且自動切斷起重機上升接觸器電源，顯示重物重量；

3.4傳感器的靜強度：傳感器的靜強度為額定載荷的1.5倍；

3.5工作溫度：-20℃～+60℃；

3.6相對濕度：45%～95%；

3.7電源電壓：AC380V，50HZ或按用戶要求；

3.8繼電器觸點容量：繼電器觸點容量為AC380V，2A；

3.9控制器的耐壓：為2000V；

3.10顯示方式：四位LED(紅色)數字顯示起重量，小數點為2位。

工作原理

起重量限制器由兩大部分組成，傳感器和控制器。當起重機械起吊重物，重量傳輸到傳感器使傳感器産生微量電壓變化，經儀表放大器放大後經高分辨率的A/D轉換器變成數字信号。數字信号直接由單片計算機讀取，經處理後換算成重量值。該值與額定比較如達到110%的額定值輸出一對無源繼電器觸點信号(常閉)，用來切斷起升電機電源，另外重量值可根據控制器的命令送到控制器處理後顯示出額定重量，起重重量預報警和報警聲響。

安裝調試

5.1傳感器的安裝：安裝時将彈性體緊靠鋼絲繩，然後用手将壓闆套在U形螺栓上把鋼絲繩壓住，接着用扳手把左右螺母擰緊壓住鋼絲繩，使其直徑略有變形即可，最後再左右各加一螺母并緊防松。太緊或太松都會使傳感器的輸出信号不一緻。

5.2控制器的安裝：控制器可根據不同的需要安裝在手電門上或裝在司機室内均可。控制器與傳感器之間用一根四芯屏蔽線相連接，出廠時已配好，可根據用戶要求決定導線長度，也可配置航空插頭由用戶自行裝配此線；

5.3連接：起重量限制器采用一根四芯屏蔽電纜，有“電源”标記的兩線(紅、黑)接交流380V，為限制器的電源線，有“常閉”(藍、黃)标記的兩線串聯在起升接觸器回路中。注意：電源電壓～380V。控制觸點為常閉。

發展過程

我國現行塔式起重機的技術規範大部分是90年代頒發的，縱觀現狀，國内生産的各類塔機與之相對照，尚有一定的差距，主要表現在安全裝置不全、輔助機構欠缺等問題。如有的缺少卷筒防脫繩裝置；有的缺少變幅小車斷軸防墜裝置；有的缺少風速儀；有的缺少紅色障礙燈。更有甚者，至今尚未執行電氣系統的三相五線制。

沒有規矩，不成方圓。我們隻有統一在國家頒發的标準規範範疇之内，熟悉規範，掌握規範，才能提高我們的制造水平和使用水平，才能對老式塔機進行改造與更新。不執行規範，後患無窮，甚至會付出生命的代價。建設部《關于進一步加強塔式起重機管理預防重大事故的通知》中指出：據不完全據計，自1998年以來，在塔機事故中，一次死亡3人以上的重大事故就有25起，共造成76人死亡，18人重傷。又據國内權威部門對1200例塔機事故的調查分析中發現，塔機傾翻和斷臂等事故占了塔機事故的70%，而這些事故的主要原因是超載和違章作業引起的，當然塔機的制造質量差、安全裝置不全或失靈也有直接關系。通過熟悉規範，不但能保證安全生産，而且還能靈活運用規範。下面就塔機的部分規定、規範和标準，以及個人的理解進行說明。

塔機非工作狀态與工作狀态的區分

已安裝架設完畢的塔機，不吊重，所有機構停止運動，切斷動力電源，并采取防風保護措施，稱為非工作狀态。塔機處于司機控制之下進行作業，包括吊重運轉，空載運轉或間歇停機，稱為塔機工作狀态。

塔機檢驗規則的分類

(1)型式檢驗按規定的檢驗方法對産品樣品進行檢驗，以證明樣品符合指定标準或技術規範的全部要求。一般由生産廠家或國家和地方質量監督機構進行。

(2)出廠檢驗産品交貨，用戶驗收時進行。包括性能試驗、安全裝置檢驗、連續作業試驗。

(3)常規檢驗用戶正常使用時進行，包括每次轉移工地。安裝後在同一地點工作，每年進行一次，但安全裝置每半年進行一次。重大故障修複後也要進行常規檢驗。常規檢驗包括性能試驗、安全裝置檢驗。

塔機性能試驗内容(GB/T5031)

安裝拆卸試驗、絕緣試驗、空載試驗、載荷試驗(額定載荷、超載25%靜載荷、超載10%動載荷試驗)，操作試驗。

塔機的安全裝置

起重力矩限制器，起重量限制器，小車變幅斷繩保護裝置和斷軸保護裝置，起升高度限位器，幅度限位器，回轉限位器，行走限位器，夾軌器，風速儀，吊鈎與卷筒防脫繩裝置等。

風速的規定

我國标準規定，塔機安裝、拆卸、爬升或頂升作業，最大安裝高度時風速不大于13m/s，相當于6級風。而從法國引進的F0/23B塔機規定：在風速超過16.6m/s的情況下塔機不得頂升，相當于7級風(安裝手冊)。筆者認為，以執行我國标準規定為宜。

塔身垂直度的規定

(1)塔機安裝後，在空載無風狀态下，塔身軸心線對支承面的側向垂直度為4/1000，同時要測量互成90°的兩個方向。應該注意的是測量時起重臂與被測塔身，必須在同一平面内，即垂直起重臂時測量塔身在起重平面内的垂直度，對着起重臂測量塔身在起重平面外的側向垂直度。

(2)塔機附着後，附着點以下，塔身垂直度偏差不大于2/1000，附着點以上仍為4/1000。

(3)内爬式塔機，在上下兩支承裝置間測量時，其塔身對基準面的垂直度偏差不大于2.5/1000。

(4)塔機在起升額定載荷時，起重臂根部水平靜位移△x應不大于h/100，其中h對移動式塔機為塔身與起重臂連接處至直接支持整個塔身的作用平面的垂直距離。對附着式塔機為塔身與起重臂連接處至最高一個附着點的垂直距離。Δx按下式計算：

Δx=[1/(1-Fn/Fe)]*Δm

式中：久Fn——在額定起升載荷作用下，塔身與臂

架連接處以上所有垂直力；

Fe——歐拉臨界載荷；

Δm——額定起升載荷對塔身中心線的彎矩M引起的塔身與起重臂連接處的水平位移。

有的單位為了簡化計算，對附着式塔機同樣使用h/100，h定為塔身與起重臂連接處至最高一個附着裝置之間的垂直距離。顯然，這樣計算出來的數值偏大。

司機室

司機室應設總電源開合狀态信号指示、超起重力矩和超起重量報警或信号指示。司機室用冷暖風機應選用鐵殼防護式并固定安裝，外殼接地。采用空調器應單獨設置電源。塔機在工作時，司機室内噪聲不應超過80dB(A)。司機室不能懸挂在臂架上，其位置不應在臂架正下方。可附在回轉塔身上。8對安全指示燈與風速儀的規定塔頂高于30m的塔機，其最高點及臂端應安裝紅色障礙指示燈，其供電應不受停機影響。對臂架根部鉸點超過50m的塔機，應在頂部設置風速儀，當風速超過規定值時應能報警。

對于第一項規定，有的地區做得較好，未安裝的技術監督機構不予驗收。對于第二項規定，所有塔機幾乎都沒有安裝，隻有個别用戶定貨時主動提出來，廠家才給予安裝。9對小車變幅塔機的規定

在空載狀态下，起重小車任意一個滾輪與軌道的支承點對其他滾輪與軌道的支承點組成的平面的偏移不得超過軸距公稱值的1/1000。

對最大變幅速度超過40m/min的起重機，在小車向外運行時，當起重力矩達到額定值的80%時，應自動轉換為低速運行。當幅度限位開關動作後，應保證小車停車時其端部距緩沖裝置最小距離為200mm。

起升高度限位器

動臂變幅塔機的吊鈎裝置頂部距起重臂下端删一時應能立即停止起升運動。小車變幅塔機的吊鈎裝置頂部至小車架下端的最小距離，對上回轉塔機鋼絲繩2倍率時為1000mm，4倍率時為700mm；下回轉塔機2倍率為800mm，4倍率時為400mm，此時應能立即停止起升。

起重力矩與起重量限制器的規定

當起重力矩超過其相應幅度的規定值并小于規定值的110%時，應停止提升方向及向外方向變幅的動作。

當吊重超過最大超重量并小于最大起重量的110%時，應停止提升方向運行，但允許機構有下降方向的運動。

卷筒與滑輪的規定

(1)有下列情況之一者應予報廢：

有裂紋及輪緣破損；卷筒壁厚磨損量達到厚度的10%；滑輪槽壁厚磨損量達到厚度的20%;滑輪槽底磨損量超過相應鋼絲繩直徑的20%。

(2)滑輪上應設有鋼絲繩防脫槽裝置，防脫槽裝置與滑輪最外緣間隙不得超過鋼絲繩直徑的20%。