淺談輪式起重機力矩限制器

李 珺

(廣州港集團黃埔港務分公司,廣東廣州 510700)

淺談輪式起重機力矩限制器

李 珺

(廣州港集團黃埔港務分公司,廣東廣州 510700)

力矩限制器是防止超載的安全裝置,該裝置通過超載報警信號自動停止操作動作,保證起重機械更安全、可靠的工作,避免因超載造成的事故。本文介紹了力矩器的系統構造和工作原理,有多個傳感器實時采集起重機的動態參數,經 CPU實時計算出實際載荷,與機械當前狀態額定負荷做比較,從而判斷機械的工作狀態是否安全。

力矩限制器;起重機;傳感器

1 引言

一臺輪式起重機的起重力矩是個定值,當起重臂的長度和起升角度發生變化,所能起升重物的質量也相應發生變化。起重機力矩限制器是應用于臂架型起重機械的安全保護裝置,它可以保證其安全作業、防止起重機因超載和操作失誤而引發事故,使起重機的安全使用達到標準化和科學化。該裝置通過超載報警信號或自動停止起重機向危險方向動作,來有效地避免因過載而引起起重機結構的破壞和整機傾翻。同時,在顯示方面采用全液晶點陣(圖形)顯示技術,并且采用全漢化顯示的工作界面,具有良好的人機界面,使起重機司機更加直觀地通過儀表顯示來觀察起重機吊載作業的情況,做到心中有數,為安全生產提供可靠的保障。

2 力矩限制器的組成及功能

力矩限制器是電子綜合測量技術在起重機上的具體應用。本系統主要由長度傳感器、壓力傳感器、角度傳感器,主機儀表等組成。

2.1 傳感器介紹

傳感器檢測信號是力矩限制器工作的基礎。下面介紹三種傳感器的工作原理。

(1)長度傳感囂。

長度傳感器是采用拉線彈簧及多圉電位器等組成的電位器式位移傳感器.它將起臂長度的變化量轉換為與之對應的電信號.拉線盤的直徑轉動的圈數及減速機構的速比,確定了起重臂長度與電位器輸出信號之間的對應關系。若起重臂長度不變,此傳感器不安裝,只要設定工況參數即可。

(2)角度傳感器角。

角度傳感器選用無磨損電位器,采用重錘式結構將起重臂對水平面的傾角轉換為相應的電信號,因而重錘直接安裝在電位器旋轉軸上,帶動電位器旋轉,來改變電位器抽頭的位置,相應抽頭輸出電壓也隨之改變。這實質仍是電位器式位移傳感器,不過是將角位移轉換為相應的電信號。

通過測量傳感器的電阻可判斷傳感器的好壞,角度傳感器總電阻值為 5.0k歐姆。

如圖1:

圖1 角度電位器

1-3腳之間電阻值為總電阻值。

2-3腳之間電阻值隨起重機臂桿的仰角變化,在 1.5k歐姆——3.5k歐姆之間。

(3)重量傳感器。

重量傳感器將變幅鋼絲繩中反映吊載的壓力值轉換為對應的電信號。應變式壓力傳感器是利用枯貼在彈性敏感元件上的應變片,感測其受壓后的局部應變轉換成相應的電信號。

通過測量傳感器電阻值可初步判斷傳感器的好壞。用萬用表的 2k檔位,測量五芯插頭各個引腳電阻值來判斷。

如圖2:

圖2 重量傳感器

正常阻值如下所示:

1-3腳之間電阻值為 380歐姆左右;

2-4腳之間電阻值 350歐姆左右 。

2.2 儀表主機

本裝置采用全液晶點陣顯示,分辨率高 (320× 240),能一次顯示用戶所關心的數據。如:工作狀態、實際重量、實際幅度、臂長等全部采用漢字提示,具有良好的人機對話界面。

2.3 力矩限制器的主要功能

(1)動載抑制功能 。

此裝置應能區別起重機實際超載與正常作業中突然起升或下降制動產生的附加動載荷影響。吊掛重物障礙或與地面連結時,應具有立即動作的功能。

(2)自動保護功能。

當起升重物產生的力矩達到額定起升力矩的90%時,裝置發出聲音或燈光預警信號。達到額定起升力矩 110%時,應能制止起重機向不安全方向繼續動作,并發出聲光報警信號,起重機拒動后,須經檢查、復位后,才能繼續工作,允許起重機向安全方向動作。

(3)自動保險功能。

具有自動保險功能,當力矩限制器出現問題或故障時,可發出提示性報警信號或文字顯示的故障代碼,以利于及時維修。

(4)故障記憶功能。

當力矩限制器的某一組成部分有故障時,儀表盤會顯示故障代碼及產生的時間,給維修工作帶來方便。

3 力矩限制器的工作原理

力矩限制器是容電子技術、傳感技術、計算機技術為一體,是新一代機電一體化的智能電子產品,主要由傳感器、信號處理、AD轉換,MCU,顯示等組成,其原理框圖如圖 3所示。

起重機力矩限制器的工作原理,首先將起重機的載荷曲線表通過編程器輸入存儲中,再通過面板的人機對話窗口功能,將各種工況參數給予設定,主機即可工作。力矩限制器的長度、角度傳感器能適時檢一出起重機超重臂的長度和起重臂對水平面的角度 a,通過模一數轉換器 (A/D轉換器)將模擬信號轉換成數字信號輸入計算機,計算出幅度 R=L＊cos-A式中,A是起重臂下鉸點翻回轉中心線的水平距離。力矩限制器的壓力傳感器測出變幅鋼絲繩實際吊載時產生的壓力信號,同樣通過 A,D轉換送人計算機,計算出實際力矩值.對于定臂長的動臂式起重機,力矩限制器通過臂架角度的檢測與臂長參數進行計算,得出實際幅度所對應的額定載荷的電壓標準值。載荷傳感器受力后產生應變,應變量轉換成電信號,經放大器放大后送入電壓比較電路,與額定載荷所對應的電壓標準值進行比較。力矩限制器可實時顯示當前起重值,當載荷達到 90%額定載荷時,預警比較器動作,裝置發出預警信號。當載荷超過額定載荷 110%時,繼電器動作,切斷起升控制回路,從而達到安全保護的目的。

圖 3 力矩限制器工作原理圖

4 結束語

特種設備安全是整個安全生產工作中的一個重要組成部分。力矩限制器準確性至關重要,掌握正確調試和檢驗方法,定期進行檢測,尤為必須。過大的動作誤差不僅不能起到安全作用甚至起反作用,如果司機按錯誤的顯示數據進行操作,正誤差會使起重機損失相應的工作能力,過大的負誤差易造成傾翻,甚至引起重大事故。

REFERENCES

[1] 田復興.起重機械安全管理使用指南[M].北京:中國水利水電出版社,2010.

[2] 孫桂林.起重力矩限制器通用技術條件[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2008.

[3] 顧學群.傳感器與檢測技術[M].北京:中國電力出版社, 2009.

[4] 于雨.起重機械作業安全技術[M].遼寧:遼寧科學技術出版社,2006.

[5] 陳錦琪.計數機應用技術[M].北京:中國勞動出版社,2007.

Introduction toM omentL i m iter ofW heel Crane

Li Jun
(Huangpu Area Port,Guangzhou Port Group CO.,Ltd,Guangzhou,Guangdong,510700)

Moment limiter is a safety device to preventoverload.This safety device can stop operating automatically byoverloading alarm signal

.It avoids the accident caused for overloading and makes the operation of the crane more reliable and safe.The system conformation and working principle ofmoment limiter are introduced in this article.There are multiple sensors to collect realtime dynamic parameters of the crane.The actual load calculated by CPU on real-ti me is compared with the current rated load to determine the condition ofmachine is safety or not.

moment li miter;crane;sensor

book=93,ebook=143

TH213.6

C

1009-3842(2010)03-0093-03

2010-05-17

李珺(1982-),男,漢族,山西祁縣人,工學學士,主要從事港口設備技術維護與管理工作,E-mail:hpg2107@163.com