兩種上升極限位置限制器的比較及分析

陳征 余國(guó)意

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的使用越來越多，起重機(jī)的安全性能也越來越重要。上升極限位置限制器是起重機(jī)的重要安全保護(hù)裝置，上升極限位置限制器一般有重錘式和螺桿式兩種。文章介紹了兩種上升極限位置限制器的原理，并結(jié)合兩種限制器在安裝維修和具體使用中的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)兩種限制器進(jìn)行了比較分析，對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的選擇使用和安裝維修有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；上升極限位置限制器；重錘式；螺桿式

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）04-0047-02

上升極限位置限制器是起重機(jī)重要的安全裝置之一，它用于限制取物裝置的起升高度。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)開動(dòng)時(shí)，吊具在工作高度范圍內(nèi)工作。在最高工作位置時(shí)，吊具與其上方的支承機(jī)構(gòu)（如小車架或者吊臂等）應(yīng)有一定的距離。對(duì)這一間距的具體尺寸，司機(jī)在工作時(shí)較難掌握，加上工作中難免疏忽失誤，如不裝設(shè)上升極限位置限制器或限制器失靈，工作中就有可能發(fā)生吊具頂?shù)缴戏街谓Y(jié)構(gòu)，而上升動(dòng)作驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍繼續(xù)提拉吊具的情況，造成鋼絲繩拉斷并使吊具墜落的事故。采用上升極限位置限制器并保持其有效工作，可防止此類事故的發(fā)生。因此《起重機(jī)安全規(guī)程》規(guī)定，凡是動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)，其起升機(jī)構(gòu)（包括主副起升機(jī)構(gòu)），均應(yīng)裝設(shè)上升極限位置限制器。《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》也規(guī)定，起升機(jī)構(gòu)均應(yīng)設(shè)起升上升極限位置限制器。上升極限位置限制器的原理一般由起升傳動(dòng)系統(tǒng)分出一個(gè)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作去觸發(fā)一個(gè)電氣開關(guān)，造成起升傳動(dòng)系統(tǒng)停止工作，從而起到保護(hù)作用。其最常見的形式有重錘式和螺桿式（或渦輪蝸桿）兩種。本文對(duì)兩種限制器的原理和安裝使用方面進(jìn)行了比較分析，以求達(dá)到用戶能夠清晰明確的了解上升極限位置限制器原理，方便快捷的安裝使用維修上升極限位置限制器的目的。

一、重錘式上升極限位置限制器

重錘式上升極限位置限制器由一個(gè)限位開關(guān)和重錘組成。其工作原理是：當(dāng)重錘自由下垂時(shí)，限位開關(guān)處于接通電源的閉合狀態(tài)，取物裝置起升到一定位置時(shí)托起重錘，使限位開關(guān)打開觸頭切斷電源，機(jī)構(gòu)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，吊鉤停止上升；如下降，控制手柄回零后重新起動(dòng)即可。

用在橋架形起重機(jī)上的如圖1所示，用在正動(dòng)臂式起重機(jī)上的如圖2所示：

如圖1、圖2所示，這種型式所用的開關(guān)結(jié)構(gòu)是：開關(guān)內(nèi)的動(dòng)觸頭固定在一根小軸上，小軸伸出開關(guān)殼的部分固接著一個(gè)一端為重錘的臂，臂的另一端制成可懸掛桿件或繩索的形式。當(dāng)臂上重錘抬起時(shí)，另一端處于向下運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)。此時(shí)，開關(guān)內(nèi)的小軸所帶動(dòng)觸頭與靜止觸頭接觸，電路處于接通狀態(tài)，起升機(jī)構(gòu)可通過主令控制器進(jìn)行升降工作。當(dāng)重錘端落下處于最低位置時(shí)，帶動(dòng)開關(guān)小軸傳動(dòng)，觸頭開接觸，電路斷開，使起升機(jī)構(gòu)不再向起升方向開動(dòng)。開關(guān)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，常與所設(shè)位置的其它結(jié)構(gòu)、尺寸等有關(guān)，并據(jù)此選擇結(jié)構(gòu)和布置安排。這兩種限制器動(dòng)作后都是靠開關(guān)重錘復(fù)位的。

二、螺桿式上升極限位置限制器

橋式起重機(jī)等多采用螺桿式上升極限位置限制器，其結(jié)構(gòu)如圖3所示：

如圖3、圖4所示，螺桿式上升極限位置限制器的結(jié)構(gòu)是由卷筒軸端連接，引出運(yùn)動(dòng)關(guān)系和尺寸范圍，通過與螺母一起的撞頭，去觸發(fā)開關(guān)觸頭來斷開電路。開關(guān)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，與引出的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和尺寸范圍有關(guān)。

三、兩種上升極限位置限制器的比較及具體應(yīng)用

重錘式上升極限位置限制器圖1在實(shí)際工作中存在設(shè)計(jì)缺陷，有失誤的可能性。當(dāng)它裝于橋式起重機(jī)的小車上時(shí)，由于小車運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致吊具搖擺。如上升時(shí)吊具頂部擺出限制器重錘杠桿的尺寸界限，此時(shí)吊具雖已超過允許高度，卻不能觸發(fā)開關(guān)動(dòng)作，造成上升極限位置限制器要求動(dòng)作失敗，上升極限位置限制器失效。這種型式的限制器只有在一些有特殊要求的起重機(jī)上才使用，其他企業(yè)中已經(jīng)很少使用。

圖2在實(shí)際工作中使用的較為普遍，因?yàn)槠潴w積小、安裝方便，幾乎不用調(diào)試，并且在使用過程中故障率小、維修簡(jiǎn)單。如果限制器失效，在吊具上升時(shí)超過已允許的高度時(shí)，操作人員也可以在下方直觀的看到吊具超過允許的范圍，能夠及時(shí)采取措施。在一般的橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、汽車起重機(jī)等都有使用。

螺桿式上升極限位置限制器準(zhǔn)確可靠，具有重量輕、體積小、安裝調(diào)試方便、響應(yīng)靈敏準(zhǔn)確、平穩(wěn)可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，一般可對(duì)上升下降設(shè)報(bào)警限位和保護(hù)限位兩道保護(hù)。它使用的也很普遍，在安裝、調(diào)試、維修方面較重錘式限制器復(fù)雜一些，失效時(shí)也不能直觀的發(fā)現(xiàn)，但是它可以增加一個(gè)下降極限位置限制器，用來防止因下降距離過大而使鋼絲繩在卷筒上纏繞的安全圈數(shù)少于設(shè)計(jì)要求造成的摩擦力不夠使吊物墜落的事故。下降極限位置限制器一般只設(shè)置在操作人員無(wú)法判斷下降位置的起重機(jī)上和其他有特殊要求的設(shè)備上。應(yīng)注意的是：每一次更換鋼絲繩后，都應(yīng)重新調(diào)整限制器的停止位置。在起重噸位大的橋式起重機(jī)（帶小車）、門式起重機(jī)（帶小車）、門座起重機(jī)等都有使用。

電動(dòng)葫蘆、懸臂起重機(jī)、電動(dòng)單梁和門式起重機(jī)等起重噸位不大使用鋼絲繩式電動(dòng)葫蘆的起重機(jī)上，使用的上升極限位置限制器和螺桿式限制器類似。不同點(diǎn)是，螺桿式限制器是通過撞頭去撞擊限位開關(guān)完成限位動(dòng)作，而這些起重機(jī)是通過套在卷筒外面的導(dǎo)繩器去撞擊限位開關(guān)完成限位動(dòng)作。導(dǎo)繩器是由幾段（3～5段）組成一個(gè)圓環(huán)，由導(dǎo)繩螺母套在卷筒外面。它本身不能轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨鋼絲繩卷繞，由卷筒上的螺紋槽帶動(dòng)沿軸向移動(dòng)，撞擊設(shè)置于卷筒上的限位開關(guān)，起限位作用?，F(xiàn)在國(guó)外的一些電動(dòng)葫蘆配備了轉(zhuǎn)角限制器，一般是起升卷筒軸與限制器的輸入軸連接，經(jīng)減速器變速轉(zhuǎn)換成限制器輸出軸的角位移信號(hào)傳出達(dá)到限位的目的。

環(huán)鏈?zhǔn)诫妱?dòng)葫蘆一般用的是自身的安全離合器，當(dāng)載荷超過1.5倍額定載荷（0.9～1.5倍之間可調(diào)）時(shí)鏈條會(huì)打滑而吊鉤不能繼續(xù)上升，變相的起到了上升極限位置限制器的作用。也有部分環(huán)鏈?zhǔn)诫妱?dòng)葫蘆采用的是“頂觸式” 上升極限位置限制器，近似于圖2。就是在吊鉤上端的鏈條上裝上一圓筒狀物體或者僅靠吊鉤自身頂部的上升運(yùn)動(dòng)去頂觸到上升

開關(guān)。

吊運(yùn)熾熱金屬、易燃易爆或有毒物品等危險(xiǎn)品的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置兩套上升極限位置限制器，且兩套限位器動(dòng)作應(yīng)有先后，并盡量采用不同結(jié)構(gòu)型式和控制不同的斷路裝置。

四、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)兩種使用最為廣泛的上升極限位置限制器的優(yōu)缺點(diǎn)及具體使用進(jìn)行了比較分析，可為起重機(jī)用戶及相關(guān)人員研究提供參考。上升極限位置限制器的可靠有效直接關(guān)系到起重機(jī)運(yùn)行的安全，其動(dòng)作失效，就有可能造成吊鉤沖頂，輕則損壞卷筒拉斷鋼絲繩造成起吊物墜落，重則造成重大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。所以要對(duì)相關(guān)起重機(jī)的操作人員要進(jìn)行日常的安全教育，對(duì)上升極限位置限制器要進(jìn)行日常的維修保養(yǎng)，對(duì)其動(dòng)作的有效性和可靠性進(jìn)行檢查，確保起重機(jī)的安全使用。

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作者簡(jiǎn)介：陳征（1985-），男，安徽合肥人，安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院助理工程師。

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