160t伸縮臂式鐵路起重機用新型起升高度限位器的設計

白圣男，徐國輝

（齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司大連研發(fā)中心，遼寧大連 116052）

1 引言

160t 伸縮臂式鐵路起重機主要用于鐵路機車車輛脫軌、傾覆等行車事故救援，是確保鐵路快捷、通暢運輸?shù)脑O備。起升高度限位器是鐵路起重機安全防護裝置的重要組成部分，是防止起重機械事故的必要措施。GB/T 3811-2008《起重機設計規(guī)范》第9.7.2.1 條規(guī)定：起升機構均應裝設起升高度限位器。當取物裝置上升到設計規(guī)定的上極限位置時，應能自動切斷起升動力源。在此極限位置的的上方，還應留有足夠的空余高度，以適應上升制動行程的要求［1］。

2 現(xiàn)有重錘式起升高度限位器原理和存在的缺點

目前160t 伸縮臂式鐵路起重機的起升高度限位器主要采用重錘式起升高度限位器。

2.1 重錘式起升高度限位器的主要工作原理

圖1 重錘式起升高度限位器原理簡圖

如圖1 所示，重錘2穿在吊重鋼絲繩3 上，與行程開關5 用鋼絲4 連接在一起。當?shù)蹉^支承架1未碰到重錘時，在重錘的重力作用下，鋼絲被拉緊，使行程開關克服自身彈簧阻力而處于通電狀態(tài)。當?shù)蹉^支承架到達上極限位置并繼續(xù)向上運動時，就推動重錘，連接鋼絲處于松弛狀態(tài)，行程開關因為不受力，在自身彈簧作用下彈起，通過電氣及液壓系統(tǒng)的一系列動作（包括力矩限制器主機發(fā)出信號，液壓系統(tǒng)先導壓力油路卸荷）進而切斷起升動力，從而達到保護效果。

2.2 重錘式起升高度限位器的主要缺點

（1）由于重錘和吊重鋼絲繩之間有相對運動，所以會對鋼絲繩產生磨損，存在安全隱患。

（2）當起升速度較快時，重錘被吊鉤支承架托起的高度較大，解除限動后，吊鉤支承架回落時，如果鋼絲繩潤滑不良，則重錘不會及時下落而會滯后突然下落，由于重錘質量較大，對限位開關有一個沖擊，可能損壞限位開關或扯斷鋼絲。

（3）當?shù)蹉^支承架受到振動時，吊重鋼絲繩帶動重錘繃緊鋼絲，使限位開關受到沖擊，可能會使限位開關限動、損壞或鋼絲扯斷。

（4）當?shù)醣垩鼋前l(fā)生變化時，吊重鋼絲繩和鋼絲夾角發(fā)生變化，為了滿足吊臂在不同仰角下都滿足限位開關受力合理，重錘的高度位置就受到限制，重錘的高度位置不能距離吊臂頭部離的太近，這樣就降低了起升高度。

（5）整個限位裝置安裝位置靠近吊臂頭部外側，作業(yè)時有被重物或吊具碰撞可能，影響整機可靠性。

3 新型起升高度限位器的設計原理和結構

采用新型的起升高度限位裝置，不磨鋼絲繩，不受吊鉤支承架振動的影響，增大了吊鉤有效起升高度，主要結構采用吊臂筒體內藏的方式，防護及可維護性能更好。

3.1 新型起升高度限位器設計原理

如圖2 所示，吊鉤支承架2 起升碰到控制桿1 后，控制桿帶動限位擋組成11 繞銷軸12 轉動，固定在限位擋組成的碰塊10 也隨著轉動時觸發(fā)固定在安裝座組成5的行程開關9 動作，以切斷起升動作，達到限位目的。吊鉤支承架回落時，在復位彈簧8的反力和控制桿自重的的作用下，行程開關和控制桿回到初始位。

3.2 新型起升高度限位器結構

圖2 控制桿式起升高度限位器原理簡圖

主要結構如圖2 所示。圖2（a）為新型起升高度限位器結構的主視圖，實線為吊臂水平狀態(tài)，雙點劃線為吊臂最大仰角狀態(tài)；圖2（b）為圖2（a）的局部放大圖。U形防擺架3 用螺栓固定在吊臂底部，作用是限制控制桿的橫向擺動和防止控制桿在重力作用下發(fā)生下?lián)稀３薝 形防擺架和控制桿，其它的主要結構用安裝連接板4 固定在吊臂筒體內部，吊臂筒體下部有用于安裝的開孔?？刂茥U和限位擋組成由銷軸13 和壓板14連接而成。銷軸13 承受控制桿的重力，壓板調節(jié)控制桿的位置。當?shù)蹉^支承架起升碰到控制桿后，克服控制桿的彈性變形，克服復位彈簧的阻力，克服有相對運動的摩擦阻力，通過銷軸13 和壓板將力傳遞給限位擋組成，限位擋組成11 繞著銷軸12 轉動。此時固定在限位擋組成11的碰塊10 沿著固定在安裝座組成5的行程開關9 轉動，隨著碰塊10的轉動，在碰塊10的接觸點發(fā)生變化，行程開關9的觸點被壓入量逐漸加深，觸發(fā)行程開關動作，切斷起升動作。吊鉤支承架2 回落時，在復位彈簧8 和控制桿1 自重的作用下，限位擋組成11 繞銷軸12 往回轉動，帶動碰塊10 往回轉，行程開關和控制桿回到初始位。吊臂在不同仰角時，吊鉤支承架2 與控制桿1的碰撞位置不同，控制桿的形狀應滿足此要求。

4 新型起升高度限位器的優(yōu)點

（1）采用新型的結構，不磨損鋼絲繩，避免了安全隱患。

（2）不受吊鉤支承架振動干擾，性能更可靠。

（3）增大起升高度約800mm，提高了作業(yè)性能。

（4）主要結構采用吊臂筒體內藏的方式，防護及可維護性能更好。

5 結語

這種新型起升高度限位器已運用于160t 伸縮臂式鐵路起重機中，到目前為止已安裝出廠了數(shù)臺，使用中動作靈敏、可靠，狀態(tài)良好，達到了設計意圖。