淺談同軌道起重機間緩沖器的應用

摘要：緩沖器是同軌道起重機間重要的安全防護裝置，本文介紹了橡膠式緩沖器、彈簧式緩沖器、液壓式緩沖器、聚氨酯式緩沖器的原理、結構及相互間的優劣特點，闡述了同軌道起重機間緩沖器安裝方式的利弊，提供緩沖器選用、使用的參考依據。

關鍵詞：起重機;緩沖器;應用

引言

緩沖器是一種吸收起重機與物體相碰時能量的安全裝置，在起重機制動器和位置限制器失靈后起作用。當起重機與軌道端頭立柱或同軌起重機相接接觸時，保證起重機平穩停車。緩沖器即能有效吸能又能減緩速度，是起重機最有效最直接的安全防護裝置。

1.緩沖器幾種形式及特點

緩沖器能承受失控時仍然高速運動的設備突然加載的沖擊載荷， 并且起到有效地延長加載時間， 以減小反作用到設備本身上的沖擊力的作用。國內生產的起重設備中，大部分使用的是橡膠式，彈簧式、液壓式和聚氨酯式緩沖器，下面分別介紹各種形式緩沖器的特點。

1.1橡膠式緩沖器

橡膠緩沖材料是一種典型的粘彈性材料， 具有一定的彈性， 有較大的阻尼，內摩擦衰減振動的效果較好， 可以在拉伸、壓縮、剪切等各方面都產生彈性變形而吸收振動。橡膠式緩沖器就是依據其材料特性制成的緩沖裝置。

橡膠式緩沖器是一種非常好的非金屬彈性元件， 彈性模量低，彈性變形大， 普通橡膠彈性模量為7.8MPa， 單位體積儲存的變形能比金屬彈性元件大很多倍， 內摩擦大， 阻尼性能好， 可消耗30%～50% 的沖擊能， 使設備受到的沖擊力降至最小;在緩沖過程中的振動衰減周期少，沖擊對設備的傳動精度造成的影響小;緩沖效果優于彈簧式緩沖器。

橡膠式緩沖器抗沖擊、抗壓性能較弱，吸收能量較小，使用壽命短，緩沖性能具有溫度敏感性，橡膠低溫時易冷硬脆化，導致緩沖效果差。

橡膠式緩沖器結構簡單、制作容易、安裝方便、重量輕、成本低，一般用于起重機運行速度不超過20m/min的場合。

1.2彈簧式緩沖器

彈簧式緩沖器是一種蓄能型緩沖器，當彈簧式緩沖器在受到沖擊后，它將設備的動能轉化為彈簧的彈性變形能（彈性勢能）。由于彈簧的反力作用，使設備得到緩沖、減速。但當彈簧壓縮到極限位置后，彈簧要釋放緩沖過程中的彈性變形能使設備反彈，撞擊速度越高，反彈速度越大，反彈現象越明顯。

彈簧式緩沖器是目前應用最廣的緩沖器，它的構造與維修比較簡單，使用可靠，對工作溫度沒有特殊要求，吸收能量較大，約100J/KG～250J/KG（彈簧）。主要用于橋式、門式起重機，也可用于其他起重機。其缺點是成本較高，緩沖后反彈現象嚴重，緩沖不平穩。彈簧式緩沖器適用于低速設備，不宜用于運行速度大于2m/s的場合。

1.3液壓式緩沖器

液壓式緩沖器結構主要由缸體、活塞、蓄壓器（或彈簧、空氣等）等裝置組成。其工作原理是：物體撞在活塞桿上，活塞就會壓縮壓力室內的液壓油。由于內缸套與活塞之間的間隙很小，因此受壓液壓油從孔口噴出。此時通過動壓阻力的作用，將沖擊能轉換為熱能。由于活塞桿縮回緩沖器主體內，因此活塞桿體積增加部分所產生的壓縮液壓油會使蓄壓器收縮。撞擊結束后，具有高壓的蓄壓器反過來推動隔離活塞油室中的的液壓曲壓回油缸，完成緩沖器的復位。

液壓式緩沖器是一種耗能型緩沖器，與其它類型（橡膠、彈簧等）緩沖器比較具有吸收能量大、銷量高、效率高，小型化，不會回彈較大的沖擊能量，復位平穩，能夠大幅減少噪音，提供安靜的工作環境。

液壓式緩沖器缺點是造價太高，液壓管路易泄漏，易出故障，維修時工作量大。

1.4聚氨酯式緩沖器

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，英文名稱polyurethane，它是一種新興的有機高分子材料，可以代替橡膠，塑料，尼龍等。聚氨酯式緩沖器是利用聚氨酯材料性能采用新工藝生產的緩沖裝置。

聚氨酯式緩沖器工作時對起重機幾乎沒有反彈沖擊，緩沖性能好，單位體積沖擊容量大，耐磨，耐油，耐老化，耐酸堿、有機溶劑腐蝕，耐高溫、低溫，絕緣，防爆，相對密度小，重量輕，無污染，無毒無味，無噪音，結構簡單，價格低廉，安裝維修方便，使用壽命長。尤其適合防爆場所使用。

2.緩沖器的安裝方式

一般起重機都是單臺設計制造，起重機出廠時大車緩沖器安裝在起重機兩側，止擋體安裝在軌道端部。

同軌道多臺起重機的安裝使用，從實際使用來看，存在緩沖器直接碰撞緩沖器的情況。由于軌道平面存在安裝誤差和磨損變形、起重機運行引起的震動抖動、安裝精度存在誤差等原因，會導致同軌道兩臺起重機緩沖器高度存在偏差，安全尺失效。又因緩沖器端部尺寸較小，緩沖器在較大沖擊力下相碰時，常會擠壓交錯，難以良好對接。因此緩沖器很容易造成損壞失效，留下安全隱患。

河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司目前使用同軌道橋式起重機緩沖器為聚氨酯式緩沖器，安裝方式為在兩個起重機之間分別設置一個緩沖器和一個止擋體，如圖1多臺起重機間緩沖器安裝圖

圖1?? 多臺起重機間緩沖器安裝圖

此安裝方式不僅增加起重機碰撞間的接觸面積，防止出現擠壓交錯，避免緩沖器之間難以良好對接的缺陷;同時也有效提高緩沖效果，消除安全隱患，并且有效保護緩沖器不受損壞，降低緩沖器的維修費用。采用上述緩沖器及其安裝方式，公司每年節約成本30余萬元，未因緩沖器作用失效發生過一起安全事故。

3.結 論

同軌起重機之間設置緩沖器的目的是吸收起重機的運行動能，以減緩設備間的沖擊，使起重機械平穩緩慢停止，保護設備正常使用。本文從多個方面闡述了四種形式緩沖器的特點及其安裝方式，在一般情況下，起重機選用聚氨酯式緩沖器，同軌道起重機間采用一端設置緩沖器一端設置止擋體的安裝方式，可以為用戶節約較大成本并可以提供較高的安全可靠性。

參考文獻：

[1]顧吉豐.橡膠緩沖器設計與性能試驗.電子工程機械[J]，2009年第25卷第1期：45-48.

[2]起重機用液壓緩沖器.中華人民共和國機械行業標準[JB/T7017-93][S].

作者簡介：張俊羽（1983-），男，河北省唐山市人，大學本科學歷，工程師，研究方向：設備安全可靠性應用。