橋門式起重機制動器性能檢測儀的設(shè)計

范麗麗

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系，安徽 滁州 239000）

橋門式起重機制動器性能檢測儀的設(shè)計

范麗麗

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系，安徽 滁州 239000）

本文設(shè)計開發(fā)了橋門式起重機制動器性能檢測儀，該儀器是一種對橋門式起重機制動下滑量進行檢測的裝置，該裝置主要應(yīng)用激光傳感器和無線傳輸技術(shù)，可實現(xiàn)橋門式起重機制動下滑量的現(xiàn)場在線檢測，具有安全、準(zhǔn)確、快速、便攜等特點。

橋門式起重機；制動下滑量；檢測裝置

橋門式起重機是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種起重運輸設(shè)備，其起升機構(gòu)作為核心裝置在使用安全中起到關(guān)鍵作用。國標(biāo)對起升機構(gòu)的制動下滑量有明確要求，制動下滑量過大會造成失速墜落事故。關(guān)于下滑量的檢測，相關(guān)國標(biāo)也給出了具體方法，主要是用旋轉(zhuǎn)計數(shù)法和拉線開關(guān)法進行測量。

1 檢測方法對比

目前常用的檢測方法有以下幾種。

（1）拉線開關(guān)法。在載荷上設(shè)置一個重砣，其用拉線與微動開關(guān)連接，重物下降過程中，當(dāng)重砣與重物脫離時，微動開關(guān)動作制動器斷電，測量載荷與重砣之間距離即為制動下滑量。該方法直觀簡易，但需要將微動開關(guān)連接到起升機構(gòu)的下降回路中，需要接線布線，對于通用橋式起重機較為方便，但對于葫蘆類起重機便難于操作了。

（2）計算分析法。利用激光傳感器時時測量載荷運動情況，通過計算軟件分析出載荷運動狀態(tài)，計算出從制動開始到制動停止的距離，即為測量的制動下滑量。

（3）拍照分析法。該種方法采用攝像設(shè)備對起重機載重下降過程進行連續(xù)拍照，對所拍照片進行分析從而得出制動下滑量。

以上方法均存在操作復(fù)雜、準(zhǔn)確性不高和現(xiàn)場適應(yīng)性不強的問題。

2 起重機制動器性能檢測儀的設(shè)計

制動下滑量是衡量起重機電氣控制系統(tǒng)、制動器及制動力矩等性能好壞的重要指標(biāo)，對起重機綜合性能有直觀的表征意義。為了提高測量的準(zhǔn)確性、適應(yīng)性和安全性，必須依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求和檢測現(xiàn)場實際進行設(shè)計。

2.1 國標(biāo)的要求

國標(biāo)GB/T14405中規(guī)定，重物穩(wěn)定下降時從制動器斷電到重物停止時的下滑距離不得大于1min內(nèi)穩(wěn)定起升距離的1/65。從國標(biāo)的要求可知，制動下滑量是在制動器斷電時開始進行測量的，所以制動下滑量是一個綜合了制動器動作，包括電磁、液壓及制動器各機構(gòu)良好運動與實際制動力的參數(shù)。

2.2 實踐的需要

起重機械大多應(yīng)用于各類工礦企業(yè)，其現(xiàn)場環(huán)境多樣復(fù)雜，各類起重機制動下滑量的要求也不完全相同。在起重機使用現(xiàn)場進行測量，就要求測量方法及儀器要快速、方便、準(zhǔn)確。不改變或少改變起重機原電路和結(jié)構(gòu)，才能能夠快速準(zhǔn)確測量出真實的數(shù)據(jù)結(jié)果，并判斷出起重機制動性能，保證使用安全。

2.3 結(jié)構(gòu)原理

該儀器由互感器、采集發(fā)射裝置、激光測距裝置、無線接收模塊、顯示報警打印模塊、控制主機等組成。結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

2.4 測量過程

將該儀器的信號檢測部分安裝在起重機上，用連接線（互感器）連接制動器控制回路，并連接好信號發(fā)射器，將測量主機安放在起重機載荷重物下方。起重機提升規(guī)定的載荷，勻速下降，然后操作起重機停止。在操作起重機停止時制動器動作，此時連接在制動器上的連接線將制動器斷電信號傳送給發(fā)射器，發(fā)射器將斷電信號通過無線的方式傳送給接收器，接收器接收到信號后，送入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制激光傳感器測量此時的距離值，當(dāng)重物完全停止后激光傳感器再檢測此時重物距離值，控制系統(tǒng)將兩個值進行計算即得制動下滑量值。

圖1 起重機制動器性能檢測儀的結(jié)構(gòu)原理

此時系統(tǒng)將距離值顯示在顯示屏上，同時系統(tǒng)對測量值與設(shè)定值進行比較，不超過設(shè)定值時對應(yīng)的綠色指示燈亮，如果超過設(shè)定值則對應(yīng)的紅色指示燈亮，并發(fā)出報警聲音信號。

設(shè)計制作完成的檢測儀器的實物圖如圖2所示。

圖2

2.5 該檢測儀器的優(yōu)點

（1）結(jié)構(gòu)簡單，測量準(zhǔn)確。該檢測儀器結(jié)構(gòu)簡單可靠，所用測量方法符合國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。該裝置采用單片機作為控制系統(tǒng)，通過激光傳感器對斷電時到停止后的距離進行比較，能夠得到準(zhǔn)確的制動下滑量。

（2）安裝方便，適應(yīng)性強。該檢測儀器采用無線信號傳輸，適用于各種類型起重機的制動下滑量測量。安裝方便，只需將連接線安裝在制動器控制回路中即可，對于葫蘆式起升機構(gòu)可直接安裝在控制手柄上，卷揚機式起升機構(gòu)只需安裝在制動器上?？梢宰龅缴俨鹧b和不拆裝，實現(xiàn)快速測量。

3 該檢測儀器主要解決的問題

3.1 提高操作安全性

該儀器采用互感器作為電氣信號采集元件，避免了拆線改變電路帶來的觸電風(fēng)險。利用無線傳輸避免現(xiàn)場與使用設(shè)備接觸，避免測量時出現(xiàn)失控墜落的危險。整套裝置可以最大限度的保證檢測安全。

3.2 提高測量準(zhǔn)確性

因為超聲傳感器在實際應(yīng)用時受測量距離限制一般不超過10米，測量精度受環(huán)境溫度變化影響較大，所以采用激光傳感器作為測量裝置。測量誤差存在于以下幾個方面：（1）信號采集傳輸延時；（2）激光傳感器發(fā)射頻率誤差。由于采用高頻發(fā)射和高頻處理器，信號采集和傳輸延時可以忽略，主要誤差來自于激光傳感器發(fā)射返回的頻率誤差，在頻率間隙時存在測量延時，對于該誤差已在處理系統(tǒng)內(nèi)進行了補償處理，因此大大提高了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

該種測量方法符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠測量出現(xiàn)場荷載工況下真實的制動情況。該測量儀器實現(xiàn)了安全、準(zhǔn)確、快速地對起重機械制動下滑量進行現(xiàn)場在線檢測，得出檢測結(jié)果并判斷該項結(jié)論是否合格，并能夠顯示測量數(shù)據(jù)，通過聲光電方式進行報警，打印測量結(jié)果。已成功開發(fā)出成品樣機和取得國家專利。

[1]起重機制動下滑量檢測的現(xiàn)狀分析和研究[J].起重運輸機械.2011.02.50～52.

[2] 起重機制動下滑量新型檢測儀的研究與應(yīng)用[J].中國特種設(shè)備安全.2013.07.

[3]范麗麗.起重機制動下滑量檢測裝置：中國，ZL201220741047.X[P].2013-5-29.

[4]曾令.GB/T14406-2011.通用門式起重機.

[5]蘇冬.GB/T14405-2011.通用橋式起重機[P].

TH215

A

1671-0711（2017）04（下）-0047-02

項目來源：國家質(zhì)檢總局科技計劃；

項目名稱：起重機制動下滑量檢測裝置研究與開發(fā)；

項目編號：2013zjjz012。