淺析移動(dòng)式起重機(jī)的安全保護(hù)裝置

龍勁松

【摘 要】伴隨水力發(fā)電廠建設(shè)步伐加快，起重機(jī)的應(yīng)用日趨廣泛。然而從起重機(jī)應(yīng)用實(shí)際看，極易出現(xiàn)安全事故問題，很大程度上制約起重機(jī)的作用發(fā)揮，更無從談及開展其他各項(xiàng)目活動(dòng)，這就要求在起重機(jī)安全保護(hù)裝置上強(qiáng)化設(shè)計(jì)。本次研究將以水力發(fā)電廠移動(dòng)式起重機(jī)為例，從其中力矩限制器、卷揚(yáng)保護(hù)系統(tǒng)以及其他安全監(jiān)控系統(tǒng)、支腿安全保護(hù)系統(tǒng)、附屬安全裝置等方面著手，提出具體的設(shè)計(jì)思路。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)式起重機(jī)；安全保護(hù)裝置；設(shè)計(jì)思路

前言：作為水力發(fā)電廠各項(xiàng)目活動(dòng)開展的重要裝置，移動(dòng)式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其中任一部分出現(xiàn)異常，均會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)安全性能下降。盡管近年來起重機(jī)使用中，在安全管理方面給予足夠重視，但仍需注意在安全保護(hù)裝置設(shè)計(jì)上強(qiáng)化，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。因此，本文對(duì)移動(dòng)式起重機(jī)安全保護(hù)裝置相關(guān)研究，有十分重要的意義。

1起重機(jī)力矩限制器設(shè)計(jì)

1.1吊臂角度傳感器

力矩限制器是起重機(jī)安全保護(hù)裝置的重要組成部分，其作用在于避免起重機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)傾覆情況。該裝置運(yùn)行中，要求借助吊臂角度傳感器、長(zhǎng)度傳感器等，檢測(cè)載荷、角度以及吊伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，當(dāng)控制系統(tǒng)接收檢測(cè)數(shù)據(jù)后，會(huì)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)比，做吊裝穩(wěn)定性分析。以其中吊臂角度傳感器為例，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)有殼體、重錘、角度電位計(jì)等，吊臂運(yùn)行至某個(gè)角度時(shí)，需保證重錘作用下，角度電位計(jì)觸點(diǎn)、滑環(huán)電壓出現(xiàn)改變，而控制系統(tǒng)將完成測(cè)量與計(jì)算電壓值過程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行吊臂角度信號(hào)傳輸，保證吊臂角度控制合理。

1.2吊臂伸出長(zhǎng)度傳感器

對(duì)于吊臂伸出長(zhǎng)度傳感器，其結(jié)構(gòu)有多圈電位計(jì)、拉線與繞線器等。該裝置設(shè)計(jì)中，一般要求在繞線器內(nèi)纏繞拉線一端，吊臂頭部固定另外一端。同時(shí)，多圈電位器、繞線器保持同軸安裝，吊臂滲出運(yùn)行中電位計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)，有電阻值變表現(xiàn)。此時(shí)控制系統(tǒng)會(huì)測(cè)量電阻值，輸出吊臂伸出長(zhǎng)度信號(hào)。需注意的是，為保證吊臂伸出長(zhǎng)度合理，需由計(jì)算機(jī)進(jìn)行記錄，確保各節(jié)吊臂數(shù)據(jù)疊加，進(jìn)行吊臂伸出總長(zhǎng)度值計(jì)算[1]。

1.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)安全裝置設(shè)計(jì)中，均需考慮控制系統(tǒng)能否發(fā)揮其作用，該裝置影響所有裝置運(yùn)行。從控制系統(tǒng)運(yùn)行原理看，主要通過計(jì)算機(jī)操作，對(duì)起重載荷傳感器、吊臂角度傳感器、吊臂伸出長(zhǎng)度進(jìn)行信號(hào)模擬與輸出。整個(gè)控制系統(tǒng)包含的部分有操作系統(tǒng)、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、儲(chǔ)存器以及輸入設(shè)備等，其中用于信號(hào)輸入與轉(zhuǎn)換的為輸入設(shè)備，而運(yùn)算器與存儲(chǔ)器則會(huì)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行信息比較，將工作狀態(tài)下起重機(jī)的起重能力計(jì)算。另外，操作系統(tǒng)運(yùn)行中，可用于相關(guān)信息查詢，能夠校準(zhǔn)力矩限制器。

1.4起吊質(zhì)量傳感器與回轉(zhuǎn)位置開關(guān)

除上述安全保護(hù)裝置外，力矩限制器中也有起吊質(zhì)量傳感器、回轉(zhuǎn)位置開關(guān)等裝置。其中在起吊質(zhì)量傳感器方面，通常要求將滑輪倍率值輸入到控制系統(tǒng)中，進(jìn)行氣掉質(zhì)量計(jì)算。而回轉(zhuǎn)位置開關(guān)，以往設(shè)計(jì)中將回轉(zhuǎn)位置開關(guān)安裝于轉(zhuǎn)盤前端，效果并不理想，所以設(shè)計(jì)中一般考慮將回轉(zhuǎn)齒數(shù)計(jì)數(shù)器設(shè)置于回轉(zhuǎn)齒圈上，對(duì)上車回轉(zhuǎn)精確位置進(jìn)行測(cè)量[2]。

2起重機(jī)卷揚(yáng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1雙鉤作業(yè)平衡器設(shè)計(jì)

水力發(fā)電廠起重機(jī)運(yùn)行中，雙鉤作業(yè)平衡器作用在于雙鉤吊裝作業(yè)中，使重物調(diào)整更加合理，重物上升平穩(wěn)，使卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持合理。起重機(jī)運(yùn)行中，若出現(xiàn)副溝滑輪組、主吊鉤滑輪組倍率差異情況，利用雙鉤作業(yè)平衡器，保證主卷揚(yáng)機(jī)、副卷揚(yáng)機(jī)在轉(zhuǎn)速上控制合理，保持相同吊鉤提升速度。

2.2提升限位與過放限位開關(guān)設(shè)計(jì)

卷揚(yáng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，防過卷保護(hù)開關(guān)也被叫做提升限位開關(guān)，作用表現(xiàn)在吊鉤達(dá)到一定位置后，卷揚(yáng)機(jī)停止繼續(xù)動(dòng)作，避免持續(xù)提升引起重物墜落或鋼絲繩拉斷情況。設(shè)計(jì)中，要求于吊臂頂端滑輪下方位置安裝開關(guān)，鋼絲繩處懸掛環(huán)形重錘套，吊鉤持續(xù)上提，到達(dá)環(huán)形重錘后，吊鉤托起重錘，接通限位開關(guān)，停止卷揚(yáng)動(dòng)作。另外，在過放限位開關(guān)設(shè)計(jì)中，也可將其叫做三圈保護(hù)器，作用在于卷筒釋放鋼絲繩中，有3圈保護(hù)繩保留卷筒上，通過這種控制方式，防止鋼絲繩全部放出引起松脫情況。另外，過放限位開關(guān)設(shè)計(jì)中，通常要求在卷揚(yáng)機(jī)卷筒軸上安裝過放限位開關(guān)，鋼絲繩放至僅有三圈情況下有警報(bào)聲發(fā)出，釋放動(dòng)作停止。

2.3卷揚(yáng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)

卷揚(yáng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為確保系統(tǒng)整體穩(wěn)定運(yùn)行，需在卷揚(yáng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控裝置上合理設(shè)置。這種監(jiān)控裝置運(yùn)行下，可將傳感器所獲取的各類信號(hào)如鋼絲繩長(zhǎng)度信號(hào)、卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)傳入到監(jiān)控系統(tǒng)中，駕駛員可實(shí)時(shí)監(jiān)控卷揚(yáng)機(jī)工作運(yùn)行狀態(tài)。近年來，起重機(jī)設(shè)計(jì)中也將攝像頭設(shè)置于卷揚(yáng)機(jī)位置，這樣通過攝像頭獲取的圖像，在顯示器上顯示，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否有跳繩、夾繩、亂繩等問題[3]。

3起重機(jī)其他安全保護(hù)裝置設(shè)計(jì)

3.1伸縮機(jī)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)

起重機(jī)安全保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)中，伸縮機(jī)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)的作用在于使起重機(jī)伸縮過程控制合理，通常由計(jì)算機(jī)控制，在PLC可編程集中控制器做邏輯順序設(shè)定后，根據(jù)所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)完成伸縮過程。從伸縮機(jī)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成看，有伸縮缸、插拔銷位置感應(yīng)開關(guān)以及臂節(jié)檢測(cè)感應(yīng)開關(guān)等，這些構(gòu)成部分均有具體的設(shè)計(jì)要求，如臂節(jié)檢測(cè)感應(yīng)開關(guān)，應(yīng)注意感應(yīng)式導(dǎo)電體的安裝。保證這些安全保護(hù)裝置設(shè)置合理，有助于伸縮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3.2支腿安全保護(hù)系統(tǒng)

支腿安全保護(hù)系統(tǒng)在起重機(jī)的作用在于控制每個(gè)支腿保持均衡受力。從該系統(tǒng)的構(gòu)成看，有支腿壓力傳感器、調(diào)平控制器以及電子水平儀器等。如其中調(diào)平控制器，可自動(dòng)調(diào)平控制，在獲取起重機(jī)傾斜度相關(guān)數(shù)據(jù)后，對(duì)支腿伸出量進(jìn)行調(diào)平，確保各支腿支撐力均勻。

3.3附屬安全保護(hù)裝置

移動(dòng)式起重機(jī)安全保護(hù)裝置中，有較多附屬安全保護(hù)裝置，如安全開關(guān)，一般于起重機(jī)操作室設(shè)置，一旦有緊急情況發(fā)生，按下開關(guān)便可切斷電源，起重機(jī)所有動(dòng)作停止。再風(fēng)速傳感器，其設(shè)計(jì)是否合理對(duì)水力發(fā)電廠起吊裝置安全運(yùn)行有極大關(guān)系，如作業(yè)過程中有風(fēng)速過大情況，影響起重機(jī)的穩(wěn)定性，所以需將風(fēng)速傳感器安裝于吊臂頭部，通過觀察操作臺(tái)顯示界面，有風(fēng)速數(shù)值出現(xiàn)，根據(jù)風(fēng)速變化在操作上控制。為提高起重機(jī)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性，可考慮進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的安裝配置，包括回轉(zhuǎn)定位與鎖定裝置、鎖止與就位感應(yīng)開關(guān)等[4]。

結(jié)論：移動(dòng)式起重機(jī)安全保護(hù)裝置設(shè)置是否合理關(guān)乎起重機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)際開展安全保護(hù)裝置設(shè)計(jì)中，可考慮從起重機(jī)力矩限制器、卷揚(yáng)保護(hù)系統(tǒng)以及其他安全監(jiān)控系統(tǒng)、支腿安全保護(hù)系統(tǒng)、附屬安全裝置等方面著手，保證安全裝置設(shè)計(jì)合理。這樣在各安全裝置穩(wěn)定運(yùn)行下，對(duì)幫助提高起重機(jī)運(yùn)行可靠性上有重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王明策.起重機(jī)的安全保護(hù)裝置研究與分析[J].現(xiàn)代國(guó)企研究，2018（14）：171.

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[3]張雷.門座起重機(jī)吊具防脫保護(hù)裝置的改進(jìn)[J].港口裝卸，2017（06）：31-33.

[4]鄧初芬.用于普通塔式起重機(jī)大臂檢驗(yàn)維修的人員安全保護(hù)裝置[J].特種設(shè)備安全技術(shù)，2017（03）：27-28.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)湖南電力公司水電分公司）