起重設備起升機構極限位置專用報警裝置的設計

高勇宏

（晉中市應急管理局，山西 晉中 030600）

1 起升機構的組成

起重設備的起升機構一般包括以下裝置：①驅動裝置。橋式起重機一般采用電動機驅動，布置、安裝和檢修都很方便。②傳動裝置。包括減速器、聯軸器和傳動軸等。③卷繞系統。包括卷筒、鋼絲繩、滑輪組等。④取物裝置。根據被吊物料的種類、形態不同，采用不同種類的取物裝置。⑤制動器及安全裝置。制動器既是機構工作的控制裝備，又是安全裝置，因是安全檢查的重點。此外，起升機構還配備超載限制器、上升極限位置限制器等安全裝置。

這五大部分的相互配合完成了起重機的整體操作過程。起重設備的起升機構是用來實現物料的垂直升降，是起重機核心機構，是起重設備必備的、完成升降運作的基本構成。針對不同的起升高度可能需要配置對應的聯軸器及支持架，起升機構的運行質量將直接影響整臺起重機的工作性能和生產安全。

2 起重設備起升機構的工作原理

無論什么形式的起重機，起升機構硬件組成基本一致，是由電動機、減速器、鋼絲繩卷筒、制動器、鋼絲繩、吊鉤總成、上升限位等組成，其中上升限位是最重要的安全裝置，上升限位防止吊鉤沖頂，吊鉤上升到一定高度就只能下不能再上。為了確保生產安全，還應設置起升機構極限位置、力矩限制器、超載限制器等安全裝置，在日常的生產過程中發現起升機構極限位置對生產安全的作用越來越大，但現場起重設備上升限位缺失或被損壞的現象較為普遍，為此，經過反復研究，設置了一種有效的起重設備起升機構極限位置專用報警裝置。

3 原起重設備起升機構的上極限制動方式的缺點

經過調研發現，晉中地區很多在20 世紀六七十年代就投入生產運營的冶金工貿企業的起重設備都是老設備，這些老舊的起重設備、起升機構的上極限制動方式全都是依靠行程開關切斷電源來完成的，即當吊鉤上升到指定位置時，卷筒帶動行程開關連接螺桿旋轉使行程開關觸點斷開，使接觸器斷電釋放，起升電動機停止，吊鉤也隨即停止。

這種起升機構停止方式的優點是線路簡單、便于維護、成本較低。但存在較大的缺點，包括：①當行程開關因故障失靈時，吊鉤上升到極限位置后，行程開關不動作，不能及時斷開電源使吊鉤停止，吊鉤繼續上升就會將鋼絲繩、滑輪組絞壞，或造成鋼絲繩絞斷吊鉤墜落事故。②如果制動力矩調整不當，當行程開關斷電后，由于慣性吊鉤會繼續運行一段距離，極有可能發生事故。③操作人員操作失誤，不能及時發現吊鉤已運行至極限位置時是否還在運行。④起升機構的損壞不僅造成了起重設備本身的設備故障，而且往往對企業的生產服務影響很大。為確保起重設備零事故，降低起重設備維修費用為企業創造更多的經濟效益，通過結合現場實際狀況，對起重設備操作人員的調查、了解和工作需求，決定采取適當措施增加一種起升機構極限報警方式，由原來的起升機構吊鉤自動停止改為吊鉤接近極限位置時先報警再停止的自動電控系統。

4 起重設備起升機構極限位置專用報警裝置的設計

經過起升機構的停止方式全都是靠行程開關切斷電源來實現，即起升機構靠自身的運行慣性和制動器的制動力矩來實現吊鉤上升到一定高度就只能下不能上，但缺點較多，為此結合現場實際重新設計了一套行之有效的起重設備起升機構極限位置專用報警裝置，具體方案如下。

第一步，根據生產的實際需要和原有設備存在的缺陷，設計出一套完善的、獨立的報警控制電路。根據運行特點，結合現場實際，反復論證，最終設計出獨立的控制電路，即由原來的起升機構吊鉤自動停止，改為吊鉤接近極限位置時先報警再停止的自動電控系統。起升機構報警裝置線路如圖1 所示。

圖1 起升機構報警裝置線路示意圖

第二步，根據現場實際運行情況計算選用行程開關HYTAW-501、報警器、普通接線端子，再根據設計電路進行實際裝配。根據節約成本的原則，利用現有電控元件和廢舊材料等按照設計電路進行了實地安裝。

第三步，根據起重設備司機室內的實際布局及空間尺寸，決定將報警器安裝在司機室內，以便于操作人員操作。然后將行程開關的輔助觸點與警報器連接，并調整輔助觸點，當吊鉤接近上極限位置時輔助觸點閉合，警報器報警，達到預期的效果。為此，最終確定了專用控制裝置的外觀、尺寸及安裝方案。

行程開關改進如圖2 所示。

圖2 行程開關改進圖

5 應用效果

減少了因行程開關損毀導致的起升機構不受控制的現象，確保了起重設備的運行、停止過程平穩，制動更加可靠；保證了操作的準確性，當吊鉤接近極限位置時，警報器會發出警報提示操作人員及時將控制器收回零位，能及時發現問題，及時避免誤操作；上升限位報警裝置有效的提醒提示作用，為崗位人員集中精力進行操作，不僅確保了作業安全，而且更提高了作業效率，滿足了現場生產服務要求；減少因行程開關損壞造成的事故，避免工作中的不安全因素，確保設備正常運行，為企業創造效益。

6 總結

2019 年初開始，起重設備起升機構極限位置專用報警裝置在鵬盛鑄造有限公司等很多單位的起重設備里推廣安裝，使用該專用報警裝置后，一方面減少了因行程開關損毀導致的起升機構不受控制的現象，確保了起重設備的安全運行、使停止過程平穩，制動更加可靠；另一方面天車起升機構極限位置專用報警裝置，極大地降低了起升機構限位開關的損壞，更避免了由于操作人員誤操作、限位失靈等易造成的安全事故，確保了安全生產。經過統計節約設備維修費用17 萬余元。起重設備起升機構極限位置專用報警裝置投入使用，進一步保證了起重設備的正常運行，保證了安全生產順利進行，提高了起重設備工作效率，杜絕了由上升限位缺失起重設備沖頂造成的安全重大險肇事故的發生。

此外，通過加強管理、規范操作、杜絕快速起升等違章操作行為，日常檢維修作業中，制訂詳細的點檢標準，每班檢查上升限位及其報警裝置、超載限位裝置等安全裝置設施的在位情況，有效地延長了起重設備上升機構的使用壽命，降低了維修成本。