單梁橋式起重機(jī)同軌道兩小車互鎖裝置研究

馬騰

摘? 要：為實(shí)現(xiàn)單梁橋式起重機(jī)械作業(yè)的多元化，部分單梁橋式起重機(jī)梁上同一軌道裝有兩臺(tái)起重吊裝小車，便于同一個(gè)工位可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種類吊裝物的吊裝，為避免橋式單梁橋式起重機(jī)兩臺(tái)小車作業(yè)過程中運(yùn)行碰撞，采用小車運(yùn)行互鎖方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。目前安裝兩臺(tái)小車的單梁橋式起重機(jī)，兩小車之間的互鎖方式主要采用兩種方式：一是紅外式，即小車上安裝紅外發(fā)射器，另一臺(tái)小車安裝紅外反光板，通過設(shè)定紅外裝置的收發(fā)反應(yīng)距離，確定兩小車避免碰撞時(shí)的斷電動(dòng)作距離，做到避免兩小車在運(yùn)行過程中因操作問題導(dǎo)致碰撞;二是接觸片式，即在單梁橋式起重機(jī)大梁上安裝接觸片，兩小車上安裝接觸器，當(dāng)其中一臺(tái)小車運(yùn)行至接觸片時(shí)，為避免兩小車相撞，小車接觸器與接觸片接觸后，使小車瞬間失電停止運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：多元化? 運(yùn)行? 互鎖紅外式? 接觸片式

中圖分類號(hào)：U642.3+4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）02（a）-0070-03

Research on the interlocking device of two trolleys on the same track of single girder bridge crane

Ma Teng

（Beijing EMU of China Railway Beijing Group Co.， Ltd.， Beijing， 102613 China）

Abstract： In order to realize the diversification of single-beam bridge crane operations， some single-beam bridge crane beams are equipped with two hoisting trolleys on the same track， which is convenient for the same station to realize the hoisting of multiple types of hoisting objects at the same time. Two trolleys of the bridge-type single-girder bridge crane are running and collide during operation， and the trolley operation interlocking method is adopted to realize it. At present， the single-girder bridge cranes with two trolleys are mainly interlocked in two ways： one is infrared， that is， the trolley is equipped with an infrared transmitter， and the other trolley is equipped with an infrared reflector. Determine the transmission and reception response distance of the infrared device， and determine the power-off action distance of the two trolleys when avoiding collisions， so as to avoid the collision of the two trolleys due to operational problems during operation; the second is the contact piece type， that is， on the single-beam bridge crane girder Install the contact piece， and install the contactor on the two trolleys. When one of the trolleys runs to the contact piece， the collision between the two trolleys is not avoided. After the trolley contactor contacts the contact piece， the trolley instantly loses power and stops running.

Key Words： Diversification; Operation interlocking; Infrared type; Contact piece type

1? 研究背景

1.1 紅外互鎖方式的缺點(diǎn)

（1）單梁橋式起重機(jī)同軌道兩小車間紅外互鎖的最短反應(yīng)距離一般在2m左右，一般這種方式只適用于單梁橋式起重機(jī)大車的行程，但兩小車運(yùn)行的單梁橋式起重機(jī)大梁長(zhǎng)度有限，作業(yè)空間有限，采用紅外方式的兩個(gè)小車之間的反應(yīng)距離較長(zhǎng)，大大限制了兩小車的作業(yè)空間，使作業(yè)空間存在2m左右的盲區(qū)。假設(shè)紅外反應(yīng)距離為d，單梁橋式起重機(jī)大梁長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則，兩小車的實(shí)際作業(yè)距離為L(zhǎng)-d，且紅外反應(yīng)距離d都相對(duì)較大，造成作業(yè)盲區(qū)較大。實(shí)際作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)吊裝物的擺放沒有固定確切的位置，一旦盲區(qū)中存在吊裝物，將造成作業(yè)盲區(qū)中的吊裝物無法進(jìn)行起吊作業(yè)，不僅影響生產(chǎn)，帶來工序上的延遲，而且處理盲區(qū)中的吊裝物難度也大大增加，無法處理。

（2）紅外式互鎖維護(hù)頻繁，其中紅外反射板起到反射光源的作用，如在露天、粉塵較多的場(chǎng)所使用，一旦紅外反射板被污物遮擋，很容易造成兩小車之間的互鎖失效，導(dǎo)致碰撞事故發(fā)生。紅外反射裝置、接收裝置一般都安裝在起重機(jī)大梁上，對(duì)紅外設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)需要登高作業(yè)，人身安全隱患較大，為保障紅外式互鎖功能正常，必須對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常性維護(hù)保養(yǎng)和擦拭，但實(shí)際維護(hù)方式卻極其不便，不利于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作使用。

（3）紅外反射精度難以控制，在實(shí)際應(yīng)用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)射光源未能準(zhǔn)確打到反射板上，導(dǎo)致未能準(zhǔn)確接收反射光，互鎖失效，造成此問題的原因是在作業(yè)過程中，單梁橋式起重機(jī)軌道的起伏顛簸、作業(yè)晃動(dòng)，使反射板、發(fā)射器偏離發(fā)收位置，導(dǎo)致“脫靶”現(xiàn)象，如果為避免此類問題出現(xiàn)，只能增大反射板面積，但勢(shì)必造成反射板對(duì)小車運(yùn)行的負(fù)擔(dān)，且增加反射板在運(yùn)行過程中剮蹭其他設(shè)備設(shè)施的隱患。

1.2 采用接觸片式的缺點(diǎn)

（1） 單梁橋式起重機(jī)大梁上安裝的接觸片只能滿足一臺(tái)小車的斷電減速。

通過接觸片的只能是①號(hào)小車、或者是②號(hào)小車，這種方式不能滿足兩臺(tái)小車同時(shí)斷電減速，且如果其中一臺(tái)小車停止位置距離接觸片較近（如圖中①號(hào)小車停止，②號(hào)小車正常作業(yè)運(yùn)行），②號(hào)小車通過接觸片減速停止距離大大受限，甚至不存在緩沖停止距離，造成②號(hào)小車通過接觸片后直接裝上①號(hào)小車，導(dǎo)致事故發(fā)生。

（2） 兩個(gè)小車運(yùn)行區(qū)域受限，為適應(yīng)多種類作業(yè)，一般兩臺(tái)小車定載重不同，采用接觸片式互鎖（如圖1）大大限制了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的區(qū)域，降低了作業(yè)效率，即1號(hào)小車的作業(yè)局限在A區(qū)域，②號(hào)小車的作業(yè)區(qū)域局限在B區(qū)域，如①號(hào)小車額定載重3T，②號(hào)小車額定載重5T，那么在A區(qū)域的重量為5T的貨物，就不能由②號(hào)小車一次性吊裝至B區(qū)域，給現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)帶來很大限制和不便。

2? 研究方案

嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，采用低成本并行之有效的方案，對(duì)現(xiàn)有單梁橋式起重機(jī)原始設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，為進(jìn)一步降低研發(fā)制造成本，對(duì)能利舊使用的部件盡可能利舊使用。具體為：在兩部小車對(duì)應(yīng)側(cè)各加裝電動(dòng)互鎖止擋、互鎖觸發(fā)桿2套，聚氨酯緩沖器1套，互鎖觸發(fā)桿的長(zhǎng)度根據(jù)小車運(yùn)行速度（如：速度約15m/min）設(shè)計(jì)長(zhǎng)短，從斷電到停止后滑行距離為±200mm，如兩小車同時(shí)對(duì)向運(yùn)行，滑行距離為±（200+200mm），使用互鎖觸發(fā)桿長(zhǎng)度為500mm，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件允許：采用焊接方法安裝互鎖觸發(fā)桿。電動(dòng)互鎖止擋控制線接入電氣控制箱內(nèi)，當(dāng)小車運(yùn)行到互鎖位置時(shí)（或兩部小車接近位置時(shí)），可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷電源，使運(yùn)行中的小車立即停止運(yùn)行動(dòng)作，然后只能向相反的方向運(yùn)行，避免兩小車互相推動(dòng)運(yùn)行或者碰撞。

聚氨酯緩沖器對(duì)向裝于小車頭部，且兩套聚氨酯緩沖器大小形狀完全一致，中心點(diǎn)位于同一水平面的同一直線上，避免單梁橋式起重機(jī)兩部小車斷電后由于慣性超出互鎖位置相對(duì)運(yùn)行的輕微觸碰緩沖，避免因意外剛性碰撞造成設(shè)備損壞及作業(yè)事故的發(fā)生。該裝置的作用即互鎖裝置的安全冗余設(shè)計(jì)，規(guī)避互鎖裝置因意外失效導(dǎo)致的強(qiáng)烈碰撞，減少故障的進(jìn)一步擴(kuò)大、降低損失。

3? 方案原理圖

如圖2所示。

4? 取得效益

（1）單梁橋式起重機(jī)兩臺(tái)小車互鎖距離可以做到合理范圍內(nèi)的最小值，有效減小了兩臺(tái)小車之間的作業(yè)盲區(qū)。

（2）避免了單梁橋式起重機(jī)兩臺(tái)小車不能跨局限作業(yè)的限制，可以實(shí)現(xiàn)同一臺(tái)小車在整個(gè)單梁橋式起重機(jī)大梁上通行，可以吊裝其對(duì)向小車區(qū)域內(nèi)的吊裝物，減小作業(yè)限制，提高作業(yè)效率。

（3）無需日常頻繁的維護(hù)保養(yǎng)、擦拭，有效減少維護(hù)保養(yǎng)成本。

（4）因可以做到互鎖距離在合理范圍內(nèi)最小，大大提高了互鎖反應(yīng)精度，有效避免了因精度問題導(dǎo)致的安全事故。

（5）當(dāng)兩臺(tái)小車同時(shí)作業(yè)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)小車到達(dá)極互鎖位置時(shí)同時(shí)斷電減速。

（6）解決了因其中一臺(tái)小車停止位置不固定造成互鎖距離不確定的問題，大大降低碰撞隱患。

（7）材料成本低，安裝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 濮良貴，陳國(guó)定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2019.

[2] 高順德，王欣，張氫.工程機(jī)械手冊(cè)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2018.

[3] 鐘翔山.機(jī)械設(shè)備裝配全程圖解[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2019.

[4] 安林超，朱繪麗.起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.

[5] 武曄卿.電路設(shè)計(jì)工程計(jì)算基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2018.

[6] 邱勇進(jìn).電工基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.