自動化起重機檢驗探析

摘 要：在現代工業生產中，起重機設備具有無可替代的作用，通過對起重機設備的應用能夠提高勞動生產效率，但目前在起重機設備的設計、安裝、管理、應用等多個方面還存在一些不足。基于起重機自動化的升級優化，文章以其施工類別判定、檢驗方式明確為著眼點，闡述分析了一些相關檢驗依據，提出了改造起重機的相關措施和方向，以及在對起重機進行檢驗時探討應該增加的檢驗項目，并展望了未來起重機的發展趨勢，旨在為行業有關人士提供借鑒和參考。

關鍵詞：起重機;自動化技術;檢驗要求;應用實例

中圖分類號：TH21文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）03--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.03.050

1 起重機發展趨勢

自動化以及智能化是起重機發展的必然方向，把以往的機械原理同電子技術進行有效融合，在驅動以及控制系統中，應積極引入一些現代化技術，例如光纖維與液壓傳動，以達到智能化以及自動化的目的。

目前，在起重機領域，數字化控制設備已實現了廣泛的應用，一般可以將其分成多個系統，例如故障診斷、信息管理等。隨著模糊控制、射頻、載波通信等現代技術進步和廣泛普及，提升起重機的柔性。同時，其吊裝更接近“多批次、少批量”的模式，能夠切實提高智能化水平[1]。

此外，在起重機領域，隨著電氣傳動技術的普及，進一步優化了起重機的調速與制動效果，在其工作過程中，能夠達到智能控制、顯示以及記錄的目的。自動保護以及檢測系統的誕生，基于一些特殊場合，實現了遠程遙控，能夠更加滿足智能化生產的需求，同時確保工作人員的安全。

2 起重機檢驗依據

何謂自動化起重機，通常指借助專用吊具、在特定行業使用的起重機。專用吊具的種類有很多，例如電磁吸盤，如圖1所示，以及抓斗等。不同的自動化起重機存在著一定的共性與獨特性。

在檢驗自動化起重機時，可以將以下兩點作為依據：一是判定施工類別;二是明確檢驗方式。

2.1 判定施工類別

在施工類別定性方面，按照有關規范，確定了多個術語的含義，例如起重機改造。就增加智能化控制系統而言，與優化施工類別沒有聯系。如果增加的系統是采取數據通訊手段，進一步掌控起重機的智能化運轉，同時還能進行人工操作，這是修理施工類別。如果徹底更換控制柜之后，增加系統是取代以往的控制系統，則是重大修理類別。與修理有關的起重機應該進行告知，與重大修理有關的，除了要進行告知，還應該申報檢驗。

2.2 明確檢驗方式

在檢驗標準方面，不局限于常規項目，相關規范中指出，檢驗機構應該結合實際情況，對項目以及檢驗要求進行調整。對此，要按照產品特征以及安全風險，制定科學合理的檢驗方案，并在此基礎上開展系統檢驗。

3 檢驗要求分析

在我國的經濟發展建設中，起重機得到了廣泛應用，并發揮了非常重要的作用。特別是近年來，隨著國民經濟的顯著增長以及工業化進程的不斷推進，很多行業和領域更加依賴起重機，例如重物吊裝、貨物輸送等。事實上，目前起重機的自動化程度并不是很高，相關行業和領域對起重機的認識還不夠全面，與歐美一些國家相比，還存在一定的差距。確保各行各業的快速發展，趕超歐美先進國家，起重機自動化是一項重要的指標條件。

3.1 基于自動化升級改造的相關要求

對于自動化起重機來講，無論是設計、加工還是工作環境，都沒有考慮周期性工作特征，應分析其是否符合智能化工作的需要，在正式開展自動化優化前，應該有效校核及明確技術參數，這與產品壽命、工作故障率、制造工藝等諸多方面有關。

3.1.1 運行級別校核以及確定

起重機正常工作時，是根據預先設置的程序運行周期的，其工作級別與諸多方面有關，例如安全系數、把控精度等。在運行級別滿足要求的前提下，才能符合生產率、預設年限等要求。正式改造之前，要認真校核以及確定運行級別，讓其性能和要求符合智能化生產需要。

3.1.2 運行級別、控制精度、系統相關性在靜態剛性方面的要求

本研究確定控制精度要求、系統健全程度的起重機，其撓度需要符合要求給出的實際規定，應該按照其運行級別，進一步明確撓度需要實現的要求。正式改造前，應綜合考量有關的技術參數，如靜態剛性、運行級別，特別是存在調速系統不健全等情況的起重機，在定位控制方面要求具有很高的精度，要認真校核其靜態剛性，判斷是否符合制造工藝的需要。

在實際檢測時，橋架支撐位置分布在端梁下方區域，靠近車輪。在端梁表層的四個節點進行平衡調整，跨度誤差應小于3 mm，基礎間距小于2 mm。

在檢測受力構件時，起重設備主梁表層拱度的檢測規范為（0.9～1.4）S/1000，設備上起彎曲度的檢測依據為（0.9～1.4）L/350，電動程序拱度檢測參考為（1～1.4）S/1000，上翹度不可大于0.7 L/350，單梁拱度應高于0.8 S/1000。在檢測時，使用約為0.5 mm長的鋼絲，將其連接在主梁表層，固定另一側。當一側施加150 N作用力時，以S/10為區間，測定鋼絲、主梁的間隔長度h，在間隔區放置高塊H，主梁位置的上拱彎曲度測算方法為F=H-h-修正值。水準儀檢測方法，在檢測區進行水準設備調平，逐一檢測主梁S/10筋板、端梁中位、懸臂等位置高度。

在檢測主梁腹板性能時，板面應保持平整，防止凸凹問題。在檢測板面平整性時，受壓區域翼緣板高度的1/3范圍內，其平整性檢測結果應小于0.7δ，其余板面位置的平整性檢測結果應高于1.2δ。在檢測時采取目測法，使用1 m長的尺子放置于腹板表層，測定腹板與尺子的間隔長度，長度取值取最大值。

檢測輪子、軌道時，箱梁、軌道的偏差中，端處偏差允許值為±2 mm。跨中檢測依據：當箱梁面積不足19.5 m時，跨中允許偏差為3 mm左右;如果箱梁面積高于19.5 m，跨中允許偏差為3.5 mm左右，其余位置偏差允許值小于3 mm。BDED5C69-BB78-4C10-A59E-DE6F2AD3BD84

3.1.3 電磁干擾

一般存在著較多的電磁干擾源，例如變頻器、電機等。為確保通訊正常，要進行防護處理，其中包含增強裝置抗擾度、避免形成電磁干擾等多方面的內容。

3.1.4 供電容量

對于滑觸線與導線，在二者符合負荷容量的基礎上，無論是系統、吊具，還是傳感器，都要綜合考量它們的用電容量。

3.2 應增加的檢驗項目

3.2.1 專用吊具

自動化起重機中擁有很多專用吊具，例如抓斗、吸盤等，應該與電路、系統連接。其中針對集裝箱，對它的保護設備存在檢驗要求，而對別的吊具都沒有要求。在定期檢驗規則中，只對固定以及懸掛存在要求，因此，有必要規定每一類吊具的檢驗內容[2]。

3.2.2 定位、糾偏以及自校驗系統

在檢驗起重機時，有很多重要項目，例如，定位系統、系統安全系數、糾偏系統以及與上述相關的校驗與配置。

3.2.3 安全保護裝置

在自動化起重機中，也需要配置安全保護設備，如專用吊具減搖設備、防撞保護設備。系統出現故障或斷電時，應及時鎖定故障，再次啟動系統前，完成故障修復以及復位。在檢驗起重機時，應通過試驗的方式驗證性能是否良好。

3.2.4 安全監控系統

基于智能運行以及有人值守，起重機工作應取決于管理者的指令，工作情況要徹底反饋至管理者，裝配滿足要求的安全監控系統，同時根據產品特性以及吊具，增加相應的監控系統內容。

4 應用實例研究

起重機自動化的含義是相當廣泛的，包含傳感、傳動自動化等諸多方面的內容。起重機械涉及建筑及工業生產等諸多領域，推動起重機自動化，能夠顯著提高生產效率，節省生產成本，為企業創造更為可觀的效益。除此之外，推動起重機自動化能夠促使其更加穩定與安全，防止對操作人員造成傷害。

4.1 PLC控制

在起重機中包含著較多的系統，尤其是PLC系統，該系統使用范圍較廣，屬于可編程控制器，被大力推廣于工業環境。

在自動化控制方面，PLC系統是不可缺少的部分，主要借助可編程存儲器進行邏輯運算，達到自動化控制的目的。PLC系統有著較多的類別，一般能夠分為大型、小型PLC控制兩種[3]。

根據不完全統計，港機常常會使用到以下兩項技術：一是現場總線;二是大型PLC。相比之下，一般的起重機通常會使用小型PLC控制。

4.2 電氣傳動技術

起重機自動化的升級以及建設與電氣傳動的優化息息相關。電氣傳動按照類別及結構的不同，在驅動要求上也存在一定的差異。

現如今，針對傳動控制可以分成較多類型，包括直流型、變頻控速型等。根據綜合性能來看，變頻控速型較為理想。不一樣的行業，選擇的方式有所不同，在高端起重機領域，變頻控速這一方式得到了大力推廣，一些并不復雜的橋式起重機，通過對雙速電機的使用，從而達到控速的目的。

4.3 提高傳感技術

針對自行式起重機，為其配置承力傳感器，以便能夠更好測量重物，在重量大于起重噸位的情況下，傳感器智能釋放警報信息，避免出現傾覆的情況。例如，實際建設過程中，通過借助履帶式起重機，將鋼筋籠進行下放時，提升力沒有超過重量，表示因為成孔傾斜，極有可能導致鋼筋籠被卡，這個時候不可以強行下放，需要合理調節，確保施工能夠正常開展。

4.4 塔式起重機

就這一種起重機而言，有著很大的運行空間，在物料輸送、構件安裝方面，得到了大力的推廣，它一般包含以下成分：金屬結構，其中主要有底座、塔身等;運行機構，包括起升部分、回轉部分等;電氣系統，包括照明設備、配電柜以及電機等多個部分[4]。

傳統的起重機進行安裝時需要吊裝，運行高度常常被限制，在達到自升之后，通過借助液壓頂升設備，能夠按照施工需求升至需要的高度，為提高建筑施工質量和保障施工安全提供有力保障。

塔式起重機如圖2所示。

4.5 激光定位技術

通過對激光技術的使用，針對起吊物體，能夠自動定位其重心處，配置超聲波傳感器設備。在超聲波作用下，達到自動提取重物的目的。借助磁場變換器，并結合該項技術，從而實現精準定位。防搖系統可以在工作速度200 m/min、加速度0.5 m2/s的情況下應用，在短時間內吊起重物，同時充分把控振幅，確保位移偏差處于合理范圍內。通常來講，應該低于幾個毫米。配置感應系統，能夠防止出現彼此碰撞的現象。

另外，基于起重機械，還在其上配置了診斷監控系統，可以提供很多的維護檢查內容，例如軸承溫度高低、襯片的使用年限、起重機的應力狀況等。

4.6 無線遙控技術

通常情況下，無線遙控技術可以分成兩種形式，即紅外遙控、無線電遙控兩種。在發射與接收器距離近的情況下，紅外遙控具有較好的適用性。在起重機遙控方面有著較多的形式，其中較為常用的是無線電遙控。

對于緊急停止功能來講，一般可以分為主動急停、被動急停兩種。主動急停一般指借助發射器釋放指令，對電源進行切斷處理，停止所有運動，現已有專利研究證實了這一方法的有效性。被動急停通常指一定時間內，通過接收機難以獲取有效信號，可以切斷通道電源，停止所有運動。為避免出現誤動的情況，急停開關是不可以智能復位的。兩種方法之中，被動急停應用更加廣泛。

利用發射器釋放急停指令，直到輸出急停命令，所經過的時長不可以超過0.5 s，這一命令斷掉電源，為級別最大的。不能獲取載波或難以接收信號時，要實現被動急停功能，需要在1.5 s內切斷電源。針對突發噪聲，在其干擾大于1 s時，或1 s內難以獲取有效地址碼時，需要切斷通道電源。

5 結語

隨著經濟的發展和科學的不斷進步，起重機在工業生產中不可或缺，能夠大幅度提高生產效率，發揮著非常重要的作用。但是，由于安裝、管理等方面存在不足，起重機的檢驗工作就顯得尤為重要。起重機的進步并不局限于無人化，還會朝著智能化的趨勢發展，這樣的起重機會具備人工智能特點，例如智能感知及執行。另外，在智能起重機方面，會推廣較多的信息技術，如健康判定、虛擬仿真，實現自動診斷故障、自動預警等功能。因此，基于全周期管理的背景，可充分融入檢驗理念，制定全周期監控指標。除此之外，要健全起重機自動化規范體系，開展自動化標準研究，為有關單位提供依據，推動起重機的研發和使用獲得更廣闊的發展前景。

參考文獻

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[2] 唐艷同，余煥偉，陳仙鳳.自動化起重機檢驗研究分析[J].中國設備工程，2021（15）：154-155.

[3] 孫偉哲，楊多兵.門座式起重機自動化作業關鍵技術[J].港口科技，2021（4）：8-11，48.

[4] 程紅星.集裝箱門式起重機遠程自動化控制系統的檢驗[J].港口科技，2019（6）：12-13，43.

作者簡介：俞曉明（1980— ），男，安徽宣城人，工程師，研究方向：電梯安全。BDED5C69-BB78-4C10-A59E-DE6F2AD3BD84