浅谈轮式起重机力矩限制器

李 珺

(广州港集团黄埔港务分公司,广东广州 510700)

浅谈轮式起重机力矩限制器

李 珺

(广州港集团黄埔港务分公司,广东广州 510700)

力矩限制器是防止超载的安全装置,该装置通过超载报警信号自动停止操作动作,保证起重机械更安全、可靠的工作,避免因超载造成的事故。本文介绍了力矩器的系统构造和工作原理,有多个传感器实时采集起重机的动态参数,经 CPU实时计算出实际载荷,与机械当前状态额定负荷做比较,从而判断机械的工作状态是否安全。

力矩限制器;起重机;传感器

1 引言

一台轮式起重机的起重力矩是个定值,当起重臂的长度和起升角度发生变化,所能起升重物的质量也相应发生变化。起重机力矩限制器是应用于臂架型起重机械的安全保护装置,它可以保证其安全作业、防止起重机因超载和操作失误而引发事故,使起重机的安全使用达到标准化和科学化。该装置通过超载报警信号或自动停止起重机向危险方向动作,来有效地避免因过载而引起起重机结构的破坏和整机倾翻。同时,在显示方面采用全液晶点阵(图形)显示技术,并且采用全汉化显示的工作界面,具有良好的人机界面,使起重机司机更加直观地通过仪表显示来观察起重机吊载作业的情况,做到心中有数,为安全生产提供可靠的保障。

2 力矩限制器的组成及功能

力矩限制器是电子综合测量技术在起重机上的具体应用。本系统主要由长度传感器、压力传感器、角度传感器,主机仪表等组成。

2.1 传感器介绍

传感器检测信号是力矩限制器工作的基础。下面介绍三种传感器的工作原理。

(1)长度传感嚣。

长度传感器是采用拉线弹簧及多圉电位器等组成的电位器式位移传感器.它将起臂长度的变化量转换为与之对应的电信号.拉线盘的直径转动的圈数及减速机构的速比,确定了起重臂长度与电位器输出信号之间的对应关系。若起重臂长度不变,此传感器不安装,只要设定工况参数即可。

(2)角度传感器角。

角度传感器选用无磨损电位器,采用重锤式结构将起重臂对水平面的倾角转换为相应的电信号,因而重锤直接安装在电位器旋转轴上,带动电位器旋转,来改变电位器抽头的位置,相应抽头输出电压也随之改变。这实质仍是电位器式位移传感器,不过是将角位移转换为相应的电信号。

通过测量传感器的电阻可判断传感器的好坏,角度传感器总电阻值为 5.0k欧姆。

如图1:

图1 角度电位器

1-3脚之间电阻值为总电阻值。

2-3脚之间电阻值随起重机臂杆的仰角变化,在 1.5k欧姆——3.5k欧姆之间。

(3)重量传感器。

重量传感器将变幅钢丝绳中反映吊载的压力值转换为对应的电信号。应变式压力传感器是利用枯贴在弹性敏感元件上的应变片,感测其受压后的局部应变转换成相应的电信号。

通过测量传感器电阻值可初步判断传感器的好坏。用万用表的 2k档位,测量五芯插头各个引脚电阻值来判断。

如图2:

图2 重量传感器

正常阻值如下所示:

1-3脚之间电阻值为 380欧姆左右;

2-4脚之间电阻值 350欧姆左右 。

2.2 仪表主机

本装置采用全液晶点阵显示,分辨率高 (320× 240),能一次显示用户所关心的数据。如:工作状态、实际重量、实际幅度、臂长等全部采用汉字提示,具有良好的人机对话界面。

2.3 力矩限制器的主要功能

(1)动载抑制功能 。

此装置应能区别起重机实际超载与正常作业中突然起升或下降制动产生的附加动载荷影响。吊挂重物障碍或与地面连结时,应具有立即动作的功能。

(2)自动保护功能。

当起升重物产生的力矩达到额定起升力矩的90%时,装置发出声音或灯光预警信号。达到额定起升力矩 110%时,应能制止起重机向不安全方向继续动作,并发出声光报警信号,起重机拒动后,须经检查、复位后,才能继续工作,允许起重机向安全方向动作。

(3)自动保险功能。

具有自动保险功能,当力矩限制器出现问题或故障时,可发出提示性报警信号或文字显示的故障代码,以利于及时维修。

(4)故障记忆功能。

当力矩限制器的某一组成部分有故障时,仪表盘会显示故障代码及产生的时间,给维修工作带来方便。

3 力矩限制器的工作原理

力矩限制器是容电子技术、传感技术、计算机技术为一体,是新一代机电一体化的智能电子产品,主要由传感器、信号处理、AD转换,MCU,显示等组成,其原理框图如图 3所示。

起重机力矩限制器的工作原理,首先将起重机的载荷曲线表通过编程器输入存储中,再通过面板的人机对话窗口功能,将各种工况参数给予设定,主机即可工作。力矩限制器的长度、角度传感器能适时检一出起重机超重臂的长度和起重臂对水平面的角度 a,通过模一数转换器 (A/D转换器)将模拟信号转换成数字信号输入计算机,计算出幅度 R=L＊cos-A式中,A是起重臂下铰点翻回转中心线的水平距离。力矩限制器的压力传感器测出变幅钢丝绳实际吊载时产生的压力信号,同样通过 A,D转换送人计算机,计算出实际力矩值.对于定臂长的动臂式起重机,力矩限制器通过臂架角度的检测与臂长参数进行计算,得出实际幅度所对应的额定载荷的电压标准值。载荷传感器受力后产生应变,应变量转换成电信号,经放大器放大后送入电压比较电路,与额定载荷所对应的电压标准值进行比较。力矩限制器可实时显示当前起重值,当载荷达到 90%额定载荷时,预警比较器动作,装置发出预警信号。当载荷超过额定载荷 110%时,继电器动作,切断起升控制回路,从而达到安全保护的目的。

图 3 力矩限制器工作原理图

4 结束语

特种设备安全是整个安全生产工作中的一个重要组成部分。力矩限制器准确性至关重要,掌握正确调试和检验方法,定期进行检测,尤为必须。过大的动作误差不仅不能起到安全作用甚至起反作用,如果司机按错误的显示数据进行操作,正误差会使起重机损失相应的工作能力,过大的负误差易造成倾翻,甚至引起重大事故。

REFERENCES

[1] 田复兴.起重机械安全管理使用指南[M].北京:中国水利水电出版社,2010.

[2] 孙桂林.起重力矩限制器通用技术条件[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2008.

[3] 顾学群.传感器与检测技术[M].北京:中国电力出版社, 2009.

[4] 于雨.起重机械作业安全技术[M].辽宁:辽宁科学技术出版社,2006.

[5] 陈锦琪.计数机应用技术[M].北京:中国劳动出版社,2007.

Introduction toM omentL i m iter ofW heel Crane

Li Jun
(Huangpu Area Port,Guangzhou Port Group CO.,Ltd,Guangzhou,Guangdong,510700)

Moment limiter is a safety device to preventoverload.This safety device can stop operating automatically byoverloading alarm signal

.It avoids the accident caused for overloading and makes the operation of the crane more reliable and safe.The system conformation and working principle ofmoment limiter are introduced in this article.There are multiple sensors to collect realtime dynamic parameters of the crane.The actual load calculated by CPU on real-ti me is compared with the current rated load to determine the condition ofmachine is safety or not.

moment li miter;crane;sensor

book=93,ebook=143

TH213.6

C

1009-3842(2010)03-0093-03

2010-05-17

李珺(1982-),男,汉族,山西祁县人,工学学士,主要从事港口设备技术维护与管理工作,E-mail:hpg2107@163.com