桥式起重机运行机构限位装置安装探讨

徐文娟 (咸宁职业技术学院机电工程系，湖北 咸宁 437100)

桥式起重机运行机构限位装置安装探讨

徐文娟 (咸宁职业技术学院机电工程系，湖北 咸宁 437100)

桥式起重机的大小车限位装置的安装距离太近，冲击力大，起不到保护作用；安装距离太远，大大限制了机构运行的空间范围，不能够充分利用起重机所能运行的空间。以QD型桥式起重机大小车运行机构限位装置的设置形式为例，分别对不同设置形式的QD型桥式起重机大小车运行限位装置的安装位置问题进行了研究，并给出相应的安装参数。

运行机构；限位装置；安装位置

通用桥式起重机的大小车运行机构限位装置是利用机械或电子装置来控制起重机大小车运行的空间范围或运行速度的，防止大小车运行到极限位置同车挡发生剧烈的碰撞，对起重机的安全保护起着至关重要的作用。而大小车运行机构限位装置的安装位置直接影响它的保护功能，装置的安装距离太近，冲击力大，起不到保护作用；装置的安装距离太远，大大限制了机构运行的空间范围，不能够充分利用起重机所能运行的空间。为此，笔者对QD型桥式起重机大小车运行机构限位装置的安装进行探讨。

1 大小车运行机构限位装置的类型及设置形式

大小车运行机构限位装置按工作原理和结构形式可分为机电式限位装置和电子式限位装置。机电式限位装置利用安全尺、传动轴等机械触发部件控制电气线路来实现保护功能，电子式限位装置利用接近开关等具有固定功能的电子装置来控制电气线路实现保护功能。

起重机每个运行方向都要装设运行限位装置[1]，一般起重机只需装一级运行限位装置，当大小车运行机构到达设置的极限位置时自动切断电源，同时进行制动，再滑行碰撞；当大小车运行机构的运行速度V≥100m/min或停车定位要求较准确时，需要装设2级运行限位装置，第1级发出减速信号并按规定要求减速，第2级自动断电、制动，再滑行碰撞。

2 大、小车运行机构限位装置的安装

2.1一级限位装置的安装

1-车挡；2-缓冲器；3-扫轨板；4-安全尺；5-行程开关；6-端梁；7-大车运行轨道;L2-刹车距离；L1-安全尺长度。

一级限位装置安装示意图如图1所示。图1中大车运行采用机电式一级限位装置，行程开关装在端梁上，安全尺装在大车运行轨道旁。

当大车以速度V运行到如图1所示位置时，行程开关碰到安全尺，大车运行断电，同时制动器开始制动，大车由于惯性继续向前减速滑行，这一过程称为刹车过程。大车滑行的距离称刹车距离(L2)。刹车距离的长短，直接影响到起重机运行的安全，最理想的状态是当大车断电滑行到车挡时，刚好大车速度为0，此时，大车缓冲器不会碰撞车挡。由于刹车时间短，可近似将刹车过程看成均减速过程，根据运动公式，则有：

(1)

从而：

(2)

式中，a为刹车时大小车运行的加速度， m/s2；ΔV为大小车运行速度变化量，m/s；V为大小车运行速度， m/s；t为刹车时间，s；L2为刹车距离，m。

式(2)表明，刹车距离L2与大车运行速度和刹车时间有关。大车运行速度根据设计要求而定，当起吊吨位较大时，运行速度应设计小一些；刹车时间的选取与整机重量、起吊吨位和运行速度等有关，时间越短则加速度越大，在相同吨位的情况下对起重机冲击太大，被吊重物有可能由于惯性被甩起而造成安全事故，时间过长会影响生产效率。因此，应通过调节制动器来调整刹车时间，一般取1～2s。在确定刹车时间t和运行速度V的情况下，再确定刹车距离L2。根据文献[2]的规定，限位开关在接触到安全尺并起作用时应始终与安全尺可靠接触不脱出，安全尺的长度应满足碰撞运行极限位置限制后，起重机应能在轨道端部止挡前停止，所以L1一定要大于等于L2。经验表明[3]，一般取L1=(1.1～1.2)L2较为合适。

在设计时，首先根据端梁实际结构确定行程开关的安装位置，确定刹车时间t，计算L2的大小，再确定安全尺的尺寸和安装位置。在实际工作中，还可以将行程开关安装在轨道旁，而将安全尺安装在端梁上。对于桥式起重机的小车运行也可以采用一级限位装置，安装原理与大车运行相似。

2.2二级限位装置的安装

采用二级限位装置进行限位，其运行过程是先减速，后刹车，再碰撞停车。二级限位装置安装示意图如图2所示。图中小车运行采用电子式二级限位装置，其小车车挡、触发装置安全尺安装在小车架上，接近开关安装在主梁两端、小车轨道旁，缓冲器装在主梁两端头。

1-缓冲器安装座；2-缓冲器；3-车挡；4-接近开关2；5-小车架；6-安全尺；7-接近开关1;L3-减速距离；L4-接近开关到安全尺寸下表面的距离；L5-车挡到安全尺的距离；L6-车挡到小车架边缘的距离；L7-缓冲器到大车横梁边缘的距离。

由图2可知，小车架上安全尺的长度为L1，当小车从左向右行时，先是安全尺靠近接近开关1，由接近开关1接通小车减速控制电路，小车开始减速；当小车安全尺靠近接近开关2时(即图2中的位置)，由接近开关2断开小车运行控制电路，小车运行断电，制动器开始制动。将小车从接近开关1运行到接近开关2这个过程称为减速过程，也称电气制动过程。在此过程中，小车运行距离(即两接近开关之间距离)称为减速距离，用L3表示。小车从图2中位置开始低速运行，直到小车车挡撞上小车缓冲器，小车停止运行，这个过程称为刹车过程。

1)减速过程中：

(3)

(4)

2)刹车过程中：

(5)

(6)

式中，a1为减速过程的加速度， m/s2；a2为刹车过程的加速度，m/s2；V1为减速后大小车运行速度，m/s；t1为减速时间，s；t2为刹车时间，s。

从式(4)和式(6)可看出，L3、L2值的大小与小车正常运行的速度及每个过程所用时间有关，与一级限位装置一样，通过调节制动器或变频调速的脉冲来调节各过程的运动时间，且应合理设置各段时间。减速时间、刹车时间一般取2～4s。在起重机减速过程时，要求将速度减到原来速度的1/3(这是起重机的低高速过程)，则减速距离应更大一些，减速时间应长一些。

对于安全尺长度L1，一定要大于L3，不然在减速过程中会重新接通小车正常运行电路。为安全起见，一般取L1=(1.1～1.2)L3。

图2中L4是接近开关到安全尺寸下表面的距离(也称工作距离)，它由接近开关的额定检测距离Sn来确定(L4≤0.8Sn)，在安装时必须保证这一尺寸[3]。

在设计过程中，首先要根据运行速度和起吊吨位预设减速时间t1和刹车时间t2计算确定L1、L2、L3和L4的大小，其次根据小车架结构确定安全尺、车挡的位置(也即确定图2中L5、L6的大小)，再在保证L6lt;L7的情况下确定缓冲装置的安装位置，最后根据L2、L3的大小确定接近开关2和接近开关1在主梁上的安装位置，接近开关2到缓冲器距离为L2+L5，接近开关1到缓冲器距离为L2+L5+L3。对于大车运行二级限位装置的安装与小车二级限位装置的安装相似。

3 实例分析

一台QD32/5t的桥式起重机，大车运行速度V大=60m/min，采用一级机电限位装置；小车运行速度V小=30m/min，小车运行要求准确停车并采用变频调速，利用YE14型号接近开关进行二级限位，查产品样本,其额定检测距离Sn为10mm，则有如下情形。

3)工作距离：L4≤0.8Sn=0.8×10=8(mm)。

根据以上计算结果，再结合起重机具体结构，就可安装大小车限位装置了。

4 结 语

影响桥式起重机大小车运行机构限位装置安装的因素很多，主要有运行速度、整机重量和起吊吨位。对不同设置形式的QD型桥式起重机大小车运行限位装置的安装位置进行设计时，应根据运行速度和起吊吨位先确定起重机大小车减速、刹车时间，再根据相应计算式确定各段距离及安装位置。当然，在特殊情况下可根据具体要求作相应变化。

[1]GB/T3811-2008，起重机设计规范[S].

[2]万力.起重机械安装使用维修检验手册[M].北京：冶金工业出版社，2000.

[3]裘为章.实用起重机电气技术手册[M].北京：机械工业出版社,2001.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.043

TH215

A

1673-1409(2012)04-N124-03

2012-02-27

徐文娟(1974-),女，1997年大学毕业，讲师，现主要从事起重机械设计方面的教学与研究工作。