李 珺

(廣州港集團(tuán)黃埔港務(wù)分公司,廣東廣州 510700)

淺談?shì)喪狡鹬貦C(jī)力矩限制器

李 珺

(廣州港集團(tuán)黃埔港務(wù)分公司,廣東廣州 510700)

力矩限制器是防止超載的安全裝置,該裝置通過(guò)超載報(bào)警信號(hào)自動(dòng)停止操作動(dòng)作,保證起重機(jī)械更安全、可靠的工作,避免因超載造成的事故。本文介紹了力矩器的系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理,有多個(gè)傳感器實(shí)時(shí)采集起重機(jī)的動(dòng)態(tài)參數(shù),經(jīng) CPU實(shí)時(shí)計(jì)算出實(shí)際載荷,與機(jī)械當(dāng)前狀態(tài)額定負(fù)荷做比較,從而判斷機(jī)械的工作狀態(tài)是否安全。

力矩限制器;起重機(jī);傳感器

1 引言

一臺(tái)輪式起重機(jī)的起重力矩是個(gè)定值,當(dāng)起重臂的長(zhǎng)度和起升角度發(fā)生變化,所能起升重物的質(zhì)量也相應(yīng)發(fā)生變化。起重機(jī)力矩限制器是應(yīng)用于臂架型起重機(jī)械的安全保護(hù)裝置,它可以保證其安全作業(yè)、防止起重機(jī)因超載和操作失誤而引發(fā)事故,使起重機(jī)的安全使用達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化和科學(xué)化。該裝置通過(guò)超載報(bào)警信號(hào)或自動(dòng)停止起重機(jī)向危險(xiǎn)方向動(dòng)作,來(lái)有效地避免因過(guò)載而引起起重機(jī)結(jié)構(gòu)的破壞和整機(jī)傾翻。同時(shí),在顯示方面采用全液晶點(diǎn)陣(圖形)顯示技術(shù),并且采用全漢化顯示的工作界面,具有良好的人機(jī)界面,使起重機(jī)司機(jī)更加直觀地通過(guò)儀表顯示來(lái)觀察起重機(jī)吊載作業(yè)的情況,做到心中有數(shù),為安全生產(chǎn)提供可靠的保障。

2 力矩限制器的組成及功能

力矩限制器是電子綜合測(cè)量技術(shù)在起重機(jī)上的具體應(yīng)用。本系統(tǒng)主要由長(zhǎng)度傳感器、壓力傳感器、角度傳感器,主機(jī)儀表等組成。

2.1 傳感器介紹

傳感器檢測(cè)信號(hào)是力矩限制器工作的基礎(chǔ)。下面介紹三種傳感器的工作原理。

(1)長(zhǎng)度傳感囂。

長(zhǎng)度傳感器是采用拉線彈簧及多圉電位器等組成的電位器式位移傳感器.它將起臂長(zhǎng)度的變化量轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào).拉線盤(pán)的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)及減速機(jī)構(gòu)的速比,確定了起重臂長(zhǎng)度與電位器輸出信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。若起重臂長(zhǎng)度不變,此傳感器不安裝,只要設(shè)定工況參數(shù)即可。

(2)角度傳感器角。

角度傳感器選用無(wú)磨損電位器,采用重錘式結(jié)構(gòu)將起重臂對(duì)水平面的傾角轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào),因而重錘直接安裝在電位器旋轉(zhuǎn)軸上,帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn),來(lái)改變電位器抽頭的位置,相應(yīng)抽頭輸出電壓也隨之改變。這實(shí)質(zhì)仍是電位器式位移傳感器,不過(guò)是將角位移轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。

通過(guò)測(cè)量傳感器的電阻可判斷傳感器的好壞,角度傳感器總電阻值為 5.0k歐姆。

如圖1:

圖1 角度電位器

1-3腳之間電阻值為總電阻值。

2-3腳之間電阻值隨起重機(jī)臂桿的仰角變化,在 1.5k歐姆——3.5k歐姆之間。

(3)重量傳感器。

重量傳感器將變幅鋼絲繩中反映吊載的壓力值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。應(yīng)變式壓力傳感器是利用枯貼在彈性敏感元件上的應(yīng)變片,感測(cè)其受壓后的局部應(yīng)變轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。

通過(guò)測(cè)量傳感器電阻值可初步判斷傳感器的好壞。用萬(wàn)用表的 2k檔位,測(cè)量五芯插頭各個(gè)引腳電阻值來(lái)判斷。

如圖2:

圖2 重量傳感器

正常阻值如下所示:

1-3腳之間電阻值為 380歐姆左右;

2-4腳之間電阻值 350歐姆左右 。

2.2 儀表主機(jī)

本裝置采用全液晶點(diǎn)陣顯示,分辨率高 (320× 240),能一次顯示用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù)。如:工作狀態(tài)、實(shí)際重量、實(shí)際幅度、臂長(zhǎng)等全部采用漢字提示,具有良好的人機(jī)對(duì)話界面。

2.3 力矩限制器的主要功能

(1)動(dòng)載抑制功能 。

此裝置應(yīng)能區(qū)別起重機(jī)實(shí)際超載與正常作業(yè)中突然起升或下降制動(dòng)產(chǎn)生的附加動(dòng)載荷影響。吊掛重物障礙或與地面連結(jié)時(shí),應(yīng)具有立即動(dòng)作的功能。

(2)自動(dòng)保護(hù)功能。

當(dāng)起升重物產(chǎn)生的力矩達(dá)到額定起升力矩的90%時(shí),裝置發(fā)出聲音或燈光預(yù)警信號(hào)。達(dá)到額定起升力矩 110%時(shí),應(yīng)能制止起重機(jī)向不安全方向繼續(xù)動(dòng)作,并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),起重機(jī)拒動(dòng)后,須經(jīng)檢查、復(fù)位后,才能繼續(xù)工作,允許起重機(jī)向安全方向動(dòng)作。

(3)自動(dòng)保險(xiǎn)功能。

具有自動(dòng)保險(xiǎn)功能,當(dāng)力矩限制器出現(xiàn)問(wèn)題或故障時(shí),可發(fā)出提示性報(bào)警信號(hào)或文字顯示的故障代碼,以利于及時(shí)維修。

(4)故障記憶功能。

當(dāng)力矩限制器的某一組成部分有故障時(shí),儀表盤(pán)會(huì)顯示故障代碼及產(chǎn)生的時(shí)間,給維修工作帶來(lái)方便。

3 力矩限制器的工作原理

力矩限制器是容電子技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體,是新一代機(jī)電一體化的智能電子產(chǎn)品,主要由傳感器、信號(hào)處理、AD轉(zhuǎn)換,MCU,顯示等組成,其原理框圖如圖 3所示。

起重機(jī)力矩限制器的工作原理,首先將起重機(jī)的載荷曲線表通過(guò)編程器輸入存儲(chǔ)中,再通過(guò)面板的人機(jī)對(duì)話窗口功能,將各種工況參數(shù)給予設(shè)定,主機(jī)即可工作。力矩限制器的長(zhǎng)度、角度傳感器能適時(shí)檢一出起重機(jī)超重臂的長(zhǎng)度和起重臂對(duì)水平面的角度 a,通過(guò)模一數(shù)轉(zhuǎn)換器 (A/D轉(zhuǎn)換器)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算出幅度 R=L＊cos-A式中,A是起重臂下鉸點(diǎn)翻回轉(zhuǎn)中心線的水平距離。力矩限制器的壓力傳感器測(cè)出變幅鋼絲繩實(shí)際吊載時(shí)產(chǎn)生的壓力信號(hào),同樣通過(guò) A,D轉(zhuǎn)換送人計(jì)算機(jī),計(jì)算出實(shí)際力矩值.對(duì)于定臂長(zhǎng)的動(dòng)臂式起重機(jī),力矩限制器通過(guò)臂架角度的檢測(cè)與臂長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,得出實(shí)際幅度所對(duì)應(yīng)的額定載荷的電壓標(biāo)準(zhǔn)值。載荷傳感器受力后產(chǎn)生應(yīng)變,應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)放大器放大后送入電壓比較電路,與額定載荷所對(duì)應(yīng)的電壓標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。力矩限制器可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前起重值,當(dāng)載荷達(dá)到 90%額定載荷時(shí),預(yù)警比較器動(dòng)作,裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)。當(dāng)載荷超過(guò)額定載荷 110%時(shí),繼電器動(dòng)作,切斷起升控制回路,從而達(dá)到安全保護(hù)的目的。

圖 3 力矩限制器工作原理圖

4 結(jié)束語(yǔ)

特種設(shè)備安全是整個(gè)安全生產(chǎn)工作中的一個(gè)重要組成部分。力矩限制器準(zhǔn)確性至關(guān)重要,掌握正確調(diào)試和檢驗(yàn)方法,定期進(jìn)行檢測(cè),尤為必須。過(guò)大的動(dòng)作誤差不僅不能起到安全作用甚至起反作用,如果司機(jī)按錯(cuò)誤的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,正誤差會(huì)使起重機(jī)損失相應(yīng)的工作能力,過(guò)大的負(fù)誤差易造成傾翻,甚至引起重大事故。

REFERENCES

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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,漢族,山西祁縣人,工學(xué)學(xué)士,主要從事港口設(shè)備技術(shù)維護(hù)與管理工作,E-mail:hpg2107@163.com