閆 碩

（河北保定徐水巨力索具股份有限公司起重機(jī)技術(shù)部,河北 徐水 072550）

大型起重機(jī)安全裝置的發(fā)展與趨勢(shì)分析

閆 碩

（河北保定徐水巨力索具股份有限公司起重機(jī)技術(shù)部,河北 徐水 072550）

歸納總結(jié)了大型起重機(jī)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)及其特點(diǎn)，分析了大型起重機(jī)安全裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，指出了起重機(jī)安全裝置的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)大型起重機(jī)的發(fā)展提出了有益的建議及措施。

大型起重機(jī)；安全裝置；發(fā)展趨勢(shì)

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加強(qiáng)和起重機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，中、大噸位工程起重機(jī)的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)顯著。機(jī)動(dòng)靈活、性能更高、更安全可靠的大型起重機(jī)成為吊裝設(shè)備的核心產(chǎn)品。起重機(jī)的不斷大型化，以及起重機(jī)作業(yè)過(guò)程和工作環(huán)境的復(fù)雜化，危險(xiǎn)性也越來(lái)越大，一旦發(fā)生吊裝事故，常常造成重大經(jīng)濟(jì)損失抑或是人員傷亡。為了避免事故發(fā)生，保證起重機(jī)安全運(yùn)行，起重機(jī)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)必須過(guò)硬，尤其是起重機(jī)安全保護(hù)裝置。

1 大型起重機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

先進(jìn)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使起重機(jī)結(jié)構(gòu)件受力更合理，組裝與拆卸更方便，增強(qiáng)實(shí)用性。應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)如有限元等優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件，采用先進(jìn)的制造工藝與技術(shù)如采用重量更輕的桁架臂變幅設(shè)計(jì)等確保更多臂節(jié)組合，從而實(shí)現(xiàn)高性能的可靠表現(xiàn)，這些都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之于起重機(jī)的關(guān)鍵。

1.2 安全保護(hù)裝置

安全保護(hù)裝置就是用于控制起重機(jī)速度、位置、防墜落等的裝置，起重機(jī)安全保護(hù)裝置總共有22大類(lèi)，主要有限位器、緩沖器、限制器、防風(fēng)裝置等[1]。安全保護(hù)裝置的形式、內(nèi)容很豐富，從被動(dòng)式到主動(dòng)式安全保護(hù)，從機(jī)械觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)管理到可視化微機(jī)管理，從單機(jī)安全保護(hù)到物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控新技術(shù)，從單純的數(shù)字顯示到文字顯示、圖像顯示、視頻顯示，從單機(jī)重量限制器、力矩限制器到系統(tǒng)化集群管理、全過(guò)程管理等都屬于安全保護(hù)裝置的范疇。

1.3 電氣控制技術(shù)

起重機(jī)電氣控制技術(shù)不斷智能化、高精化，使傳動(dòng)更平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)更緊湊，整機(jī)控制更加精確。大型起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)借鑒并運(yùn)用成熟的總線(xiàn)控制和電比例控制技術(shù)，吊裝工況的選擇和摸擬采用大屏幕顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn)，大屏幕可以顯示工作參數(shù)、吊裝狀態(tài)、故障診斷、報(bào)警提示等參數(shù)以確保起重機(jī)精準(zhǔn)執(zhí)行各項(xiàng)控制指令[2]。

以上是對(duì)大型起重機(jī)若干關(guān)鍵技術(shù)及其特點(diǎn)的歸納總結(jié)，每一項(xiàng)都至關(guān)重要，都會(huì)左右起重機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用。尤其是安全保護(hù)裝置技術(shù)更是蘊(yùn)涵了其他所有關(guān)鍵技術(shù)的終極發(fā)展目標(biāo)，更需要加強(qiáng)關(guān)注。

2 大型起重機(jī)安全裝置的發(fā)展

前面已經(jīng)介紹過(guò)，起重機(jī)安全裝置有22類(lèi)之多，不能一一贅述，本文選擇其中最重要、應(yīng)用最廣泛的幾種安全裝置進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

2.1 力矩限制器

目前最先進(jìn)的數(shù)字式力矩限制器主要由計(jì)算機(jī)、顯示器、傳感器、電磁閥、報(bào)警單元等組成，能夠自動(dòng)檢測(cè)諸如吊載重量、起重臂角度等參數(shù)，并通過(guò)顯示器將額定載重量及實(shí)際載重量、起重臂角度、旋轉(zhuǎn)半徑等參數(shù)呈現(xiàn)在操控者面前?？梢詫?shí)時(shí)監(jiān)控起重機(jī)工況，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)報(bào)警和安全控制。

2.2 超載限制器

超載限制器由傳感器、運(yùn)算放大器、控制執(zhí)行器和載荷指示計(jì)等部分組成，將顯示、控制和報(bào)警功能集于一身。起重機(jī)吊起物品時(shí)，傳感器產(chǎn)生形變，把載荷參數(shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大，指示出載荷的數(shù)值。當(dāng)載荷達(dá)到額定值的90%時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)；當(dāng)載荷超過(guò)額定載荷時(shí)，自動(dòng)切斷起升動(dòng)力源。先進(jìn)的超載限制器具有以下技術(shù)特點(diǎn)：圖形文字、仿真動(dòng)態(tài)大屏幕顯示；單片微機(jī)控制，一體化集成電路，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；所有參數(shù)一屏顯示，文字提示操作。

2.3 其他安全裝置

起升高度限位器主要有差動(dòng)螺旋式限位器和重錘式限位器兩種，除了限位功能，還能通過(guò)主儀表顯示吊物的高度值等參數(shù)，防止起升高度超過(guò)允許的最大高度而造成沖頂事故等?；剞D(zhuǎn)限制器通常使回轉(zhuǎn)傳感器的小齒輪與回轉(zhuǎn)支撐大齒圈相嚙合，測(cè)量回轉(zhuǎn)角度，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理輸出旋轉(zhuǎn)角度、速度和報(bào)警等信息。

3 大型起重機(jī)安全裝置的發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，未來(lái)大型起重機(jī)安全裝置必然向著簡(jiǎn)便易懂、功能強(qiáng)大、可靠性高、維修便捷的方向發(fā)展。主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在智能化、信息化、集成化三方面。

3.1 智能化

智能化是大型起重機(jī)安全裝置最主要的發(fā)展趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，為測(cè)量?jī)x器儀表技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。智能化主要體現(xiàn)在對(duì)起重機(jī)整機(jī)的在線(xiàn)工況監(jiān)測(cè)、故障診斷和預(yù)警，并將吊重、吊鉤高度、幅度、風(fēng)速等數(shù)據(jù)通過(guò)操作室中的顯示器顯示，同時(shí)還裝有載荷、力矩測(cè)量裝置和臂架高度、起升高度等編碼裝置，可以大大提高起重機(jī)的工作效率以及安全性和可靠性。

3.2 信息化

信息化是以現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為基礎(chǔ)，將起重機(jī)各方面參數(shù)匯總至數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的智能化處理，供操控者做出決策的技術(shù)。因此，信息化與智能化是分不開(kāi)的。未來(lái)的起重機(jī)信息化技術(shù)就是智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理起重機(jī)群，通過(guò)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對(duì)起重機(jī)群實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)管理，幫助相關(guān)職能部門(mén)掌握其管轄的所有起重機(jī)的運(yùn)行情況和安全狀態(tài)，提供遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄、查詢(xún)、分析、統(tǒng)計(jì)等功能，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，消除隱患，避免事故的發(fā)生和惡化[3]。

3.3 集成化

起重機(jī)集成化技術(shù)趨勢(shì)是以現(xiàn)代信號(hào)處理、網(wǎng)絡(luò)通信、多傳感器融合等技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)整合各種信號(hào)和參數(shù)，集中顯示并處理載荷、吊臂力矩、吊升高度以及風(fēng)速、油溫、壓力報(bào)警等安全性參數(shù)，還能顯示并處理包括油耗統(tǒng)計(jì)、工時(shí)計(jì)算、維修保養(yǎng)等經(jīng)濟(jì)性參數(shù)。另外，運(yùn)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各種起重機(jī)組成一個(gè)集成系統(tǒng)，通過(guò)最優(yōu)化方法，計(jì)算不同機(jī)型的最佳匹配和組合，使系統(tǒng)達(dá)到最佳效用。

4 總結(jié)

綜上所述，未來(lái)的大型起重機(jī)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)必然趨于完善，功能完備、易于操控。同時(shí)其安全裝置在智能化、信息化和集成化的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)下，保證起重機(jī)群的協(xié)同作業(yè)，達(dá)到最大效能的同時(shí)最大限度的保證設(shè)備的安全性和可靠性，這是大型起重機(jī)械的必然發(fā)展趨勢(shì)。

[1]GB6067-2010起重機(jī)械安全規(guī)程[S].

[2]朱德康,鄒勝.起重機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)展望[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2007（02）.

[3]李守林,羅文龍.塔式起重機(jī)作業(yè)安全監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)的研究[J],建筑機(jī)械,2009(04):63-69.