林志鋼 洪洋溢 蔣偉

摘 要：作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的重要設(shè)備，起重機在物料起重、裝卸、安裝當(dāng)中有著極為廣泛的應(yīng)用，對于工業(yè)生產(chǎn)而言有著極為重要的現(xiàn)實意義，但是，在實際應(yīng)用當(dāng)中，起重機時常會出現(xiàn)安全事故，對相關(guān)工作人員的生命安全有著極大威脅?；诖?，本文將主要針對起重機新型檢修安全保護裝置的設(shè)計與應(yīng)用展開相關(guān)探討分析。

關(guān)鍵詞：起重機;檢修安全保護裝置;設(shè)計應(yīng)用

引言：

起重機能夠有效減輕勞動強度，同時大幅度提升現(xiàn)場工作效率，對于工業(yè)與運輸業(yè)的發(fā)展有著極大促進作用。伴隨機械技術(shù)發(fā)展，起重機成為大部分企業(yè)必備設(shè)備，在使用起重機過程當(dāng)中，需對其加以有效維保檢修，為其使用過程中的可靠性與安全性提供保障，另外，由于起重機按設(shè)備結(jié)構(gòu)較大，在開展檢修作業(yè)過程當(dāng)中需要高空作業(yè)，并且需要不斷變換位置冒著對檢修工作安全性提出極高要求。

1安全保護裝置概述

所謂安全防護設(shè)備，就是在不正常狀態(tài)下，可以保證起重機的安全工作，預(yù)防安全事故。迄今為止，最普遍使用的安全保護措施是緩沖;各種限位器，起重力矩限位器等。限位器是起重機設(shè)備中必不可少的設(shè)備之一，在制造過程中，有旋轉(zhuǎn)角限位器、下降深度限位器、提升高度限位器等。剎車是起重機起重機械中的一個關(guān)鍵部件，它在起重機械中起著舉足輕重的作用。如果在運輸過程中發(fā)生了熔斷的金屬，或者發(fā)生了故障，那么就會有更多的風(fēng)險。同時，起重機的起重裝置也會受到很大的損壞，所以在每個傳動裝置中都要有兩組制動裝置，以保證它們的安全[1]。

2新型檢修安全保護裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

起重機載重量大，在運行期間必須定期維護保養(yǎng)。在此過程中，由于起重機的結(jié)構(gòu)尺寸大，又全部位于高空，因此，在進行維修和維修時，必須進行高空作業(yè)。在高空作業(yè)中，由于起重機的維修部位比較多，工人的工作位置也比較復(fù)雜，給其帶來了更大的風(fēng)險。檢修安全防護設(shè)備主要包括固定鋼管、止動銷、連接桿、安全環(huán)等。固定鋼管為焊接方式，在使用中，將固定鋼管與橫梁欄桿連接;止斷器一端連接于固定鋼管，一端連接于連桿，確保連接棒與固定鋼管的聯(lián)接，并能靈活移動;安全環(huán)和連桿采用焊接方式相結(jié)合。在安全環(huán)中懸掛安全帶，確保操作人員的安全。在設(shè)計時，304不銹鋼的緊固鋼管，采用焊接方式將其固定于起重機的橫梁欄桿上，并在管內(nèi)設(shè)置一條與鋼管垂直的橫向通道。沿滑道方向，每隔一段距離設(shè)置一固定槽，以固定止動銷。鎖緊螺栓由45號圓鋼焊接而成，兩個直徑相等的圓鋼焊成十字形，由連桿焊接，安全圈與連桿焊接，構(gòu)成了滑動裝置。

3硬件設(shè)計

3.1微控制器

主控芯片選用TMS320F2802系列單片機，由美國德州儀器制造。TMS320F2802的核心是32位C28x，它的指令長度更短，執(zhí)行效率更高;具有在同一編碼長度下更高效的指令;采用單循環(huán)雙16x16和32x32比特的硬件乘法器，在一個時鐘循環(huán)中實現(xiàn)32比特的運算;超快的中斷和響應(yīng)，使系統(tǒng)保護、功能響應(yīng)更高效、更快捷;TMS320F2802芯片上有32 KW的 Flash和6 KW的 RAM，適用于在線數(shù)據(jù)表的存儲，并具有更多的可變存儲功能，有效地改善了系統(tǒng)的性能;TMS320F2802具有3個外部中斷，可以與GPIO-A的任意一根插頭進行連接，方便了對信號的外接和 PCB的配線;TMS32OF2802具有3個32位的定時器，其時序范圍從1微秒至數(shù)十分鐘不等，無需添加計時變量即可完成所需的時間計數(shù)，多個定時器為多個計時任務(wù)提供了良好的選擇;TMS320OF2802具有12比特的 AD，其最高可達6.25 MHz的轉(zhuǎn)換，可選用內(nèi)置或外部基準(zhǔn)電壓;主要包括 SCI， SPI， PCI， PCI等三個功能模塊;TMS320F2802采用128比特的加密方式，其中包含了 FLASH、L0、L1等多種編碼，可以防止被讀取;TMS320F2802能夠很好的支持 C語言的編程，其運行效率可達1∶1.1[2]。

3.2轉(zhuǎn)速傳感器

速度傳感器采用了光電編碼技術(shù)。光電編碼器是一種集光學(xué)、機械、電氣等技術(shù)于一身的數(shù)碼感應(yīng)器。這種編碼器是 A、B、Z的輸出信號，其中，A和 B是相位差為90度的方形信號，Z是零相位交叉的脈沖信號。光電編碼器轉(zhuǎn)動一周，A、B相輸出相同數(shù)目的脈沖，Z相輸出一次，通過計算脈沖的頻率，可以得到電動機的實際轉(zhuǎn)速，并根據(jù)脈沖數(shù)目來確定電動機在剎車時的剎車距離。為改善光電編碼器的定位精度，本保護設(shè)備采用四倍頻法對信號調(diào)理電路進行處理，并對其進行判定、計數(shù)和運算，從而得到電機的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和制動距離。

4軟件設(shè)計

本保護設(shè)備的軟件主要由系統(tǒng)主程序、速度檢測子程序、仿真量（溫度、重力等）檢測子程序組成;RS-485總線中使用的數(shù)據(jù)顯示子程序、無線通信驅(qū)動子程序以及MODBUS通信子程序。在此基礎(chǔ)上，利用編程方式對單片機的定時進行編程，以完成對頻率信號進行計數(shù)和定時，并對剎車距離、電動機速度進行測量。模擬信號的探測與通訊也由程式設(shè)定微控制器內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換器及UART、SPI完成。RS-485總線采用MODBUS，它包括RTU和ASCI II兩種不同的編碼方式，其中RTU與安全防護設(shè)備進行通訊，設(shè)定其工作時的安全防護限制，并將所記錄的過程信息上傳至電腦，對剎車進行綜合分析，從而實現(xiàn)對制動器的綜合診斷[3]。

5新型檢修安全保護裝置的原理及應(yīng)用

起重機是一種在各種行業(yè)中被廣泛使用的起重運輸機械，對企業(yè)的生產(chǎn)起到了很大的作用。由于起重機的負荷大，工作周期長，因此在長時間的使用中，必須對其進行定期的維護保養(yǎng)，以保證其安全運行。起重機維修要求操作人員在高空作業(yè)，因此，在進行起重機維修時，首先要解決的問題就是保證工人的安全。檢修時使用的安全防護套，其滑軌是用于保證緊固圈的正?；瑒雍途o固。在進行起重機維修時，維修人員將安全帶掛在安全環(huán)上，并在橫梁的欄桿處向前推進，當(dāng)滑塊進入到固定鋼管的滑槽中時，安全防護設(shè)備處于不工作狀態(tài)。在進行維修工作時，將滑塊裝置置于固定槽中，使滑塊裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，從而避免了滑塊的運動，為操作人員的安全提供了保障。在操作人員進行高空操作時，可將安全帶固定在原地，防止滑落，以保護操作人員不受傷害。如果需要多個工人同時操作，則可以在鋼管上安裝多個滑塊，也可以在橫梁的護欄部位焊接多套安全防護裝置，便于操作人員進行操作。由于安全環(huán)在安裝于固定槽中時，由于安全環(huán)的轉(zhuǎn)動會使滑塊從固定槽中滑出，所以在操作過程中應(yīng)對止脫銷進行合理的設(shè)計，以防止止脫銷自動脫落，從而在相關(guān)工作人員開展高空作業(yè)過程中為其提供安全保障[4]。

結(jié)語：

本文根據(jù)起重機檢修過程中所需高空作業(yè)的特點，設(shè)計了一種新型檢修安全保護裝置，自主要是在起重機橫梁護欄位置焊接一定長度固定鋼管，將滑動系統(tǒng)安裝于內(nèi)部滑道，當(dāng)需要開展檢修作業(yè)時，將安全帶懸掛與保護裝置的安全環(huán)內(nèi)部，以實際作業(yè)位置為基準(zhǔn)對滑動系統(tǒng)位置進行調(diào)整，從而為相關(guān)工作人員高空作業(yè)安全性提供有力保障。

參考文獻：

[1]齊曉明.一種新型的安全輔助裝置在門座式起重機中的應(yīng)用[J].河南科技， 2020（11）：3.

[2]吉同正， 王羽豐， 梁俊豪，等.智能安全監(jiān)護系統(tǒng)在掛梁橋式起重機司機室防護中的應(yīng)用[J].起重運輸機械， 2020（7）：4.

[3]王文龍， 胡敬銓， 倪波濤，等.基于SIL的塔式起重機安全裝置檢修周期優(yōu)化[J].電子測試， 2021（18）：3.

[4]段治斌， 牛宇峰.淺析起重機械安全保護裝置的功能安全[J].中國設(shè)備工程， 2021（18）：2.B162084A-ED57-4E01-9348-B990C39C3EDE