摘要：起重机是桥式起重机的一种变形, 又叫龙门吊。其金属结构像门形框架, 承载主梁下安装两条支脚, 可以直接在地面的轨道上行走, 主梁两端可以具有外伸悬臂梁。起重机作为一种常用的货运特种机械, 被广泛应用于长大笨重货物的装卸, 为了保证起重机可以安全作业, 需要做好安全监控管理工作。在进行安全管理时, 不仅要提高安全运作效率, 提升作业人的操作技能, 还需要利用安全监控管理系统来对施工进行管理, 确保可以及时做出反应, 及时将设备电源切断, 并将预警系统启动, 做出紧急制动。
关键词：船厂起重机；安全监控；管理系统
起重机作为船厂的关键设备,其安全性尤为重要,但起重机事故仍时有发生,因此,《起重机械安全监控管理系统》于2012年7月1日实施,目前已在行业进行强制实施,解决了起重机自身安全运行的监控问题,为事故后的问题分析与处理提供重要依据。
1船厂起重机群概念的提出及安全监控的必要性
为满足生产需要,提高生产效率,一般在船厂船台、船坞或码头,都密集布置着形式各异的起重机,独立或协作工作,主要包括门座起重机和门式起重机两种,门座起重机一般布置在门式起重机的下方或两侧,形成船厂起重机群。
尽管形式各异的起重机均运行在各自的轨道上,但由于多台起重机密布、起重机之间的距离较近或司机视野盲区等因素,起重机之间存在相互干涉的危险,导致起重机发生干涉事故,因此本文研究船厂起重机群安全监控管理系统的问题,为避免起重机发生干涉,实现船厂起重机群安全监控显得非常有必要。
2船厂起重机群安全监控管理系统初步模型
按照《起重机械安全监控管理系统》要求,起重机自身的安全监控管理系统已安装,在此基础上,为解决起重机群干涉问题,可在已有的起重机安全监控系统中增加一个界面,该界面可在起重机群界面和本地起重机位置界面之间进行切换显示。起重机群界面包括群内所有形式各异的起重机,本地起重机界面仅包括起重机本身和可能与其存在干涉的其他起重机显示在同一个界面内,且以本地起重机为主,处于界面中间,可通过显示不同的颜色进行区分。当发生本地起重机与某一台起重机接近至警戒范围时,除了监控管理系统向操作人员发出报警信号和在醒目位置采用文字提醒外,在安全监控系统群界面或本地起重机界面也可以直观的看到存在干涉危险的起重机,并采用颜色加以区分,如果可能发生干涉的区域进一步缩小,可通过安全监控系统强制将两台设备停机,也可通过旁路进行人为操作。如有新的起重机加入到该起重机群,可通过技术手段将其纳入到该管理系统中。
3起重机群安全监控的实现
船厂起重机均运行在固定的轨道上,两台门式起重机靠近时存在干涉的危险,门式起重机和门座起重机即使相对位置较远,但由于门座起重机臂架幅度变化或转盘旋转角度变化将可能造成两机发生干涉,所以要实现起重机群安全监控,必须解决两个问题,一个是起重机的相对位置,另一个是起重机的活动范围,以此两个因素来判断是否存在干涉的危险性。
相对位置解决方案:在每台起重机上设置一个权点,来虚拟起重机的位置,起重机的移动即权点的移动,门式起重机设置在主梁中间,门座起重机设置在回转中心,通过模拟的形式以权点扩展出起重机的外形轮廓,将起重机群分布在一个虚拟的平面坐标系内。
起重机运行在各自的轨道上,通过运行机构编码器进行坐标数据采集,或通过GPS定位的方式采集权点坐标,然后反馈到虚拟的坐标系上。
活动范围解决方案:对于门式起重机来说,除维修吊外,小车一般运行在跨中,活动范围不会超出起重机跨距;对于门座起重机来说,尾部半径是一个固定值,但臂架的幅度和转盘的旋转角度在工作过程中会经常发生变化,即它的活动范围处于变化状态,即使两机间距较大,也可能由于臂架幅度或转盘角度变化就会发生与周围其他起重机或环境产生的干涉,所以必须提取臂架的幅度和转盘的旋转角度数据,结合两机的间距,再通过逻辑运算确定门座起重机的活动范围。
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如果是门座起重机布置在门式起重机下方的,则通过两机相对位置、门座起重机幅度、门座起重机转盘的方向以及门式起重机的小车位置等条件进行判断是否两机存在干涉的危险。
如果门式起重机在停机维修的状态,其上用于维修的起重机采用门座起重机的方式处理即可。如果是起重机遇到建筑时,只需将建筑物的坐标位置在该系统内设定,也可以通过以上方案进行安全处置。因此可得出起重机群安全监控管理系统通用因素公式:
干涉区域=起重机间距+门座起重机(或维修吊)旋转角度+门座起重机(或维修吊)臂架幅度+门式起重机上小车位置+门式起重机下小车位置+建筑物位置。
定义:干涉区域为F;起重机间距为L,两机沿轨道最大轮廓分别为L1、L2,即L=L1+L2;门座起重机(或维修吊)转盘角度为α;门座起重机(或维修吊)臂架幅度为β;门式起重机上小车位置为a;门式起重机下小车位置为b;建筑物位置为h;通用因素公式可简写为:F=L+α+β+a+b+h。如门座起重机与门座起重机则公式简化为:F=L+α1+β1+α2+β2+h。如门座起重机与门式起重机则公式简化为:F=L+α+β+h。如门座起重机与门式起重机(门座机在门式起重机下方布置)则公式简化为:F=L+α+β+a+b+h。如门式起重机与门式起重机则公式简化为:F=L+h。
举例说明:以门座起重机和门式起重机为例,假设门座起重机在门式起重机外侧布置,门座机作为本地起重机,采用通过公式F=L+α+β+h来确定门座机干涉区域,假设在无建筑物的情况下,公式简化为为:F=L+α+β,即门座起重机发生干涉的区域仅与两机的间距、本机的臂架幅度和转盘旋转角度有关,通过对以上三个影响因素进行逻辑运算。
判断L是否小于等于L1+L2,如确认则通过其他两个因素判断本地门座起重机干涉区域。随着两台起重机逐渐靠近,即间距L逐渐缩小,两台起重机发生干涉的区域越来越大,直到权点处于一条线上时,发生干涉危险的区域最大,即有效的工作范围最小,随着两机间距L逐渐增大,发生干涉的区域越来越小,当L大于L1+L2时,两机离开可能发生干涉的区域。
4安全监控综合管理系统的实用性
当前, 安全监控综合管理系统已经广泛应用于门式起重机和台门式起重机, 通过对该系统的应用, 大大提高了起重机的工作效率, 降低了安全事故的发生概率, 也为监控管理工作提供便利, 实用性强, 使用效果良好。具体有以下优点。
(1) 确保起重机安全运行。起重机在运行过程中, 遇到安全隐患时, 系统会自动发出警报, 提示司机正确操作, 减少事故发生。
(2) 对三相电压进行实时监测。如果发现起重机的电流、电压、电量、功率等出现异常情况时, 就会自动发出警报, 避免出现设备故障施工的现象。
(3) 加强对工作人员的监督。利用安全监控综合管理系统可以对施工现场进行实时监控, 可以通过监控来发现工作人员违章作业的行为, 从而对其进行批评教育, 促使工作人员自觉遵守规章制度, 进行安全操作。通过安全监控综合管理系统还可以拓宽司机的操作视野, 消除安全隐患, 降低安全事故的发生概率。
(4) 提升数据的准确性和真实性。利用安全监控综合管理系统可以自动对起重机的工作时间和工作量进行记录, 使数据的准确性和真实性大大提高, 为设备的维修和保养提供数据支撑。
结论
本文主要针对造船厂外场使用的门座起重机和门式起重机所形成的密集性起重机使用情况下,可能存在干涉的起重机之间的安全性提出的一种解决方案,能够预防起重机工作过程中与其他起重机或周边环境产生干涉,希望能够在船厂起重机群区域应用实施。
参考文献：
[1]于智超.门式起重机安全监控管理系统[J].机械管理开发,2017,(10):93-95.
[2]高金花.安全监控管理系统在门式起重机中推广探讨[J].机械研究与应用,2017,(02):117-119,125.
论文作者:李金光
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：起重机论文; 机群论文; 管理系统论文; 船厂论文; 位置论文; 发生论文; 区域论文; 《电力设备》2018年第22期论文;