陈卓林
广东省特种设备检测研究院江门检测院 江门 529000
摘要:起重机械广泛用于社会生产,制动器是起重机的核心安全部件,尤其是吊运熔融金属及危化品的起重设备,设置除工作制动器以外的安全制动器,是非常必要的,也是起重机安全技术规范的要求。在重物的起升和下降中,由于机械或电气故障导致重物快速自由下降,将会损坏设备甚至造成事故。
关键词:安全制动器;速度检测;触发装置;响应时间
目前,国内的起重机安全制动器,主要是靠电磁驱动,触发信号的来源在起重机的控制系统,较难保障其响应的时间及可靠性。特种设备的安全运行越来越受到社会的关注,特别是吊运危险品或重要物品的起重机械,一旦发生事故其后果将不堪设想。本论文的目的在于探索设计一种可靠的、实用的、响应迅速的起重机安全制动器,提升起重机作业的安全系数,尤其是吊运危险品及熔融金属起重机的作业安全系数。
一、设计目标
以通用桥式起重机的安全制动器为设计探索对象,为此类起重机设计安全制动器。设计的目标是当起重机起吊的重物因制动器失效、或控制系统故障而向下坠落时,安全制动器能被触发,从而使用重物下坠减速并最终被制停。这就要求响应时间、响应可靠性、制停可靠性都应该得到有效保证。为了技术能够得到推广,在设计时,还得考虑其制造成本、及在无需改变原起重机结构基础上安全制动器功能模块化加装的特性。
二、设计思路
当吊运的重物因各种原因超速下坠时,安全制动器能够被触发并有效动作,使重物下坠减速并停止。同时要求满足功能模块化,便于加装的特性。这就要求功能实现的环节必须是离重物最近的环节,同时信号获取来源也因该是最直接的,而不应该是间接获取,避免中间环节的故障。所以在起重机起升钢丝绳卷筒上,作为信号的来源点,同时也是功能是实现点,是最为直接和有效的。如图一所示:
图一:设计示意图
三、设计原理
(一)执行元件
在起升卷筒轮缘傍边的基座上,安装一个垂直的带导向槽的制动支撑柱,支撑柱正对卷筒轮缘的中心。安全制动器的制动楔块安装在导向槽内,当制动楔块被触发时,楔块在重力作用下,沿着导向槽向下运动,楔块锲入到轮缘与支柱之间,在卷筒的转动力矩作用下,楔块与卷筒轮缘的摩擦力越来越大,从而使卷筒减速旋转并逐渐停止转动,避免重物坠落。
(二)机械触发装置
在起升卷筒的端面外侧加装一个多边形轨道,在轨道上安全一个贴轨的滚轮,滚轮轮边在弹篁力的作用下与多边形轨道贴紧,当卷筒出现超速坠落的时候,贴轨滚轮在离心力的作用下,向圆周外侧移动,从而触发立柱上的机械开关,当立柱上的机械开关动作时,锲块在重力作用下,沿轨道向下运行,锲入卷筒轮缘与立柱之间的间隙,彼此贴紧产生摩擦力,从而是卷筒减速至停止。
(三)信号触发装置
在多边形轨道外侧贴上光栅环圈,在支柱上安装光电感应器,当卷筒转动速度超速的时候,通过光电装置接收信号给立柱上的电磁触发装置,电磁铁开关动作,锲块在重力作用下沿轨道向下运行,重复上述动作,从而使卷筒制停,达到安全保护的目的。
对于在用的桥式起重机,其起升机构安装在小车运行平台上。在小车平台选取合适的位置,安装附加制动器的零部件是可以的。但更加可靠、优化的方案是在起重机设计制造的时候,考虑加装安全制动器,这样在设备的结构布局上更加合理,功能更加可靠。
四、结语
起重机在吊运作业过程中,重物失控坠落是极为危险的安全事故,所以通过技术手段增加起重机作业安全性是非常有必要的。本论文只是从原理上论述了这种设计方案的可行性,而要将设计方案转化为产品,需要注意更多的细节,需要对结构件受力计算分析,根据不同的起重能力设计符合规格的制动器。为了确保安全,还得对生产出来的产品进行测试,确保其可靠性。
论文作者:陈卓林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签:制动器论文; 起重机论文; 卷筒论文; 重物论文; 轮缘论文; 轨道论文; 立柱论文; 《防护工程》2018年第13期论文;