【关键词】移动式起重机；安全保护装置；设计思路
1移动式起重机安全保护装置简析
移动式起重机的重大事故，多数是由于起重机失去稳定性造成的。失去稳定性是由于超负荷、过卷扬等原因。为防止事故的发生必须装设下列安全装置:力矩限制器、上升极限位置限制器、幅度指示器、水平仪、防止吊臂后倾装置、支腿回缩锁定装置、回转定位装置、倒退报警装置、活动零件防护罩、电气设备防雨罩。(1)力矩限制器其功能是限制起重机的倾翻力矩，防止移动起重机因超力矩而发生倾翻事故。是由力的检测器、臂长和臂角检测器组成。当起重机起重量达到额定值时，发出信号，并用红灯显示，进而停止工作。(2)上升极限位置限制器该装置是防止起重臂过卷扬的装置，当起重臂接近最大角度时，限位开关打开，发出警报。 (3)幅度指示器将装有活动指针的圆形指示盘吊挂在起重臂上，变幅时能指示出各种幅度下的起重量。(4)水平仪该仪器主要是通过测出起重机底盘前后左右方向的水平度，来控制支腿，使起重机保持水平状态。(5)防止吊臂后倾装置保证当变幅机构的行程开关失灵时，能阻止吊臂后倾。(6)支腿回缩锁定装置保证起重机支腿回缩时，能可靠锁定。(7)回转定位装置在起重机行驶时，使上车保持在固定的位置。(8)倒退警报装置起重机向倒退方向行驶时，应能迅速发出报警音响信号和明灭相间的灯光信号。(9)活动零件防护罩遮盖住起重机上外露、有伤人可能的活动零件。(10)电气设备防雨罩遮盖住起重机上的电气设备，以防雨淋影响其性能。
2起重机力矩限制器设计
2.1吊臂角度传感器
力矩限制器是起重机安全保护装置的重要组成部分，其作用在于避免起重机运行中出现倾覆情况。该装置运行中，要求借助吊臂角度传感器、长度传感器等，检测载荷、角度以及吊伸长长度，当控制系统接收检测数据后，会与计算机数据库中的数据对比，做吊装稳定性分析。以其中吊臂角度传感器为例，设计中应考虑其结构有壳体、重锤、角度电位计等，吊臂运行至某个角度时，需保证重锤作用下，角度电位计触点、滑环电压出现改变，而控制系统将完成测量与计算电压值过程，在此基础上进行吊臂角度信号传输，保证吊臂角度控制合理。
2.2吊臂伸出长度传感器
对于吊臂伸出长度传感器，其结构有多圈电位计、拉线与绕线器等。该装置设计中，一般要求在绕线器内缠绕拉线一端，吊臂头部固定另外一端。同时，多圈电位器、绕线器保持同轴安装，吊臂渗出运行中电位计转动，有电阻值变表现。此时控制系统会测量电阻值，输出吊臂伸出长度信号。需注意的是，为保证吊臂伸出长度合理，需由计算机进行记录，确保各节吊臂数据叠加，进行吊臂伸出总长度值计算[1]。
2.3控制系统设计
整个安全装置设计中，均需考虑控制系统能否发挥其作用，该装置影响所有装置运行。从控制系统运行原理看，主要通过计算机操作，对起重载荷传感器、吊臂角度传感器、吊臂伸出长度进行信号模拟与输出。整个控制系统包含的部分有操作系统、输出设备、运算器、储存器以及输入设备等，其中用于信号输入与转换的为输入设备，而运算器与存储器则会对输入的信号进行信息比较，将工作状态下起重机的起重能力计算。另外，操作系统运行中，可用于相关信息查询，能够校准力矩限制器。
2.4起吊质量传感器与回转位置开关
除上述安全保护装置外，力矩限制器中也有起吊质量传感器、回转位置开关等装置。其中在起吊质量传感器方面，通常要求将滑轮倍率值输入到控制系统中，进行气掉质量计算。而回转位置开关，以往设计中将回转位置开关安装于转盘前端，效果并不理想，所以设计中一般考虑将回转齿数计数器设置于回转齿圈上，对上车回转精确位置进行测量[2]。
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3起重机卷扬保护系统设计
3.1双钩作业平衡器设计
水力发电厂起重机运行中，双钩作业平衡器作用在于双钩吊装作业中，使重物调整更加合理，重物上升平稳，使卷扬机转速保持合理。起重机运行中，若出现副沟滑轮组、主吊钩滑轮组倍率差异情况，利用双钩作业平衡器，保证主卷扬机、副卷扬机在转速上控制合理，保持相同吊钩提升速度。
3.2提升限位与过放限位开关设计
卷扬保护系统设计中，防过卷保护开关也被叫做提升限位开关，作用表现在吊钩达到一定位置后，卷扬机停止继续动作，避免持续提升引起重物坠落或钢丝绳拉断情况。设计中，要求于吊臂顶端滑轮下方位置安装开关，钢丝绳处悬挂环形重锤套，吊钩持续上提，到达环形重锤后，吊钩托起重锤，接通限位开关，停止卷扬动作。另外，在过放限位开关设计中，也可将其叫做三圈保护器，作用在于卷筒释放钢丝绳中，有3圈保护绳保留卷筒上，通过这种控制方式，防止钢丝绳全部放出引起松脱情况。另外，过放限位开关设计中，通常要求在卷扬机卷筒轴上安装过放限位开关，钢丝绳放至仅有三圈情况下有警报声发出，释放动作停止。
3.3卷扬机作业监控装置设计
卷扬机保护系统设计中，为确保系统整体稳定运行，需在卷扬机作业监控装置上合理设置。这种监控装置运行下，可将传感器所获取的各类信号如钢丝绳长度信号、卷扬机转速信号传入到监控系统中，驾驶员可实时监控卷扬机工作运行状态。近年来，起重机设计中也将摄像头设置于卷扬机位置，这样通过摄像头获取的图像，在显示器上显示，能够及时发现是否有跳绳、夹绳、乱绳等问题[3]。
4起重机其他安全保护装置设计
4.1伸缩机构保护系统
起重机安全保护装置结构中，伸缩机构保护系统的作用在于使起重机伸缩过程控制合理，通常由计算机控制，在PLC可编程集中控制器做逻辑顺序设定后，根据所设定的标准完成伸缩过程。从伸缩机构保护系统构成看，有伸缩缸、插拔销位置感应开关以及臂节检测感应开关等，这些构成部分均有具体的设计要求，如臂节检测感应开关，应注意感应式导电体的安装。保证这些安全保护装置设置合理，有助于伸缩结构的稳定可靠运行。
4.2支腿安全保护系统
支腿安全保护系统在起重机的作用在于控制每个支腿保持均衡受力。从该系统的构成看，有支腿压力传感器、调平控制器以及电子水平仪器等。如其中调平控制器，可自动调平控制，在获取起重机倾斜度相关数据后，对支腿伸出量进行调平，确保各支腿支撑力均匀。
4.3附属安全保护装置
移动式起重机安全保护装置中，有较多附属安全保护装置，如安全开关，一般于起重机操作室设置，一旦有紧急情况发生，按下开关便可切断电源，起重机所有动作停止。再风速传感器，其设计是否合理对水力发电厂起吊装置安全运行有极大关系，如作业过程中有风速过大情况，影响起重机的稳定性，所以需将风速传感器安装于吊臂头部，通过观察操作台显示界面，有风速数值出现，根据风速变化在操作上控制。为提高起重机运行的可靠性、稳定性，可考虑进行监控系统的安装配置，包括回转定位与锁定装置、锁止与就位感应开关等[4]。
5结论：
移动式起重机整体结构较为复杂，其中任一部分出现异常，均会导致起重机安全性能下降。尽管近年来起重机使用中，我们已经在安全管理方面给予足够重视，但仍需注意在安全保护装置设计上强化，提高设备运行可靠性。
参考文献：
[1]王明策.起重机的安全保护装置研究与分析[J].现代国企研究，2018（14）：171.
[2]王辉.塔式起重机吊钩超速保护装置研制应用和分析[J].建材与装饰，2018（24）：195-196.
[3]张雷.门座起重机吊具防脱保护装置的改进[J].港口装卸，2017（06）：31-33.
[4]邓初芬.用于普通塔式起重机大臂检验维修的人员安全保护装置[J].特种设备安全技术，2017（03）：27-28.
论文作者:杨政
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：起重机论文; 吊臂论文; 装置论文; 卷扬机论文; 保护装置论文; 传感器论文; 力矩论文; 《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;