起重機(jī)超載作業(yè)是造成起重機(jī)事故的主要原因之一,使用靈敏可靠的超載保護(hù)裝置,是提高起重機(jī)作業(yè)安全性,防止超載事故的有效措施。起重機(jī)超載保護(hù)裝置包括起重量限制器和起重力矩限制器。國(guó)內(nèi)20世紀(jì)80年代,有關(guān)行業(yè)、大專院校、研究院所等單位對(duì)超載保護(hù)裝置進(jìn)行了研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn),發(fā)展至今已漸成規(guī)模。尤其是電子器件的發(fā)展,使目前國(guó)內(nèi)電氣型超載保護(hù)裝置的產(chǎn)品技術(shù)水平上了一個(gè)臺(tái)階,主要性能已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)氷平。起重機(jī)超載保護(hù)裝置動(dòng)作點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)考慮一般要求、動(dòng)載荷情況、特殊載荷情況三個(gè)方面,列出如下。
(1)一般要求
超載保護(hù)裝置的動(dòng)作點(diǎn)是指裝機(jī)條件下,由于裝置的超載防護(hù)作用,使起重機(jī)停止向不安全方向動(dòng)作時(shí),起重機(jī)的實(shí)際起重量。通常的動(dòng)作點(diǎn)設(shè)置應(yīng)考慮三方面的因素:
1〉應(yīng)使起重機(jī)可以吊運(yùn)額定載荷,不降低原有的起重能力。
2〉不應(yīng)超過其動(dòng)載試驗(yàn)值〈110%額定起重量〉。
3〉應(yīng)考慮超載保護(hù)裝置±5%的綜合誤差。一般設(shè)置在100%~105%額定起重量范圍內(nèi)。
(2)考慮動(dòng)載荷情況
起重機(jī)在正常作業(yè)中,物品突然離地起升或下降制動(dòng)時(shí),對(duì)承載結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷作用。這一載荷作用可通過起升載荷乘以大于1的起升載荷動(dòng)載系數(shù)&考慮??梢姵d保護(hù)裝置動(dòng)作點(diǎn)的設(shè)置必須考慮起重機(jī)正常工作中存在動(dòng)載荷這一情況,避免誤動(dòng)作。
我國(guó)目前超載保護(hù)裝置在該動(dòng)作點(diǎn)的設(shè)置上采用了“延時(shí)斷電”的方法來解決此問題。延時(shí)斷電是指當(dāng)載荷信號(hào)達(dá)到所設(shè)置的動(dòng)作點(diǎn)載荷信號(hào)時(shí),裝置經(jīng)延時(shí)環(huán)節(jié)判斷后動(dòng)作,停止起重機(jī)向不安全方向運(yùn)行,但允許向安全方向運(yùn)行。延時(shí)環(huán)節(jié)一般采用RC積分電路,或單片機(jī)通過軟件來處理,延時(shí)時(shí)間根據(jù)起重機(jī)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)情況而定。對(duì)于橋式起重機(jī),額定載荷作用于主梁跨中時(shí),垂直方向的滿載自振頻率(鋼絲繩滑輪組)為2Hz≤f<4Hz。對(duì)于臂架式起重機(jī),如門座式起重機(jī),額定載荷作用于最大幅度時(shí),滿載自振頻率為f≥1Hz。因此,延時(shí)時(shí)間一般取1-2s,以避開較大振動(dòng)載荷。
根據(jù)理論與實(shí)際檢測(cè),當(dāng)起重機(jī)吊運(yùn)的載荷臨界于動(dòng)作點(diǎn)設(shè)定值時(shí),裝置實(shí)現(xiàn)延時(shí)斷電功能。但由于振動(dòng)不能完全消除,或由于重物左右晃動(dòng)及信號(hào)受到干擾等因素,將可能出現(xiàn)載荷信號(hào)低于動(dòng)作點(diǎn)設(shè)定值的情況,造成繼電器觸點(diǎn)釋放,從而產(chǎn)生多次延時(shí)斷電。繼電器觸點(diǎn)的多次動(dòng)作,將造成起重機(jī)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)時(shí)開時(shí)停,對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的振動(dòng)影響,反而增加不安全因素。因此,產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使裝置延時(shí)斷電后一次性鎖定,當(dāng)載荷信號(hào)降至某一信號(hào)值(90%額定起重量以下為宜)時(shí),才能恢復(fù)起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。對(duì)于起重量限制器、起重機(jī)一般是將物品降至地面;對(duì)于起重力矩限制器,起重機(jī)一般采用減小幅度的方法實(shí)現(xiàn)。
(3)考慮特殊載荷情況
起重機(jī)在實(shí)際作業(yè)中存在下述特殊情況:起重機(jī)司機(jī)在誤操作情況下,突然將控制手柄置于最高速度擋,起升鋼絲繩在受載之前吊鉤就已達(dá)到了很高速度,以這種速度起升物品將引起很大的沖擊和振動(dòng)載荷;起重機(jī)在吊運(yùn)作業(yè)時(shí),可能出現(xiàn)所吊物品與其他障礙物刮碰,或物品與地面固結(jié),造成載荷瞬間劇增,對(duì)起重機(jī)造成極大的破壞。上述兩種情況僅用延時(shí)斷電方法顯然達(dá)不到保護(hù)作用,因此要求產(chǎn)品必須設(shè)置另外的動(dòng)作點(diǎn),這就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中通常所采用的“峰值斷電”方法。峰值斷電是指當(dāng)載荷信號(hào)達(dá)到某一設(shè)定峰值載荷信號(hào)時(shí),無論是動(dòng)載信號(hào)還是實(shí)際載荷信號(hào),裝置可不經(jīng)延時(shí)立即動(dòng)作,停止起重機(jī)向不安全方向運(yùn)行,但允許起重機(jī)向安全方向運(yùn)行。正確地設(shè)置裝置的峰值動(dòng)作點(diǎn),需考慮起重機(jī)的類型、動(dòng)載系數(shù)0、結(jié)構(gòu)及零部件的強(qiáng)度、整機(jī)穩(wěn)定性及實(shí)際工作中起重機(jī)的載荷組合情況,進(jìn)行合理選擇。