大型起重機安全裝置的發展與趨勢分析

閆 碩

（河北保定徐水巨力索具股份有限公司起重機技術部,河北 徐水 072550）

大型起重機安全裝置的發展與趨勢分析

閆 碩

（河北保定徐水巨力索具股份有限公司起重機技術部,河北 徐水 072550）

歸納總結了大型起重機領域關鍵技術及其特點，分析了大型起重機安全裝置的發展現狀，指出了起重機安全裝置的發展趨勢，對大型起重機的發展提出了有益的建議及措施。

大型起重機；安全裝置；發展趨勢

隨著基礎設施建設的加強和起重機技術的迅猛發展，中、大噸位工程起重機的市場需求增長顯著。機動靈活、性能更高、更安全可靠的大型起重機成為吊裝設備的核心產品。起重機的不斷大型化，以及起重機作業過程和工作環境的復雜化，危險性也越來越大，一旦發生吊裝事故，常常造成重大經濟損失抑或是人員傷亡。為了避免事故發生，保證起重機安全運行，起重機各項關鍵技術必須過硬，尤其是起重機安全保護裝置。

1 大型起重機關鍵技術及特點

1.1 結構設計

先進合理的結構設計使起重機結構件受力更合理，組裝與拆卸更方便，增強實用性。應用先進的計算機技術如有限元等優化設計結構件，采用先進的制造工藝與技術如采用重量更輕的桁架臂變幅設計等確保更多臂節組合，從而實現高性能的可靠表現，這些都是結構設計之于起重機的關鍵。

1.2 安全保護裝置

安全保護裝置就是用于控制起重機速度、位置、防墜落等的裝置，起重機安全保護裝置總共有22大類，主要有限位器、緩沖器、限制器、防風裝置等[1]。安全保護裝置的形式、內容很豐富，從被動式到主動式安全保護，從機械觸點式開關管理到可視化微機管理，從單機安全保護到物聯網安全監控新技術，從單純的數字顯示到文字顯示、圖像顯示、視頻顯示，從單機重量限制器、力矩限制器到系統化集群管理、全過程管理等都屬于安全保護裝置的范疇。

1.3 電氣控制技術

起重機電氣控制技術不斷智能化、高精化，使傳動更平穩，結構更緊湊，整機控制更加精確。大型起重機電氣控制系統借鑒并運用成熟的總線控制和電比例控制技術，吊裝工況的選擇和摸擬采用大屏幕顯示器來實現，大屏幕可以顯示工作參數、吊裝狀態、故障診斷、報警提示等參數以確保起重機精準執行各項控制指令[2]。

以上是對大型起重機若干關鍵技術及其特點的歸納總結，每一項都至關重要，都會左右起重機的發展和應用。尤其是安全保護裝置技術更是蘊涵了其他所有關鍵技術的終極發展目標，更需要加強關注。

2 大型起重機安全裝置的發展

前面已經介紹過，起重機安全裝置有22類之多，不能一一贅述，本文選擇其中最重要、應用最廣泛的幾種安全裝置進行簡要說明。

2.1 力矩限制器

目前最先進的數字式力矩限制器主要由計算機、顯示器、傳感器、電磁閥、報警單元等組成，能夠自動檢測諸如吊載重量、起重臂角度等參數，并通過顯示器將額定載重量及實際載重量、起重臂角度、旋轉半徑等參數呈現在操控者面前。可以實時監控起重機工況，實現危險報警和安全控制。

2.2 超載限制器

超載限制器由傳感器、運算放大器、控制執行器和載荷指示計等部分組成，將顯示、控制和報警功能集于一身。起重機吊起物品時，傳感器產生形變，把載荷參數轉化為電信號，經過運算放大，指示出載荷的數值。當載荷達到額定值的90%時，發出預警信號；當載荷超過額定載荷時，自動切斷起升動力源。先進的超載限制器具有以下技術特點：圖形文字、仿真動態大屏幕顯示；單片微機控制，一體化集成電路，并可進行遠程控制；所有參數一屏顯示，文字提示操作。

2.3 其他安全裝置

起升高度限位器主要有差動螺旋式限位器和重錘式限位器兩種，除了限位功能，還能通過主儀表顯示吊物的高度值等參數，防止起升高度超過允許的最大高度而造成沖頂事故等。回轉限制器通常使回轉傳感器的小齒輪與回轉支撐大齒圈相嚙合，測量回轉角度，經過信號處理輸出旋轉角度、速度和報警等信息。

3 大型起重機安全裝置的發展趨勢

隨著技術的不斷發展與進步，未來大型起重機安全裝置必然向著簡便易懂、功能強大、可靠性高、維修便捷的方向發展。主要發展趨勢體現在智能化、信息化、集成化三方面。

3.1 智能化

智能化是大型起重機安全裝置最主要的發展趨勢。計算機技術的日新月異，為測量儀器儀表技術的發展提供了強有力的支持。智能化主要體現在對起重機整機的在線工況監測、故障診斷和預警，并將吊重、吊鉤高度、幅度、風速等數據通過操作室中的顯示器顯示，同時還裝有載荷、力矩測量裝置和臂架高度、起升高度等編碼裝置，可以大大提高起重機的工作效率以及安全性和可靠性。

3.2 信息化

信息化是以現代通信、網絡、數據庫技術為基礎，將起重機各方面參數匯總至數據庫，經過計算機的智能化處理，供操控者做出決策的技術。因此，信息化與智能化是分不開的。未來的起重機信息化技術就是智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理起重機群，通過安全監控管理系統可以對起重機群實現遠程監控和實時管理，幫助相關職能部門掌握其管轄的所有起重機的運行情況和安全狀態，提供遠程在線監控和數據記錄、查詢、分析、統計等功能，便于及時發現問題，消除隱患，避免事故的發生和惡化[3]。

3.3 集成化

起重機集成化技術趨勢是以現代信號處理、網絡通信、多傳感器融合等技術為基礎，通過整合各種信號和參數，集中顯示并處理載荷、吊臂力矩、吊升高度以及風速、油溫、壓力報警等安全性參數，還能顯示并處理包括油耗統計、工時計算、維修保養等經濟性參數。另外，運用計算機和網絡技術將各種起重機組成一個集成系統，通過最優化方法，計算不同機型的最佳匹配和組合，使系統達到最佳效用。

4 總結

綜上所述，未來的大型起重機各項關鍵技術必然趨于完善，功能完備、易于操控。同時其安全裝置在智能化、信息化和集成化的安全監控管理系統下，保證起重機群的協同作業，達到最大效能的同時最大限度的保證設備的安全性和可靠性，這是大型起重機械的必然發展趨勢。

[1]GB6067-2010起重機械安全規程[S].

[2]朱德康,鄒勝.起重機創新設計展望[J].起重運輸機械,2007（02）.

[3]李守林,羅文龍.塔式起重機作業安全監控信息化管理系統的研究[J],建筑機械,2009(04):63-69.