起重機起重量限制器的原理及故障分析與對策

陳 波

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院惠州檢測院 ,516000）

起重機起重量限制器的原理及故障分析與對策

陳 波

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院惠州檢測院 ,516000）

起重量限制器的最大特點是有效的同起重機械的具體結(jié)構(gòu)形式相結(jié)合，確保稱重傳感器和稱量控制儀表的使用不破壞起重機的安全性。同時，也滿足性能可靠，檢修方便，測量準(zhǔn)確度高的功能要求。本文根據(jù)起重機起重量限制器的基本原理與操作特點，對其具體的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效性分析，結(jié)合起重機在檢驗過程中產(chǎn)生的問題對起重量限制器的安裝、調(diào)試、檢驗等問題的解決展開充分的研究與討論。

起重機；起重量限制器；原理；分析

隨著數(shù)字化技術(shù)的突破性進(jìn)展，特別是電子稱重技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了起重機械機械化、自動化、集成化以及智能化的發(fā)展。由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)效率日益提高，促使了大型化、高速化和專用化的起重機械具有自動化、智能化和信息化的性能特征。現(xiàn)代稱重技術(shù)的應(yīng)用已使各種起重機械在作業(yè)環(huán)境內(nèi)直接參與進(jìn)行物料的裝卸、運輸、升降、分揀、堆垛、儲存甚至配送，有時還能夠?qū)ξ锪现苯舆M(jìn)行計量、識別、跟蹤和管理等等。

目前，在起重機械上使用的稱量裝置按功能通常可分為電子吊秤和特殊稱重裝置兩類。獲得廣泛使用的電子吊秤，相關(guān)說明較多，在此不加以闡述。特殊稱重裝置主要是指在起重機械上已經(jīng)普遍使用的起重量限制器。目前對此研究相對較少，因此對起重機起重量限制器的研究顯得十分有意義。

1 起重機起重限制器的基本原理與操作特點

起重機起重量限制器主要是由傳感器、運算放大器、控制執(zhí)行器以及載荷指示計等器件構(gòu)成的，把顯示、控制與報警等各種功能匯集在一起。其工作的基本原理是：如果起重機正在起吊物品時，傳感器會出現(xiàn)形變，將載荷重量轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號，通過運算放大處理后，可以顯示出載荷的具體數(shù)值。

起重機起重量限制器已經(jīng)普遍應(yīng)用在橋門式規(guī)格起重機與升降機中，通過對起重機本身的起升結(jié)構(gòu)的取力信息直接反饋到這個儀表中進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、比較以及讀數(shù)功能，通過判斷分析后顯示出目前重量參數(shù)并對其進(jìn)行對應(yīng)的工況數(shù)值顯示，超過額定起重量之后迅速切斷相應(yīng)的起升回路，此時起重機不可以起吊重物，從而有效達(dá)到保護(hù)起重機及起重機操作人員的安全目的。

起重量限制器主要分為機械式與電子式這兩種類型，都能夠使起吊的重物重量數(shù)值維持在規(guī)定數(shù)值范圍以內(nèi)，機械式主要根據(jù)彈簧-杠桿的物理原理；電子式一般是通過壓力傳感器檢測起吊的重量數(shù)值，如果大于允許范圍的起重數(shù)值時起升結(jié)構(gòu)就無法啟動。同時起重量限制器能夠用作起重量指示器，其特點有測量性能好、工作可靠性高、結(jié)構(gòu)輕巧便捷等。

2 起重機起重限制器的技術(shù)參數(shù)

起重量限制器是起重設(shè)備無法缺少的自動化控制儀器，這主要通過安裝在受力測力點位置上稱重測力傳感器的作用采集到相應(yīng)的重量數(shù)值信號，通過信號傳輸線路把信號直接反饋到操作室內(nèi)的顯示儀表上，從而可以使控制人員時刻能夠監(jiān)控到起重設(shè)備的起重數(shù)值及是否存在超載的狀況，基本的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點：

適用范圍：0.5～500噸各類起重機；綜合誤差：≤±5%；顯示誤差：≤±3%；動作誤差：≤±3%；報警點的設(shè)定：（1）預(yù)報警點：額定起重量的90%；（2）延時報警點：額定起重量的105%；（3）立即報警點：額定起重量的130%；延時報警時間：1～2秒；傳感器過載能力：1.5倍；使用環(huán)境條件：-10℃～+50℃；電源電壓：380V-15%(+10%)繼電器觸點容量：AC380V 、2A；傳感器防護(hù)等級：IP65；電器控制箱防護(hù)等級：IP42。

3 起重機起重量限制器故障的排查與分析

起重量限制器容易出現(xiàn)的故障問題，通常來說主要分為五個部件的故障情況：一是傳感器，二是增益電路，三是中央處理和存儲，四是顯示，五是執(zhí)行結(jié)構(gòu)。在通常情況下起重量限制器的故障問題大部分發(fā)生在傳感器、增益電路以及執(zhí)行結(jié)構(gòu)。中央處理和存儲以及顯示部分發(fā)生故障問題的頻率較低。下面根據(jù)傳感器、增益電路以及執(zhí)行機構(gòu)三方面對故障問題的排查與分析進(jìn)行簡要的概述。

3.1 傳感器故障分析

傳感器故障檢測：對于傳感器的故障進(jìn)行排查，首先使用萬用表檢測相應(yīng)的輸出信號，檢查信號是否為連續(xù)信號，或者拆除傳感器，同時用手進(jìn)行勻速的轉(zhuǎn)動，檢測其輸出端位置的電阻變化狀況以及總電阻是否和標(biāo)定數(shù)值相吻合，假如使用萬用表檢測數(shù)值和廠家標(biāo)定數(shù)值不一致，則初步可以斷定為傳感器的故障問題，可以立即更換處理。

3.2 增益電路故障分析

增益電路的故障排查，一般是在排除傳感器故障后進(jìn)行相關(guān)的檢查，一般的做法是使用替代法來進(jìn)行檢查：一是檢查零位調(diào)整（ZERO ADJUSJ），二是檢查放大倍數(shù)調(diào)整（SPAN ADJUSJ）。

以起重量檢查為例，比較安全可靠的操作辦法如下：首先，使用一組已知重量的重物，逐次吊起，同時依次記錄顯示器上對應(yīng)的顯示數(shù)值，對顯示數(shù)值與真實數(shù)值進(jìn)行逐組對比差值，假如各組的差值不變，則應(yīng)調(diào)零，假如各組差值隨著吊重量值增加而增加，則應(yīng)調(diào)整放大倍數(shù)。

3.3 執(zhí)行結(jié)構(gòu)故障分析

執(zhí)行結(jié)構(gòu)故障狀況顯示正常的狀態(tài)，超重時也會執(zhí)行報警處理，然而無法自動停止超重的有關(guān)操作。具體檢測方法是：檢測電磁閥的線圈，如果起重機出現(xiàn)超重的情況，應(yīng)當(dāng)停止是否有信號傳輸?shù)竭@個電磁閥，從而可以判斷執(zhí)行結(jié)構(gòu)是否存在故障問題。

需要注意的是，即使在實際的安裝調(diào)試環(huán)節(jié)中，廠家售后服務(wù)人員對具體使用單位的專業(yè)操作人員與電工進(jìn)行技術(shù)性講解，系統(tǒng)性有所欠缺。在安裝完成之后，用戶應(yīng)當(dāng)及時和廠家溝通聯(lián)系，對起重機專業(yè)操作人員與電工進(jìn)行全面系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，一方面用戶不會由于儀器設(shè)備發(fā)生常見故障而停用影響生產(chǎn)效率，另一方面生產(chǎn)廠家也能夠降低維修維護(hù)的經(jīng)濟成本。

4 起重機起重量限制器的安全操作管理

起重設(shè)備是在機器施工現(xiàn)場危險性比較大的儀器設(shè)備，如果出現(xiàn)事故，通常容易導(dǎo)致群死群傷的嚴(yán)重后果。所以起重設(shè)備的安全操作問題，始終都是安全相關(guān)部門機構(gòu)所高度關(guān)注的。起重量限制器是最關(guān)鍵的一種安全保護(hù)裝置。通過實踐表明，科學(xué)有效地選擇與維護(hù)限制器，在一定程度上能夠減少甚至杜絕起重設(shè)備由于超載超幅問題引發(fā)嚴(yán)重的責(zé)任安全事故，確保起重設(shè)備能夠處于正常運行工作狀態(tài)。

4.1 起重量限制器的資料管理

把隨機附上的機關(guān)證書（比如生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品合格證等）、重要零部件的廠家質(zhì)量保證證書（比如鋼絲繩、高強連接螺栓、地腳螺栓以及主要的電氣元器件等）、起重機得到的相關(guān)部門機構(gòu)認(rèn)證頒發(fā)的安全使用證書、檢查記錄以及維修保養(yǎng)記錄等各方面進(jìn)行檔案資料的有效管理。

4.2 起重限制器的拆裝管理

起重機在實際操作過程中通常會由于各種故障問題進(jìn)行維修維護(hù)，具體拆裝情況較多。在拆裝的具體過程中，假如因為拆裝或者安裝的過程不恰當(dāng)，非常容易引起安全事故。所以在實際的維修維護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)讓資質(zhì)水平高的專業(yè)維修單位進(jìn)行相應(yīng)的維修維護(hù)，尤其是關(guān)系到拆裝處理的情況，要認(rèn)真做好系統(tǒng)的工作記錄，謹(jǐn)慎檢查確保無誤后才可以重新投入使用階段。

4.3 起重限制器的日常維護(hù)

起重限制器是起重機本身必備的安全配備裝置，可以有效地避免安全事故的出現(xiàn)。這部分安全裝置，需要充分注意設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)力度，嚴(yán)格根據(jù)操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)工作，保證安全裝置保持較高的靈敏度和可靠性。

4.4 起重量限制器的電氣安全

符合“一機一閘一漏一箱”的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，對配電盤、電氣柜、門鎖以及柜內(nèi)電氣元件等各種關(guān)鍵機器零部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)嚴(yán)格的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，充分體現(xiàn)出安全、靈敏、可靠等特點，同時安排資質(zhì)水平高的機構(gòu)或者個人定期進(jìn)行機器設(shè)備的檢查、維護(hù)以及維修工作，全面系統(tǒng)地建立操作執(zhí)行記錄的備查檔案。

4.5 起重限制器的規(guī)范操作

這主要包括機器操作人員了解與掌握起重機的實際操作與基本原理，起重機應(yīng)該保證安全性與可靠性，人機結(jié)合協(xié)調(diào)，安全資質(zhì)水平較高。

5 結(jié)論

數(shù)字化的發(fā)展促進(jìn)了起重機械機械化、自動化、集成化以及智能化的發(fā)展。由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)效率日益提高，促使大型化、高速化和專用化的起重機械具有自動化、智能化和信息化的性能特征。因此對起重機限制器的原理及故障進(jìn)行分析，并對其采取對策研究，希望對特種作業(yè)人員具有指導(dǎo)和借鑒作用。

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The principle and fault analysis of crane lifting weight limiter and Its Countermeasures

Chen Bo
（Guangdong special equipment detection and Research Institute Huizhou detection Institute,516000)

The weight limiter is combined effectively with crane specific structural forms and ensure weighing sensor and the weighing control instrument does not destroy the safety of cranes.At the same time, it also meets the function of reliability,maintenance,accuracy and accuracy..The according to crane weight limiter of the basic principle and operation characteristics,the specific technical parameters of the standard were validity analysis,with the crane generated in the inspection process of the weight limiter in stallation,debugging,testing,and problem solving launched a full discussion of the research and.

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