幾種防搖擺裝置在起重機上的應用

牛訓華

（河南省礦山起重機有限公司，河南 長垣453400）

起重機在正常工作時，大、小車運行的起、制動所產生的加、減速導致撓性懸掛的載荷產生一定的擺動，這種擺動直接影響到起重機使用的生產效率，對于頻繁作業的起重機而言，降低載荷的擺動時間，提高工作效率刻不容緩。另外，載荷的擺動還會對工作人員、設備和起重機本身造成極大的安全隱患，因此，研究一套起重機的防搖擺系統，實現平穩作業、已成為起重機研究機構關注的熱點問題之一。一個好的防搖擺系統能起良好的減搖效果，可以提高生產效率，減小生產過程中的安全隱患。

起重機常用的防搖擺方式主要有手動式、機械式、電氣式。

1 手動式防搖擺

利用司機熟練的操作，當載荷到達目的地時，司機采用打反車的方式，讓小車反方向運行，這樣能消弱擺動量，使載荷較快地停下來，但是這種方式對橋架、傳動部分沖擊大，也容易損壞電氣元件，降低使用壽命。操作人員頻繁的操作，容易疲勞，安全隱患也比較大。

2 機械式防搖擺

2.1 交叉鋼絲繩防搖擺

沿小車運行方向在小車架上裝設兩組交叉懸掛的減搖鋼絲繩及驅動裝置，來驅動液壓泵，依據液壓回路中安全閥的作用，使鋼絲繩產生張力，從而控制載荷的擺動。這種方式不影響起升鋼絲繩的使用壽命，如果該裝置出現問題，也不會影響整機的安全性，只是在起吊載荷與空載使用時，效果差異比較大。

2.2 分離小車式防搖擺

分離小車式防搖擺的工作原理是當小車行走時，前后兩組小車通過驅動機構向兩側分離，使起升機構的鋼絲繩呈“V”型，這樣能夠有效控制載荷的擺動。當小車停止運行作起升或下降動作時，兩組小車自行靠攏。這種裝置使小車自重增加，結構形式也比較復雜。

2.3 蹺板梁式防搖擺

蹺板梁式防搖擺裝置是由蹺板梁和安裝在起重機上面的液力緩沖缸組成，當小車起動或是加速時，由于慣性的作用，載荷將向小車運行的反向擺動，從而使蹺板梁也跟著傾斜，蹺板梁的傾斜能量將由液力緩沖缸吸收，由于載荷向后方向的擺動受阻，于是載荷將向反方向擺動，此時，蹺板梁也跟著向相反的方向傾斜，如此反復由液力緩沖缸吸收能量，從而有效控制載荷的擺動。這種防搖擺裝置操作方便，工作平穩，減搖效果明顯，但是結構形式有點復雜。

2.4 倒八字鋼絲繩式防搖擺

倒八字鋼絲繩防搖擺系統是在吊具的四個角上通過滑輪向上引出8支起升機構用鋼絲繩，四個方向均布置有鋼絲繩，形成了四個倒八字。當小車勻速運動時，載荷沒有水平位移，當小車起動、加速或是制動、減速時，載荷會產生慣性力ma，使吊具產生水平力，此時倒八字鋼絲繩張力為F1’與F2’,左側鋼絲繩受力加大，右側鋼絲繩受力減小，但由于吊具的自重原因右繩受力通常為正值，如果鋼絲繩的彈性伸長量忽略不計，那么吊具的幾何位置相對不變(k接近等于零)，這樣就限制了載荷的擺動。此種防搖擺裝置較為簡單、經濟、效果較好，國外許多國家(如德國、俄羅斯等)已有所應用。

圖1 倒八字繩系受力分析簡圖

3 電氣式防搖擺

電氣式防搖擺采用變頻器和可編程控制器，根據操作指令及起重機運行的實際情況計算出能消除載荷擺動的運行速度，通過修改發給電氣控制系統的速度命令信號而連續限制擺動。通過檢查吊鉤的起升高度來計算擺動的角度，然后通過給定的加速和減速來抵消擺角，即使在大、小車和起升同時運行的情況下，該系統仍能有效地消除起重機載荷的擺動。該防搖擺系統能減少擺幅90%以上，定位精確，減少操作人員的工作強度，提高安全性及生產效率。

4 結束語

總之，與其它防搖擺方式相比，電氣式防搖擺系統有如下優點：減少搖擺幅度90%以上，提高生產效率超過30%；能夠在較短的時間內精確定位，減少操作人員的工作強度；操作方便，減少沖擊，延長起重機的使用壽命；提高了使用安全性。倒八字防搖擺系統的最大優點在于能在大、小車運行中雙向防搖，其張力鋼絲繩中心接近載荷中心，在實際應用中也證實了其防搖擺功能的優越性。因此這兩種防搖擺方式被越來越多的人們所接受，具有一定的推廣價值。

［1］鄒勝.集裝箱起重機吊具止擺裝置的工作原理及計算[J].起重運輸機械,1994(7).

［2］林致來.岸邊起重機械減搖系統[J].起重運輸機械,1998(8).

［3］戴明宏,吳新佳,梁景成.門式起重機變頻調速控制系統[J].河南科技,2005,1(1).

［4］李斌.橋式起重機的防搖問題及其分析與仿真[J].重慶交通學院學報,2005,24(3).

［5］王曉軍,邵惠鶴.橋式起重機的定位和防擺控制研究[J].系統仿真學報,2005,17(4).