塔機起重力矩限制器觸點設置分析

暢宏福/CHANG Hong-fu

（中建四局第五建筑工程有限公司，甘肅 蘭州 730070）

起重力矩限制器是塔機最關鍵的安全裝置，塔機的結構計算和穩定性驗算均是以最大額定起重力矩為依據，其中起重力矩限制器的作用就是控制塔機使用時不得超過最大額定起重力矩，防止超載。塔機在使用中，超力矩是發生傾覆或折臂事故的主要原因之一?，F行國家標準GB5144-2006《塔式起重機安全規程》中6.2.1條規定“塔機應安裝起重力矩限制器”。

目前塔機上使用最為廣泛的力矩限制器是弓板式，其主要安裝在塔機塔帽的主弦桿上。其工作原理：當塔機吊載重物時，由于載荷的作用，塔帽的主弦桿產生壓縮變形，且載荷越大，變形越大。這時力矩限制器上的弓形鋼板也隨之變形。并將弦桿的變形放大，使弓板上的調節螺栓與限位開關觸頭的距離隨載荷的增加而逐漸縮小。當載荷達到額定荷載時，通過調整調節螺栓觸動限位開關觸頭，從而切斷起升機構和變幅機構的電源，達到限制塔機起重力矩載荷的目的。

建筑施工現場塔機起重力矩限制器一般安裝了3組行程限位開關（圖1），有的塔機只安裝了2組行程限位開關（圖2）?，F就小車變幅式塔機的弓板式起重力矩限制器上設置的各行程開關功能及數量進行分析。

圖1 3組行程開關起重力矩限制器

圖2 2組行程開關起重力矩限制器

圖3 起重力矩限制器示意圖

1 預警功能

當起重力矩達到相應工況下該額定值的90%時，力矩限制器的弓板變形到其中1個行程開關①的觸頭碰觸到調節螺絲，司機室內的預報警燈接通，預警燈亮。這是行程開關①的功能，即起重力矩達到90%時的預警功能。該功能是提醒塔機操作者此時塔機吊載重物已達額定起重力矩的90%，應停止運行或降低上升和幅度增大方向的速度，或應進行單一個機構動作，如只進行起升方向或幅度方向的單獨一個動作。

2 切斷上升和幅度增大方向電源功能

GB 5144-2006《塔式起重機安全規程》中6.2.2條規定：“當起重力矩大于相應工況下的額定值并小于該額定值的110%時，應切斷上升和幅度增大方向的電源，但機構可作下降和減小幅度方向的運動”，即當起重力矩超過100%但小于110%額定值時，起升向上斷電，小車向外變幅斷電，同時發出超載報警聲。這時力矩弓板變形量增大到行程開關②或行程開關③的觸頭碰觸到調節螺絲。

目前市場上塔機起重力矩限制器超力矩控制方式有兩種方法：①超力矩行程動作開關僅為1組，只采用定碼變幅；②超力矩行程動作開關為2組，一組控制定碼變幅，另一組控制定幅變碼。GB 5144-2006《塔式起重機安全規程》中6.2.3條規定：“力矩限制器控制定碼變幅的觸點或控制定幅變碼的觸點應分別設置，且能分別調整”。顯然第一種的控制方式不能滿足標準要求，定幅變碼缺失。第二種控制方式符合標準要求，幅度方向和起升方向分開獨立設置，定碼變幅和定幅變碼可以分別調整測試。

根據塔機在施工現場使用過程中總結，超力矩往往發生在起吊瞬間，如在起吊前，現場人員對起吊物重量不明確，對起吊是否超力矩無法預估時，盲目起吊，一旦超力矩，定碼變幅即如圖3中的100%～110%幅度增大方向斷電行程開關無法有效靈敏控制，造成塔機超力矩，可能發生傾覆或折臂事故。第二種控制方式能很好地起到對塔機超力矩的保護作用，且便于對塔機力矩限制器進行定幅變碼、定碼變幅調試檢測驗收；當起重力矩達到相應工況下該額定值的90%時，即力矩開始預警后，塔機操作者基本只進行單獨一個動作，即起升或變幅，這樣兩組觸點開關，且各自控制幅度和起升，一個觸點開關只控制一個動作，有效控制了超力矩。

關于定幅變碼、定碼變幅的試驗方法，在GB/T 5031-2008《塔式起重機》中附錄D.1：“起重力矩限制器試驗”有詳細說明，這里不再描述。

3 強迫換速功能

GB 5144-2006《塔式起重機安全規程》中6.2.4條規定：“對小車變幅的塔機，其最大變幅速度超過40m/min，在小車向外運行，且起重力矩達到額定值的80%時，變幅速度應自動轉換為不大于40m/min的速度運行”。目前市場上塔機變幅電機多采用Y-△轉換變速，小車速度為2個檔位，即一速、二速。當塔機變幅小車以二速向幅度增大方向行走時，由于起吊物重，加之慣性，變幅小車不提前減擋降低速度，會瞬間造成塔機超力矩。根據施工現場塔機使用情況，這一功能好多塔機都未有配置。

該功能可在定碼變幅試驗中調節，即當起重力矩達到80%時，強迫換速行程開關的觸頭碰觸到調節螺絲，變幅小車速度自動變速減到一擋，有效防止高速瞬間超力矩。隨著塔機臂長越來越長，其小車變幅最大速度都大于40m/min，所以該功能應普及。

通過上述分析，對于變幅速度小于40m/min塔機，起重力矩限制器上應設置不少于3組的行程限位開關，對于變幅速度大于40m/min的塔機，起重力矩限制器上應設置不少于4組的行程限位開關。通過分析，圖1這種起重力矩限制器行程開關設置明顯不合格，圖2起重力矩限制器可根據該塔機說明書變幅速度進行判斷設置是否合格。

4 結 語

起重力矩限制器是塔機的關鍵保護裝置，只有正確理解力矩限制器的工作原理，掌握起重力矩限制器各行程限位開關各自獨立的功效，才能對起重力矩限制器進行有效的調試、檢測，從而確保塔機的安全運行。