起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)極限位置專用報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)

高勇宏

（晉中市應(yīng)急管理局，山西 晉中 030600）

1 起升機(jī)構(gòu)的組成

起重設(shè)備的起升機(jī)構(gòu)一般包括以下裝置：①驅(qū)動(dòng)裝置。橋式起重機(jī)一般采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，布置、安裝和檢修都很方便。②傳動(dòng)裝置。包括減速器、聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸等。③卷繞系統(tǒng)。包括卷筒、鋼絲繩、滑輪組等。④取物裝置。根據(jù)被吊物料的種類、形態(tài)不同，采用不同種類的取物裝置。⑤制動(dòng)器及安全裝置。制動(dòng)器既是機(jī)構(gòu)工作的控制裝備，又是安全裝置，因是安全檢查的重點(diǎn)。此外，起升機(jī)構(gòu)還配備超載限制器、上升極限位置限制器等安全裝置。

這五大部分的相互配合完成了起重機(jī)的整體操作過程。起重設(shè)備的起升機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)物料的垂直升降，是起重機(jī)核心機(jī)構(gòu)，是起重設(shè)備必備的、完成升降運(yùn)作的基本構(gòu)成。針對(duì)不同的起升高度可能需要配置對(duì)應(yīng)的聯(lián)軸器及支持架，起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行質(zhì)量將直接影響整臺(tái)起重機(jī)的工作性能和生產(chǎn)安全。

2 起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)的工作原理

無論什么形式的起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)硬件組成基本一致，是由電動(dòng)機(jī)、減速器、鋼絲繩卷筒、制動(dòng)器、鋼絲繩、吊鉤總成、上升限位等組成，其中上升限位是最重要的安全裝置，上升限位防止吊鉤沖頂，吊鉤上升到一定高度就只能下不能再上。為了確保生產(chǎn)安全，還應(yīng)設(shè)置起升機(jī)構(gòu)極限位置、力矩限制器、超載限制器等安全裝置，在日常的生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)極限位置對(duì)生產(chǎn)安全的作用越來越大，但現(xiàn)場(chǎng)起重設(shè)備上升限位缺失或被損壞的現(xiàn)象較為普遍，為此，經(jīng)過反復(fù)研究，設(shè)置了一種有效的起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)極限位置專用報(bào)警裝置。

3 原起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)的上極限制動(dòng)方式的缺點(diǎn)

經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，晉中地區(qū)很多在20 世紀(jì)六七十年代就投入生產(chǎn)運(yùn)營的冶金工貿(mào)企業(yè)的起重設(shè)備都是老設(shè)備，這些老舊的起重設(shè)備、起升機(jī)構(gòu)的上極限制動(dòng)方式全都是依靠行程開關(guān)切斷電源來完成的，即當(dāng)?shù)蹉^上升到指定位置時(shí)，卷筒帶動(dòng)行程開關(guān)連接螺桿旋轉(zhuǎn)使行程開關(guān)觸點(diǎn)斷開，使接觸器斷電釋放，起升電動(dòng)機(jī)停止，吊鉤也隨即停止。

這種起升機(jī)構(gòu)停止方式的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、成本較低。但存在較大的缺點(diǎn)，包括：①當(dāng)行程開關(guān)因故障失靈時(shí)，吊鉤上升到極限位置后，行程開關(guān)不動(dòng)作，不能及時(shí)斷開電源使吊鉤停止，吊鉤繼續(xù)上升就會(huì)將鋼絲繩、滑輪組絞壞，或造成鋼絲繩絞斷吊鉤墜落事故。②如果制動(dòng)力矩調(diào)整不當(dāng)，當(dāng)行程開關(guān)斷電后，由于慣性吊鉤會(huì)繼續(xù)運(yùn)行一段距離，極有可能發(fā)生事故。③操作人員操作失誤，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)吊鉤已運(yùn)行至極限位置時(shí)是否還在運(yùn)行。④起升機(jī)構(gòu)的損壞不僅造成了起重設(shè)備本身的設(shè)備故障，而且往往對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)服務(wù)影響很大。為確保起重設(shè)備零事故，降低起重設(shè)備維修費(fèi)用為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，通過結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，對(duì)起重設(shè)備操作人員的調(diào)查、了解和工作需求，決定采取適當(dāng)措施增加一種起升機(jī)構(gòu)極限報(bào)警方式，由原來的起升機(jī)構(gòu)吊鉤自動(dòng)停止改為吊鉤接近極限位置時(shí)先報(bào)警再停止的自動(dòng)電控系統(tǒng)。

4 起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)極限位置專用報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)

經(jīng)過起升機(jī)構(gòu)的停止方式全都是靠行程開關(guān)切斷電源來實(shí)現(xiàn)，即起升機(jī)構(gòu)靠自身的運(yùn)行慣性和制動(dòng)器的制動(dòng)力矩來實(shí)現(xiàn)吊鉤上升到一定高度就只能下不能上，但缺點(diǎn)較多，為此結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際重新設(shè)計(jì)了一套行之有效的起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)極限位置專用報(bào)警裝置，具體方案如下。

第一步，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要和原有設(shè)備存在的缺陷，設(shè)計(jì)出一套完善的、獨(dú)立的報(bào)警控制電路。根據(jù)運(yùn)行特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，反復(fù)論證，最終設(shè)計(jì)出獨(dú)立的控制電路，即由原來的起升機(jī)構(gòu)吊鉤自動(dòng)停止，改為吊鉤接近極限位置時(shí)先報(bào)警再停止的自動(dòng)電控系統(tǒng)。起升機(jī)構(gòu)報(bào)警裝置線路如圖1 所示。

圖1 起升機(jī)構(gòu)報(bào)警裝置線路示意圖

第二步，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況計(jì)算選用行程開關(guān)HYTAW-501、報(bào)警器、普通接線端子，再根據(jù)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行實(shí)際裝配。根據(jù)節(jié)約成本的原則，利用現(xiàn)有電控元件和廢舊材料等按照設(shè)計(jì)電路進(jìn)行了實(shí)地安裝。

第三步，根據(jù)起重設(shè)備司機(jī)室內(nèi)的實(shí)際布局及空間尺寸，決定將報(bào)警器安裝在司機(jī)室內(nèi)，以便于操作人員操作。然后將行程開關(guān)的輔助觸點(diǎn)與警報(bào)器連接，并調(diào)整輔助觸點(diǎn)，當(dāng)?shù)蹉^接近上極限位置時(shí)輔助觸點(diǎn)閉合，警報(bào)器報(bào)警，達(dá)到預(yù)期的效果。為此，最終確定了專用控制裝置的外觀、尺寸及安裝方案。

行程開關(guān)改進(jìn)如圖2 所示。

圖2 行程開關(guān)改進(jìn)圖

5 應(yīng)用效果

減少了因行程開關(guān)損毀導(dǎo)致的起升機(jī)構(gòu)不受控制的現(xiàn)象，確保了起重設(shè)備的運(yùn)行、停止過程平穩(wěn)，制動(dòng)更加可靠；保證了操作的準(zhǔn)確性，當(dāng)?shù)蹉^接近極限位置時(shí)，警報(bào)器會(huì)發(fā)出警報(bào)提示操作人員及時(shí)將控制器收回零位，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)避免誤操作；上升限位報(bào)警裝置有效的提醒提示作用，為崗位人員集中精力進(jìn)行操作，不僅確保了作業(yè)安全，而且更提高了作業(yè)效率，滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)服務(wù)要求；減少因行程開關(guān)損壞造成的事故，避免工作中的不安全因素，確保設(shè)備正常運(yùn)行，為企業(yè)創(chuàng)造效益。

6 總結(jié)

2019 年初開始，起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)極限位置專用報(bào)警裝置在鵬盛鑄造有限公司等很多單位的起重設(shè)備里推廣安裝，使用該專用報(bào)警裝置后，一方面減少了因行程開關(guān)損毀導(dǎo)致的起升機(jī)構(gòu)不受控制的現(xiàn)象，確保了起重設(shè)備的安全運(yùn)行、使停止過程平穩(wěn)，制動(dòng)更加可靠；另一方面天車起升機(jī)構(gòu)極限位置專用報(bào)警裝置，極大地降低了起升機(jī)構(gòu)限位開關(guān)的損壞，更避免了由于操作人員誤操作、限位失靈等易造成的安全事故，確保了安全生產(chǎn)。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用17 萬余元。起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)極限位置專用報(bào)警裝置投入使用，進(jìn)一步保證了起重設(shè)備的正常運(yùn)行，保證了安全生產(chǎn)順利進(jìn)行，提高了起重設(shè)備工作效率，杜絕了由上升限位缺失起重設(shè)備沖頂造成的安全重大險(xiǎn)肇事故的發(fā)生。

此外，通過加強(qiáng)管理、規(guī)范操作、杜絕快速起升等違章操作行為，日常檢維修作業(yè)中，制訂詳細(xì)的點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)，每班檢查上升限位及其報(bào)警裝置、超載限位裝置等安全裝置設(shè)施的在位情況，有效地延長了起重設(shè)備上升機(jī)構(gòu)的使用壽命，降低了維修成本。