桥式起重机安全装置的应用

桥式起重机安全装置的应用（通用10篇）

桥式起重机安全装置的应用 篇1

对于小车轨距较小的中轨起重机,可能还会造成钢丝绳与主梁相干涉的缺陷

。 当起升高度较大时(H≥16m),由于电动葫芦较长,按图2结构设计的小车基距会很大,这样不但使小车作业范围大大减小,同时还使小车轮压分配极不均匀。为获得尽量大的小车作业范围,同时使得小车轮压不至于相差过大,可采用如图3结构形式的小车

。

图1 113图3 改进方案2的小车架结构示意图

11电动葫芦 21小车架 31小车运行机构

,在保证小车作业范

围的前提下,优先采用如图2所示的结构形式:电动葫芦平行于主梁布置,起升载荷始终位于2根主梁中间,使得2根主梁受力大致相等

。

当以上2种结构形式的小车都不能满足小车作业要求时,可采用电动葫芦垂直于主梁不对称布置的结构形式,使吊钩在下极限位置时靠近一侧主梁,吊钩处于上极限位置时靠近另一侧主梁。同时桥架尽量采用偏轨或半偏轨结构,以防止起升钢丝绳同主梁干涉。

作者地址:江苏省南京市延龄巷63号

图2 改进方案1的小车架结构示意图

11电动葫芦 21小车架 31小车运行机构

桥式起重机安全装置的应用 篇2

1 起升机构的组成与工作原理

起升机构是用来实现物料的垂直升降,是起重机最主要、最基本的机构。各种类型的起重机起升机构的组成和工作原理大致相同,以桥式起重机起升机构为例进行说明。

1.1 起升机构组成

典型的起升机构包括以下装置:

1)驱动装置。桥式起重机一般采用电动机驱动,布置、安装和检修都很方便;

2)传动装置。包括减速器、联轴器和传动轴等;

3)卷绕系统。包括卷筒、钢丝绳、滑轮组等;

4)取物装置。根据被吊物料的种类、形态不同,采用不同种类的取物装置;

5)制动器及安全装置。制动器既是机构工作的控制装置,又是安全装置,因此是安全检查的重点。

此外,起升机构还配备超载限制器、上升极限位置限制器等安全装置。

1.2 起升机构的工作原理

在桥式起重机起升机构中,大多是以电动机作为动力源。电动机一般都是通过联轴器与减速器的高速轴相连,减速器的低速轴带动卷筒,钢丝绳缠绕在卷筒上,并通过滑轮组与吊具装置相连。电动机将正反两个方向的运动传递给卷筒时,通过卷筒不同方向的旋转将钢丝绳卷入或放出,从而使吊具与吊重实现升降运动[2]。

2 平衡臂装置

随着起重机行业的发展,为了满足各种用户的工艺要求,起升机构也变的更为复杂。普通的单钢丝绳、多倍率缠绕结构,不仅对钢丝绳的要求越来越严格,而且在安全性方面也存在着很大的隐患(当钢丝绳断裂时,会导致吊重直接脱落)。多根钢丝绳缠绕的结构可以很好地解决这些问题,多倍率、多钢丝绳也成为大吨位起升机构的一种发展趋势。

在多钢丝绳缠绕的起升机构工作时,由于每根钢丝绳的工作状态不同,导致每根钢丝绳的实际长度不同。为了补偿钢丝绳之间的长度,进而保证吊具和重物的平稳,就得在钢丝绳连接处设置一个平衡臂装置。因此,在起升机构中合理应用平衡臂装置,显得尤为重要。

2.1 平衡臂装置的基本结构及工作原理

平衡臂装置主要是由平衡臂轴、平衡体以及钢丝绳固定装置等结构组成。

位于平衡体两端的钢丝绳固定装置用于钢丝绳的固定,而平衡臂装置整体可以绕着平衡臂轴进行转动。起升机构在工作时,平衡臂装置两侧钢丝绳的工作状态不同,其实际长度也稍有差别,当其中一侧钢丝绳相对于另一侧钢丝绳较短时,平衡臂装置就会绕着平衡臂轴向该侧转动,而不会使吊具发生摆动;相反,平衡臂装置则会向另一侧转动,吊具也不会发生摆动。由于现场工作时钢丝绳的工作状态不停地变化,所以平衡臂装置会处于不停的摆动状态,而吊具是相对平稳的。

综上所述,平衡臂装置的主要作用是:一、连接钢丝绳;二、补偿两根钢丝绳的长度差,保证吊具平衡。

2.2 平衡臂装置的优点

单根钢丝绳缠绕起升机构,钢丝绳缠绕见图1;双钢丝绳缠绕,带平衡臂装置起升机构,其钢丝绳缠绕见图2。

对比两图,可以看出,无论是双钢丝绳缠绕带平衡臂装置结构,还是单钢丝绳缠绕结构都可以满足吊具两侧钢丝绳长度的微量互补。而从图中我们也可以看出,双钢丝绳结构明显好于单钢丝绳结构,其优点体现在以下几点:

1)在单根钢丝绳缠绕结构中,当钢丝绳绕过平衡滑轮时,钢丝绳的缠绕方向发生变化,加剧了钢丝绳的磨损。而在双钢丝绳缠绕结构中,钢丝绳的缠绕方向没有变化,磨损相对较小;

2)在钢丝绳受到磨损而更换时,单根钢丝绳结构需要整根更换钢丝绳,费用较高。而双钢丝绳结构可分别根据钢丝绳的磨损程度,进行灵活替换,费用相对较低;

3)在钢丝绳受到磨损或特殊情况发生断裂时,单根钢丝绳结构的吊具失去提升力,发生重物掉落事故。而双钢丝绳结构,其中一根钢丝绳断裂不会导致吊具失去提升力,其安全性得到了保证。

2.3 常见平衡臂装置的结构和应用

平衡臂装置作为一种连接、补偿钢丝绳长度的装置,其结构形式是比较灵活的,可根据不同起升机构的要求,将其设置在不同的位置。常见的平衡臂装置可以分为两种:一、固定式,该种平衡臂装置固定在小车架上,不会随着吊具的移动而移动,但占用小车架的空间,影响起升机构的布置;二、活动式,该种平衡臂装置固定在吊具上面,随着吊具的垂直运动而运动,不占用起升机构的布置空间,但对其补偿钢丝绳长度的效果有一定的影响。所以,在使用平衡臂装置时要考虑多方面因素,需合理的利用、改进平衡臂装置。

总之,合理地利用平衡臂装置,改进平衡臂装置,可以使起升机构的设计简单化,减少设计和制造成本。

3 结束语

笔者以平衡臂装置的基本结构作为出发点,研究了平衡臂装置的工作原理,分析指出了平衡臂装置的优点,讨论了平衡臂装置的应用,对致力于起重机设计的人员提供了一定得参考。随着起重机行业的发展,各种各样的起升机构层出不穷,平衡臂装置的结构形式也出现了多元化的情况。总之,认真地研究平衡臂装置,合理地布置其结构形式,来完成起升机构的设计,已经成为起重机设计的一种必要手段。

参考文献

[1]过玉卿.起重运输机械[M].武汉:华中理工大学出版社,1992.

桥式起重机司机安全操作规程 篇3

GDAQ340122

一、对司机操作的基本要求

起重机司机在严格遵守各种规章制度的前提下，在操作中应做到以下五点。

（一）稳。司机在操作起重机的过程中，必须做到起动，制动平稳、吊钩、吊具和吊物不游摆。

（二）准。在操作稳的基础上，吊钩、吊具和吊物应准确地停在指定位置上方降落。

（三）快。在稳、准的基础上，协调相应硌机构动作，缩短工作循环时间，保证起重机不断连续工作，提高生产效率。

（四）安全。确保起重机在完好情况下可靠有效地工作，在操作中，严格执行起重机安全技术操作规程，不发生任何人身和设备事故。

（五）合理。在了解掌握起重机性能和电动机的机械特性的基础上，根据吊物的具体状况、正确地操纵控制器并做到合理控制。

二、总则

（一）年满18周岁的男女工人，经身体检查合格，受过专门的安全教育和操纵起重机的专门培训，在老工人带领下，实习一年期满，经劳动局培训考试合格，取得特殊工种操作证者，方可独立操纵起重机投入工作。

（二）司机应具有对起重机全部机构及装置的性能和用途以及全部电气设备常识，要有具有对全部机构的操作维护知识和实际操作技能，并熟悉各种起重指挥信号涵义。

（三）司机操作时不准吸烟、吃东西、看书报等，应严格遵守劳动纪律。

三、司机在工作中的职责

（一）严格遵守交接班制度，做好交接班工作。

（二）对起重机作全面检查，在确认一切正常后，即闭合保护柜总刀闸，对各机构进行空车试运转几次，仔细检查各安全联锁开关及限位开关动作的灵敏可靠性，并记录于交接纪录本中。

四、司机在操作工作中的职责

（一）在下列情况下，司机应发出警告信号

1．起重机起动后即将开动前；

2．靠近同层其他起重机时；

3．在起吊、下降吊物时；

4．吊物在吊运中接近地面工作人员时；

5．起重机在吊运通道上方吊物运行时；

6．起重机在吊运过程中设备发生故障时。

（二）不准用限位器作为断电停车手段。

（三）严禁吊运的货物从人头上方通过或停留，应使吊物沿吊运安全通道移动。

（四）操纵电磁吸盘或抓斗起重机时，禁止任何人员在移动吊物下面工作或通过，应划出危险区并立警示牌，以引起人们重视。

（五）起重机司机要做到“十不吊”

1．指挥信号不明确或违章指挥不吊；

2．超载不吊；

3．工件或吊物捆绑不牢不吊；

4．吊物上面有人不吊；

5．安全装置不齐全或有动作不灵敏、失效者不吊；

6．工件埋在地下、与地面建筑物或设备有钩挂不吊；

7．光线隐暗视线不清不吊；

8．棱角物件无防切割措施不吊；

9．斜拉歪拽工件不吊；

10．钢水包过满有洒落危险不吊。

五、司机在工作完毕后的职责

（一）应将吊钩升至接近上极限位置的高度，不准吊挂吊具、吊物等。

（二）将起重小车停放在主梁远离大车滑触线的一端，不得置于跨中部位；大车应开到固定停放位置。

（三）电磁吸盘和抓斗起重机，应将吸盘或抓斗放在地面上，不得在空中悬吊；

（四）所有控制器手柄应回零位，将紧急开关扳转断路，拉下保护柜刀开关，关闭司机室门后下车。

（五）露天工作的起重机的大、小车，特别是大车，应采取措施固定牢靠，以防被大风吹跑。

塔式起重机的安全装置有哪些？ 篇4

(1)起重力矩限制器 塔吊在吊装物体时，吊装半径和吊物重量的乘积是一个不变的定数，根据这个原理制作了起重力矩限制器，主要作用是防止超载的安全装置。力矩限制器仅对塔机臂架的纵向垂直平面内的超载力矩起防护作用，不能防护斜吊、风载、轨道的倾斜或陷落等引起的倾翻事故。

(2)起重量限制器 起重量限制器的作用是保护起吊物品的重量不超过塔机的允许的最大起重量，是用以防止塔机的吊物重量超过最大额定荷载，避免发生机械损坏事故。

(3)起升高度限位器 起升高度限位器是用来限制吊钩接触到起重臂头部或载重小车之前，或是下降到最低点(地面或地面以下若干米)以前，使起升机构自动断电并停止工作，防止因起重钩起升过度而碰坏起重臂的装置，

(4)幅度限位器 用来限制起重臂在俯仰时不超过极限位置的装置。当起重的俯仰到一定限度之前发出警报，当达到限定位置时，则自动切断电源。

(5)行程限位器 ①小车行程限位器：设于小车变幅式起重臂的头部和根部，用来切断小车牵引机构的电路，防止小车越位。②大车行程限位器：用来防止起重机脱轨。

(6)夹轨钳 用来夹紧钢轨，防止起重机在大风情况下被风力吹动而行走造成塔机出轨倾翻事故的装置。

(7)风速仪 自动记录风速，当超过六级风速以上时自动报警。

表二：桥式起重机安装工作见证 篇5

安 装 工 作 见 证

施工单位：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 使用单位：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 设备种类：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 设备品种：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 设备型号：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

起重机械监督检验工作见证表（资料核查）

注：

一、表中自检结果栏，申报单位自检意见栏由申请单位填写并盖章，其它由监检机构监检员核查后填写；

二、上述文件如为复印件则必须经整机制造和安装单位加盖公章或者检验章。

起重机械监督检验工作见证表

（设备性能检验）

注：

一、表中“施工单位自查意见”栏由施工单位填写并签名、盖章、设备信息，自查结果由施工单位填写，监检人员核查，检验结果栏由监检人员填写，所有栏不允许空白，涂改。

起重机械监督检验工作见证表

注：

一、表中“施工单位自查意见”栏由施工单位填写并签名、盖章、设备信息，自查结果由施工单位填写，监检人员核查，监检方式、检验结果栏由监检人员填写，所有栏不允许空白。

二、编写填写原始记录编号，设备选型填写环境代码和用途代码。监检方式填写代码：1资料核查、2现场监督、3实

物检查

桥式起重机的主梁安全性分析 篇6

1天车起重机概述

桥式起重机桥沿高架轨道两侧铺设垂直运行, 起重小车沿轨道铺设横盘整理, 形成一个矩形的工作范围在桥上, 可以利用桥下空间吊装材料, 不阻碍地面设备。主梁是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接, 主梁横截面腹板的厚度为6mm, 翼缘板的厚度为10mm, 主梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸, 主梁和端梁采用搭接形式。

2常见的事故原因分析

2.1 忽视安全

项目负责人接受这个任务, 抢工期的结果, 只注重生产进度的把握, 但未能做到精心组织, 明确提升保安措施。

2.2 斜的斜吊非法操作

起重机安全规则的规定, 通过重力和垂直的中心, 使斜吊装绳吊物。如果斜吊, 不但会造成过载绳子拉断, 使沉重的摆动冲撞物体和人, 造成人身伤害和设备事故。

2.3 违反使用工具

操作员缺乏同规格不同的材料允许负载差异的相关知识, 单靠经验选择了不合格的桎梏。不同的钢锁钩允许的负载不同, 如φ39mm卸扣重, 分别6.3吨, 10T, 12.5吨。

3部分建议

为了防止和减少事故的发生和隐藏在起吊过程中, 提出部分意见与建议。

3.1 建筑施工企业的组织者接到一个任务, 应该放在心上, 首先树立“安全第一”的心态, 安全生产, 而生产组织安排, 强调安全和适当的处理当生产与安全发生冲突时, 生产必须服从安全之间的辩证关系, 确保安全的工作条件。个人要全面负责, 确保安全的措施的人。

3.2 大桥修理工, 起重工人收到了吊装任务, 必须严格遵守安全技术操作规程, 仔细检查使用架桥机, 吊具等良好的条件。当他们发现存在不安全因素, 应检查, 立即向有关领导汇报, 禁止使用不符合安全技术要求的设备, 起重设备和仪器, 有效地确定所需的起重任务, 起重工作, 严格执行“10不吊”原则和应两个或两个以上的人的工作, 合作, 和专人指挥。

3.3 选择合理的吊装方案。吊装作业前, 应根据目的和要求的工作, 工件相关的数据, 施工现场吊装方案提出的条件。选择工件约束方法, 应充分考虑起吊高度, 位置, 角度和其他因素, 合理选配吊装绳的长度, 直径, 装置规格。特别是在大型起重作业前必须做好吊装方案, 由总工程师组织生产、技术、安全和其他专业人员参加展示吊装过程中的各种困难、问题, 制定可行性建议、方案、措施, 以确定最佳的吊装方案, 施工单位必须严格按照吊装方案要求, 制定具体安全措施, 以便进行吊装作业, 安全监督, 设备部门应进行现场安全监控;桥式起重机起重作业应当配备专职技工, 电工密切监控关键部件的安全性, 直到结束。

3.4 选择一个良好的安全性和合理的工业设备。升降过程应把握桥式起重机起重参数, 检查工件图纸理论重量、重心位置的工件, 应仔细检查吊具的性能、范围选择的工具和手段, 从重量考虑安全系数。有一个特殊的工件吊耳, 特殊的吊环必须由技术人员进行设计, 以确保几何形状, 强度满足吊装要求, 特殊耳焊缝符合技术标准的必要手段焊缝检查, 以确定焊缝的无损检测确认经过吊装。

4结论

桥式起重机在许多企业生产过程中是不可缺少的重要手段, 提升设备安全性至关重要。因此, 桥式起重机的安全仍然是我们迫切要做的工作, 我们应更加系统化地组织各行业部门的桥式起重机类型的研究。

参考文献

[1]起重机设计手册《起重机设计手册》编写组, 机械工业出版社, 2007

[2]机械设计师手册.吴宗泽主编, 机械工业出版社, 2002

[3]起重机课程设计.北京钢铁学院编, 冶金工业出版社, 2011

[4]工程起重机 (第二版) 顾迪民编.中国建筑工业出版社, 2006

桥式起重机安全装置的应用 篇7

问题：现代集装箱港口应用最广泛的桥式起重机械有哪些，请图文并茂概述桥式起重机发展历程。

一、现代集装箱港口应用最广泛的桥式起重机械有哪些？

现代集装箱港口应用最广泛的桥式起重机械主要有：龙门起重机（门式起重机）和装卸桥。其中，龙门起重机（gantry crane）是水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。这种起重机在地面轨道上运行，主要用在露天贮料场、船坞、电站、港口和铁路货站等地进行搬运和安装作业。主要以龙门吊为代表。装卸桥也是一种大型的起重机，主要在港口码头，车站等处用于室内外装卸货物。在集装箱港口中，主要以岸吊为代表。

二、桥式起重机

（一）特点：。

桥架类型起重机的最大特点，是以桥形金属结构作为主要承载构件，取物装置悬挂在可以沿主梁运行的起重小车上。桥架类型起重机通过起升机构的升降运动、小车运行机构和大车运行机构的水平运动，在矩形三维空间内完成对物料的搬运作业。

梁式起重机和电动桥式起重机是两种典型的桥式类型起重机。

（二）发展历程

1.示意图

2.主要代表

（1）电动葫芦：

电动葫芦简称电葫芦,是一种轻小型起重设备。

多数电动葫芦由人使用按纽在地面跟随操纵，或也可在司机室内操纵或采用有线（无线）远距离控制。

电动葫芦同过电动机的动力，并通过变速装置（变速齿轮）进行适当的减速后，带动卷筒转动，从而实现对货物的升降。

可以说，电动葫芦是近现代所有起重装置的始祖。其工作原理至今仍在是用。

（2）梁式起重机；

随着工业经济的发展，单一的点 的工作模式已经不适应生产的需要。于是，梁式起重机得以发展起来。

梁式起重机主要包括单梁桥式起重机和双梁桥式起重机。

单梁桥式起重机桥架的主梁多采用工字型钢或钢型与钢板的组合截面。起重小车常为手拉葫芦、电动葫芦或用葫芦作为起升机构部件装配而成。

双梁桥式起重机由直轨、起重机主梁、起重小车、送电系统和电器控制系统组成，特别适合于大悬挂 和大起重量的平面范围物料输送。

（3）其他形式的桥式起重机

第二次世界大战后，集装箱运输得到了前所未有的发展，国际标准化组织(ISO)为集装箱规定了统一的规格 , 重量 , 现已形成了一个完整得体系.随着集装箱运输的发展 , 出现了各种类型的集装箱装卸机械 : 集装箱铲车 , 叉车 , 桥吊 , 龙门式起重机 , 跨运车等.其中龙门吊、岸吊就是其中之一。

龙门起重机 龙门起重机，水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。这种起重机在地面轨道上运行，主要用在露天贮料场、船坞、电站、港口和铁路货站等地进行搬运和安装作业。龙门起重机的起升机构、小车运行机构和桥架结构，与桥式起重机基本相同。由于跨度大，起重机运行机构大多采用分别驱动方式，以防止起重机产生歪斜运行而增加阻力，甚至发生事故。龙门起重机的起重小车在桥架上运行，有的起重小车就是一台臂架型起重机。桥架两侧的支腿一般都是刚性支腿；跨度超过30米时，常是一侧为刚性支腿，而另一侧通过球铰和桥架连接的柔性支腿，使门架成为静定系统，这样可以避免在外载荷作用下由于侧向推力而引起附加应力，也可补偿桥架纵向的温度变形龙门起重机的受风面积大,为防止在强风作用下滑行或翻倒，装有测风仪和与运行机构联锁的起重机夹轨器。桥架可以是两端无悬臂的；也可以是一端有悬臂或两端都有悬臂的，以扩大作业范围。半龙门起重机桥架一端有支腿，另一端无支腿，直接在高台架上运行。龙门起重机分为4种类型。这里主要以龙门吊为例。用于集装箱码头。拖挂车将岸壁集装箱运载桥从船上卸下的集装箱运到堆场或后方后，由集装箱龙门起重机堆码起来或直接装车运走,可加快集装箱运载桥或其他起重机的周转。可堆放高3～4层、宽6排的集装箱的堆场，一般用轮胎式，也有用有轨式的。集装箱龙门起重机与集装箱跨车相比，其跨度和门架两侧的高度都较大。为适应港口码头的运输需要，这种起重机的工作级别较高。起升速度为8～10米/分；跨度根据需要跨越的集装箱排数来决定,最大为60米左右相应于20英尺、30英尺、40英尺长集装箱的起重量分别约为20吨、25吨和30吨。

装卸桥, 由龙门起重机加大跨度发展而成的一种桥架型起重机，又称运载桥。用于露天贮料场、港口和铁路货站等处。普通运载桥与大型门式起重机的结构相似。

特点是：①搬运对象主要是大批量的散状物料；

②跨度大，一般在30米以上，有的达170米；

③作业频繁，生产率高，一般为500～1500吨/时，工作速度高，起升速度为60～70米/分，小车运行速度为100～350米/分，工作级别较高；

④运载桥的运行机构只用以调整工作位置，是非工作性机构。当跨度较大时，运载桥的桥架支承在一条刚性支腿和一条柔性支腿上。桥架与两条支腿可采用螺栓联接；与柔性支腿的联接也可通过球铰或柱铰，使柔性支腿可相对于桥架有一定范围的偏斜。桥架由桁架梁组成，起重小车在它的上弦杆或下弦杆的轨道上运行。有的小车有回转臂架，相当于一台在桥架上运行的臂架型起重机。

在港口岸壁运行的集装箱运载桥（岸吊），是一种特殊结构的大型起重机，专用于船舶的集装箱装卸工作。两侧一般都是刚性支腿，形成坚固的门架，桥架支承在与门架连成一体的上部构架上。带有集装箱吊具(见跨车)的小车在桥架上运行。伸向海面的长悬臂通常是可俯仰的。非作业状态时，悬臂可吊起在80°～85°仰角处，使运载桥让过船舶上的最高点。作业时悬臂放平。也有些悬臂是固定的。

总体概括来说，桥式起重极的发展，是由点到线到面再由面到空间的一个发展过程。未来的发展必将会向更多的空间延伸。

桥式起重机安全装置的应用 篇8

与此同时, 国家技术监督局专门制定并发布了《起重机安全规程》 (GB6067-1985) 、《起重机械超载保护装置技术规范》 (GB12602-1990) 、《臂架型起重机起重安全保护装置通用技术条件》 (GB7950-1999) 等国家标准, 要求各类起重机械装备载荷、力矩安全保护装置, 并对安全保护装置的功能、性能检验等进行了严格规定[1]。在《起重机械监督检验规程》中也规定了轮式起重机起升重量大于1 6 t、履带起重机起升重量大于3 2 t, 应装设安全保护装置[2]。为此, 本文针对桥式起重机专门设计了安全监控装置, 以满足需要。

1 总体设计

本安全监控仪用于监测桥式起重机的承载重量, 在一定范围内报警指示, 若起吊时检测到吊车载重大于额定载重的1 3 0%, 立即断开继电器以保护吊车。若大于额定载重的1 1 0%则延时3 0秒断开继电器。载重在90%到110%之间 (可设定) 时只报警指示。

传统的起重机安全监控仪大多采用8位5 1单片机作为系统微控制器, 由于起重机安全监控仪的功能越来越强大, 所以5 1单片机有限的I O口、R A M和R O M, 无法满足系统的要求, 根据系统功能的要求必须对缺乏的资源进行扩展。另外, 如果所选取的单片机片上没有集成的R T C模块和看门狗模块, 系统还得进行配置。传统的5 1单片机+R O M、R A M和I O扩展+R T C+看门狗+L C D方案的缺点是硬件电路的器件多, 造成电路板体积庞大。器件的增多也增加了故障的几率, 检测变得困难, 系统的设计成本变高。由于外围电路器件的增多, 增加电路设计的复杂性, 使得P C B板布线难度加大, 系统的抗干扰能力变差, 系统的稳定性和可靠性也降低。

因此, 本系统采用L P C 2 2 9 4+L C D的解决方案, 系统只需一个嵌入式芯片就可代替传统的5 1单片机+R O M、R A M和I O扩展+R T C+看门狗, 无需任何扩展, 此方案的优点是仪器体积小, 硬件电路简单, 检测故障容易, 开发成本低, 系统的稳定性和可靠性高, 抗干扰能力得到了加强。

2 硬件设计

本安全监控仪由两个部分组成:一个与传感器相连, 用于采集重量的前端变送器;一个用于参数修改设置和数据存储管理的监控记录仪。变送器的功能是将从传感器过来的模拟电压转换为对应的重量数据并即时通过电缆传送到监控记录仪;监控记录仪将从变送器传送来的重量实时显示在液晶屏上, 同时对吊车的载重状态 (过载或报警) 做出判断, 并输出相应动作。两机由四芯屏蔽电缆连接, 用M A X 4 8 5进行数字通信。这样就解决了模拟信号传送易受干扰的问题。系统硬件结构框图如图1所示。

3 软件设计

一个好的系统既要有好的硬件电路, 也要有好的软件结构, 且二者相辅相成。原则上硬件电路的功能如能用软件实现的, 就用软件代替硬件, 这样可以提高系统的可靠性, 节约系统开发的成本。

本系统的程序框图如图2所示, 由于本系统移植了μC/OS-II操作系统, 使得软件运行更可靠, 时实性更好。

其软件设计的步骤如下:

(1) 程序初始化, 对LPC2148的端口和内部资源进行预配置。

(2) 程序自检, 检查内部资源配置, 端口状态是否正常, 以及与变送器通信是否正常等。

(3) 自检成功后就开始启用操作系统。操作系统的应用可使本程序更加合理, 实时性更高。本程序用的操作系统是R T O S的, 该操作系统方便实用。程序中设置操作系统的任务有三个, 包括:存储数据区清除、接收重量值并显示和参数设置 (用户通过面板上的按键来设置) 。在创建任务时需设置任务优先级, 上面所述任务优先级依次降低。

4 结语

本系统在现场试运行期间, 出现了干扰问题, 其中最主要的问题在于过程通道受到干扰。下面对抗干扰所采取的措施加以说明。

(1) 针对供电系统干扰所采取的措施

为防止从电源系统引入干扰, 本系统使用D C/D C电源隔离模块, 给系统各个模块提供稳定的电压。在电源模块的输入端设有瞬间电压抑制二极管T v s 3 2 4和一个容量为1 0 0 0μF的电容, 消除电源的浪涌和纹波, 在电源模块的输出端增加0.1μF高频滤波电容, 消除高频干扰。在各个I C的电源输入端设置一个0.1μF的电容, 减低I C对电源的干扰。

(2) 针对过程通道干扰所采取的措施

本系统在试运行期间, 曾因受到干扰而几乎无法正常工作。经研究发现干扰来自485的通讯信, 也就是干扰信号从4 8 5发送和接受端进来, 严重影响L P C 2 2 9 4工作[3]。于是, 我们采用高速光耦将干扰信号全部隔离, 系统才恢复正常工作。

(3) PCB抗干扰。

本系统的电路板设计中采用了如下述抗干扰措施: (1) 地线要粗, 布置在P C B板的边缘构成闭环回路; (2) 配置去耦电容。

最后, 经测试可知, 本系统是达标的。

参考文献

[1]卓先领.2003年1～4月份我国工程起重机市场回眸[J].工程机械与维修, 2003, 7:70～71.

三菱PLC在桥式起重机中的应用 篇9

某工厂购买一台5吨吊钩桥式起重机,专供检修机械时作起吊之用,解决了检修机械起吊难等问题。后来因企业重组,决定对该检修车间改为搬运钢筋、钢铁车间。由于该机器采用六档按钮操作控制线路,分别对上、下、左、右、前、后进行控制,六方向均为点动控制,操作形式为手动地面操纵。所以,对于检修机械和搬运小批量的产品能满足生产需求,但对于大批量、成批量的钢筋、钢铁等搬运时,特别是搬运距离大又需要计数量时,该桥式起重机就难以适应生产的需求,生产效率也不高,影响公司经济效益。针对上述问题,公司决定对该桥式起重机进行技术改造,确保生产顺利进行。根据工厂的生产要求,经笔者反复思考,决定应用PLC对桥式起重机进行改造,这样,既保留原有点动功能,又增加自动循环、计数、越位报警、提示功能等,解决了生产中的实际问题,为企业创造了效益。

2 改善前电气原理简略分析[1]

2.1 主电路分析

该起重机共用4台异步电动机拖动,它们分别吊钩的升降电动机M1、小车的左右拖动电动机M2、大车的前后拖动电动机M3、M4。M3、M4两台电动机定子绕组接在同一电源上,但三相电源的相序相反,使两台电动机的转向相反,以保证大车在两侧滚轮驱动时,大车的运动方向一致。

2.2 控制电路分析

控制电路的电源由控制变压器TC输出36V电压供电,吊钩的上下升降由SB1、SB2控制,小车的左右运行由SB3、SB4控制,大车的前后运行由SB5、SB6控制,并且线路附加有提升限位开关SQ3以及换相联锁线路。

3 技术改进的必要性

在原桥式起重机电气线路中,该线路采用六档点动控制方式,采用点动控制方式存在以下缺点:

(1)每次搬运时,操作工人必须来回跟踪操纵其运动方向(手不能松开按钮),对于操作员而言劳动强度大,生产效率低,距离远时更为突出;

(2)需要计数时必须人工计数,计数不准确,而且计数(装满)完后,没有提示功能。

4 改造思路及硬件改造措施

现根据公司生产实际,完善点动控制所存在的不足,减少操作员的劳动强度和频繁操作操纵板,作如下改进(如图1所示)。

(1)为实现纵向前后循环,在大车前方加装SQ6、SQ5行程开关,在大车后方加装SQ7、SQ4行程开关,其中,利用SQ5、SQ7控制起重机大车在前后方来回循环运行,而SQ6、SQ4分别为大车前、后越位行程开关,起安全保护作用。

(2)为实现在前方横向能左边或中间或右边吊货,在小车导轨的左方加装SQ12、SQ1行程开关,在小车导轨右方加装SQ2、SQ13行程开关,在小车导轨中间加装SQ11行程开关,其中,利用SQ1、SQ2控制小车左右停靠位置,SQ12、SQ13起越位保护作用,SQ11为小车中间定位。

(3)为实现点动、自动循环、计数、停止等功能,在原有六档点动操纵板的基础上加装一块操纵板,其中,SB0为停止按钮,SB8为点动或自动循环切换按钮,SB9为计数按钮(根据生产需要供选择),SB10为装卸货延时按钮。两块操纵板均随大、小车移动。另外,在装货处加装急停SB11。

(4)为清楚起重机工作状态,增加越位报警指示灯HL1、自动循环状态指示灯HL2、点动状态指示灯HL3、来电或恢复供电指示灯HL4、装满提示灯HL5和循环计数指示灯HL6。

(5)因点动和自动循环是两种不同的工作状态,为充分利用现有按钮,将中间自动循环启动按钮与点动(下)SB1按钮共用,左吊货循环按钮与点动(左)SB3按钮共用,右吊货循环按钮与点动(右)SB4共用。

(6)由于桥式起重机改造后经常处于长时间工作状态,在主线路中(驱动小大车电动机、驱动吊钩电动机)加装热继电器。

5 可编程序控制器控制系统设计

5.1 设计技术要求

(1)连续可靠,长期工作。

(2)吊钩下降位置由T0(K150)设定控制,为了装货或卸货方便,吊钩在下降或等待中,按SB1可灵活调整其下降高度,每按一次再追加下降时间15s。

(3)等待装货或卸货时间由T1(K100)设定控制,为了确保装货或卸货完毕,吊钩在等待或上升过程中按SB10可延长等待时间。

(4)吊钩上升位置由T2(K150)设定控制,为了灵活调整吊钩的高度,吊钩在上升过程中,按一次SB1可再追加上升时间15s,而按SB2可停止上升。

(5)循环次数(计数次数)由计数器C16、C17设定,并且有失电保持功能。

(6)保留原有点动功能,增加中间吊货、左边吊货、右边吊货自动循环功能,增加停止、急停、越位报警、计数结束提示、计数、来电供电提示等功能。

(7)所有自动循环或计数循环工作状态时,要有失电保持功能,使断电后能保存原有的工作状态,重新启动后按断电时的状态继续运行。

(8)卸货时能灵活调节前后、左右卸货位置。

(9)卸货时因将货物放入车厢内,所以卸货时吊钩下降高度与装货时吊钩下降高度有差异。

5.2 可编程序控制器型号选择[2]

根据输入、输出端口的需要,并考虑经济性,满足使用要求,可选用FX0N-40MR型号的日本三菱可编程序控制器。24个输入点和16个输出点(见图2)。

5.3 软件编写[3]

本程序主要采用步进指令编程,把自动循环和手动分为两条通道,由SB8(X10)为选择条件。

循环启动:当手动或自动切换按钮SB8常闭触点处闭合状态,SQ5或SQ7常开触点闭合时,此时自动循环指示灯Y10亮,如按下SB1或SB3或SB4按钮,将进入中间吊货或左吊货或右吊货自动循环工作状态。

中间自动循环:设吊钩处于纵向前方,SQ5常开闭合,按下中间自动循环启动按钮SB1,此时不论小车在大车轨道的任一位置,小车将移到大车的中间位置,碰SQ11停止移动,与此同时吊钩也开始下降。需要指出的是,装货时吊钩下降高度与卸货时吊钩下降高度不相同。

左吊货循环:按左吊货循环按钮SB3,此时不论小车在大车轨道的任一位置,小车将移到大车的左边位置,碰SQ1停止移动(如果小车已停在左边则小车不动),与此同时吊钩也开始动作,动作过程同中间自动循环动作过程相同。

右吊货循环:按右吊货按钮SB4,此时不论小车在大车轨道的任一位置,小车将移到大车的右边位置,碰SQ2停止移动(如果小车已停在右边则小车不动),与此同时吊钩也开始动作,动作过程同中间自动循环动作过程相同。

停止:在任何自动循环状态时,按停止按钮SB2都须等待碰SQ5才停机。

急停:在任何自动循环状态时,遇紧急情况时,按SB11能禁止所有输出(应用M8034)。

计数/计数结束提示:点动或自动切换按钮SB8常闭触点处闭合状态,按下计数按钮SB9,此时自动计数指示灯亮(点动不具备该功能)。

六档点动控制功能:点动或自动切换按钮SB8常闭触点处断开状态时,大、小车处于任何位置均可以实现点动功能,此时点动指示灯亮。

来电或恢复供电指示功能:通电指示由Y12驱动,Y12通过特殊继电器M8000的常开触点联接,在PLC开机后,使Y12线圈被驱动,指示灯亮。

越位报警功能:起重机运行时(无论点动或自动),当吊钩提升或大车作纵向或小车横向移动时,只要碰到限位开关SQ8、SQ4、SQ6、SQ12、SQ13,起重机就停止工作,报警灯亮,待限位开关恢复后报警灯灭,起重机方可运行。

6 结束语

该桥式起重机经改造后已投入实际使用,经过近几年的运行,各项功能均满足生产需求,系统性能稳定可靠,从而解决了生产中所遇到的实际问题,并拓展了桥式起重机的应用范围,提高了生产效率,取得了较好的经济效益。

摘要：根据桥式起重机(一般通称为天车或行车)的电气原理和工作过程,设计了一套PLC控制系统,它不仅具备了传统继电器对桥式起重机的控制功能,而且还具有自动循环、计数、信号提示,延时动作、热过载保护等新的功能,实现自动化、智能化、高效化控制。详细介绍了应用三菱公司FX0N-40MR系列PLC对桥式起重机进行改造的方法和过程。

关键词：桥式起重机,可编程逻辑控制器,应用

参考文献

[1]李敬梅,电力拖动控制线路与技能训练[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.

[2]MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.三菱微型可编程控制器FX0N使用手册[Z].2000.

桥式起重机安全装置的应用 篇10

某炼铁厂精矿仓的20T桥式起重机,是将精矿仓内的各种原料,根据烧结不同配比的需求,倒运原料进行烧结的主要设备。随着铁厂生产规模的不断扩大,桥式起重机的作业率大幅度地提高,起重机的故障率、维护量及备件消耗也明显增加。频发的设备故障严重地影响了烧结的正常生产。

根据实际调查,造成桥式起重机故障的主要原因有:(1)电机频繁启、制动,使得接触器频繁动作。而一般大容量的接触器线圈匝数多、线径小、消耗功率较大、发热严重,导致绝缘老化。而且在线圈得失电瞬间会产生很大的反电动势,极易击穿绝缘层而烧坏线圈。(2)吊车司机操作联动台,对电机启动和加减速时间控制不好,误操作多。使电机启动特性发生变化,电机换相时电流增大,电机温度升高。(3)电气传动系统采用转子串电阻的方法启动和调速,提升、开闭电机在频繁地正、反转切换时,经常受强电流冲击,使电机方向接触器的触点烧损、碳刷冒火、转子所串电阻烧坏时有发生。要从根本上解决“桥抓”故障率高的问题,就要改变绕线型电机转子串电阻的调速方式,利用PLC控制,实现无触点切换二次电阻。变频器软启动、调速及完善的保护功能,为“桥抓”控制系统可靠运行提供了有利条件。

2 系统改造

2.1 改造方案

桥式起重机是重型起重机厂生产的DLW型。提升、开闭及大小车走行电机是YZR绕线型,主电路采用交流接触器控制正反转,电机二次采用交流接触器分段切换电阻,操作回路由联动台控制器控制,保护回路采用电流继电器和接近开关。

由于S7-300 PLC可编程控制器具有体积小、防尘、集成度高等特性,适合于桥式起重机控制系统,因此将提升、开闭和大小车的操作回路改为PLC控制。提升和开闭电动机的二次回路,采用两组可控硅反并联代替交流接触器(CJ12-150)切换电阻,以消除电阻切换时产生弧光而烧坏接触器触点的现象。提升和开闭电动机型号为YZR400L-10,功率为160 k W,二次绕组电流为244 A,电压为395 V。由于可控硅的过载能力小,根据可控硅的额定电压值应比实际工作时的电压大2-3倍、额定电流有1.5-2倍的实际最大电流余量,所以选用500 A、耐压1000 V可控硅,都为原直流柜中利旧平板式可控硅。

由PLC实现无触点控制,控制原理如图1所示。在A、B两端加上正弦交流电压,当A极为正、B极为负时,KP1处于反压状态,阴极和门极存在反向漏电流足以触发KP2,使KP2导通;当B极为正、A极为负时,KP2处于反压状态,阴极和门极存在反向漏电流足以触发KP1,使KP1导通。即只要A、B间存在电压,KP1和KP2相互触发,总有一个可控硅导通,由PLC控制ZJ继电器,便构成了一个无触点开关,实现二次电阻的逐切换。大小车电机采用变频控制,减缓加、减速时的冲击,大小车运行平稳,还具有故障诊断及状态显示功能。

2.2 控制方法

设计之初是把起重机的提升和开闭电动机均改为变频器控制,但因一次性投资较大而未采用。电动机一次主电路保持原控制方式不变,二次回路选用PLC控制可控硅无触点开关,大小车走行电机选用G1系列变频器,并将二次回路电阻拆除。使用变频器控制,可以进行电机的软启动,动态响应快且能实现无级调速,对电源的缺相、欠压、过压、电机过流等保护功能可靠性高。系统控制选用S7-300 PLC,操作联动台选用ALIM-M11R-SGR,联动台上的档位点,门极限、提升、开闭、大小车极限点,过流继电器上点等,作为PLC的数字量开入信号。提升电机运行方向、减电阻指令,开闭电机运行方向、减电阻指令,大小车运行指令等,由PLC经综合运算、处理后输出。

2.3 参数设定及调试

空载试验时,设定提升和开闭电机的起动及加、减速时间,第一级至第四级减电阻均设为0.2s,电机从起动到稳定运行的过渡过程在0.8 s内完成(实际应用时,时间可以根据需要调整)。电机的起动和加、减速时间与生产操作工手动操作过程相近,检测电机的起动和加、减速过程的电流值正常。联动台控制器分为四档,上下各为10%、30%、60%、100%的额定速度。由PLC开出继电器点控制可控硅的导通,实现无触点切换二次电阻,动作速度快,而且无弧光、无噪音。对“桥抓”电机制动器也进行了改进,制动器电机不与主电机的一次侧并联,而改为由PLC单独控制,增强了系统保护功能。

大车走行电机变频器选用FRN45G11S-4,小车走行电机变频器选用FRN18.5G11S-4。根据现场运行电机的实际速度测定,变频器参数设为5 s内完成0~50 HZ的变速过程。但大小车正反变相时,变频器出现OU2(减速过电压)故障跳闸现象。经分析原因是电机在正、反转变相时,变频器输出也发生变化。即使在变频器输出为零时,电机因有惯性也在旋转,这样旋转的电机就会产生感应电压,将能量回馈到了变频器上,使变频器直流侧电压短时间内变化太快,出现“过电压”,造成变频器出现OU2故障而跳闸。为了解决这一问题,在变频器直流侧加装一个能耗制动单元来保证变频器的正常工作。进行制动时放电电阻与电机内部的有功损耗部分结合成制动转矩,大约为电机额定转矩的20%。制动电阻的计算如下:

RBO=UC2/0.1047(TB-0.2Tm)×n1

式中RBO为副功电阻UC为直流回路电压,TB为制动转矩,Tm为电动机额定转矩,n1为开始减速时的速度。由制动单元和制动电阻构成的放电回路中,其最大电流受制动单元的最大允许电流IC的限制。制动电阻的最小允许值Rmin=UC/IC,因此,制动电阻应满足以下选择范围Rmin

PBO=0.1047(TB-0.2Tm)(n1+n2)×10-3/2

大车制动单元为DB45-4C,放电电阻为6 k W10Ω;小车制动单元为BUIII220-4,放电电阻为1.8k W 34.4Ω通过对改进后的电机启动特性、启动电流、工作电流进行测量,符合工艺要求。

PLC应用程序的设计分为单机调试、局部连锁和联动调试几个阶段,模拟现场实际进行试验,对试验过程中出现的问题进行反复修改、调试,最后均得到了解决。变频器功能参数的设置是直接关系到变频器与设备运行工况是否匹配的重要环节。比如电机参数、转矩控制方式、输出额定频率、加速时间、减速时间等参数的设定,均需通过起重机在使用过程中不断地摸索修正。通过对参数的调整,使电机的起动电流、速度变化得到理想控制,完善系统的保护功能,达到动作的可靠性。

在调试过程中出现大、小车换相时起重机晃动较大的现象,经分析主要是大、小车电机正、反转换相时,在t时间内速度变化较快引起的,电机的速度变化曲线如图2所示。我们在电机二次侧加装一段常留电阻,使得电机在速度变化起始阶段变化较缓,吊车的振动大幅度降低。为了保证电机运行的平稳性,合理地选择加减速方式。电机刚启动时以较低速度运行一段时间,其间加速度也较小,然后再以与加速时间相对应的加速度将电机速度提高,接近设定速度时再以较小加速度运行至设定值。减速过程与加速过程类似,这种方式可有效地减小电机启/停时的冲击电流。

3 系统数据检测与功能

起重机提升电机在一次改造前启动电流为600-700 A,运行电流为200-300 A;开闭电机一次改造前启动电流为1000-1200 A,运行电流为250-350 A。提升电机一次改造后启动电流为600 A,运行电流为250 A;开闭电机一次改造后启动电流为1000 A,运行电流为250 A。起重机提升、开闭电机二次电流检测运行平稳,电流曲线如图3所示。

本系统由PLC来实现整个系统的逻辑控制,主要功能如下:

(1)提升、开闭运行指令及电阻的切换,变频器的启/停皆由PLC发出。

(2)控制大、小车运行的变频器故障时,由PLC输出指令0.5 s内自动复位,也可在操作台上手动复位。如故障连续出现,手、自动复位无效,则应观察变频器上显示的故障代码。

(3)系统安全连锁功能

(1)行车上各个进出口的门以及操作室的门在打开状态下,禁止操作;(2)运行中设备触到某方向的极限时,设备自动停止且该方向的运行操作被禁止;(3)各操作手柄未处于零位置时,上电被禁止;(4)、大、小车变频器中任意一台变频器报故障时,两台变频器均立即停止输出(自由停车),同时抱闸合闸;(5)任何时刻断电,系统将立即停车,抱闸合闸。(6)当PLC出现故障时,各操作命令无效(PLC无输出),起重机处于安全停止状态。一旦出现意外情况,司机可按“急停”按钮,切断主电源。

4 改造效果

(1)主要控制手段由变频调速,PLC软件逻辑取代了原有串级调速,继电器、接触器硬件逻辑。

(2)控制精度高、操作简单、故障率低、维护方便。

(3)变频调速实现了电机的软起动,避免了机械冲击,减少了机械维护及检修费用,尤其减少了钢丝绳的更换次数。

(4)与原“桥抓”的调速方式相比,减少了交流接触器(CJ12-150)、碳刷、串联电阻等电气元件的能量损耗。

5 结束语