塔式起重机安全装置应具备的功能(最新版)

( 安全技术 )
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塔式起重机安全装置应具备的
功能(最新版)
Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people
make mistakes
塔式起重机安全装置应具备的功能(最新
版)
1序言
塔式起重机安全装置包括限位器和限制器两类。

限位器包括行走限位器、幅度限位器、回转限位器及高度限位器；限制器包括重量限制器、力矩限制器。

塔式起重机安全装置的作用是防止塔式起重机司机误操作及疏忽操作而引起塔机的恶性事故，它们的正确应用引起了政府有关部门和建筑施工企业的广泛重视。

1998.9国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部、中华人民共和国国家工商行政管理局联合颁发了《施工现场安全防护用具及机械设备使用监督管理规定》，1999年又颁布了《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99。

为使读者方便了解国家标准对塔式起重机安全装置的要求，塔式起重机安全装置应具有的功能，下面作者根据GB/T9462-1999《塔式起
重机技术条件》、GB5031-1994《塔式起重机性能试验》、GB5144-1994《塔式起重机安全规程》、GB/T7950-1999《臂架型起重机起重力矩限制器通用技术条件》等标准提出塔式起重机对限制器和限位器的要求。

2固定式塔式起重机对安全装置要求
2.1能够实现当起重力矩超过其额定值并小于额定值的110%时，使塔式起重机具有停止提升方向及向幅度增大方向的动作功能；
2.2对小车变幅的起重机能够实现按起重量和幅度分别调整的功能；
2.3小车变幅最大速度超过0.67m/s的起重机，限制器能够实现在小车向幅度增大方向，当起重力矩达到额定值的80%时，自动转换成低速向外运行；
2.4能够实现塔式起重机当起重力矩超过其额定值的90%时，自动报警的功能；
2.5能够实现塔式起重机重量指标的控制进行分挡限速即不同的速度挡位限制不同的起重量。

如采用三速电机的QTZ4007塔式起
重机当起重量超过40%时高速自动转换低速运行；
2.6能够实现幅度超过最大幅度和小于最小幅度时变幅机构能够自动停止运动；
2.7能够实现起升高度超过额定值和落到地面时起升机构能够自动停止工作；
2.8能够控制回转周数(1-3周)在规定范围内。

其中2.1条摘自GB/T9462-1999《塔式起重机技术条件》的4.5.2规定，作者认为对此条的理解容易产生异议，根据GB7950-1999《臂架型起重机起重力矩限制器通用技术条件》3.3条，此条作者认为应该理解为：
1)塔式起重机应能够实现起重力矩额定值的起升和变幅动作。

2)塔式起重机在起重力矩大于等于起重力矩额定值的110%不允许起升或增大幅度方向变幅。

3)塔式起重机允许在大于起重力矩额定值，小于起重力矩额定值的110%的区间内任意数值停止向上提升及向外变幅的动作。

3限位器、限制器控制开关设置分析
固定式塔式起重机的限位器包括：起升高度限位器、幅度限位器和回转限位器。

对于设有中央集电环的固定式塔式起重机只需要起升高度限位器和幅度限位器。

限位器中应该设有控制定最大、最小幅度、最大起升高度、离地高度及回转角度的开关。

固定式塔式起重机限制器包括力矩限制器、重量限制器。

对于变幅速度小于40m/min；起升只有两个起升速度的塔式起重机需要设置4个控制开关，分别控制定码变幅、定幅变码、额定起力矩重90%及额定起重量参数。

对于变幅速度大于40m/min;起升有三个起升速度的塔式起重机需要设置个6个控制开关，分别控制定码变幅、定幅变码、额定起力矩重90%、额定起力矩重80%、额定起重量高速及额定起重量中速。

4现行限制器性能分析及改进的措施
目前塔式起重机的限位器的质量、稳定性和精度能够达到国标的要求，这里不作讨论，而塔式起重机限制器的质量、稳定性和精度尚不能尽人意。

下面仅对塔式起重机限制器进行讨论。

目前广泛采用限制力矩和重量参数的方案的有：
1）弓板式力矩限制器、拉力环重量限制器组合。

2）多功能式限制器。

4.1弓板式力矩限制器、拉力环重量限制器组合方案分析及改进的措施
弓板式力矩限制器、拉力环重量限制器方案中重量的控制-采用拉力环重量限制器能够达到国家标准的要求，力矩控制-采用弓板式力矩限制器，弓板式力矩限制器是通过控制塔帽主弦上安放力矩限制器段的应变来控制起升力矩，由于塔式起重机塔帽主肢受力简单，受风载荷及回转惯性力影响小，塔机塔帽主应变ε可以比较准确的反应起升载荷，从原理来讲是稳定可靠的。

但是，目前采用的弓板式力矩限制器，一方面设置的微动开关数目不够，不能实现GB9462-88《塔式起重机技术条件》起重力矩按重量和幅度分别控制的要求；另一方面，以塔机塔帽主肢应变为常量，进行起升力矩控制，且普遍采用公式（1）确定其起升特性曲线，对单吊点水平臂塔式起重机和短水平臂塔式起重机是可行和比较准确的。

对双吊点长水平臂塔式起重机采用公式1确定起升特性曲线误差较大，力矩限
制器调整十分困难。

改进的措施为：
1）增设几个力矩开关，达到上述3的要求。

2）采用文献1给定的水平臂塔式起重机起升特性曲线的方法
M=（Q1+q）*（X1-r）＝（Q+q）*（X-r）--------------------------（1）
式中：X1——基本臂幅度m
r——吊臂根部铰点至回转中心距离m
Q1——基本臂幅度时的额定起重量KN
q——吊具重量KN
X——幅度m
Q——幅度为R时对应的额定起重量KN
4.2多功能限制器方案分析及改进的措施
多功能限制器实现了力矩、重量及幅度的综合控制，便于与主机分离加工，实现配件的商品化。

但目前采用的多功能限制器存在以下缺陷：
1)曲线板的曲线不能调整、适应性差，难以满足同一机型的不
同塔式起重机及不同机型的要求；
2)限位开关少，难以实现GB9462-88《塔式起重机技术条件》4.5.2-1条规定。

3)变幅钢丝绳的松紧程度在使用过程中有所变化造成幅度参数稳定性不足。

4)起重量传感器和多功能限制器距离远，风载、温度影响使重量参数稳定性不足。

3)、4)构成了力矩限制器不稳定。

改进措施参考图1所示为可调式多功能力矩限制器结构，拉板上设有四个微动开关，可以实现按起重量和幅度分别调整，实现当吊重超过最大起重量并小于最大起重量的110%时，停止提升方向和幅度增大方向的运动;当起重量超过最大起重量的90%时,自动报警;当起重力矩超过最大起重力矩的80%时,变幅小车自动高速转低速运行。

采用B样条曲线进行力矩曲线的模拟，通过调整曲线来满足同一机型的不同塔式起重机及不同机型的要求，实现力矩的控制。

底板上设置一个或两个微动开关可以实现起重量的分挡限制。

过桥上设有两个微动开关可以实现最小
幅度和最大幅度的控制；增加了自动张紧装置，保证了幅度参数的准确性；改变了测速轮的位置减小了重量传感器和力矩限制器的距离，增加了重量参数的可靠性。

目前我厂已在QTZ40C、QTZ5013、QTZ4007等塔机中使用了由山东富有生产的这种多功能限制器，不但降低了成本，而且效果非常好。

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