淺談起重機力矩限制系統的設計

淺談起重機力矩限制系統的設計
    摘  要：介紹起重機力矩限制系統組成及其基本要求和設計思路。
    關鍵詞：起重機  重量傳感器  力矩限制  載荷率載荷重量計算
    前言
    由于起重機的工作環境復雜，用戶實際作業中，往往很難事先預估到吊載物體的重量，
一旦被起吊物重量超過起重設備額定起重量的安全載荷，起重機將會面臨較大的安全風險，
容易導致安全事故或設備故障發生。為此，研制開發起重機力矩限制系統，能對起重機的多
項工況參數進行實時安全監測，使設備工作在安全的范圍之內，最大限度的消除作業的安全
隱患。研發為浮吊配套的力矩限制系統項目。本文對該系統的原理、工作條件和使用方法等
進行介紹。
    一、系統組成、原理
    系統主要由重量傳感器等一次測量元件、力矩限制器和顯示器等組成。測量起重量的多
個數字傳感器采用基于RS485的現場總線方式。力矩限制器根據起重機載荷能力、各種工
況條件對所有測量數據進行計算、分析處理，并將必要的數據發送到顯示器上，同時與主控
室的PLC采用ProfiBUS方式進行實時通訊，完成各種數據交換。
    該系統中重量傳感器起著關鍵作用，涉及重量傳感器的量程、類型和安裝位置等，要做
好稱重傳感器的選型，則必須進行一系列載荷重量計算以及合理的機械結構設計。
    1、載荷重量計算
    對于力矩限制系統，首先要計算的是起重機設計的額定起吊能力，在不同工況條件下，
起重機的最大起重負荷是變化的，設計時首先要查閱該設備的起重負載曲線，其次要確定重
量傳感器的安全過載系數，確保重量傳感器在任何工況下都具有安全可靠性，因此，載荷重
量計算在力矩限制系統中的地位非常重要。
    2、稱重裝置（機械結構）設計
    載荷重量計算好以后，要確定重量傳感器的安裝位置，設計合理的機械結構，并確定傳
感器的量程和受力點，以確保機構受力均衡、安全穩定。
    該系統使用數字銷軸式重量傳感器，每一個傳感器有一個唯一的地址。它是一根承受剪
力作用的空心截面圓軸，雙剪型電阻應變計粘貼在中心孔內凹槽中心的位置上，有兩種組橋
測量方式，即兩個凹槽處的雙剪型電阻應變計共同組成一個惠斯通電橋，或分別組成惠斯通
電橋再并聯進行測量。