工業(yè)稱(chēng)重技術(shù)在起重機(jī)械上的特殊應(yīng)用

    近年來(lái)國(guó)外一些專(zhuān)家指出，物料搬運(yùn)工程技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)中最薄弱，最迫切需要解決的領(lǐng)域之一，但也是最具潛力，最有發(fā)展前途的領(lǐng)域之一，提出了物料搬運(yùn)技術(shù)是第三利潤(rùn)源的概念。物料搬運(yùn)機(jī)械通常包括起重機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、裝卸機(jī)械、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械、工業(yè)搬運(yùn)車(chē)輛和水工機(jī)械共６大類(lèi)產(chǎn)品。我國(guó)把物料搬運(yùn)機(jī)械習(xí)慣稱(chēng)為起重運(yùn)輸機(jī)械。由于起重機(jī)械具有品種多、功能強(qiáng)、作用大等特點(diǎn)，在物料搬運(yùn)機(jī)械中處于主導(dǎo)地位，也是最早應(yīng)用稱(chēng)重技術(shù)的物料搬運(yùn)機(jī)械。

    一、稱(chēng)重技術(shù)在起重機(jī)械上的應(yīng)用歷史

     起重機(jī)械是一種以間歇作業(yè)方式對(duì)物料進(jìn)行起升、下降和水平移動(dòng)的搬運(yùn)設(shè)備。為了使起重機(jī)械在進(jìn)行作業(yè)的同時(shí)完成對(duì)被吊物料的稱(chēng)重，人們隨之產(chǎn)生了在起重機(jī)械上裝配稱(chēng)重裝置的想法和愿望。

    起重機(jī)械應(yīng)用稱(chēng)重技術(shù)的歷史已有200余年。位于慕尼黑市的巴伐利亞州計(jì)量局里，保存有一只1780年左右的稱(chēng)量懸掛負(fù)荷的壁式彈簧秤；在漢堡還有一臺(tái)1760年的固定起重臂式旋臂起重機(jī)，它上面裝有一臺(tái)1858年制造的十進(jìn)制秤。在19世紀(jì)上半葉，吊車(chē)（起重機(jī)）秤就以“瑞典船舶秤”的名稱(chēng)而聞名于世了。1932年，帶吊索的吊車(chē)秤的誤差已經(jīng)能夠達(dá)到任一負(fù)荷的0.2%以?xún)?nèi)，從而得到了型式批準(zhǔn)。

    二、稱(chēng)重技術(shù)在起重機(jī)械上的應(yīng)用現(xiàn)狀

    隨著數(shù)字化技術(shù)的突破性進(jìn)展，特別是電子稱(chēng)重技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了起重機(jī)械機(jī)械化、自動(dòng)化、集成化以及智能化的發(fā)展。由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，促使大型化、高速化和專(zhuān)用化的起重機(jī)械具有自動(dòng)化、智能化和信息化的性能特征。現(xiàn)代稱(chēng)重技術(shù)的應(yīng)用已使各種起重機(jī)械在作業(yè)環(huán)境內(nèi)直接參與進(jìn)行物料的裝卸、運(yùn)輸、升降、分揀、堆垛、儲(chǔ)存甚至配送，有時(shí)還能夠?qū)ξ锪现苯舆M(jìn)行計(jì)量、識(shí)別、跟蹤和管理等等。

    目前，在起重機(jī)械上使用的稱(chēng)量裝置按功能通?？煞譃殡娮拥醭雍吞厥夥Q(chēng)重裝置兩類(lèi)。獲得廣泛使用的電子吊秤，相關(guān)說(shuō)明較多，在此不加以闡述。特殊稱(chēng)重裝置主要是指在起重機(jī)械上已經(jīng)普遍使用的起重量限制器。

    三、起重量限制器

    1．名詞定義

    起重量限制器是一種通過(guò)檢測(cè)起吊重量防止起重機(jī)械處于超載作業(yè)險(xiǎn)情的稱(chēng)重保護(hù)裝置，也稱(chēng)為起重機(jī)超載限制器或起重機(jī)負(fù)荷限制器。

     2．《起重機(jī)械安全規(guī)程》規(guī)定

     GB6067—85《起重機(jī)械安全規(guī)程》中規(guī)定：大于20t的橋式起重機(jī)、大于10t的門(mén)式起重機(jī)應(yīng)安裝超載限制器；其他噸位的橋式和門(mén)式起重機(jī)以及電動(dòng)葫蘆單梁或雙梁起重機(jī)宜裝超載限制器。

     3．起重量限制器的組成

    起重量限制器一般由電阻應(yīng)變片式稱(chēng)重傳感器和稱(chēng)量控制儀表兩部分組成。稱(chēng)重傳感器用于檢測(cè)起吊重量；稱(chēng)量控制儀表根據(jù)起吊重量進(jìn)行判別，輸出相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)。

     4．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

     起重量限制器的最大特點(diǎn)是有效的同起重機(jī)械的具體結(jié)構(gòu)形式相結(jié)合，確保稱(chēng)重傳感器和稱(chēng)量
控制儀表的使用不破壞起重機(jī)的安全性。同時(shí)，應(yīng)滿足性能可靠，檢修方便，測(cè)量準(zhǔn)確度高的功能要求。
根據(jù)電動(dòng)葫蘆單梁或雙梁起重機(jī)的具體結(jié)構(gòu)形式，起重量限制器通常采用板環(huán)式或別繩式稱(chēng)重傳感器，安裝位置處于鋼絲繩的固定端；稱(chēng)量控制儀表通常安裝在司機(jī)室里或控制按鈕站上方。
結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

 

    根據(jù)橋式、門(mén)式起重機(jī)的具體結(jié)構(gòu)形式，起重量限制器通常采用雙剪切梁橋式稱(chēng)重傳感器安裝在起重機(jī)卷筒的軸承座下方或采用軸式稱(chēng)重傳感器安裝在起重機(jī)定滑輪軸上；稱(chēng)量控制儀表通常安裝在司機(jī)室里。安裝形式如圖2所示。結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

    

 

5．主要技術(shù)參數(shù)

適用范圍：0.5～500噸各類(lèi)起重機(jī)；
綜合誤差：≤±5%；
顯示誤差：≤±3%；
動(dòng)作誤差：≤±3%；
報(bào)警點(diǎn)的設(shè)定：
（1）預(yù)報(bào)警點(diǎn)：額定起重量的90%；
（2）延時(shí)報(bào)警點(diǎn)：額定起重量的105%；
（3）立即報(bào)警點(diǎn)：額定起重量的130%；
延時(shí)報(bào)警時(shí)間：1～2秒；
傳感器過(guò)載能力：1.5倍；
使用環(huán)境條件：-10℃～ 50℃ 90%RH；
電源電壓：380V-15%( 10%) 50HZ
繼電器觸點(diǎn)容量：AC380V 2A；
傳感器防護(hù)等級(jí)：IP65；
電器控制箱防護(hù)等級(jí)：IP42。

    6．工作原理

    稱(chēng)重傳感器檢測(cè)起吊重量，輸出信號(hào)由放大器進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)送入稱(chēng)量控制儀表。稱(chēng)量控制儀表根據(jù)重量信號(hào)與“預(yù)報(bào)警”、“延時(shí)報(bào)警和控制”及“立即報(bào)警和控制” 三個(gè)基準(zhǔn)重量信號(hào)設(shè)定值進(jìn)行比較判別，輸出相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)。三個(gè)基準(zhǔn)重量信號(hào)設(shè)定值分別設(shè)定在額定載荷的90%、105%和130%。當(dāng)起吊載荷重量達(dá)到額定載荷的90%時(shí)，稱(chēng)量控制儀表使蜂鳴器發(fā)出斷續(xù)的鳴響。起重機(jī)起升的瞬間，由于起升加速力的作用，將會(huì)產(chǎn)生暫時(shí)的沖擊載荷現(xiàn)象。為避免起升時(shí)的沖擊載荷引起的瞬間假超載， 稱(chēng)量控制儀表具有延時(shí)判別功能。1～2秒鐘的延時(shí)結(jié)束時(shí)，如果超載現(xiàn)象仍存在，則判定是真正的超載，稱(chēng)量控制儀表立即輸出信號(hào)切斷起重機(jī)的起升主回路，同時(shí)蜂鳴器長(zhǎng)鳴。對(duì)超載信號(hào)的延遲，是在一定超載范圍內(nèi)進(jìn)行判別的。如果超載大于額定載荷的130%時(shí)，則無(wú)論是實(shí)際超載還是沖擊載荷引起的動(dòng)載超載，稱(chēng)量控制儀表均輸出信號(hào)切斷起重機(jī)的起升主回路，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，即立即報(bào)警控制。由于稱(chēng)量控制儀表輸出信號(hào)只切斷起重機(jī)的起升主回路，因此不會(huì)影響起升回路進(jìn)行下降等機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。


     從1986年第一臺(tái)起重量限制器的問(wèn)世，到2006年底創(chuàng)造約2億元人民幣的銷(xiāo)售產(chǎn)值，乃至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)立法的事實(shí)均證明了起重量限制器不但為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。
目前，大型高效的起重機(jī)械新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)，特別是現(xiàn)代工業(yè)稱(chēng)重技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為起重機(jī)械參與物料搬運(yùn)過(guò)程中獲得決定性參數(shù)的重要測(cè)量環(huán)節(jié)，是有效創(chuàng)造第三利潤(rùn)源的基礎(chǔ)與保障。