目前國內(nèi)港口起重機(jī)，從保護(hù)其安全以及貨物的吞吐量統(tǒng)計(jì)方面考慮，不少港區(qū)在起重設(shè)備上安裝了力矩限制保護(hù)器，并在這方面做了不少探索性的具體工作。從力矩限制器的形式和特點(diǎn)上看各有特色。
    縱觀起重機(jī)上各種形式的力矩限制器，大多數(shù)將傳感器安裝在與起升機(jī)構(gòu)相關(guān)的部位，以取得荷重信號(hào)。傳感器種類比較多，主要有軸銷式、拉力式和壓力式 這些傳感器有的被安裝在起升機(jī)構(gòu)齒輪箱底腳硝軸位置，有的被安裝在橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩端部，有的則被安裝在起重機(jī)臂架和象鼻梁硝輔連接的底座部位。通過鋼絲繩或獵輪使這些傳感器，受到外載荷產(chǎn)生的壓力、拉力，獲得起重機(jī)的荷重信號(hào)。
    獲得荷重信號(hào)后的處理方式各不相同，有用這一信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)給出噸位顯示，在超出過載信號(hào)一個(gè)固定的峰值后，力矩限制器發(fā)出指令，切斷起升電機(jī)的主電路，實(shí)現(xiàn)力矩的限制。有的力矩限制器用微機(jī)控制，功能比較強(qiáng)，有顯示噸位，打印數(shù)據(jù) 過載報(bào)警、超載限制、調(diào)零、設(shè)定等。應(yīng)該講，在二次信號(hào)處理辦法上，構(gòu)思是很全面的。
    縱觀形式多樣的力矩限制器，我們對整個(gè)力矩限制的過程作了一定的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)有這樣幾個(gè)問題值得探討。首先是荷重信號(hào)的采集，對于目前傳感器的應(yīng)用和布局，很難做到其反映的參數(shù)和起重機(jī)實(shí)際提起的荷重始終保持一致，主要影響因素是鋼絲繩在滑輪上包角大小的變化，滑輪正反轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻尼．傳遞環(huán)節(jié)越多．折點(diǎn)越多，隨之而來的影響也越大。就其荷重傳感器本身的精度而
    言是相當(dāng)高的，可以是千分之幾，但這是在正確運(yùn)用情況下的精度。在起重機(jī)上由于受應(yīng)用場合條件限制，起重所負(fù)的荷重不能直接施加到傳感器上，只能通過問接的辦法，重復(fù)性很難保證。因此．目前的力矩限制器荷重曲線的調(diào)整都困難。
    由于港口起重機(jī)在作業(yè)時(shí)，三大機(jī)構(gòu)（變幅、回轉(zhuǎn)、起升）是變替聯(lián)動(dòng)、往復(fù)進(jìn)行的，荷重信號(hào)是振蕩變化著的曲線。力矩限制器是在動(dòng)態(tài)過程中取樣的，取樣的頻率也要在技術(shù)上作出相應(yīng)的處理 由于一般起重機(jī)械整體剛性低，動(dòng)態(tài)的振蕩一般是低頻大振幅、振蕩頻率差不多是1赫左右。為了避免假荷重信號(hào)，現(xiàn)有的采集方式采取*波峰判斷，第二波峰確定。經(jīng)過濾波確定，從而判斷確定至少要1秒鐘的時(shí)間，此時(shí)如果確屬超負(fù)荷-發(fā)出停機(jī)指令，再加上二級斷電器失電時(shí)間0．4秒和制動(dòng)器抱閘時(shí)間0．5秒，整個(gè)力矩限制器要占用的時(shí)間是I．8～2秒鐘。由1O噸門座起重機(jī)起升機(jī)梅參數(shù)可知：
電動(dòng)機(jī)型號(hào)-YZR355M一10
額定轉(zhuǎn)速一588轉(zhuǎn)／分
齒輪箱齒數(shù)比一27．32
鋼絲繩卷筒直徑一0．896米
2秒內(nèi)吊鉤行程為； X 2×荮 ×（0_896X ）=2．02米
    上式表明，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行對，負(fù)載超過允許值后要繼續(xù)上升2-02米才能停機(jī)，從這樣一個(gè)時(shí)間內(nèi)的工作循環(huán)來看，力矩限制器的控制不能保證起升機(jī)構(gòu)的超載限制，在情況下，這個(gè)運(yùn)行長度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了臂架或象鼻粱的承載能力，甚至還不如整定好的過流繼電保護(hù)器響應(yīng)的速度快。同樣綜合傳感器的受力狀態(tài)等，力矩限制器累計(jì)的貨物吞吐量也只能是一組粗略的數(shù)值。
    那么究竟依據(jù)什么條件，采用何種手段可以達(dá)到真正意義上的力矩限制，怎樣區(qū)分振動(dòng)和荷重疊加的合力，使傳感器zui終給出的是當(dāng)前zui確切的荷重信號(hào)，我們認(rèn)為須解決以下幾個(gè)方面的問題。
    起重機(jī)荷重反映zui直接zui確切的部位是起升機(jī)構(gòu)的鉤頭部位，它直接連接荷重不受外界影響。困難的是釣頭上下，左右運(yùn)動(dòng)．不便進(jìn)行有線通訊，必須采用遙感技術(shù)解決信號(hào)的傳遞問題，這在美國的遙感電子稱和遙感應(yīng)變測量中已獲應(yīng)用。通過機(jī)械量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳送到接收機(jī)的接收裝置，然后微處理機(jī)再將這一信號(hào)加以運(yùn)算處理，zui后發(fā)出不同的指令，控制起重機(jī)工作。
    在遙感技術(shù)的應(yīng)用中，數(shù)字傳送系統(tǒng)非常復(fù)雜，整機(jī)體積不可能做得小巧，在起重機(jī)上無法采用．而模擬信號(hào)的長波發(fā)送則可選擇高集成度的電路，經(jīng)調(diào)制處理傳送。并且可以將傳感器體積大大縮小。長波的發(fā)送形式的特點(diǎn)是信號(hào)不容易失真，但只限于近距離傳送，電路消耗功率很小，可用市場6伏的層壓電池，工作壽命可持續(xù)一年。這樣的搭配可以把具有遙感功能的荷重傳感器濃縮到起重機(jī)鉤頭的卸扣內(nèi)部，加上防振措施，可穩(wěn)定地*使用。
    其次，要如實(shí)反映起重機(jī)動(dòng)載情況下的實(shí)際重量，也就是要從荷重振動(dòng)沖擊力中把有用的荷重信號(hào)分離出來．剔除附加的力，從而使傳感器反映出來的數(shù)值是我們所要得到的類似靜載，這樣的參數(shù)送到力矩限制器進(jìn)行處理是zui為真實(shí)可信的。
    有了理想的傳感器，并能獲取真實(shí)的荷重信號(hào)，二次處理的方法就可以是多種多樣了．由于信號(hào)的連續(xù)真實(shí)，在微機(jī)處理過程中就節(jié)省了大量的分析、判斷時(shí)間，如果力矩限制器采樣頻率在每秒2O次，那么至多也就在1／10秒中可以判斷超載量的大小和真?zhèn)涡裕⒘⒓窗l(fā)出限制指令。值得一提的是起重機(jī)電控回路的響應(yīng)速度，由于繼電器的吸合打開時(shí)間0．4秒，二鱖斷電要占用0．4秒鐘，再加YWZ系列制動(dòng)器的抱閘時(shí)間0．5秒，這樣的響應(yīng)速度無疑太慢，可以改YWZ系列利動(dòng)器為電磁吸合盤式制動(dòng)器，它的動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間在0．1秒以內(nèi)。要求改進(jìn)的要點(diǎn)是，當(dāng)力矩限制器在起重機(jī)超載發(fā)出限制指令切斷起升電機(jī)主回路電源的同時(shí)，強(qiáng)制盤式制動(dòng)器直接失電不通過多級斷電器的動(dòng)作。這樣，從時(shí)間上分析就會(huì)有先制動(dòng)、后斷電動(dòng)機(jī)電源的時(shí)間差，也就是說在制動(dòng)完成后的0．5～O．8秒后，主電路失電，這個(gè)時(shí)間差的存在也就會(huì)有起升電機(jī)瞬間的堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)。但這對電動(dòng)機(jī)不會(huì)造成什么大的影響，而客觀上卻爭取了時(shí)間，整個(gè)力矩限制器．從取樣到緊急制動(dòng)總共只需要0．2秒左右的時(shí)間。正是由于響應(yīng)時(shí)間的大幅加快，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)一臺(tái)正在運(yùn)行起升機(jī)構(gòu)的起重機(jī)，從荷重超載到信號(hào)處理發(fā)出限荷指令，至制動(dòng)完成，制動(dòng)特征由于屬緊息制動(dòng)，比平時(shí)制動(dòng)沖擊要猛一些，但起升電動(dòng)機(jī)的快速停轉(zhuǎn)以及鋼絲繩的運(yùn)行長度等機(jī)電響應(yīng)上有了*的改進(jìn)和提高，因此可以有效地保障設(shè)備的運(yùn)行安全。