工業(yè)中,橋式起重機(jī)是使用zui多工作zui繁忙的設(shè)備之一,它的工作特點(diǎn)是被吊物體積大,重量重,工作環(huán)境經(jīng)常處于高溫、多塵,起重量經(jīng)常超載。超載運(yùn)行造成起重機(jī)大梁下?lián)希考?yán)重?fù)p壞,起重機(jī)使用壽命縮短,嚴(yán)重的會(huì)造成機(jī)毀人亡的事故。
為了減少橋式起重機(jī)的超載破壞,避免與防止起重機(jī)的險(xiǎn)兆事故,延長(zhǎng)起重機(jī)的使用壽命,有必要使用橋式起重機(jī)超載限制器?!吨腥A人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)械安全規(guī)程》GB6067-85中將橋式起重機(jī)超載限制器列在應(yīng)裝范圍之內(nèi),這也說(shuō)明了超載限制器的重要性。
超載限制器有機(jī)械式與電子式兩種。機(jī)械式體積大,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。電子式體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。目前一般使用電子式超載限制器。
電子式超載限制器安裝的方法有三種:一是安裝在吊具上,這種安裝方法中間不存在機(jī)械損失,測(cè)量精度zui高。但傳感器導(dǎo)線要經(jīng)過(guò)滑輪組,導(dǎo)線直接暴露在作業(yè)面上端,不能在較惡劣的環(huán)境下使用。另外吊具的上下運(yùn)動(dòng)還會(huì)造成導(dǎo)線的破損。所以一般情況下橋式起重機(jī)不使用這種安裝方法。二是將超載限制器安裝在定滑輪系上,當(dāng)?shù)蹉^受荷重時(shí),定滑輪系受力,傳感器傳出信號(hào)。三是超載限制器安裝在卷筒的軸承支座上。當(dāng)?shù)蹉^受荷重時(shí),卷筒受力,支座受力,傳感器傳出信號(hào)。現(xiàn)在一般橋式起重機(jī)使用的超載限制器安裝方法都屬時(shí)于后兩種。這兩種方法到底哪一種測(cè)量精度高呢?下面對(duì)兩種安裝作一力學(xué)分析。
橋式起重機(jī)鋼絲繩受力如圖1。
圖1橋式起重機(jī)鋼絲受力 當(dāng)滑輪有阻力上升時(shí)
在起升過(guò)程中各分支鋼絲繩所受的拉力不等,分別為S1' S2'……,Sm'。它們的總和應(yīng)當(dāng)?shù)扔赒。
即:Q= S1' + S2'……+ Sm'……………………………………………………(1)
式中,S1'一有阻力上升時(shí),卷筒鋼絲繩所受拉力;S2'……Sm'一有阻力上升時(shí),定滑輪系各分支鋼絲繩所受拉力;Q一所吊重物的重量;m一滑輪組倍率。
又由于S2'= S1'η
…………
Sm'= S1'ηm-1
式中,η一滑輪的效率,將其代人(1)式可得卷筒鋼絲繩所受拉力
S1'=Q (1-η)/(1-ηm) …………………………………………………………(2)
由圖1可知定滑輪系鋼絲繩所受拉力為
S2'+S3'+…………Sm'= Q- S1'= Q-Q(1-η)/(1-ηm)……………………………(3)
當(dāng)滑輪無(wú)阻力上升時(shí)
卷筒鋼絲繩所受拉力S1為:
S1=Q/m …………………………………………………………………………(4)
定滑輪系鋼絲繩所受拉力為
S2+S3+……+ Sm=Q(m-1)/m ………………………………………………… (5)
式中,S2、S3……Sm為定滑輪系無(wú)阻力時(shí)各鋼絲繩所受拉力。
因此,滑輪無(wú)阻力與有阻力上升時(shí)的鋼絲繩拉力存在誤差。
卷筒誤差為式(4)-(2)
S1-S1'=Q(1-ηm- m+ mη)/ m(1-ηm)……………………………………… (6)
定滑系上的誤差為(5) -(3)
即:(S2+S3+……+ Sm)-(S2'+S3'……+ Sm')
=-(1-ηm- m+ mη)/[ m(1-ηm)]……………………………………… (7)
比較式 (6)與 (7),我們發(fā)現(xiàn)在上升時(shí),安裝在定滑輪系上與安裝在卷筒系上的傳感器受力測(cè)量誤差值是相同的,只是在符號(hào)上相反,對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō),數(shù)據(jù)的正號(hào)與負(fù)號(hào)只是說(shuō)明了數(shù)值偏差的方向。因此可以說(shuō)明,在上升時(shí),傳感器安裝在定滑輪系上與卷筒上的測(cè)量精度是相同的。當(dāng)滑輪有阻力下降時(shí),同理可得出同樣的結(jié)論。因此可以說(shuō)明,無(wú)論將傳感器安裝在二者何處測(cè)量效果是一樣的。
結(jié) 語(yǔ)
現(xiàn)在卷筒支座處的電子式超載限制器制作成系列型,與標(biāo)準(zhǔn)卷筒支座尺寸相匹配。安裝時(shí)只要將原支座取下安上帶有傳感器的支座即可,不需要對(duì)起重機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改動(dòng)。這樣,對(duì)安裝、檢修,維護(hù)都帶來(lái)方便,并且在較惡劣的環(huán)境中也能使用。
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