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【摘 要】伴随水力发电厂建设步伐加快，起重机的应用日趋广泛。然而从起重机应用实际看，极易出现安全事故问题，很大程度上制约起重机的作用发挥，更无从谈及开展其他各项目活动，这就要求在起重机安全保护装置上强化设计。本次研究将以水力发电厂移动式起重机为例，从其中力矩限制器、卷扬保护系统以及其他安全监控系统、支腿安全保护系统、附属安全装置等方面着手，提出具体的设计思路。
【关键词】移动式起重机；安全保护装置；设计思路
前言：作为水力发电厂各项目活动开展的重要装置，移动式起重机整体结构较为复杂，其中任一部分出现异常，均会导致起重机安全性能下降。尽管近年来起重机使用中，在安全管理方面给予足够重视，但仍需注意在安全保护装置设计上强化，提高设备运行可靠性。因此，本文对移动式起重机安全保护装置相关研究，有十分重要的意义。
1起重机力矩限制器设计
1.1吊臂角度传感器
力矩限制器是起重机安全保护装置的重要组成部分，其作用在于避免起重机运行中出现倾覆情况。该装置运行中，要求借助吊臂角度传感器、长度传感器等，检测载荷、角度以及吊伸长长度，当控制系统接收检测数据后，会与计算机数据库中的数据对比，做吊装稳定性分析。以其中吊臂角度传感器为例，设计中应考虑其结构有壳体、重锤、角度电位计等，吊臂运行至某个角度时，需保证重锤作用下，角度电位计触点、滑环电压出现改变，而控制系统将完成测量与计算电压值过程，在此基础上进行吊臂角度信号传输，保证吊臂角度控制合理。
1.2吊臂伸出长度传感器
对于吊臂伸出长度传感器，其结构有多圈电位计、拉线与绕线器等。该装置设计中，一般要求在绕线器内缠绕拉线一端，吊臂头部固定另外一端。同时，多圈电位器、绕线器保持同轴安装，吊臂渗出运行中电位计转动，有电阻值变表现。此时控制系统会测量电阻值，输出吊臂伸出长度信号。需注意的是，为保证吊臂伸出长度合理，需由计算机进行记录，确保各节吊臂数据叠加，进行吊臂伸出总长度值计算[1]。
1.3控制系统设计
整个安全装置设计中，均需考虑控制系统能否发挥其作用，该装置影响所有装置运行。从控制系统运行原理看，主要通过计算机操作，对起重载荷传感器、吊臂角度传感器、吊臂伸出长度进行信号模拟与输出。整个控制系统包含的部分有操作系统、输出设备、运算器、储存器以及输入设备等，其中用于信号输入与转换的为输入设备，而运算器与存储器则会对输入的信号进行信息比较，将工作状态下起重机的起重能力计算。另外，操作系统运行中，可用于相关信息查询，能够校准力矩限制器。
1.4起吊质量传感器与回转位置开关
除上述安全保护装置外，力矩限制器中也有起吊质量传感器、回转位置开关等装置。其中在起吊质量传感器方面，通常要求将滑轮倍率值输入到控制系统中，进行气掉质量计算。而回转位置开关，以往设计中将回转位置开关安装于转盘前端，效果并不理想，所以设计中一般考虑将回转齿数计数器设置于回转齿圈上，对上车回转精确位置进行测量[2]。
2起重机卷扬保护系统设计
2.1双钩作业平衡器设计
水力发电厂起重机运行中，双钩作业平衡器作用在于双钩吊装作业中，使重物调整更加合理，重物上升平稳，使卷扬机转速保持合理。起重机运行中，若出现副沟滑轮组、主吊钩滑轮组倍率差异情况，利用双钩作业平衡器，保证主卷扬机、副卷扬机在转速上控制合理，保持相同吊钩提升速度。
2.2提升限位与过放限位开关设计
卷扬保护系统设计中，防过卷保护开关也被叫做提升限位开关，作用表现在吊钩达到一定位置后，卷扬机停止继续动作，避免持续提升引起重物坠落或钢丝绳拉断情况。设计中，要求于吊臂顶端滑轮下方位置安装开关，钢丝绳处悬挂环形重锤套，吊钩持续上提，到达环形重锤后，吊钩托起重锤，接通限位开关，停止卷扬动作。另外，在过放限位开关设计中，也可将其叫做三圈保护器，作用在于卷筒释放钢丝绳中，有3圈保护绳保留卷筒上，通过这种控制方式，防止钢丝绳全部放出引起松脱情况。另外，过放限位开关设计中，通常要求在卷扬机卷筒轴上安装过放限位开關，钢丝绳放至仅有三圈情况下有警报声发出，释放动作停止。
2.3卷扬机作业监控装置设计
卷扬机保护系统设计中，为确保系统整体稳定运行，需在卷扬机作业监控装置上合理设置。这种监控装置运行下，可将传感器所获取的各类信号如钢丝绳长度信号、卷扬机转速信号传入到监控系统中，驾驶员可实时监控卷扬机工作运行状态。近年来，起重机设计中也将摄像头设置于卷扬机位置，这样通过摄像头获取的图像，在显示器上显示，能够及时发现是否有跳绳、夹绳、乱绳等问题[3]。
3起重机其他安全保护装置设计
3.1伸缩机构保护系统
起重机安全保护装置结构中，伸缩机构保护系统的作用在于使起重机伸缩过程控制合理，通常由计算机控制，在PLC可编程集中控制器做逻辑顺序设定后，根据所设定的标准完成伸缩过程。从伸缩机构保护系统构成看，有伸缩缸、插拔销位置感应开关以及臂节检测感应开关等，这些构成部分均有具体的设计要求，如臂节检测感应开关，应注意感应式导电体的安装。保证这些安全保护装置设置合理，有助于伸缩结构的稳定可靠运行。
3.2支腿安全保护系统
支腿安全保护系统在起重机的作用在于控制每个支腿保持均衡受力。从该系统的构成看，有支腿压力传感器、调平控制器以及电子水平仪器等。如其中调平控制器，可自动调平控制，在获取起重机倾斜度相关数据后，对支腿伸出量进行调平，确保各支腿支撑力均匀。
3.3附属安全保护装置
移动式起重机安全保护装置中，有较多附属安全保护装置，如安全开关，一般于起重机操作室设置，一旦有紧急情况发生，按下开关便可切断电源，起重机所有动作停止。再风速传感器，其设计是否合理对水力发电厂起吊装置安全运行有极大关系，如作业过程中有风速过大情况，影响起重机的稳定性，所以需将风速传感器安装于吊臂头部，通过观察操作台显示界面，有风速数值出现，根据风速变化在操作上控制。为提高起重机运行的可靠性、稳定性，可考虑进行监控系统的安装配置，包括回转定位与锁定装置、锁止与就位感应开关等[4]。
结论：移动式起重机安全保护装置设置是否合理关乎起重机的安全稳定运行。实际开展安全保护装置设计中，可考虑从起重机力矩限制器、卷扬保护系统以及其他安全监控系统、支腿安全保护系统、附属安全装置等方面着手，保证安全装置设计合理。这样在各安全装置稳定运行下，对帮助提高起重机运行可靠性上有重要作用。
参考文献：
[1]王明策.起重机的安全保护装置研究与分析[J].现代国企研究，2018（14）：171.
[2]王辉.塔式起重机吊钩超速保护装置研制应用和分析[J].建材与装饰，2018（24）：195-196.
[3]张雷.门座起重机吊具防脱保护装置的改进[J].港口装卸，2017（06）：31-33.
[4]邓初芬.用于普通塔式起重机大臂检验维修的人员安全保护装置[J].特种设备安全技术，2017（03）：27-28.
（作者单位：国网湖南电力公司水电分公司）
【关键词】移动式起重机；安全保护装置；设计思路
前言：作为水力发电厂各项目活动开展的重要装置，移动式起重机整体结构较为复杂，其中任一部分出现异常，均会导致起重机安全性能下降。尽管近年来起重机使用中，在安全管理方面给予足够重视，但仍需注意在安全保护装置设计上强化，提高设备运行可靠性。因此，本文对移动式起重机安全保护装置相关研究，有十分重要的意义。
1起重机力矩限制器设计
1.1吊臂角度传感器
力矩限制器是起重机安全保护装置的重要组成部分，其作用在于避免起重机运行中出现倾覆情况。该装置运行中，要求借助吊臂角度传感器、长度传感器等，检测载荷、角度以及吊伸长长度，当控制系统接收检测数据后，会与计算机数据库中的数据对比，做吊装稳定性分析。以其中吊臂角度传感器为例，设计中应考虑其结构有壳体、重锤、角度电位计等，吊臂运行至某个角度时，需保证重锤作用下，角度电位计触点、滑环电压出现改变，而控制系统将完成测量与计算电压值过程，在此基础上进行吊臂角度信号传输，保证吊臂角度控制合理。
1.2吊臂伸出长度传感器
对于吊臂伸出长度传感器，其结构有多圈电位计、拉线与绕线器等。该装置设计中，一般要求在绕线器内缠绕拉线一端，吊臂头部固定另外一端。同时，多圈电位器、绕线器保持同轴安装，吊臂渗出运行中电位计转动，有电阻值变表现。此时控制系统会测量电阻值，输出吊臂伸出长度信号。需注意的是，为保证吊臂伸出长度合理，需由计算机进行记录，确保各节吊臂数据叠加，进行吊臂伸出总长度值计算[1]。
1.3控制系统设计
整个安全装置设计中，均需考虑控制系统能否发挥其作用，该装置影响所有装置运行。从控制系统运行原理看，主要通过计算机操作，对起重载荷传感器、吊臂角度传感器、吊臂伸出长度进行信号模拟与输出。整个控制系统包含的部分有操作系统、输出设备、运算器、储存器以及输入设备等，其中用于信号输入与转换的为输入设备，而运算器与存储器则会对输入的信号进行信息比较，将工作状态下起重机的起重能力计算。另外，操作系统运行中，可用于相关信息查询，能够校准力矩限制器。
1.4起吊质量传感器与回转位置开关
除上述安全保护装置外，力矩限制器中也有起吊质量传感器、回转位置开关等装置。其中在起吊质量传感器方面，通常要求将滑轮倍率值输入到控制系统中，进行气掉质量计算。而回转位置开关，以往设计中将回转位置开关安装于转盘前端，效果并不理想，所以设计中一般考虑将回转齿数计数器设置于回转齿圈上，对上车回转精确位置进行测量[2]。
2起重机卷扬保护系统设计
2.1双钩作业平衡器设计
水力发电厂起重机运行中，双钩作业平衡器作用在于双钩吊装作业中，使重物调整更加合理，重物上升平稳，使卷扬机转速保持合理。起重机运行中，若出现副沟滑轮组、主吊钩滑轮组倍率差异情况，利用双钩作业平衡器，保证主卷扬机、副卷扬机在转速上控制合理，保持相同吊钩提升速度。
2.2提升限位与过放限位开关设计
卷扬保护系统设计中，防过卷保护开关也被叫做提升限位开关，作用表现在吊钩达到一定位置后，卷扬机停止继续动作，避免持续提升引起重物坠落或钢丝绳拉断情况。设计中，要求于吊臂顶端滑轮下方位置安装开关，钢丝绳处悬挂环形重锤套，吊钩持续上提，到达环形重锤后，吊钩托起重锤，接通限位开关，停止卷扬动作。另外，在过放限位开关设计中，也可将其叫做三圈保护器，作用在于卷筒释放钢丝绳中，有3圈保护绳保留卷筒上，通过这种控制方式，防止钢丝绳全部放出引起松脱情况。另外，过放限位开关设计中，通常要求在卷扬机卷筒轴上安装过放限位开關，钢丝绳放至仅有三圈情况下有警报声发出，释放动作停止。
2.3卷扬机作业监控装置设计
卷扬机保护系统设计中，为确保系统整体稳定运行，需在卷扬机作业监控装置上合理设置。这种监控装置运行下，可将传感器所获取的各类信号如钢丝绳长度信号、卷扬机转速信号传入到监控系统中，驾驶员可实时监控卷扬机工作运行状态。近年来，起重机设计中也将摄像头设置于卷扬机位置，这样通过摄像头获取的图像，在显示器上显示，能够及时发现是否有跳绳、夹绳、乱绳等问题[3]。
3起重机其他安全保护装置设计
3.1伸缩机构保护系统
起重机安全保护装置结构中，伸缩机构保护系统的作用在于使起重机伸缩过程控制合理，通常由计算机控制，在PLC可编程集中控制器做逻辑顺序设定后，根据所设定的标准完成伸缩过程。从伸缩机构保护系统构成看，有伸缩缸、插拔销位置感应开关以及臂节检测感应开关等，这些构成部分均有具体的设计要求，如臂节检测感应开关，应注意感应式导电体的安装。保证这些安全保护装置设置合理，有助于伸缩结构的稳定可靠运行。
3.2支腿安全保护系统
支腿安全保护系统在起重机的作用在于控制每个支腿保持均衡受力。从该系统的构成看，有支腿压力传感器、调平控制器以及电子水平仪器等。如其中调平控制器，可自动调平控制，在获取起重机倾斜度相关数据后，对支腿伸出量进行调平，确保各支腿支撑力均匀。
3.3附属安全保护装置
移动式起重机安全保护装置中，有较多附属安全保护装置，如安全开关，一般于起重机操作室设置，一旦有紧急情况发生，按下开关便可切断电源，起重机所有动作停止。再风速传感器，其设计是否合理对水力发电厂起吊装置安全运行有极大关系，如作业过程中有风速过大情况，影响起重机的稳定性，所以需将风速传感器安装于吊臂头部，通过观察操作台显示界面，有风速数值出现，根据风速变化在操作上控制。为提高起重机运行的可靠性、稳定性，可考虑进行监控系统的安装配置，包括回转定位与锁定装置、锁止与就位感应开关等[4]。
结论：移动式起重机安全保护装置设置是否合理关乎起重机的安全稳定运行。实际开展安全保护装置设计中，可考虑从起重机力矩限制器、卷扬保护系统以及其他安全监控系统、支腿安全保护系统、附属安全装置等方面着手，保证安全装置设计合理。这样在各安全装置稳定运行下，对帮助提高起重机运行可靠性上有重要作用。
参考文献：
[1]王明策.起重机的安全保护装置研究与分析[J].现代国企研究，2018（14）：171.
[2]王辉.塔式起重机吊钩超速保护装置研制应用和分析[J].建材与装饰，2018（24）：195-196.
[3]张雷.门座起重机吊具防脱保护装置的改进[J].港口装卸，2017（06）：31-33.
[4]邓初芬.用于普通塔式起重机大臂检验维修的人员安全保护装置[J].特种设备安全技术，2017（03）：27-28.
（作者单位：国网湖南电力公司水电分公司）