大型起重机安全装置的发展与趋势分析

闫 硕

（河北保定徐水巨力索具股份有限公司起重机技术部,河北 徐水 072550）

大型起重机安全装置的发展与趋势分析

闫 硕

（河北保定徐水巨力索具股份有限公司起重机技术部,河北 徐水 072550）

归纳总结了大型起重机领域关键技术及其特点，分析了大型起重机安全装置的发展现状，指出了起重机安全装置的发展趋势，对大型起重机的发展提出了有益的建议及措施。

大型起重机；安全装置；发展趋势

随着基础设施建设的加强和起重机技术的迅猛发展，中、大吨位工程起重机的市场需求增长显著。机动灵活、性能更高、更安全可靠的大型起重机成为吊装设备的核心产品。起重机的不断大型化，以及起重机作业过程和工作环境的复杂化，危险性也越来越大，一旦发生吊装事故，常常造成重大经济损失抑或是人员伤亡。为了避免事故发生，保证起重机安全运行，起重机各项关键技术必须过硬，尤其是起重机安全保护装置。

1 大型起重机关键技术及特点

1.1 结构设计

先进合理的结构设计使起重机结构件受力更合理，组装与拆卸更方便，增强实用性。应用先进的计算机技术如有限元等优化设计结构件，采用先进的制造工艺与技术如采用重量更轻的桁架臂变幅设计等确保更多臂节组合，从而实现高性能的可靠表现，这些都是结构设计之于起重机的关键。

1.2 安全保护装置

安全保护装置就是用于控制起重机速度、位置、防坠落等的装置，起重机安全保护装置总共有22大类，主要有限位器、缓冲器、限制器、防风装置等[1]。安全保护装置的形式、内容很丰富，从被动式到主动式安全保护，从机械触点式开关管理到可视化微机管理，从单机安全保护到物联网安全监控新技术，从单纯的数字显示到文字显示、图像显示、视频显示，从单机重量限制器、力矩限制器到系统化集群管理、全过程管理等都属于安全保护装置的范畴。

1.3 电气控制技术

起重机电气控制技术不断智能化、高精化，使传动更平稳，结构更紧凑，整机控制更加精确。大型起重机电气控制系统借鉴并运用成熟的总线控制和电比例控制技术，吊装工况的选择和摸拟采用大屏幕显示器来实现，大屏幕可以显示工作参数、吊装状态、故障诊断、报警提示等参数以确保起重机精准执行各项控制指令[2]。

以上是对大型起重机若干关键技术及其特点的归纳总结，每一项都至关重要，都会左右起重机的发展和应用。尤其是安全保护装置技术更是蕴涵了其他所有关键技术的终极发展目标，更需要加强关注。

2 大型起重机安全装置的发展

前面已经介绍过，起重机安全装置有22类之多，不能一一赘述，本文选择其中最重要、应用最广泛的几种安全装置进行简要说明。

2.1 力矩限制器

目前最先进的数字式力矩限制器主要由计算机、显示器、传感器、电磁阀、报警单元等组成，能够自动检测诸如吊载重量、起重臂角度等参数，并通过显示器将额定载重量及实际载重量、起重臂角度、旋转半径等参数呈现在操控者面前。可以实时监控起重机工况，实现危险报警和安全控制。

2.2 超载限制器

超载限制器由传感器、运算放大器、控制执行器和载荷指示计等部分组成，将显示、控制和报警功能集于一身。起重机吊起物品时，传感器产生形变，把载荷参数转化为电信号，经过运算放大，指示出载荷的数值。当载荷达到额定值的90%时，发出预警信号；当载荷超过额定载荷时，自动切断起升动力源。先进的超载限制器具有以下技术特点：图形文字、仿真动态大屏幕显示；单片微机控制，一体化集成电路，并可进行远程控制；所有参数一屏显示，文字提示操作。

2.3 其他安全装置

起升高度限位器主要有差动螺旋式限位器和重锤式限位器两种，除了限位功能，还能通过主仪表显示吊物的高度值等参数，防止起升高度超过允许的最大高度而造成冲顶事故等。回转限制器通常使回转传感器的小齿轮与回转支撑大齿圈相啮合，测量回转角度，经过信号处理输出旋转角度、速度和报警等信息。

3 大型起重机安全装置的发展趋势

随着技术的不断发展与进步，未来大型起重机安全装置必然向着简便易懂、功能强大、可靠性高、维修便捷的方向发展。主要发展趋势体现在智能化、信息化、集成化三方面。

3.1 智能化

智能化是大型起重机安全装置最主要的发展趋势。计算机技术的日新月异，为测量仪器仪表技术的发展提供了强有力的支持。智能化主要体现在对起重机整机的在线工况监测、故障诊断和预警，并将吊重、吊钩高度、幅度、风速等数据通过操作室中的显示器显示，同时还装有载荷、力矩测量装置和臂架高度、起升高度等编码装置，可以大大提高起重机的工作效率以及安全性和可靠性。

3.2 信息化

信息化是以现代通信、网络、数据库技术为基础，将起重机各方面参数汇总至数据库，经过计算机的智能化处理，供操控者做出决策的技术。因此，信息化与智能化是分不开的。未来的起重机信息化技术就是智能化识别、定位、跟踪、监控和管理起重机群，通过安全监控管理系统可以对起重机群实现远程监控和实时管理，帮助相关职能部门掌握其管辖的所有起重机的运行情况和安全状态，提供远程在线监控和数据记录、查询、分析、统计等功能，便于及时发现问题，消除隐患，避免事故的发生和恶化[3]。

3.3 集成化

起重机集成化技术趋势是以现代信号处理、网络通信、多传感器融合等技术为基础，通过整合各种信号和参数，集中显示并处理载荷、吊臂力矩、吊升高度以及风速、油温、压力报警等安全性参数，还能显示并处理包括油耗统计、工时计算、维修保养等经济性参数。另外，运用计算机和网络技术将各种起重机组成一个集成系统，通过最优化方法，计算不同机型的最佳匹配和组合，使系统达到最佳效用。

4 总结

综上所述，未来的大型起重机各项关键技术必然趋于完善，功能完备、易于操控。同时其安全装置在智能化、信息化和集成化的安全监控管理系统下，保证起重机群的协同作业，达到最大效能的同时最大限度的保证设备的安全性和可靠性，这是大型起重机械的必然发展趋势。

[1]GB6067-2010起重机械安全规程[S].

[2]朱德康,邹胜.起重机创新设计展望[J].起重运输机械,2007（02）.

[3]李守林,罗文龙.塔式起重机作业安全监控信息化管理系统的研究[J],建筑机械,2009(04):63-69.