160t伸缩臂式铁路起重机用新型起升高度限位器的设计

白圣男，徐国辉

（齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司大连研发中心，辽宁大连 116052）

1 引言

160t 伸缩臂式铁路起重机主要用于铁路机车车辆脱轨、倾覆等行车事故救援，是确保铁路快捷、通畅运输的设备。起升高度限位器是铁路起重机安全防护装置的重要组成部分，是防止起重机械事故的必要措施。GB/T 3811-2008《起重机设计规范》第9.7.2.1 条规定：起升机构均应装设起升高度限位器。当取物装置上升到设计规定的上极限位置时，应能自动切断起升动力源。在此极限位置的的上方，还应留有足够的空余高度，以适应上升制动行程的要求［1］。

2 现有重锤式起升高度限位器原理和存在的缺点

目前160t 伸缩臂式铁路起重机的起升高度限位器主要采用重锤式起升高度限位器。

2.1 重锤式起升高度限位器的主要工作原理

图1 重锤式起升高度限位器原理简图

如图1 所示，重锤2穿在吊重钢丝绳3 上，与行程开关5 用钢丝4 连接在一起。当吊钩支承架1未碰到重锤时，在重锤的重力作用下，钢丝被拉紧，使行程开关克服自身弹簧阻力而处于通电状态。当吊钩支承架到达上极限位置并继续向上运动时，就推动重锤，连接钢丝处于松弛状态，行程开关因为不受力，在自身弹簧作用下弹起，通过电气及液压系统的一系列动作（包括力矩限制器主机发出信号，液压系统先导压力油路卸荷）进而切断起升动力，从而达到保护效果。

2.2 重锤式起升高度限位器的主要缺点

（1）由于重锤和吊重钢丝绳之间有相对运动，所以会对钢丝绳产生磨损，存在安全隐患。

（2）当起升速度较快时，重锤被吊钩支承架托起的高度较大，解除限动后，吊钩支承架回落时，如果钢丝绳润滑不良，则重锤不会及时下落而会滞后突然下落，由于重锤质量较大，对限位开关有一个冲击，可能损坏限位开关或扯断钢丝。

（3）当吊钩支承架受到振动时，吊重钢丝绳带动重锤绷紧钢丝，使限位开关受到冲击，可能会使限位开关限动、损坏或钢丝扯断。

（4）当吊臂仰角发生变化时，吊重钢丝绳和钢丝夹角发生变化，为了满足吊臂在不同仰角下都满足限位开关受力合理，重锤的高度位置就受到限制，重锤的高度位置不能距离吊臂头部离的太近，这样就降低了起升高度。

（5）整个限位装置安装位置靠近吊臂头部外侧，作业时有被重物或吊具碰撞可能，影响整机可靠性。

3 新型起升高度限位器的设计原理和结构

采用新型的起升高度限位装置，不磨钢丝绳，不受吊钩支承架振动的影响，增大了吊钩有效起升高度，主要结构采用吊臂筒体内藏的方式，防护及可维护性能更好。

3.1 新型起升高度限位器设计原理

如图2 所示，吊钩支承架2 起升碰到控制杆1 后，控制杆带动限位挡组成11 绕销轴12 转动，固定在限位挡组成的碰块10 也随着转动时触发固定在安装座组成5的行程开关9 动作，以切断起升动作，达到限位目的。吊钩支承架回落时，在复位弹簧8的反力和控制杆自重的的作用下，行程开关和控制杆回到初始位。

3.2 新型起升高度限位器结构

图2 控制杆式起升高度限位器原理简图

主要结构如图2 所示。图2（a）为新型起升高度限位器结构的主视图，实线为吊臂水平状态，双点划线为吊臂最大仰角状态；图2（b）为图2（a）的局部放大图。U形防摆架3 用螺栓固定在吊臂底部，作用是限制控制杆的横向摆动和防止控制杆在重力作用下发生下挠。除了U 形防摆架和控制杆，其它的主要结构用安装连接板4 固定在吊臂筒体内部，吊臂筒体下部有用于安装的开孔。控制杆和限位挡组成由销轴13 和压板14连接而成。销轴13 承受控制杆的重力，压板调节控制杆的位置。当吊钩支承架起升碰到控制杆后，克服控制杆的弹性变形，克服复位弹簧的阻力，克服有相对运动的摩擦阻力，通过销轴13 和压板将力传递给限位挡组成，限位挡组成11 绕着销轴12 转动。此时固定在限位挡组成11的碰块10 沿着固定在安装座组成5的行程开关9 转动，随着碰块10的转动，在碰块10的接触点发生变化，行程开关9的触点被压入量逐渐加深，触发行程开关动作，切断起升动作。吊钩支承架2 回落时，在复位弹簧8 和控制杆1 自重的作用下，限位挡组成11 绕销轴12 往回转动，带动碰块10 往回转，行程开关和控制杆回到初始位。吊臂在不同仰角时，吊钩支承架2 与控制杆1的碰撞位置不同，控制杆的形状应满足此要求。

4 新型起升高度限位器的优点

（1）采用新型的结构，不磨损钢丝绳，避免了安全隐患。

（2）不受吊钩支承架振动干扰，性能更可靠。

（3）增大起升高度约800mm，提高了作业性能。

（4）主要结构采用吊臂筒体内藏的方式，防护及可维护性能更好。

5 结语

这种新型起升高度限位器已运用于160t 伸缩臂式铁路起重机中，到目前为止已安装出厂了数台，使用中动作灵敏、可靠，状态良好，达到了设计意图。