几种防摇摆装置在起重机上的应用

牛训华

（河南省矿山起重机有限公司，河南 长垣453400）

起重机在正常工作时，大、小车运行的起、制动所产生的加、减速导致挠性悬挂的载荷产生一定的摆动，这种摆动直接影响到起重机使用的生产效率，对于频繁作业的起重机而言，降低载荷的摆动时间，提高工作效率刻不容缓。另外，载荷的摆动还会对工作人员、设备和起重机本身造成极大的安全隐患，因此，研究一套起重机的防摇摆系统，实现平稳作业、已成为起重机研究机构关注的热点问题之一。一个好的防摇摆系统能起良好的减摇效果，可以提高生产效率，减小生产过程中的安全隐患。

起重机常用的防摇摆方式主要有手动式、机械式、电气式。

1 手动式防摇摆

利用司机熟练的操作，当载荷到达目的地时，司机采用打反车的方式，让小车反方向运行，这样能消弱摆动量，使载荷较快地停下来，但是这种方式对桥架、传动部分冲击大，也容易损坏电气元件，降低使用寿命。操作人员频繁的操作，容易疲劳，安全隐患也比较大。

2 机械式防摇摆

2.1 交叉钢丝绳防摇摆

沿小车运行方向在小车架上装设两组交叉悬挂的减摇钢丝绳及驱动装置，来驱动液压泵，依据液压回路中安全阀的作用，使钢丝绳产生张力，从而控制载荷的摆动。这种方式不影响起升钢丝绳的使用寿命，如果该装置出现问题，也不会影响整机的安全性，只是在起吊载荷与空载使用时，效果差异比较大。

2.2 分离小车式防摇摆

分离小车式防摇摆的工作原理是当小车行走时，前后两组小车通过驱动机构向两侧分离，使起升机构的钢丝绳呈“V”型，这样能够有效控制载荷的摆动。当小车停止运行作起升或下降动作时，两组小车自行靠拢。这种装置使小车自重增加，结构形式也比较复杂。

2.3 跷板梁式防摇摆

跷板梁式防摇摆装置是由跷板梁和安装在起重机上面的液力缓冲缸组成，当小车起动或是加速时，由于惯性的作用，载荷将向小车运行的反向摆动，从而使跷板梁也跟着倾斜，跷板梁的倾斜能量将由液力缓冲缸吸收，由于载荷向后方向的摆动受阻，于是载荷将向反方向摆动，此时，跷板梁也跟着向相反的方向倾斜，如此反复由液力缓冲缸吸收能量，从而有效控制载荷的摆动。这种防摇摆装置操作方便，工作平稳，减摇效果明显，但是结构形式有点复杂。

2.4 倒八字钢丝绳式防摇摆

倒八字钢丝绳防摇摆系统是在吊具的四个角上通过滑轮向上引出8支起升机构用钢丝绳，四个方向均布置有钢丝绳，形成了四个倒八字。当小车匀速运动时，载荷没有水平位移，当小车起动、加速或是制动、减速时，载荷会产生惯性力ma，使吊具产生水平力，此时倒八字钢丝绳张力为F1’与F2’,左侧钢丝绳受力加大，右侧钢丝绳受力减小，但由于吊具的自重原因右绳受力通常为正值，如果钢丝绳的弹性伸长量忽略不计，那么吊具的几何位置相对不变(k接近等于零)，这样就限制了载荷的摆动。此种防摇摆装置较为简单、经济、效果较好，国外许多国家(如德国、俄罗斯等)已有所应用。

图1 倒八字绳系受力分析简图

3 电气式防摇摆

电气式防摇摆采用变频器和可编程控制器，根据操作指令及起重机运行的实际情况计算出能消除载荷摆动的运行速度，通过修改发给电气控制系统的速度命令信号而连续限制摆动。通过检查吊钩的起升高度来计算摆动的角度，然后通过给定的加速和减速来抵消摆角，即使在大、小车和起升同时运行的情况下，该系统仍能有效地消除起重机载荷的摆动。该防摇摆系统能减少摆幅90%以上，定位精确，减少操作人员的工作强度，提高安全性及生产效率。

4 结束语

总之，与其它防摇摆方式相比，电气式防摇摆系统有如下优点：减少摇摆幅度90%以上，提高生产效率超过30%；能够在较短的时间内精确定位，减少操作人员的工作强度；操作方便，减少冲击，延长起重机的使用寿命；提高了使用安全性。倒八字防摇摆系统的最大优点在于能在大、小车运行中双向防摇，其张力钢丝绳中心接近载荷中心，在实际应用中也证实了其防摇摆功能的优越性。因此这两种防摇摆方式被越来越多的人们所接受，具有一定的推广价值。

［1］邹胜.集装箱起重机吊具止摆装置的工作原理及计算[J].起重运输机械,1994(7).

［2］林致来.岸边起重机械减摇系统[J].起重运输机械,1998(8).

［3］戴明宏,吴新佳,梁景成.门式起重机变频调速控制系统[J].河南科技,2005,1(1).

［4］李斌.桥式起重机的防摇问题及其分析与仿真[J].重庆交通学院学报,2005,24(3).

［5］王晓军,邵惠鹤.桥式起重机的定位和防摆控制研究[J].系统仿真学报,2005,17(4).