起重设备起升机构极限位置专用报警装置的设计

高勇宏

（晋中市应急管理局，山西 晋中 030600）

1 起升机构的组成

起重设备的起升机构一般包括以下装置：①驱动装置。桥式起重机一般采用电动机驱动，布置、安装和检修都很方便。②传动装置。包括减速器、联轴器和传动轴等。③卷绕系统。包括卷筒、钢丝绳、滑轮组等。④取物装置。根据被吊物料的种类、形态不同，采用不同种类的取物装置。⑤制动器及安全装置。制动器既是机构工作的控制装备，又是安全装置，因是安全检查的重点。此外，起升机构还配备超载限制器、上升极限位置限制器等安全装置。

这五大部分的相互配合完成了起重机的整体操作过程。起重设备的起升机构是用来实现物料的垂直升降，是起重机核心机构，是起重设备必备的、完成升降运作的基本构成。针对不同的起升高度可能需要配置对应的联轴器及支持架，起升机构的运行质量将直接影响整台起重机的工作性能和生产安全。

2 起重设备起升机构的工作原理

无论什么形式的起重机，起升机构硬件组成基本一致，是由电动机、减速器、钢丝绳卷筒、制动器、钢丝绳、吊钩总成、上升限位等组成，其中上升限位是最重要的安全装置，上升限位防止吊钩冲顶，吊钩上升到一定高度就只能下不能再上。为了确保生产安全，还应设置起升机构极限位置、力矩限制器、超载限制器等安全装置，在日常的生产过程中发现起升机构极限位置对生产安全的作用越来越大，但现场起重设备上升限位缺失或被损坏的现象较为普遍，为此，经过反复研究，设置了一种有效的起重设备起升机构极限位置专用报警装置。

3 原起重设备起升机构的上极限制动方式的缺点

经过调研发现，晋中地区很多在20 世纪六七十年代就投入生产运营的冶金工贸企业的起重设备都是老设备，这些老旧的起重设备、起升机构的上极限制动方式全都是依靠行程开关切断电源来完成的，即当吊钩上升到指定位置时，卷筒带动行程开关连接螺杆旋转使行程开关触点断开，使接触器断电释放，起升电动机停止，吊钩也随即停止。

这种起升机构停止方式的优点是线路简单、便于维护、成本较低。但存在较大的缺点，包括：①当行程开关因故障失灵时，吊钩上升到极限位置后，行程开关不动作，不能及时断开电源使吊钩停止，吊钩继续上升就会将钢丝绳、滑轮组绞坏，或造成钢丝绳绞断吊钩坠落事故。②如果制动力矩调整不当，当行程开关断电后，由于惯性吊钩会继续运行一段距离，极有可能发生事故。③操作人员操作失误，不能及时发现吊钩已运行至极限位置时是否还在运行。④起升机构的损坏不仅造成了起重设备本身的设备故障，而且往往对企业的生产服务影响很大。为确保起重设备零事故，降低起重设备维修费用为企业创造更多的经济效益，通过结合现场实际状况，对起重设备操作人员的调查、了解和工作需求，决定采取适当措施增加一种起升机构极限报警方式，由原来的起升机构吊钩自动停止改为吊钩接近极限位置时先报警再停止的自动电控系统。

4 起重设备起升机构极限位置专用报警装置的设计

经过起升机构的停止方式全都是靠行程开关切断电源来实现，即起升机构靠自身的运行惯性和制动器的制动力矩来实现吊钩上升到一定高度就只能下不能上，但缺点较多，为此结合现场实际重新设计了一套行之有效的起重设备起升机构极限位置专用报警装置，具体方案如下。

第一步，根据生产的实际需要和原有设备存在的缺陷，设计出一套完善的、独立的报警控制电路。根据运行特点，结合现场实际，反复论证，最终设计出独立的控制电路，即由原来的起升机构吊钩自动停止，改为吊钩接近极限位置时先报警再停止的自动电控系统。起升机构报警装置线路如图1 所示。

图1 起升机构报警装置线路示意图

第二步，根据现场实际运行情况计算选用行程开关HYTAW-501、报警器、普通接线端子，再根据设计电路进行实际装配。根据节约成本的原则，利用现有电控元件和废旧材料等按照设计电路进行了实地安装。

第三步，根据起重设备司机室内的实际布局及空间尺寸，决定将报警器安装在司机室内，以便于操作人员操作。然后将行程开关的辅助触点与警报器连接，并调整辅助触点，当吊钩接近上极限位置时辅助触点闭合，警报器报警，达到预期的效果。为此，最终确定了专用控制装置的外观、尺寸及安装方案。

行程开关改进如图2 所示。

图2 行程开关改进图

5 应用效果

减少了因行程开关损毁导致的起升机构不受控制的现象，确保了起重设备的运行、停止过程平稳，制动更加可靠；保证了操作的准确性，当吊钩接近极限位置时，警报器会发出警报提示操作人员及时将控制器收回零位，能及时发现问题，及时避免误操作；上升限位报警装置有效的提醒提示作用，为岗位人员集中精力进行操作，不仅确保了作业安全，而且更提高了作业效率，满足了现场生产服务要求；减少因行程开关损坏造成的事故，避免工作中的不安全因素，确保设备正常运行，为企业创造效益。

6 总结

2019 年初开始，起重设备起升机构极限位置专用报警装置在鹏盛铸造有限公司等很多单位的起重设备里推广安装，使用该专用报警装置后，一方面减少了因行程开关损毁导致的起升机构不受控制的现象，确保了起重设备的安全运行、使停止过程平稳，制动更加可靠；另一方面天车起升机构极限位置专用报警装置，极大地降低了起升机构限位开关的损坏，更避免了由于操作人员误操作、限位失灵等易造成的安全事故，确保了安全生产。经过统计节约设备维修费用17 万余元。起重设备起升机构极限位置专用报警装置投入使用，进一步保证了起重设备的正常运行，保证了安全生产顺利进行，提高了起重设备工作效率，杜绝了由上升限位缺失起重设备冲顶造成的安全重大险肇事故的发生。

此外，通过加强管理、规范操作、杜绝快速起升等违章操作行为，日常检维修作业中，制订详细的点检标准，每班检查上升限位及其报警装置、超载限位装置等安全装置设施的在位情况，有效地延长了起重设备上升机构的使用寿命，降低了维修成本。