塔机起重力矩限制器触点设置分析

2018-11-27畅宏福CHANGHongfu

建筑机械化 2018年10期

畅宏福/CHANG Hong-fu

（中建四局第五建筑工程有限公司，甘肃兰州 730070）

起重力矩限制器是塔机最关键的安全装置，塔机的结构计算和稳定性验算均是以最大额定起重力矩为依据，其中起重力矩限制器的作用就是控制塔机使用时不得超过最大额定起重力矩，防止超载。塔机在使用中，超力矩是发生倾覆或折臂事故的主要原因之一。现行国家标准GB5144-2006《塔式起重机安全规程》中6.2.1条规定“塔机应安装起重力矩限制器”。

目前塔机上使用最为广泛的力矩限制器是弓板式，其主要安装在塔机塔帽的主弦杆上。其工作原理：当塔机吊载重物时，由于载荷的作用，塔帽的主弦杆产生压缩变形，且载荷越大，变形越大。这时力矩限制器上的弓形钢板也随之变形。并将弦杆的变形放大，使弓板上的调节螺栓与限位开关触头的距离随载荷的增加而逐渐缩小。当载荷达到额定荷载时，通过调整调节螺栓触动限位开关触头，从而切断起升机构和变幅机构的电源，达到限制塔机起重力矩载荷的目的。

建筑施工现场塔机起重力矩限制器一般安装了3组行程限位开关（图1），有的塔机只安装了2组行程限位开关（图2）。现就小车变幅式塔机的弓板式起重力矩限制器上设置的各行程开关功能及数量进行分析。

图1 3组行程开关起重力矩限制器

图2 2组行程开关起重力矩限制器

图3 起重力矩限制器示意图

1 预警功能

当起重力矩达到相应工况下该额定值的90%时，力矩限制器的弓板变形到其中1个行程开关①的触头碰触到调节螺丝，司机室内的预报警灯接通，预警灯亮。这是行程开关①的功能，即起重力矩达到90%时的预警功能。该功能是提醒塔机操作者此时塔机吊载重物已达额定起重力矩的90%，应停止运行或降低上升和幅度增大方向的速度，或应进行单一个机构动作，如只进行起升方向或幅度方向的单独一个动作。

2 切断上升和幅度增大方向电源功能

GB 5144-2006《塔式起重机安全规程》中6.2.2条规定：“当起重力矩大于相应工况下的额定值并小于该额定值的110%时，应切断上升和幅度增大方向的电源，但机构可作下降和减小幅度方向的运动”，即当起重力矩超过100%但小于110%额定值时，起升向上断电，小车向外变幅断电，同时发出超载报警声。这时力矩弓板变形量增大到行程开关②或行程开关③的触头碰触到调节螺丝。

目前市场上塔机起重力矩限制器超力矩控制方式有两种方法：①超力矩行程动作开关仅为1组，只采用定码变幅；②超力矩行程动作开关为2组，一组控制定码变幅，另一组控制定幅变码。GB 5144-2006《塔式起重机安全规程》中6.2.3条规定：“力矩限制器控制定码变幅的触点或控制定幅变码的触点应分别设置，且能分别调整”。显然第一种的控制方式不能满足标准要求，定幅变码缺失。第二种控制方式符合标准要求，幅度方向和起升方向分开独立设置，定码变幅和定幅变码可以分别调整测试。

根据塔机在施工现场使用过程中总结，超力矩往往发生在起吊瞬间，如在起吊前，现场人员对起吊物重量不明确，对起吊是否超力矩无法预估时，盲目起吊，一旦超力矩，定码变幅即如图3中的100%～110%幅度增大方向断电行程开关无法有效灵敏控制，造成塔机超力矩，可能发生倾覆或折臂事故。第二种控制方式能很好地起到对塔机超力矩的保护作用，且便于对塔机力矩限制器进行定幅变码、定码变幅调试检测验收；当起重力矩达到相应工况下该额定值的90%时，即力矩开始预警后，塔机操作者基本只进行单独一个动作，即起升或变幅，这样两组触点开关，且各自控制幅度和起升，一个触点开关只控制一个动作，有效控制了超力矩。

关于定幅变码、定码变幅的试验方法，在GB/T 5031-2008《塔式起重机》中附录D.1：“起重力矩限制器试验”有详细说明，这里不再描述。

3 强迫换速功能

GB 5144-2006《塔式起重机安全规程》中6.2.4条规定：“对小车变幅的塔机，其最大变幅速度超过40m/min，在小车向外运行，且起重力矩达到额定值的80%时，变幅速度应自动转换为不大于40m/min的速度运行”。目前市场上塔机变幅电机多采用Y-△转换变速，小车速度为2个档位，即一速、二速。当塔机变幅小车以二速向幅度增大方向行走时，由于起吊物重，加之惯性，变幅小车不提前减挡降低速度，会瞬间造成塔机超力矩。根据施工现场塔机使用情况，这一功能好多塔机都未有配置。

该功能可在定码变幅试验中调节，即当起重力矩达到80%时，强迫换速行程开关的触头碰触到调节螺丝，变幅小车速度自动变速减到一挡，有效防止高速瞬间超力矩。随着塔机臂长越来越长，其小车变幅最大速度都大于40m/min，所以该功能应普及。

通过上述分析，对于变幅速度小于40m/min塔机，起重力矩限制器上应设置不少于3组的行程限位开关，对于变幅速度大于40m/min的塔机，起重力矩限制器上应设置不少于4组的行程限位开关。通过分析，图1这种起重力矩限制器行程开关设置明显不合格，图2起重力矩限制器可根据该塔机说明书变幅速度进行判断设置是否合格。