起重機(jī)械制動(dòng)下滑量的分析與檢驗(yàn)

王艷平/WANG Yan-ping

（武漢市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，湖北 武漢 430040）

起重機(jī)械制動(dòng)器大多為短行程常閉電磁式結(jié)構(gòu)。合閘時(shí)制動(dòng)電磁鐵與電動(dòng)機(jī)同時(shí)通電，于是磁鐵吸合、制動(dòng)瓦張開，電動(dòng)機(jī)便通過減速器帶著卷筒旋轉(zhuǎn)，從而卷入或放出鋼絲繩，帶動(dòng)載荷起升或下降。斷電制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)瓦抱住制動(dòng)輪，使卷筒可靠地停住。起重機(jī)制動(dòng)后,負(fù)載由于自重將向下滑動(dòng)一個(gè)距離,即制動(dòng)下滑量。制動(dòng)下滑量過大將直接影響到現(xiàn)場人員和設(shè)備本體的安全。因此,制動(dòng)下滑量是衡量起重機(jī)性能的重要指標(biāo)，各生產(chǎn)廠家在起重機(jī)械出廠時(shí)均規(guī)定了制動(dòng)下滑量要求。但在實(shí)際使用過程中，制動(dòng)下滑量的測量比較困難，要求和測量方法各不相同。本文針對各種測量方法進(jìn)行了比較，研制了一種全新的制動(dòng)下滑量檢測儀并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。

1 制動(dòng)下滑量的要求

TSG Q7016-2008《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》B10.2額定載荷試驗(yàn)規(guī)定：對制動(dòng)下滑量有要求的，制動(dòng)下滑量應(yīng)當(dāng)在允許范圍內(nèi)。

GB6067.1-2010《起重機(jī)械安全規(guī)程 第1部分：總則》和GB/T3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對于吊鉤起重機(jī)，起吊物在下降制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)距離(控制器在下降速度最低檔穩(wěn)定運(yùn)行，拉回零位后，從制動(dòng)器斷電至重物停止時(shí)的下滑距離)不大于1min內(nèi)穩(wěn)定起升距離的1/65。本規(guī)定適用于通用橋式起重機(jī)和通用門式起重機(jī)。

JB1306-1994《電動(dòng)單梁起重機(jī)》則規(guī)定：額定載荷下降制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)下滑量要求值≤V/100，V為1min內(nèi)穩(wěn)定起升的距離。電動(dòng)葫蘆還要求不大于200mm。

由上述規(guī)定可以看出，對常見的橋、門式起重機(jī)和電動(dòng)葫蘆都有制動(dòng)下滑量的要求，很多檢驗(yàn)員對此條要求理解有誤，認(rèn)為僅對制動(dòng)距離有精確要求的如雙制動(dòng)器起重機(jī)械、冶金起重機(jī)械、吊運(yùn)精密模具的起重機(jī)械等才有要求。這是不正確的，在額定載荷檢驗(yàn)時(shí)不僅要檢查制動(dòng)效果，還要測量制動(dòng)下滑量數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)報(bào)告B10.2條不應(yīng)為“無此項(xiàng)”。

2 制動(dòng)下滑量的測量方法

TSG Q7016-2008《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》附錄B檢驗(yàn)大綱并沒有規(guī)定制動(dòng)下滑量測量方法，筆者查閱了相關(guān)起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)。

新修訂的GB/T14405-2011《通用橋式起重機(jī)》和GB/T14406-2011《通用門式起重機(jī)》規(guī)定了2種檢測方法。

方法1：在機(jī)構(gòu)高速級軸線上的一個(gè)傳動(dòng)件（例如軸或聯(lián)軸器）上，對圓周作不少于12等分的標(biāo)記（越明顯越好），將光電計(jì)數(shù)器與機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，斷電瞬時(shí)開始計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的測頭對準(zhǔn)等分標(biāo)記，在起升機(jī)構(gòu)以慢速擋穩(wěn)定下降制動(dòng)停止后，用所測的計(jì)數(shù)進(jìn)行換算。

方法2：采用直徑為1mm鋼絲繩，一端系一小砣，另一端與固定的微動(dòng)開關(guān)（觸點(diǎn)常閉）相連，常閉觸點(diǎn)接在用接觸器控制的下降回路中，砣的質(zhì)量應(yīng)足以使開關(guān)動(dòng)作，切斷下降電路，測量時(shí)小砣放在載荷（砝碼）上，當(dāng)額定載荷停住后，所測得小砣與載荷之間的垂直距離，即為下降制動(dòng)距離，連測3次，取其平均值。

JB/T5317-2007《環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆》采用重砣法、電測法與上述方法類似。

盡管標(biāo)準(zhǔn)對制動(dòng)下滑量檢驗(yàn)方法作了明確規(guī)定，但在實(shí)際現(xiàn)場檢驗(yàn)過程中，標(biāo)準(zhǔn)提出的2種檢驗(yàn)方法實(shí)際可操作性并不強(qiáng)，方法1在現(xiàn)場檢驗(yàn)時(shí)，對高速軸做出明顯的等分標(biāo)記很困難，同時(shí)光電計(jì)數(shù)器與控制系統(tǒng)聯(lián)鎖也需要改變控制電路，在現(xiàn)場檢驗(yàn)時(shí)很難操作。方法2測量操作性強(qiáng)一些，但實(shí)際檢驗(yàn)也不方便。砣的質(zhì)量難以保證，測量精度也受多種因素影響。因此實(shí)際檢驗(yàn)中，應(yīng)采用專用的制動(dòng)下滑量檢測儀進(jìn)行測量。

3 制動(dòng)下滑量檢測儀的研制與應(yīng)用

通過對國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的研究和調(diào)研，筆者單位與大連拉特激光公司聯(lián)合研制了一種新型全自動(dòng)起重機(jī)械制動(dòng)下滑量檢測儀。整個(gè)儀器由數(shù)據(jù)采集器、手持控制盒、無線接收控制器、測距目標(biāo)靶、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)導(dǎo)出線、手持控制盒充電器、無線接收器充電器等部分組成。主要部件如圖1所示。

下滑量測量的原理是在制動(dòng)瞬間和起重機(jī)停止兩種狀態(tài)分別測量被測起重機(jī)載荷上測量點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集器之間的垂直距離，其中制動(dòng)瞬間距離用H1表示，起重機(jī)停止時(shí)距離用H2表示，則被測點(diǎn)在兩種狀態(tài)的垂直方向的差值即下滑量的表達(dá)式為：△H=H1-H2。測量過程如圖2所示。

測量前，目標(biāo)靶靠磁力附著在起重載荷上，將手持控制盒引出的控制線與起重電控箱（或按鈕盒）中制動(dòng)按鈕相連，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)測量軟件。測量時(shí)，按下手持控制盒上制停鍵，控制起重電控箱（或按鈕盒）制動(dòng)按鈕動(dòng)作，起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器動(dòng)作，起重載荷開始制停，同時(shí)手持控制盒上傳感器給出一個(gè)信號，通過無線發(fā)送給控制臺上的無線接收控制器，再通過計(jì)算機(jī)觸發(fā)數(shù)據(jù)采集器發(fā)出激光至目標(biāo)靶，由測量軟件測量出初始距離H1；經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，計(jì)算機(jī)再次觸發(fā)數(shù)據(jù)采集器發(fā)出激光至目標(biāo)靶，由測量軟件測量出制停距離H2并計(jì)算出制動(dòng)下滑量值。

選取一臺20t、額定速度0.5m/s的電動(dòng)葫蘆門式起重機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場檢驗(yàn)測量。檢驗(yàn)時(shí)，先啟動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，緩慢吊起一個(gè)20kg重物，至額定速度、離地約2m左右時(shí)，按動(dòng)手持控制盒上制停按鈕，觸發(fā)測量軟件記錄制停時(shí)的初始距離H1。待重物停止后約15min，觀察測量軟件記錄的制停距離H2，軟件自動(dòng)給出制動(dòng)下滑量值。現(xiàn)場模擬測量制動(dòng)下滑量為5mm，在規(guī)定范圍內(nèi)。檢驗(yàn)過程表明，本儀器測量制動(dòng)下滑量簡單方便，結(jié)果精確可靠，還能繪制起重機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)吊重的運(yùn)行高度距離曲線，特別適合起重機(jī)械現(xiàn)場檢驗(yàn)使用。

4 結(jié) 論

通過本文的分析，便于檢驗(yàn)員深入透徹了解制動(dòng)下滑量的內(nèi)容、要求及檢驗(yàn)方法，并提供了實(shí)際可用的檢驗(yàn)儀器。所研制的制動(dòng)下滑量檢測儀通過硬軟件的合理調(diào)配，用傳感器技術(shù)檢測起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離，采用軟件克服鋼絲繩盤旋現(xiàn)象、鋼絲繩彈性力變化以及繩槽深度不均等干擾因素，彌補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)方法可操作性弱、測量精度低、限制條件多等不足，提高了起重機(jī)機(jī)構(gòu)制動(dòng)距離檢測能級，完善了檢規(guī)要求和檢驗(yàn)措施，有效保障起重機(jī)的安全可靠運(yùn)行。

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