淺談同軌道起重機(jī)間緩沖器的應(yīng)用

摘要：緩沖器是同軌道起重機(jī)間重要的安全防護(hù)裝置，本文介紹了橡膠式緩沖器、彈簧式緩沖器、液壓式緩沖器、聚氨酯式緩沖器的原理、結(jié)構(gòu)及相互間的優(yōu)劣特點(diǎn)，闡述了同軌道起重機(jī)間緩沖器安裝方式的利弊，提供緩沖器選用、使用的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：起重機(jī);緩沖器;應(yīng)用

引言

緩沖器是一種吸收起重機(jī)與物體相碰時(shí)能量的安全裝置，在起重機(jī)制動(dòng)器和位置限制器失靈后起作用。當(dāng)起重機(jī)與軌道端頭立柱或同軌起重機(jī)相接接觸時(shí)，保證起重機(jī)平穩(wěn)停車。緩沖器即能有效吸能又能減緩速度，是起重機(jī)最有效最直接的安全防護(hù)裝置。

1.緩沖器幾種形式及特點(diǎn)

緩沖器能承受失控時(shí)仍然高速運(yùn)動(dòng)的設(shè)備突然加載的沖擊載荷， 并且起到有效地延長加載時(shí)間， 以減小反作用到設(shè)備本身上的沖擊力的作用。國內(nèi)生產(chǎn)的起重設(shè)備中，大部分使用的是橡膠式，彈簧式、液壓式和聚氨酯式緩沖器，下面分別介紹各種形式緩沖器的特點(diǎn)。

1.1橡膠式緩沖器

橡膠緩沖材料是一種典型的粘彈性材料， 具有一定的彈性， 有較大的阻尼，內(nèi)摩擦衰減振動(dòng)的效果較好， 可以在拉伸、壓縮、剪切等各方面都產(chǎn)生彈性變形而吸收振動(dòng)。橡膠式緩沖器就是依據(jù)其材料特性制成的緩沖裝置。

橡膠式緩沖器是一種非常好的非金屬彈性元件， 彈性模量低，彈性變形大， 普通橡膠彈性模量為7.8MPa， 單位體積儲(chǔ)存的變形能比金屬彈性元件大很多倍， 內(nèi)摩擦大， 阻尼性能好， 可消耗30%～50% 的沖擊能， 使設(shè)備受到的沖擊力降至最小;在緩沖過程中的振動(dòng)衰減周期少，沖擊對設(shè)備的傳動(dòng)精度造成的影響小;緩沖效果優(yōu)于彈簧式緩沖器。

橡膠式緩沖器抗沖擊、抗壓性能較弱，吸收能量較小，使用壽命短，緩沖性能具有溫度敏感性，橡膠低溫時(shí)易冷硬脆化，導(dǎo)致緩沖效果差。

橡膠式緩沖器結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、安裝方便、重量輕、成本低，一般用于起重機(jī)運(yùn)行速度不超過20m/min的場合。

1.2彈簧式緩沖器

彈簧式緩沖器是一種蓄能型緩沖器，當(dāng)彈簧式緩沖器在受到?jīng)_擊后，它將設(shè)備的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性變形能（彈性勢能）。由于彈簧的反力作用，使設(shè)備得到緩沖、減速。但當(dāng)彈簧壓縮到極限位置后，彈簧要釋放緩沖過程中的彈性變形能使設(shè)備反彈，撞擊速度越高，反彈速度越大，反彈現(xiàn)象越明顯。

彈簧式緩沖器是目前應(yīng)用最廣的緩沖器，它的構(gòu)造與維修比較簡單，使用可靠，對工作溫度沒有特殊要求，吸收能量較大，約100J/KG～250J/KG（彈簧）。主要用于橋式、門式起重機(jī)，也可用于其他起重機(jī)。其缺點(diǎn)是成本較高，緩沖后反彈現(xiàn)象嚴(yán)重，緩沖不平穩(wěn)。彈簧式緩沖器適用于低速設(shè)備，不宜用于運(yùn)行速度大于2m/s的場合。

1.3液壓式緩沖器

液壓式緩沖器結(jié)構(gòu)主要由缸體、活塞、蓄壓器（或彈簧、空氣等）等裝置組成。其工作原理是：物體撞在活塞桿上，活塞就會(huì)壓縮壓力室內(nèi)的液壓油。由于內(nèi)缸套與活塞之間的間隙很小，因此受壓液壓油從孔口噴出。此時(shí)通過動(dòng)壓阻力的作用，將沖擊能轉(zhuǎn)換為熱能。由于活塞桿縮回緩沖器主體內(nèi)，因此活塞桿體積增加部分所產(chǎn)生的壓縮液壓油會(huì)使蓄壓器收縮。撞擊結(jié)束后，具有高壓的蓄壓器反過來推動(dòng)隔離活塞油室中的的液壓曲壓回油缸，完成緩沖器的復(fù)位。

液壓式緩沖器是一種耗能型緩沖器，與其它類型（橡膠、彈簧等）緩沖器比較具有吸收能量大、銷量高、效率高，小型化，不會(huì)回彈較大的沖擊能量，復(fù)位平穩(wěn)，能夠大幅減少噪音，提供安靜的工作環(huán)境。

液壓式緩沖器缺點(diǎn)是造價(jià)太高，液壓管路易泄漏，易出故障，維修時(shí)工作量大。

1.4聚氨酯式緩沖器

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，英文名稱polyurethane，它是一種新興的有機(jī)高分子材料，可以代替橡膠，塑料，尼龍等。聚氨酯式緩沖器是利用聚氨酯材料性能采用新工藝生產(chǎn)的緩沖裝置。

聚氨酯式緩沖器工作時(shí)對起重機(jī)幾乎沒有反彈沖擊，緩沖性能好，單位體積沖擊容量大，耐磨，耐油，耐老化，耐酸堿、有機(jī)溶劑腐蝕，耐高溫、低溫，絕緣，防爆，相對密度小，重量輕，無污染，無毒無味，無噪音，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，安裝維修方便，使用壽命長。尤其適合防爆場所使用。

2.緩沖器的安裝方式

一般起重機(jī)都是單臺(tái)設(shè)計(jì)制造，起重機(jī)出廠時(shí)大車緩沖器安裝在起重機(jī)兩側(cè)，止擋體安裝在軌道端部。

同軌道多臺(tái)起重機(jī)的安裝使用，從實(shí)際使用來看，存在緩沖器直接碰撞緩沖器的情況。由于軌道平面存在安裝誤差和磨損變形、起重機(jī)運(yùn)行引起的震動(dòng)抖動(dòng)、安裝精度存在誤差等原因，會(huì)導(dǎo)致同軌道兩臺(tái)起重機(jī)緩沖器高度存在偏差，安全尺失效。又因緩沖器端部尺寸較小，緩沖器在較大沖擊力下相碰時(shí)，常會(huì)擠壓交錯(cuò)，難以良好對接。因此緩沖器很容易造成損壞失效，留下安全隱患。

河北鋼鐵集團(tuán)司家營研山鐵礦有限公司目前使用同軌道橋式起重機(jī)緩沖器為聚氨酯式緩沖器，安裝方式為在兩個(gè)起重機(jī)之間分別設(shè)置一個(gè)緩沖器和一個(gè)止擋體，如圖1多臺(tái)起重機(jī)間緩沖器安裝圖

圖1?? 多臺(tái)起重機(jī)間緩沖器安裝圖

此安裝方式不僅增加起重機(jī)碰撞間的接觸面積，防止出現(xiàn)擠壓交錯(cuò)，避免緩沖器之間難以良好對接的缺陷;同時(shí)也有效提高緩沖效果，消除安全隱患，并且有效保護(hù)緩沖器不受損壞，降低緩沖器的維修費(fèi)用。采用上述緩沖器及其安裝方式，公司每年節(jié)約成本30余萬元，未因緩沖器作用失效發(fā)生過一起安全事故。

3.結(jié) 論

同軌起重機(jī)之間設(shè)置緩沖器的目的是吸收起重機(jī)的運(yùn)行動(dòng)能，以減緩設(shè)備間的沖擊，使起重機(jī)械平穩(wěn)緩慢停止，保護(hù)設(shè)備正常使用。本文從多個(gè)方面闡述了四種形式緩沖器的特點(diǎn)及其安裝方式，在一般情況下，起重機(jī)選用聚氨酯式緩沖器，同軌道起重機(jī)間采用一端設(shè)置緩沖器一端設(shè)置止擋體的安裝方式，可以為用戶節(jié)約較大成本并可以提供較高的安全可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧吉豐.橡膠緩沖器設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn).電子工程機(jī)械[J]，2009年第25卷第1期：45-48.

[2]起重機(jī)用液壓緩沖器.中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[JB/T7017-93][S].

作者簡介：張俊羽（1983-），男，河北省唐山市人，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，研究方向：設(shè)備安全可靠性應(yīng)用。