單梁橋式起重機同軌道兩小車互鎖裝置研究

馬騰

摘? 要：為實現(xiàn)單梁橋式起重機械作業(yè)的多元化，部分單梁橋式起重機梁上同一軌道裝有兩臺起重吊裝小車，便于同一個工位可以同時實現(xiàn)多種類吊裝物的吊裝，為避免橋式單梁橋式起重機兩臺小車作業(yè)過程中運行碰撞，采用小車運行互鎖方法進行實現(xiàn)。目前安裝兩臺小車的單梁橋式起重機，兩小車之間的互鎖方式主要采用兩種方式：一是紅外式，即小車上安裝紅外發(fā)射器，另一臺小車安裝紅外反光板，通過設(shè)定紅外裝置的收發(fā)反應(yīng)距離，確定兩小車避免碰撞時的斷電動作距離，做到避免兩小車在運行過程中因操作問題導(dǎo)致碰撞;二是接觸片式，即在單梁橋式起重機大梁上安裝接觸片，兩小車上安裝接觸器，當(dāng)其中一臺小車運行至接觸片時，為避免兩小車相撞，小車接觸器與接觸片接觸后，使小車瞬間失電停止運行。

關(guān)鍵詞：多元化? 運行? 互鎖紅外式? 接觸片式

中圖分類號：U642.3+4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（a）-0070-03

Research on the interlocking device of two trolleys on the same track of single girder bridge crane

Ma Teng

（Beijing EMU of China Railway Beijing Group Co.， Ltd.， Beijing， 102613 China）

Abstract： In order to realize the diversification of single-beam bridge crane operations， some single-beam bridge crane beams are equipped with two hoisting trolleys on the same track， which is convenient for the same station to realize the hoisting of multiple types of hoisting objects at the same time. Two trolleys of the bridge-type single-girder bridge crane are running and collide during operation， and the trolley operation interlocking method is adopted to realize it. At present， the single-girder bridge cranes with two trolleys are mainly interlocked in two ways： one is infrared， that is， the trolley is equipped with an infrared transmitter， and the other trolley is equipped with an infrared reflector. Determine the transmission and reception response distance of the infrared device， and determine the power-off action distance of the two trolleys when avoiding collisions， so as to avoid the collision of the two trolleys due to operational problems during operation; the second is the contact piece type， that is， on the single-beam bridge crane girder Install the contact piece， and install the contactor on the two trolleys. When one of the trolleys runs to the contact piece， the collision between the two trolleys is not avoided. After the trolley contactor contacts the contact piece， the trolley instantly loses power and stops running.

Key Words： Diversification; Operation interlocking; Infrared type; Contact piece type

1? 研究背景

1.1 紅外互鎖方式的缺點

（1）單梁橋式起重機同軌道兩小車間紅外互鎖的最短反應(yīng)距離一般在2m左右，一般這種方式只適用于單梁橋式起重機大車的行程，但兩小車運行的單梁橋式起重機大梁長度有限，作業(yè)空間有限，采用紅外方式的兩個小車之間的反應(yīng)距離較長，大大限制了兩小車的作業(yè)空間，使作業(yè)空間存在2m左右的盲區(qū)。假設(shè)紅外反應(yīng)距離為d，單梁橋式起重機大梁長度為L，則，兩小車的實際作業(yè)距離為L-d，且紅外反應(yīng)距離d都相對較大，造成作業(yè)盲區(qū)較大。實際作業(yè)現(xiàn)場吊裝物的擺放沒有固定確切的位置，一旦盲區(qū)中存在吊裝物，將造成作業(yè)盲區(qū)中的吊裝物無法進行起吊作業(yè)，不僅影響生產(chǎn)，帶來工序上的延遲，而且處理盲區(qū)中的吊裝物難度也大大增加，無法處理。

（2）紅外式互鎖維護頻繁，其中紅外反射板起到反射光源的作用，如在露天、粉塵較多的場所使用，一旦紅外反射板被污物遮擋，很容易造成兩小車之間的互鎖失效，導(dǎo)致碰撞事故發(fā)生。紅外反射裝置、接收裝置一般都安裝在起重機大梁上，對紅外設(shè)備的維護保養(yǎng)需要登高作業(yè)，人身安全隱患較大，為保障紅外式互鎖功能正常，必須對其進行經(jīng)常性維護保養(yǎng)和擦拭，但實際維護方式卻極其不便，不利于現(xiàn)場實際操作使用。

（3）紅外反射精度難以控制，在實際應(yīng)用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)射光源未能準(zhǔn)確打到反射板上，導(dǎo)致未能準(zhǔn)確接收反射光，互鎖失效，造成此問題的原因是在作業(yè)過程中，單梁橋式起重機軌道的起伏顛簸、作業(yè)晃動，使反射板、發(fā)射器偏離發(fā)收位置，導(dǎo)致“脫靶”現(xiàn)象，如果為避免此類問題出現(xiàn)，只能增大反射板面積，但勢必造成反射板對小車運行的負(fù)擔(dān)，且增加反射板在運行過程中剮蹭其他設(shè)備設(shè)施的隱患。

1.2 采用接觸片式的缺點

（1） 單梁橋式起重機大梁上安裝的接觸片只能滿足一臺小車的斷電減速。

通過接觸片的只能是①號小車、或者是②號小車，這種方式不能滿足兩臺小車同時斷電減速，且如果其中一臺小車停止位置距離接觸片較近（如圖中①號小車停止，②號小車正常作業(yè)運行），②號小車通過接觸片減速停止距離大大受限，甚至不存在緩沖停止距離，造成②號小車通過接觸片后直接裝上①號小車，導(dǎo)致事故發(fā)生。

（2） 兩個小車運行區(qū)域受限，為適應(yīng)多種類作業(yè)，一般兩臺小車定載重不同，采用接觸片式互鎖（如圖1）大大限制了現(xiàn)場作業(yè)的區(qū)域，降低了作業(yè)效率，即1號小車的作業(yè)局限在A區(qū)域，②號小車的作業(yè)區(qū)域局限在B區(qū)域，如①號小車額定載重3T，②號小車額定載重5T，那么在A區(qū)域的重量為5T的貨物，就不能由②號小車一次性吊裝至B區(qū)域，給現(xiàn)場作業(yè)帶來很大限制和不便。

2? 研究方案

嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，采用低成本并行之有效的方案，對現(xiàn)有單梁橋式起重機原始設(shè)計進行改進，為進一步降低研發(fā)制造成本，對能利舊使用的部件盡可能利舊使用。具體為：在兩部小車對應(yīng)側(cè)各加裝電動互鎖止擋、互鎖觸發(fā)桿2套，聚氨酯緩沖器1套，互鎖觸發(fā)桿的長度根據(jù)小車運行速度（如：速度約15m/min）設(shè)計長短，從斷電到停止后滑行距離為±200mm，如兩小車同時對向運行，滑行距離為±（200+200mm），使用互鎖觸發(fā)桿長度為500mm，根據(jù)現(xiàn)場條件允許：采用焊接方法安裝互鎖觸發(fā)桿。電動互鎖止擋控制線接入電氣控制箱內(nèi)，當(dāng)小車運行到互鎖位置時（或兩部小車接近位置時），可以實現(xiàn)自動切斷電源，使運行中的小車立即停止運行動作，然后只能向相反的方向運行，避免兩小車互相推動運行或者碰撞。

聚氨酯緩沖器對向裝于小車頭部，且兩套聚氨酯緩沖器大小形狀完全一致，中心點位于同一水平面的同一直線上，避免單梁橋式起重機兩部小車斷電后由于慣性超出互鎖位置相對運行的輕微觸碰緩沖，避免因意外剛性碰撞造成設(shè)備損壞及作業(yè)事故的發(fā)生。該裝置的作用即互鎖裝置的安全冗余設(shè)計，規(guī)避互鎖裝置因意外失效導(dǎo)致的強烈碰撞，減少故障的進一步擴大、降低損失。

3? 方案原理圖

如圖2所示。

4? 取得效益

（1）單梁橋式起重機兩臺小車互鎖距離可以做到合理范圍內(nèi)的最小值，有效減小了兩臺小車之間的作業(yè)盲區(qū)。

（2）避免了單梁橋式起重機兩臺小車不能跨局限作業(yè)的限制，可以實現(xiàn)同一臺小車在整個單梁橋式起重機大梁上通行，可以吊裝其對向小車區(qū)域內(nèi)的吊裝物，減小作業(yè)限制，提高作業(yè)效率。

（3）無需日常頻繁的維護保養(yǎng)、擦拭，有效減少維護保養(yǎng)成本。

（4）因可以做到互鎖距離在合理范圍內(nèi)最小，大大提高了互鎖反應(yīng)精度，有效避免了因精度問題導(dǎo)致的安全事故。

（5）當(dāng)兩臺小車同時作業(yè)時，可以實現(xiàn)兩臺小車到達極互鎖位置時同時斷電減速。

（6）解決了因其中一臺小車停止位置不固定造成互鎖距離不確定的問題，大大降低碰撞隱患。

（7）材料成本低，安裝簡單，易于實現(xiàn)。

參考文獻

[1] 濮良貴，陳國定，吳立言.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2019.

[2] 高順德，王欣，張氫.工程機械手冊[M].北京：清華大學(xué)出版社，2018.

[3] 鐘翔山.機械設(shè)備裝配全程圖解[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2019.

[4] 安林超，朱繪麗.起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.

[5] 武曄卿.電路設(shè)計工程計算基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2018.

[6] 邱勇進.電工基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.