桥式起重机限位装置安装的探讨

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QD型起重机大小车运行限位装置安装的探讨
徐文娟
湖北咸宁职业技术学院机电工程系

摘要:以QD型起重机大小车运行机构限位装置的设置形式为依

据,分别对不同设置形式限位装置的安装位置问题进行讨论,并给出
安装参考数据表格。
关键词:大小运行机构;限位装置;安装位置
QD型起重机是一种通用桥式起重机,它的大小车运行机构限位
装置是利用机械或电子装置来控制起重机大、小车运行的空间范围或
速度的,防止大小车运行到极限位置发生剧烈的碰撞,其对起重机的
安全保护起着至关重要的作用。而大小车运行机构限位装置的安装位
置直接影响它的保护功能,各装置的安装距离太近,冲击力大,起不
到保护作用,各装置的安装距离太远,大大限制了机构运行的空间范
围,不能够充分利用起重机所能运行的空间。下面就QD型起重机大
小车运行限位装置的安装进行探讨。
1 大小车运行机构限位装置的类型及设置形式
大小车运行限位装置按工作原理或结构形式可分为机电式限位
装置和电子式限位装置。机电式限位装置是利用安全尺、传动轴等机
械触发部件控制电气线路来实现保护功能;电子式限位装置是利用接
近开关等具有固定功能的电子装置来控制电气线路实现保护功能。
在«起重机设计规范»中,规定了起重机每个运行方向都要装设运
行限位装置,一般起重机只需装一级运行限位装置,这种限位装置当
大、小车运行达到规定的极限位置时自动切断电源,同时进行制动,
再滑行碰撞;而对运行速度较高或停车定位要求较严的大、小车运行
机构需要装设两级运行限位装置,第一级发出减速信号并按规定要求
减速,第二级自动断电、制动,再滑行碰撞。
2 大、小车运行机构限位装置的安装位置
限位装置具体的安装位置在«起重机设计规范»中没有具体的计
算规范,一般根据各工厂的设计经验不同而不相同,下面分一级运行
限位装置的安装和二级运行限位装置的安装进行讨论:
①一级限位装置的安装
如图1所示某大车运行限位装置采用一级限位装置,行程开关装
在端梁上,安全尺装在大车运行轨道旁。

1、车挡 2、缓冲器 3、扫轨板 4、安全尺 5、行程开关 6、端梁 7、大车运行轨道
图1

当大车运行到如图1所示位置时,行程开关碰到安全尺,大车运
行断电,同时制动器开始制动,大车由于惯性继续向前减速滑行,直
到缓冲器碰到车挡停车,这一过程称为刹车过程;大车滑行的距离称
刹车距离,用L2表示;刹车距离的选取,直接影响到起重机运行的
安全,最理想的状态是当大车断电滑行到车挡时,刚好大车速度为0,
此时,大车缓冲器不会碰撞车挡,同时大车运行距离最大。
则有:

tVt
Va

VtSL212

从式①、②中可以看出,刹车距离L2与大车运行速度和刹车时
间有关,大车运行速度由工作要求和设计要求而定;刹车时间的选取
与制动器的调节有关,这是一个人为因素,调节原则是不能太短,时
间太短,整个起重机冲击太大,被吊重物有可能由于惯性被甩起,造
成安全事故;时间太长会影响生产效率,一般取t=2秒。在确定刹车
时间为2秒的情况下,再确定刹车距离L2。例如:V=30m/min,则
L2=500 mm;V=60m/min,则L2=1000 mm;当速度再大,就要考虑
用二级限位装置。安全尺的长度为L1,L1一定要大于等于L2,一般
取L1=(1.1~1.2)×L2较为合理。
在设计时,先根据端梁实际结构确定行程开关的安装位置,确定
刹车时间t,计算L2的大小,再确定安全尺的尺寸和安装位置。在实
际中,还可以将行程开关安装在轨道旁,而将安全尺安装在端梁上;
小车运行也可以采用一级限位装置,安装原理都相似。
②二级限位装置的安装
采用二级限位装置进行限位,其运行过程是先是减速,后刹车,
再碰撞停车,如图2所示某小车运行限位装置,其触发装置安全尺安
装在小车架上,接近开关安装在主梁上、小车轨道旁,缓冲器装在主
梁上,小车车挡安装在小车架上。

1、缓冲器安装座 2、缓冲器 3、车挡 4、接近开关2 5、小车架6、安全尺7、接近开关1
图2

从图2中可知,小车架上安全尺的长度为L1,当小车向左行时,
先是安全尺靠近接近开关1,由接近开关1发出信号控制电路,小车
开始减速;当小车安全尺靠近接近开关2时,也即图1中位置,由接
近开关2发出信号控制电路,小车运行断电,制动器开始制动;将小
车从接近开关1运行到接近开关2这个过程称为减速过程,在此过程
中,小车运行距离,也即两接近开关之间距离称为减速距离,用L2
表示;小车从图中位置开始低速运行,直到小车车挡撞上小车缓冲器,
小车停止运行,在此过程中,小车运行距离,也即图2中小车车挡到
缓冲器之间的距离称为刹车距离,用L3表示。
L2、L3值的大小与小车运行的速度及每个过程所用时间有关,
设小车正常运行速度为V,减速过程小车速度由V变V1(一般要求
VV211
),所用时间为t1,则减速距离可近似计算为L2=V×t1;刹
车过程小车已断电,由速度V1减速运行,最好是运行了L3距离时
小车速度为0,这时缓冲器没有碰撞,运行时间为t2,则刹车距离可
近似计算为L3=V1×t2;从以上式子可看出,各段距离主要和各段所
要求的时间有关,同一级限位装置一样,各段时间要设置合理。减速
时间一般为2秒,放安全余量取t1=2.4秒,刹车时间一般为1秒,放
安全余量取t2=1.2秒~1.4秒。 对于安全尺长度L1一定要大于L2,
要不然在减速过程中重新接通小车正常运行电路,为了安全取
L1=1.25L2。图中L4是接近开关到安全尺寸下表面的距离,也称工作
距离,它由接近开关的额定检测距离Sn来确定,L4≤0.8Sn,在此
距离内接近开关工作不受温度、电压波动的影响而产生误动作,在安
装时必须保证这一尺寸。
例如:一台QD32/10的起重机,小车运行速度V=30m/mins,采用
变频调速,限位开关用YE14型号接近开关,其额定检测距离为10mm,
则有
mmVL12005004.24.22

mmmmVL350~300214.1~2.13

mmL1500120025.11
mmSnL8108.08.04

在设计过程中,先要预设减速时间和刹车时间,再计算确定L1、

L2、L3、L4的大小;在安装过程中,先确定安全尺的位置,再确定
缓冲装置的安装位置,这两位置与小车架结构有关,在此不做讨论;
最后根据有关尺寸确定接近开关2和接近开关1的位置。对于大车运
行二级限位装置的安装与小车二级限位装置的安装相似,各段距离与
大车运行速度有关。
3总结
对于QD型起重机限位装置的安装可根据下列表1要求来选择,
当然这只是一个参考的依据,在特殊的情况下是可根据具体的要求作
变化的。
表1
限位形式 二级限位装置 一级限位装置
名称 代号 取值标准 代号 取值标准
安全尺长度 L1 L1=1.25L2 L1 L1=(1.1~1.2)L2
减速距离 L2 L2=V×t1
减速时间 t1 t1=2.4秒
刹车距离 L3 L3=V1×t2 L2 L2=0.5×V×t1
刹车时间 t2 t2=1.2秒~1.4秒 t t=2秒