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摘要:大型起重机从诞生开始就广泛应用于各个领域,并且衍生出来了各种型号的起重机。即使这样,关于起重机起吊时的摇摆问题依旧存在,且严重影响了起重机的工作效率和使用寿命。为此我国为防起重机摇摆采取了各种方式,现阶段比较常见的有手动式防摇摆、机械式防摇摆,电子式防摇摆。本文主要讨论的是这几种防摇摆装置在起重机上的应用和研究。
关键词:起重机:防摇摆装置;应用与研究;
前言
人类迄今为止一共经历了三次工业革命,第一次工业革命让蒸汽机械进入了人们的生活,第二次工业革命让电力机械进入了人们的生活,而第三次工业革命让人们进入了数字化时代。每次工业革命的爆发都会引起技术的更新换代,而我们今天要讨论的起重机上的防摇摆装置也是随着工业革命的大爆发而缓慢发展的。起重机最早的原型最早出现在公元前10年,然而从他诞生开始,摇摆问题就一直伴随着他,到了近现代依旧是一个很大的难题。起重机工作时产生的各种力直接导致了摇摆的产生,严重影响着起重机的工作效率和使用寿命,因此解决起重机的摇摆问题势在必行。现阶段常见的几种起重机防摇摆方式有3钟,分别是手动防摇摆、机械防摇摆,电子防摇摆。
1手动防摇摆
顾名思义,手动防摇摆就是依靠操作员的技术,在起重机起吊工程中降低行车或者吊起重物的晃动。这种降低摇摆的方式对于操作员的技术要求特别高,同时还要了解一定的力学知识,所以,这种方式一般在实际操作中是不常见的。手动式防摇摆的优点就是可以更加精准起吊,还可以降低行车或者塔架的载荷,提高稳定性。但他的缺点也同样明显,因为手动防摇摆的原理就是以力卸力,这种方式可能会造成起重机动力系统的损伤,还可能会损伤一些起重机电子元件。而且,因为对操作员的要求比较高,使操作员的工作量加大,容易发生安全事故[1]。
2机械防摇摆
机械防摇摆是指增加机械装置达到放摇摆的目的,机械防摇摆需要增加机械设备造成行车自重增加且价格昂贵,所以应用的地方很少。但是他的精度也是所有防摇摆装置中最高的,一般就是高精度定位的起重机才会运用机械式防摇摆装置。一下就是几种比较常见的机械式防摇摆装置。
2.1交叉钢丝绳防摇摆
交叉钢丝防摇摆方式是机械防摇摆方式中比较简单的,他的应用十分广泛,而且成本较低,对操作要求也是比较低的。交叉钢丝绳防摇摆的主要原理是,在行车运动时,沿着他运行的方向安装两组交叉钢丝绳并安装液压泵,通过行车的运行驱动液压泵,触发液压回路的安全装置,让钢丝产生于摇摆方向相反的张力,从而抵消发生摇摆的力。这种防摇摆装置的结构与原理都很简单,所以他发生故障后就不容易造成较大的事故,只是因为起吊重量的不同而导致效果的不同。
2.2分离行车式防摇摆
分离行车式防摇摆不同于交叉钢丝绳防摇摆,他是通过直接改变起重机结构而起到防摇摆作用,而交叉钢丝防摇摆则是直接加装外设。分离行车式防摇摆装置的稳定性很高,但相应的机械结构也比较复杂,不利于后期的保养与维护。再则,他加大了行车的总量,对于起吊的总重量也有影响。他的工作原理是通过电机的驱动使两部行车分离,让钢索成“V”型夹角变大,随着两个行车的距离变大,重物被吊起,当要放下重物时就减小两行车之间的距离,使钢索之间的夹角变小。
2.3跷板梁式防摇摆
跷板梁式防摇摆装置是所介绍的几种常见防摇摆机械装置中结构最复杂的一种机械装置,同样,他也是和整个吊桥一体的。跷板梁式防摇摆装置的原理很简单,只是结构较为复杂,他的主体结构就是跷板梁,还有就是安装在整个起重机上面的两个液压缓冲器。
当重物吊起时,行车带动跷板梁运动,这个时候就会引起摆动,摆动的产生就会引起力的变化,摆动产生得力一般都是与行车运行方向相反的,整个时候他产生的力就会本文液压缓冲器吸收,这个时候他就是向前摆动,但是在跷板梁前方同样安装的有相同的缓冲装置吸收他所产生的力,这个时候没有了力,自然而然就没有摆动了。跷板梁式防摇摆装置虽然复杂,但他的操作难度却不高,而且他的效果也是最好的,应用环境也更加多样化,只是后期的保养与维修有点麻烦。
2.4倒八字钢丝绳式防摇摆
到八字钢丝绳式防摇摆装置是这几个机械防摇摆装置中最直接的装置,他的优点很多,很明显,包括结构简单、效果明显、价格低廉、操作方便等。他的原理就是通过钢丝硬抗摆动产生的力从而降低摆动,他的结构为,通过行车的4个角各安装滑轮,牵引出4个钢索链接重物,并将4滑轮链接在一起,当行车运动时,所产生的各个方向力均会被这四条钢丝吸收,减少起重机的摆动。这种方式现在在全世界各个国家都广泛运用,但我们也不得不说说他的缺点,就是安全方面,当重物过重时很容易造成钢丝断裂,引起安全事故,严重时还会有人员伤亡,故,我们应当随时检修更换钢丝,保证安全[2]。
3电子防摇摆
顾名思义,电子防摇摆就是通过变频器和可编程控制中心来操作起重机,降低起重机摇摆。电子防摇摆不同其他两者控制方式,他的操作指令是通过编程而产生的,并且可以自动测量数据在通过系统计算出降低摇摆所需要的制动速度、消除摆动的角度,然后由系统精准发出到各个电子元件,从而降低摆动。电子防摇摆的优点是最明显的;一,他的精确度是最高的,而且降低的摆幅也是最大的;二,他的一切都是由计算机操控的,这样就减少了操作员的工作量;三,他的安全系数是最高的,因为是电控制,所以他发生事故的可能是最低的。当经,常见的电子式防摇摆分为两种,分别是闭环式与开环式[3]。
3.1闭环控制
闭环控制需要自行测量摆角输入系统,系统根据得到的数据进行计算后发出指令,产生调节。从上面的原理可以知道,这种方式一般都应用在室外起重机,因为室外起重机容易受外来力的干扰,比如码头上会有很大的风力,这些风力会干扰系统的计算,造成指令错误,影响摆动降低的效率。闭环控制相比于开环控制的优点就是可以适用于更多的环境,不容易受到外来力量的干扰;他的缺点就是要人为的去测量初始摆角,手动输入系统,而且,当外来环境发生变化时他要重新得到变化数据再重新计算调整指令。所以,闭环控制虽然适用环境多,但是也相对比较麻烦。
3.2开环控制
开环控制就是消除了其他指令输入途径,当操作人员输入指令后就无法再次干预系统发出的指令。开环控制指的就是全自动控制,他不需要再进行其他的数据收集,完全根据操作员输入的指令进行,这样的控制大大的减少了人力物力。开环控制的优点很明显,但他的缺点也一目了然,就是容易受到外来因素干扰,当起重机防摇摆系统应用开环系统时,就限制了他只能适用于室内。起重机有室内于室外两种,上面提到室外需要应对很大的外来因素干扰,所以他应用的是闭环控制,而在室内没有外来因素干扰,故适用开环系统,这样既节约了人力物力,又可以大大提高起重机的工作效率[4]。
4结束语
起重机防摇摆的方式多种多样,而最可靠与高效的莫过于机械式和电子式,当然,更好的防摇摆装置可能在未来还会出现很多。对于现阶段常用的机械式防摇摆于电子式防摇摆越来越受人们的欢迎,可以加大推广力度。但是,机械式与电子式优点明显,我们同样也要注意他的缺点,一定要结合起重机自身情况和工作环境,合理的选择合适的起重机防摇摆装置,进而提高工作效率与安全。
参考文献:
[1]牛训华.几种防摇摆装置在起重机上的应用[J],科技视界,2015,(7),259
[2]李慎霞.自动纠偏装置在桥式起重机上的研究与应用[J],中国新技术新产品,2011,(3),13
[3]张凤;杨志红;严继东等.船用龙门摇摆起重机的纵向防摇校正装置的研究[J],流体传动与控制,2006,(3),12
[4]白宏伟;秦国喜;马文波等.一种新型自动纠偏装置在门式起重机上的应用[J],河南机电高等专科学校学报,2012,(7),11