桥门式起重机制动器性能检测仪的设计

范丽丽

（滁州职业技术学院汽车工程系，安徽 滁州 239000）

桥门式起重机制动器性能检测仪的设计

范丽丽

（滁州职业技术学院汽车工程系，安徽 滁州 239000）

本文设计开发了桥门式起重机制动器性能检测仪，该仪器是一种对桥门式起重机制动下滑量进行检测的装置，该装置主要应用激光传感器和无线传输技术，可实现桥门式起重机制动下滑量的现场在线检测，具有安全、准确、快速、便携等特点。

桥门式起重机；制动下滑量；检测装置

桥门式起重机是当前应用最为广泛的一种起重运输设备，其起升机构作为核心装置在使用安全中起到关键作用。国标对起升机构的制动下滑量有明确要求，制动下滑量过大会造成失速坠落事故。关于下滑量的检测，相关国标也给出了具体方法，主要是用旋转计数法和拉线开关法进行测量。

1 检测方法对比

目前常用的检测方法有以下几种。

（1）拉线开关法。在载荷上设置一个重砣，其用拉线与微动开关连接，重物下降过程中，当重砣与重物脱离时，微动开关动作制动器断电，测量载荷与重砣之间距离即为制动下滑量。该方法直观简易，但需要将微动开关连接到起升机构的下降回路中，需要接线布线，对于通用桥式起重机较为方便，但对于葫芦类起重机便难于操作了。

（2）计算分析法。利用激光传感器时时测量载荷运动情况，通过计算软件分析出载荷运动状态，计算出从制动开始到制动停止的距离，即为测量的制动下滑量。

（3）拍照分析法。该种方法采用摄像设备对起重机载重下降过程进行连续拍照，对所拍照片进行分析从而得出制动下滑量。

以上方法均存在操作复杂、准确性不高和现场适应性不强的问题。

2 起重机制动器性能检测仪的设计

制动下滑量是衡量起重机电气控制系统、制动器及制动力矩等性能好坏的重要指标，对起重机综合性能有直观的表征意义。为了提高测量的准确性、适应性和安全性，必须依据国家标准的要求和检测现场实际进行设计。

2.1 国标的要求

国标GB/T14405中规定，重物稳定下降时从制动器断电到重物停止时的下滑距离不得大于1min内稳定起升距离的1/65。从国标的要求可知，制动下滑量是在制动器断电时开始进行测量的，所以制动下滑量是一个综合了制动器动作，包括电磁、液压及制动器各机构良好运动与实际制动力的参数。

2.2 实践的需要

起重机械大多应用于各类工矿企业，其现场环境多样复杂，各类起重机制动下滑量的要求也不完全相同。在起重机使用现场进行测量，就要求测量方法及仪器要快速、方便、准确。不改变或少改变起重机原电路和结构，才能能够快速准确测量出真实的数据结果，并判断出起重机制动性能，保证使用安全。

2.3 结构原理

该仪器由互感器、采集发射装置、激光测距装置、无线接收模块、显示报警打印模块、控制主机等组成。结构原理如图1所示。

2.4 测量过程

将该仪器的信号检测部分安装在起重机上，用连接线（互感器）连接制动器控制回路，并连接好信号发射器，将测量主机安放在起重机载荷重物下方。起重机提升规定的载荷，匀速下降，然后操作起重机停止。在操作起重机停止时制动器动作，此时连接在制动器上的连接线将制动器断电信号传送给发射器，发射器将断电信号通过无线的方式传送给接收器，接收器接收到信号后，送入控制系统，控制系统控制激光传感器测量此时的距离值，当重物完全停止后激光传感器再检测此时重物距离值，控制系统将两个值进行计算即得制动下滑量值。

图1 起重机制动器性能检测仪的结构原理

此时系统将距离值显示在显示屏上，同时系统对测量值与设定值进行比较，不超过设定值时对应的绿色指示灯亮，如果超过设定值则对应的红色指示灯亮，并发出报警声音信号。

设计制作完成的检测仪器的实物图如图2所示。

图2

2.5 该检测仪器的优点

（1）结构简单，测量准确。该检测仪器结构简单可靠，所用测量方法符合国家标准的有关规定。该装置采用单片机作为控制系统，通过激光传感器对断电时到停止后的距离进行比较，能够得到准确的制动下滑量。

（2）安装方便，适应性强。该检测仪器采用无线信号传输，适用于各种类型起重机的制动下滑量测量。安装方便，只需将连接线安装在制动器控制回路中即可，对于葫芦式起升机构可直接安装在控制手柄上，卷扬机式起升机构只需安装在制动器上。可以做到少拆装和不拆装，实现快速测量。

3 该检测仪器主要解决的问题

3.1 提高操作安全性

该仪器采用互感器作为电气信号采集元件，避免了拆线改变电路带来的触电风险。利用无线传输避免现场与使用设备接触，避免测量时出现失控坠落的危险。整套装置可以最大限度的保证检测安全。

3.2 提高测量准确性

因为超声传感器在实际应用时受测量距离限制一般不超过10米，测量精度受环境温度变化影响较大，所以采用激光传感器作为测量装置。测量误差存在于以下几个方面：（1）信号采集传输延时；（2）激光传感器发射频率误差。由于采用高频发射和高频处理器，信号采集和传输延时可以忽略，主要误差来自于激光传感器发射返回的频率误差，在频率间隙时存在测量延时，对于该误差已在处理系统内进行了补偿处理，因此大大提高了测量结果的准确性。

4 结语

该种测量方法符合国家标准要求，能够测量出现场荷载工况下真实的制动情况。该测量仪器实现了安全、准确、快速地对起重机械制动下滑量进行现场在线检测，得出检测结果并判断该项结论是否合格，并能够显示测量数据，通过声光电方式进行报警，打印测量结果。已成功开发出成品样机和取得国家专利。

[1]起重机制动下滑量检测的现状分析和研究[J].起重运输机械.2011.02.50～52.

[2] 起重机制动下滑量新型检测仪的研究与应用[J].中国特种设备安全.2013.07.

[3]范丽丽.起重机制动下滑量检测装置：中国，ZL201220741047.X[P].2013-5-29.

[4]曾令.GB/T14406-2011.通用门式起重机.

[5]苏冬.GB/T14405-2011.通用桥式起重机[P].

TH215

A

1671-0711（2017）04（下）-0047-02

项目来源：国家质检总局科技计划；

项目名称：起重机制动下滑量检测装置研究与开发；

项目编号：2013zjjz012。