浅谈起重机力矩限制系统的设计

浅谈起重机力矩限制系统的设计
    摘  要：介绍起重机力矩限制系统组成及其基本要求和设计思路。
    关键词：起重机  重量传感器  力矩限制  载荷率载荷重量计算
    前言
    由于起重机的工作环境复杂，用户实际作业中，往往很难事先预估到吊载物体的重量，
一旦被起吊物重量超过起重设备额定起重量的安全载荷，起重机将会面临较大的安全风险，
容易导致安全事故或设备故障发生。为此，研制开发起重机力矩限制系统，能对起重机的多
项工况参数进行实时安全监测，使设备工作在安全的范围之内，最大限度的消除作业的安全
隐患。研发为浮吊配套的力矩限制系统项目。本文对该系统的原理、工作条件和使用方法等
进行介绍。
    一、系统组成、原理
    系统主要由重量传感器等一次测量元件、力矩限制器和显示器等组成。测量起重量的多
个数字传感器采用基于RS485的现场总线方式。力矩限制器根据起重机载荷能力、各种工
况条件对所有测量数据进行计算、分析处理，并将必要的数据发送到显示器上，同时与主控
室的PLC采用ProfiBUS方式进行实时通讯，完成各种数据交换。
    该系统中重量传感器起着关键作用，涉及重量传感器的量程、类型和安装位置等，要做
好称重传感器的选型，则必须进行一系列载荷重量计算以及合理的机械结构设计。
    1、载荷重量计算
    对于力矩限制系统，首先要计算的是起重机设计的额定起吊能力，在不同工况条件下，
起重机的最大起重负荷是变化的，设计时首先要查阅该设备的起重负载曲线，其次要确定重
量传感器的安全过载系数，确保重量传感器在任何工况下都具有安全可靠性，因此，载荷重
量计算在力矩限制系统中的地位非常重要。
    2、称重装置（机械结构）设计
    载荷重量计算好以后，要确定重量传感器的安装位置，设计合理的机械结构，并确定传
感器的量程和受力点，以确保机构受力均衡、安全稳定。
    该系统使用数字销轴式重量传感器，每一个传感器有一个唯一的地址。它是一根承受剪
力作用的空心截面圆轴，双剪型电阻应变计粘贴在中心孔内凹槽中心的位置上，有两种组桥
测量方式，即两个凹槽处的双剪型电阻应变计共同组成一个惠斯通电桥，或分别组成惠斯通
电桥再并联进行测量。