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起重机安全监控系统及安全制动器在冶金吊上的应用分析

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2019-05-06 09:48:00
 冶金起重机是当前重要的机械设备,在多个制造行业中都发挥着积极的作用和意义。同时,冶金起重机的安全生产也就显得极其重要,只有保证起重机安全工作,及时发现和处理故障,才能对人的生命安全和财产安全有个好的保障。因此,做好起重机的安全制动和安全监控将是一项非常有意义且重要的工作。由于技术的不断进步,动力系统也跟随脚步迅速发展,因此在一定程度上对制动系统要求了更完善的改进措施。为了将起重机的安全性提升,大部分的大型起重机都将安全制动系统改善为即安全又独立的系统。制动器在制动系统中可以作为最核心的组成部分,为了将优质的制动性能添加在起重机中,一定要将制动器的维修检查和稳定性做好。根据国家起重机设计规范、安全管理规定及现场需求,起重机一般设有起重量限制器、各机构限位开关、安全门开关及超速保护开关等安全保护设备,有的起重机还设有风速检测、力矩检测及锚定检测等检测设备,有的用户还要求故障显示等监控设备或仪表。显示仪表或设备分别独立安装在起重机司机室内,在问题出现的第一时间将会及时发出报警信号,便于作出应对措施和解决方案,这些对起重机的安全运行有了很大的保障和改善。
     目前,大多数冶金吊均装有起重量显示器,部分吊车也配有摄像头并在驾驶室配有相应的显示器。但是,监控的位置过于片面且像素较差,无法实现无死角监控及“良好”监控。而对于吊车四大机构(大车、小车、主钩及副钩)实时制动状态并未实现监控,且蹬车门、栏杆门、主副钩高度、档位、速度及大小车的行程等一些参数也并未实现监控。虽然这些参数可能不是百分之百有用,但是有了这些参数的监控将会使起重机的安全运行有了很好的保障,同时对驾驶人员也会有一个很好的警告和提示作用,实现了安全运行和驾驶将会很大程度上降低事故的发生率。
     安全制动系统
     大多数冶金吊可以满足现场的使用需求,但是在应对突发状况这方面同样存在很大的缺陷,如果在遇到电气控制系统故障时,目前的单极制动可能无法应对紧急情况。同时,目前的卷筒一旦发生溜钩下坠,不能保证第一时间制动停止,造成的后果将十分严重。
    安全制动系统
     出于安全性、可靠性的考虑,在起重机起升机构中设置包括安全制动器在内的安全制动系统,当紧急情况发生时,将卷筒制动住。起重机安全监控管理系统包括安装在低速级上的液压盘式安全制动器(作用在卷筒的法兰盘上),包括液压站在内的液压系统及配套的管路;安装在高速级上的工作制动器,分别安装在卷筒(低速级)和电机(高速级)的编码器及相应的电气控制系统等。正常工作时,工作制动器工作,安全制动器不工作,在电气控制系统的控制下,由工作制动器对高速轴实施制动或释放。当测出的卷筒转速超过额定转速某一设定值或当低速轴、高速轴的转速比超过设定值(一般为减速器速比的12~14)时,电气控制系统控制液压系统工作,使得安全制动器动作将卷筒制动住。安全制动器工作原理图如图1所示,

从图1可以看出,液压盘式安全制动器为常闭式制动器,工作时安全制动器的液压缸在高压油推动下,克服弹簧压力将摩擦片从卷筒法兰盘两侧分离。发生以下3种紧急情况时,安全制动器起制动作用:
     如发生工作制动器制动力不足或有其他故障无法制动时,有可能在重物的作用下导致
卷筒失速,当卷筒转速超过额定转速设定值时,电气系统控制液压系统的电磁阀动作,高压油泄压,依靠弹簧力推动摩擦片压紧在法兰盘两侧,起到安全制动作用。
(2)如果从电机到卷筒的整个传动链中任一环节出现问题,也有可能引起卷筒失速,这时,编码器测出的低速轴、高速轴的转速比超过设定值,同样由电气系统控制电磁阀动作,使得安全制动器紧急制动住卷筒法兰盘。
(3)起重机整机失电后,因工作制动器和安全制动器均为常闭式制动器,将同时失电,起到制动作用,这样,有可能对正在运行中的传动链产生冲击并造成损坏。
图1 安全制动器工作原理图
     
    安全监控系统
    系统主要功能特点
    界面直观监控显示界面,可实时处理各个传感器数据和相关参数的预警、报警状态,同时通过图形化和列表的形式,直观清晰显示出来。
    系统采用模块组合方式搭建,功能单元之间接口灵活,同时对外接口多样,可以与全球主流控制产品进行通讯连接,支持以太网、USB等多种协议。
    各种参数数据自动存储,系统运行过程中自检,故障的自我恢复,关键数据的及时修正,从而保证整个系统的长时间稳定运行。
    系统内部可接公司的GPRS/GPS模块,通过网络平台远程查看起重机当前工作状态。
    监控系统组成结构主要由以下几部分组成:数据采集器、视频监控系统、驾驶室(人交换界面、UPS、转换器等)、无线路由器、交换机及服务器和客户端等。
    系统安装位置及要求
  (1)数据监控显示屏和视频监控安装在驾驶室内,方便操作人员观看。
  (2)主、副钩起升高度和下降深度编码器用¢6 mm和¢12 mm的联轴器与之相对的度限位器联接。
   (3)大、小车行程编码器安装。编码器上的米轮要与从动轮轮踏面紧密接触。
   (4)摄像头的安装。共配置6个高清摄像头,分别监控主、副钩和起重机四周的情况。
   (5)校准开关的安装。根据现场情况,采用焊接式固定,并在起重机工作范围内设定一个或多个撞尺,以保障数据准确。
   改进结果
(1)主界面
     主界面主要分两部分显示,小车运行数据和大车运行数据。
小车运行数据包括行程、前后限位及前后运行动作;主副钩运行数据包括载重、高度、速
度、上下运行动作、上下限位及制动器动作。当小车行程运行到最大行程限位后用红色字体显示,小车行程运行到最大行程80%与90%之间时,行程实际值用黄色字体显示。当吊钩吊重到超过105%后,行程实际值用红色字体显示,吊钩吊重到最大吊重90%与105%之间时行程实际值用黄字体显示。当吊钩高度到超过高度限位用红色字体显示,吊钩高度到最大吊重90%与100%之间和在5%以下时,高度实际值用黄色字体显示。大车行程数据包括:行程、制动器状态、运行动作、门限位状态及行程限位状态。
  (2)设备状态显示界面
     在设备状态显示界面中,可对操作指令、制动状态与电机选择、限位状态与故障信息等进行查看。
  (3)数据记录界面
     在数据记录界面,可以根据自己的需要,选择具体的时间对各个机构当时的状态信息进行查看和数据导出。
  (4)故障记录界面
      故障记录界面可以对某个时间段的故障记录进行查看,确定具体的故障原因和当时的故障状态,同时数据也可以快捷导出。
 (5)电气图纸界面
     在电气图纸界面中可以查看本车相关的机械图纸和电气图纸,图纸可更新上传,给维修人员带来了很大的便利,可以很方便地加以参考和查看。
    总结
      安全制动器及安全监控系统在冶金吊上的应用将使冶金吊的安全使用有了很大的保证,在确保安全作业的同时,提高了工作效率。