工業稱重技術在起重機械上的特殊應用

    近年來國外一些專家指出，物料搬運工程技術是現代化工業中最薄弱，最迫切需要解決的領域之一，但也是最具潛力，最有發展前途的領域之一，提出了物料搬運技術是第三利潤源的概念。物料搬運機械通常包括起重機械、運輸機械、裝卸機械、倉儲機械、工業搬運車輛和水工機械共６大類產品。我國把物料搬運機械習慣稱為起重運輸機械。由于起重機械具有品種多、功能強、作用大等特點，在物料搬運機械中處于主導地位，也是最早應用稱重技術的物料搬運機械。

    一、稱重技術在起重機械上的應用歷史

     起重機械是一種以間歇作業方式對物料進行起升、下降和水平移動的搬運設備。為了使起重機械在進行作業的同時完成對被吊物料的稱重，人們隨之產生了在起重機械上裝配稱重裝置的想法和愿望。

    起重機械應用稱重技術的歷史已有200余年。位于慕尼黑市的巴伐利亞州計量局里，保存有一只1780年左右的稱量懸掛負荷的壁式彈簧秤；在漢堡還有一臺1760年的固定起重臂式旋臂起重機，它上面裝有一臺1858年制造的十進制秤。在19世紀上半葉，吊車（起重機）秤就以“瑞典船舶秤”的名稱而聞名于世了。1932年，帶吊索的吊車秤的誤差已經能夠達到任一負荷的0.2%以內，從而得到了型式批準。

    二、稱重技術在起重機械上的應用現狀

    隨著數字化技術的突破性進展，特別是電子稱重技術的進步，促進了起重機械機械化、自動化、集成化以及智能化的發展。由于工業生產規模不斷擴大，生產效率日益提高，促使大型化、高速化和專用化的起重機械具有自動化、智能化和信息化的性能特征。現代稱重技術的應用已使各種起重機械在作業環境內直接參與進行物料的裝卸、運輸、升降、分揀、堆垛、儲存甚至配送，有時還能夠對物料直接進行計量、識別、跟蹤和管理等等。

    目前，在起重機械上使用的稱量裝置按功能通常可分為電子吊秤和特殊稱重裝置兩類。獲得廣泛使用的電子吊秤，相關說明較多，在此不加以闡述。特殊稱重裝置主要是指在起重機械上已經普遍使用的起重量限制器。

    三、起重量限制器

    1．名詞定義

    起重量限制器是一種通過檢測起吊重量防止起重機械處于超載作業險情的稱重保護裝置，也稱為起重機超載限制器或起重機負荷限制器。

     2．《起重機械安全規程》規定

     GB6067—85《起重機械安全規程》中規定：大于20t的橋式起重機、大于10t的門式起重機應安裝超載限制器；其他噸位的橋式和門式起重機以及電動葫蘆單梁或雙梁起重機宜裝超載限制器。

     3．起重量限制器的組成

    起重量限制器一般由電阻應變片式稱重傳感器和稱量控制儀表兩部分組成。稱重傳感器用于檢測起吊重量；稱量控制儀表根據起吊重量進行判別，輸出相應的狀態控制信號。

     4．結構特點

     起重量限制器的最大特點是有效的同起重機械的具體結構形式相結合，確保稱重傳感器和稱量
控制儀表的使用不破壞起重機的安全性。同時，應滿足性能可靠，檢修方便，測量準確度高的功能要求。
根據電動葫蘆單梁或雙梁起重機的具體結構形式，起重量限制器通常采用板環式或別繩式稱重傳感器，安裝位置處于鋼絲繩的固定端；稱量控制儀表通常安裝在司機室里或控制按鈕站上方。
結構示意圖如圖1所示。

 

    根據橋式、門式起重機的具體結構形式，起重量限制器通常采用雙剪切梁橋式稱重傳感器安裝在起重機卷筒的軸承座下方或采用軸式稱重傳感器安裝在起重機定滑輪軸上；稱量控制儀表通常安裝在司機室里。安裝形式如圖2所示。結構示意圖如圖3所示。

    

 

5．主要技術參數

適用范圍：0.5～500噸各類起重機；
綜合誤差：≤±5%；
顯示誤差：≤±3%；
動作誤差：≤±3%；
報警點的設定：
（1）預報警點：額定起重量的90%；
（2）延時報警點：額定起重量的105%；
（3）立即報警點：額定起重量的130%；
延時報警時間：1～2秒；
傳感器過載能力：1.5倍；
使用環境條件：-10℃～ 50℃ 90%RH；
電源電壓：380V-15%( 10%) 50HZ
繼電器觸點容量：AC380V 2A；
傳感器防護等級：IP65；
電器控制箱防護等級：IP42。

    6．工作原理

    稱重傳感器檢測起吊重量，輸出信號由放大器進行放大。放大后的信號送入稱量控制儀表。稱量控制儀表根據重量信號與“預報警”、“延時報警和控制”及“立即報警和控制” 三個基準重量信號設定值進行比較判別，輸出相應的狀態控制信號。三個基準重量信號設定值分別設定在額定載荷的90%、105%和130%。當起吊載荷重量達到額定載荷的90%時，稱量控制儀表使蜂鳴器發出斷續的鳴響。起重機起升的瞬間，由于起升加速力的作用，將會產生暫時的沖擊載荷現象。為避免起升時的沖擊載荷引起的瞬間假超載， 稱量控制儀表具有延時判別功能。1～2秒鐘的延時結束時，如果超載現象仍存在，則判定是真正的超載，稱量控制儀表立即輸出信號切斷起重機的起升主回路，同時蜂鳴器長鳴。對超載信號的延遲，是在一定超載范圍內進行判別的。如果超載大于額定載荷的130%時，則無論是實際超載還是沖擊載荷引起的動載超載，稱量控制儀表均輸出信號切斷起重機的起升主回路，同時發出聲光報警，即立即報警控制。由于稱量控制儀表輸出信號只切斷起重機的起升主回路，因此不會影響起升回路進行下降等機構的動作。


     從1986年第一臺起重量限制器的問世，到2006年底創造約2億元人民幣的銷售產值，乃至國家標準立法的事實均證明了起重量限制器不但為生產企業帶來了豐厚的經濟效益，同時也產生了廣泛而深遠的社會效益。
目前，大型高效的起重機械新一代電氣控制裝置已發展為全電子數字化控制系統，特別是現代工業稱重技術的應用已經成為起重機械參與物料搬運過程中獲得決定性參數的重要測量環節，是有效創造第三利潤源的基礎與保障。