為了減少橋式起重機的超載破壞,避免與防止起重機的險兆事故,延長起重機的使用壽命,有必要使用橋式起重機載荷限制器。《中華人民共和國國家標準起重機械安全規程》GB6067-85中將橋式起重機載荷限制器列在應裝范圍之內,這也說明了載荷限制器的重要性。
載荷限制器有機械式與電子式兩種。機械式體積大,結構較復雜。電子式體積小,結構簡單。目前一般使用電子式載荷限制器。
電子式載荷限制器安裝的方法有三種:一是安裝在吊具上,這種安裝方法中間不存在機械損失,測量精度最高。但傳感器導線要經過滑輪組,導線直接暴露在作業面上端,不能在較惡劣的環境下使用。另外吊具的上下運動還會造成導線的破損。所以一般情況下橋式起重機不使用這種安裝方法。二是將載荷限制器安裝在定滑輪系上,當吊鉤受荷重時,定滑輪系受力,傳感器傳出信號。三是載荷限制器安裝在卷筒的軸承支座上。當吊鉤受荷重時,卷筒受力,支座受力,傳感器傳出信號。現在一般橋式起重機使用的載荷制器安裝方法都屬時于后兩種。這兩種方法到底哪一種測量精度高呢?下面對兩種安裝作一力學分析。
橋式起重機鋼絲繩受力如圖1。
圖1橋式起重機鋼絲受力
當滑輪有阻力上升時
在起升過程中各分支鋼絲繩所受的拉力不等,分別為S1' S2'……,Sm'。它們的總和應當等于Q。
即:Q= S1' + S2'……+ Sm'……………………………………………………(1)
式中,S1'一有阻力上升時,卷筒鋼絲繩所受拉力;S2'……Sm'一有阻力上升時,定滑輪系各分支鋼絲繩所受拉力;Q一所吊重物的重量;m一滑輪組倍率。
又由于S2'= S1'η
…………
Sm'= S1'ηm-1
式中,η一滑輪的效率,將其代人(1)式可得卷筒鋼絲繩所受拉力
S1'=Q (1-η)/(1-ηm) …………………………………………………………(2)
由圖1可知定滑輪系鋼絲繩所受拉力為
S2'+S3'+…………Sm'= Q- S1'= Q-Q(1-η)/(1-ηm)……………………………(3)
當滑輪無阻力上升時
卷筒鋼絲繩所受拉力S1為:
S1=Q/m …………………………………………………………………………(4)
定滑輪系鋼絲繩所受拉力為
S2+S3+……+ Sm=Q(m-1)/m ………………………………………………… (5)
式中,S2、S3……Sm為定滑輪系無阻力時各鋼絲繩所受拉力。
因此,滑輪無阻力與有阻力上升時的鋼絲繩拉力存在誤差。
卷筒誤差為式(4)-(2)
S1-S1'=Q(1-ηm- m+ mη)/ m(1-ηm)……………………………………… (6)
定滑系上的誤差為(5) -(3)
即:(S2+S3+……+ Sm)-(S2'+S3'……+ Sm')
=-(1-ηm- m+ mη)/[ m(1-ηm)]……………………………………… (7)
比較式 (6)與 (7),我們發現在上升時,安裝在定滑輪系上與安裝在卷筒系上的傳感器受力測量誤差值是相同的,只是在符號上相反,對測量數據來說,數據的正號與負號只是說明了數值偏差的方向。因此可以說明,在上升時,傳感器安裝在定滑輪系上與卷筒上的測量精度是相同的。當滑輪有阻力下降時,同理可得出同樣的結論。因此可以說明,無論將傳感器安裝在二者何處測量效果是一樣的。