起重机减摇技术

起重机减摇技术

茹信涛

广州起重机械有限公司

摘要：减摇技术减少了物件的摆动，提高了生产过程的安全性，效率提高，提高定位精度，在起重机工作时，大车、小车机构的启动和停止以及加减速过程中会导致所悬挂的载荷产生摆动，这不仅降低了生产效率也对工作人员和相关设备带来了极大的安全隐患。

起重机减减摇技术初开始使用为减轻重物对起升机构重钢丝绳与卷筒及滑轮组的摩擦，减轻零部件磨损，提高机构的使用寿命。随着时间的推移，起重机在大型物件的搬运过程中的要求效率的提高、堆垛精度提升，起重机减摇技术也在不断的创新。

关键字：起重机 减摇 电气减摇 半机械减摇 机械减摇 钢丝绳减摇

1、钢丝绳减摇技术

钢丝绳减摇技术在使用比较多的场合为码头的卸船桥机作业过程中，由于大、小车运行速度产生的加速度与制动时产生的惯性力，因此吊具下的集装箱在以上作用下发生较大的摇晃，降低了工作效率，为了降低摇晃，提高工作效率，吊具的减摇系统一直在港机设计中不断创新，最初的四绳缠绕方式为普片的存钢丝绳方式，结构简单只通过钢丝绳在车架与吊具之间滑轮钢丝的缠绕，通过增加吊点的面积及钢丝绳相互之间力的相互抵消达到减摇目的，其维护方便，有效降低了吊具的摇晃。钢丝绳减摇出了在港机上使用，在桥/门机上主要用在电磁起重机、集装箱龙门起重机用于装卸集装箱（见图1）。但劣势也很明显：减摇效果并不是非常好，普片存在空间比较大，且钢丝绳经多次的转向缠绕，  钢丝绳的选型与使用寿命也是一个比较大的考验。设计过程中需要注意钢丝绳  的夹角，钢丝绳与钢丝绳之间的相互方向，尽量使其相互产生制约，根据钢丝绳直径选择正确的滑轮槽与滑轮直径，增强钢丝绳的使用寿命

2、机械半减摇技术

机械半减摇技术为借助局部轴销配合，对起重机大、小车运行时，减少物体的摆动，其中实现的形式有单条与多条配合使用都可以，杆的形状多为圆柱形与放行，杆的顶端一般配合一定的锥度配合，以便运行时更好的倒入到指定位置。为了更好的实现减摇的效果，这个方式一边还会与钢丝绳减摇共用，加强减摇效果。技术部在使用过程中总结为，该减摇方式使用在设备要求起升高度有要求，整机重量要求减轻的情况下使用较好，因为只能在指定的位置上作出减摇效果，所以该方式会影响设备整体的效率，定位精度也不能达到较高的水平。暂时我们用在比较多的地方为钢板吊运，钢卷吊具的场合。

3、机械全刚性减摇技术

全减摇系统采用多节相同形状不同界面的套筒形式，常见的形式为圆形与正方形，相对运动位置增加滚轮，接触面采加工形式，以上形式与汽车吊的大臂伸缩原理相识，其运动方式可以分为单节独立运行与多节同时运行的方式，整体成型后机加工，可以达到的定位效果精准。在核工业的项目的定位中使用比较成功，优点为定位精度准确，缺点为因为整体的刚性需要比较足，高度需要达到的定位精度要求，整体的重量比较重，设备起升机构的计算需要在原起升重量上额外增加。同时因起重高度要求，节数的增多也会对精度有一定的影响。使用全刚性减摇系统的时候一般不与电气减摇同时使用。

4、电气减摇技术

近年来电气减摇多与智能起重机一同出现，减摇控制系统功能可根据起重机的运行状态，控制起重机大小车加速与减速，实现负载减摇。当打开电子减摇系统后，在任何操作状况下起重机均能保证钢板的平稳转运，减少被吊钢板与车间其他设备的碰撞情况，提高生产中的效率和安全。

智能起重机减摇摆控制是利用钟摆原理，通过修改发给电气控制系统的速度命令信号而连续限制摆动。通过检查吊钩的起升高度来计算摆动的角度，然后通过给定的加速度和减速来抵消摆角。当物体在达到设定的速度或者停止摆动很小或者基本没有摆动。起重机电子减摇摆技术可以减止起重机在大、小车运行的负载的惯性冲击带来的吊钩摇摆；减摇功能可以实现起升高度全程范围内的减摇；减摇功能独立设置一个负载高度的旋钮，可以根据负载的高度不同选择不同的高度，能更精确的控制负载的绳长，能更精确的控制摇摆的角度；减摇功能可以控制摇摆的角度在正负0.25度，减摇功能在操作器上设置独立的开关用于是否激活该功能；减摇晃功能可以让操作人员不要手动调整控制摇摆的角度，可以提高整个搬运过程的稳定性、准确性。

闭环减摇网络图

开环减摇网络——变频器减摇减摇摆功能优势：

成本节约，无需增加变频器选购件，无需配置减摇专用角度传感器。适应性广，速度开环或闭环控制、V/f或矢量控制，平移机构或回转机构均可适用。系统简单，无需复杂的信号连接，即使起升不采用变频器亦可实现减摇效果。调试便捷，参数设置极少，一键设定即可。开环减摇的技术即可超越传统的机械减摇以及简单的闭环减摇控制。起升变频器如要进行自动绳长计算，必须配置编码器。外部其他（制动单元），根据实际工况选择，如大小车变频器制动单元配置不良，会影响减摇效果。开环控制简单有效，市场贵广潜力比较大。

开环减摇网络

新型减摇摆控制系统包括摆角测量装置和模糊控制装置，摆角测量装置包括处理器、无线传输模块、两个单轴倾角传感器，模糊控制装置包括模糊控制器、无线接收模块、通信模块。相互垂直布置的两个单轴倾角传感器封装在摆角测量装置内，两个单轴倾角传感器均与处理器信号连接，处理器与无线传输模块信号连接，无线传输模块与无线接收模块信号连接，无线接收模块与模糊控制器信号连接，模糊控制器与通信模块信号连接，大车的主控制器和起升机构的主控制器均与通信模块信号连接。此减摇摆控制系统适合恶劣的工作环境，可以抑制垃圾抓斗起重机运行时抓斗的摆动。

5、结论

     综上所述，起重机减摇装置的选取，是根据设备的使用情况、现场条件、设备工作效率、设备定位精度要求、设备制作成本等综合选取，按需选取适当选取减摇装置对设备的安全性等具有重大意义。