维普资讯 http://www.cqvip.com 使用维修 塔机弓板式力矩器的分段使用 王 乔 冯功斌 商云霞 １检测调试中存在的问题 弓板式力矩器是小车变幅塔机常用的力矩 器，其作用原理是通过放大起重力矩作用在塔 顶主弦杆的应变来控制起重力矩，当应变超过设计 值，行程开关动作切断起升及向外变幅电路。我们 在按照ＧＢ，ｑ＂９４６２－－１９９９《塔式起重机技术条件》 对弓板式力矩器（以下简称器）进行检测 时经常出现如下问题：在塔机起重臂最大幅度处调 试好并检验合格后，在最大起重量允许的最大幅度 处（起重力矩曲线拐点位置），器往往不能保 证在额定起重力矩的１００％～１１０％之间断电，起 重力矩在塔机工作幅度范围内对塔顶主弦杆产生的 应变不同，器放大后的变形有差别，调试困 难。 ２对额定起重力矩曲线确定方法的分析 塔机是按照额定起重力矩设计的，即塔机在工 作幅度内各点的额定起重量与吊具重量之和对塔机 产生的额定力矩是恒定的。但在设计中，有的对塔 机回转中心为恒力矩，也有的对塔机起重臂臂根铰 点为恒力矩，因而产生了不同的结果。对两种情况 分析如下。 （１）额定起重力矩对塔机起重臂臂根铰点为恒 力矩时 Ｍｚ＝（Ｑ＋ｑ）×（Ｒ—ｒ） 式中： 尺——塔机工作幅度，ｍ； ，．——起重臂臂根铰点到塔机回转中心的 距离，ｍ； Ｑ——工作幅度为尺时对应的额定起重 量，ｋＮ； ｑ——吊具重量，ｋＮ； Ｍ＿Ｚ——额定力矩（常数），ｋＮ・ｍ。 器安装在塔顶前主弦杆上，如图１。在塔 机 作时额定力矩Ｍｚ通过起重臂拉杆（拉力为 弓板 图１ Ｔ）传递到塔顶使器受压。 对塔机起重臂臂根铰点（如图１中０点）取 矩平衡： Ｍｏ＝Ｔ×ＬｏＢ×ｓｉｎＯ 一（Ｑ＋ｑ）×（尺一ｒ）＝０ Ｔ＝ ＝ ｇ ｚ 式中Ｍｚ和Ｌ∞×ｓｉｎ０均为常数，故起重臂拉 杆拉力Ｔ在塔机工作幅度范围内也为常数，Ｔ在 塔顶前主弦杆上产生的应变为恒定值，弓板的变形 也为恒定值，器没有理论误差。 （２）额定起重力矩对塔机回转中心为恒力矩时 Ｍｚ ＝（Ｑ＋ｑ）×Ｒ 对塔机起重臂臂根铰点取矩平衡： ２＿２ Ｍｏ＝Ｔ×ＬｏＢ×ｓｉｎ０ 一（Ｑ＋ｑ）×（Ｒ—ｒ）＝０ 们： ＝ （Ｑ±垡２ （ 二 ２一 （ ＝ ） ＬｏＢ×ｓｉｎ０×Ｒ —ＬｏＢ×ｓｉｎ０ Ｒ 设系数Ｋ： 式中Ｍｚ 和Ｌ∞×ｓｉｎ０均为常数，起重臂拉杆 拉力Ｔ在塔机工作幅度范围内受系数Ｋ的变化影 响，其中ｒ一般为塔机最大工作幅度的１／５０，为 最大起重量允许的最大工作幅度的１／１０。 则在起重臂最大幅度处： Ｋ： ： 一ｏ．９８ 建筑机械２Ｏ。２ ｆ８Ｉ 维普资讯 http://www.cqvip.com 使用维修 在最大起重量允许最大幅度处： ｒ Ｒ一旦、 Ｋ： ： 百 ：０．９０ 对塔机回转中心为恒力矩时，由于额定起重力矩在 最大起重量允许的最大幅度处对器产生的变形 要比起重臂最大幅度处小８％，器两个行程开 所以起重臂拉杆拉力Ｔ在塔顶前主弦杆上产 生的应变及弓板的变形，在最大起重量允许最大幅 度处比起重臂最大幅度要小８％，器理论误差 关要分别调试，ＳＱ１比ＳＱ２要调小８％。由于 ＳＱ１与ＳＱ２串联，其中一个开关先起作用时即断 电，起重量Ｑ达不到额定值。 为８％。在这种情况下，塔机工作幅度范围内 器很难调试在额定起重力矩的１００％～１１０％之间 为此，增加一个区分幅度范围的开关ＳＱ，并 将其连接在ＳＱ１两端电路上（见图２），使ＳＱ１ 断电。 当塔机为双拉杆水平臂时，如图１中双点划线 所示，在塔机工作时额定力矩Ｍｚ通过起重臂拉杆 拉力Ｔ】和Ｔ２传递到塔顶使器受压。由于双 拉杆水平臂为一次超静定结构，需要根据变形协调 条件和力矩平衡条件联立方程式求解Ｔ１和Ｔ２， 而Ｔ１和Ｔ２因起重臂０Ｄ段和ＤＣ段的截面积Ａ、 惯性矩，及前后拉杆的截面积Ａ１、Ａ２等的不同而 变化，所以当塔机为双拉杆水平臂时，不论额定起 重力矩对塔机回转中心为恒力矩，还是对塔机起重 臂臂根铰点为恒力矩，均不能保证在塔机工作幅度 范围内起重臂拉杆拉力Ｔ】和Ｔ２作用在塔顶前主 弦杆上的应变为恒定值，弓板的变形呈一定规律变 化，也存在理论误差，器很难调试。 ３ 弓板式力矩器的分段使用 由于上述原因，多数情况下器存在理论误 差，调试困难，对器分段使用是一个解决的办 法。 在力矩器弓板上一般安装两个行程开关， 如图２所示ＳＱ１及ＳＱ２，ＳＱ１在最大起重量允许 １ ２ 图２ 的最大幅度处调试，ＳＱ２在起重臂最大幅度处调 试。以单拉杆水平臂架塔机为例，当额定起重力矩 建筑枧械２ｏｏ２ ｌ８》 与ＳＱ２分段工作。ＳＱ开关可通过对贵阳产ＤＸＺ 型多功能变幅行程器加以改造，将标准记忆凸 轮改为加长记忆凸轮，如图３。当变幅小车运行到 后段幅度范围时（可以选取最大起重量允许的最大 幅度至起重臂最大幅度的１／２处为区分点），加长 记忆凸轮顶住开关ＳＱ，常闭触点打开，ＳＱ１可以 起作用，使最大起重量允许最大幅度处器正常 工作；当变幅小车运行到前段幅度范围时，加长记 忆凸轮松开开关ＳＱ，常闭触点闭合，ＳＱ１短路， 只有ＳＱ２工作，使起重臂最大幅度处器正常 工作。 轮 轮 图３ 由于弓板式力矩器是直接通过放大起重力 矩作用在塔顶主弦杆的应变来控制起重力矩，其准 确性、可靠性要高于电子式力矩器，缺点是在 塔机工作幅度范围内对各种额定起重力矩的适应性 差，在检测中精度低、易超差。只要我们根据各种 额定起重力矩作用在塔顶主弦杆的应变变化规律对 器分段使用，就可以有效地提高弓板式力矩限 制器的精度，发挥其高可靠性、低成本的优势性。 王乔、冯功斌、商云霞，山东省建筑科学研究院，２５００３１ 山东省济南市天桥区无影山路２９号 收稿日期：２００１—１ ２—１ ８ 编 辑：孔庆璐 ５５
