力矩限制器的工作原理.pdf

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1、力矩限制器的工作原理什么是力矩限制器?力矩限制器，通俗講，就是裝在起重機(jī)上，限制起重機(jī)不要超過額定設(shè)計(jì)力矩的裝置，英文名稱是LoadMomentIndicator（力矩顯示器），簡稱LMI。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國際上起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)不再用LMI來稱呼起重機(jī)的安全系統(tǒng)，而是取代為SafeLoadIndicator(安全負(fù)載指示器)，簡稱SLI。安全負(fù)載指示器（SLI）是一種安裝在起重機(jī)上的裝置，用于在載荷超過起重機(jī)的安全工作范圍時(shí)警告操作員。在某些情況下，設(shè)備會(huì)在確定為不安全的情況下物理鎖定機(jī)器。SLI系統(tǒng)通常由連接到起重機(jī)本身各種

2、傳感器的微處理系統(tǒng)組成。SLI測量吊臂的角度和長度以及負(fù)載重量，并將其與制造商的技術(shù)規(guī)格進(jìn)行比較以確定起重工作是否安全。安全負(fù)載指示器（SLI）具有檢測任何提升裝置的角度，負(fù)載提升重量和半徑的能力。它控制起重設(shè)備按照制造商設(shè)計(jì)的載荷圖（性能表）保持起重機(jī)的正常工作。由于使用習(xí)慣的原因，下面統(tǒng)稱為力矩限制器或者力限器。起重機(jī)配備有多個(gè)傳感器，用于測量各個(gè)參數(shù)，然后將這些參數(shù)經(jīng)過計(jì)算進(jìn)一步顯示在駕駛室內(nèi)供操作者參考，如下圖：力矩限制器的用途幾乎所有的現(xiàn)代起重機(jī)都有超載保護(hù)(超載限制)和力矩保護(hù)的功能，力矩限制器廣泛使用于移動(dòng)起重機(jī)

3、、港口起重機(jī)、門座式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、港口海工船舶起重機(jī)和消防和高空作業(yè)車輛。力矩限制器的工作原理由于屬于偏門和小眾的市場，曾經(jīng)，力矩限制器顯得很神秘，被俗稱為吊車電腦。其實(shí)，力矩限制器(SLI)的核心算法非常簡單，就是一個(gè)公式：∑M=0∑M=M自重+M吊裝-M變幅油缸-M卷揚(yáng)=0在這個(gè)計(jì)算模型里面，已知的變量有：支點(diǎn)，吊臂自重，起重機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)，其余都是未知變量。未知變量可以通過用傳感器測量與計(jì)算得出，其中：油缸的壓力=油壓(p)x活塞的面積(A)通過用油壓傳感器測量油壓，活塞面積看看圖紙就知道了。油缸相對于支點(diǎn)的力矩半

4、徑R(油缸)，通過查圖紙F(tuán)(自重)：通過查圖紙，或計(jì)算得出F(臂架自重)相對于支點(diǎn)的半徑R(自重)這個(gè)稍微麻煩一點(diǎn)，由于伸縮臂起重機(jī)半徑不好直接測量，所以通過測量臂架長度L和角度θ，然后R=L*cos(θ)。對于有的伸縮臂起重機(jī)，制造商可以通過其他傳感器和邏輯計(jì)算來計(jì)算出半徑R，但原理都是一樣的。F(吊裝)相對于支點(diǎn)的半徑(吊重)，參照上面R(自重)……現(xiàn)在唯一剩下的變量就是：F吊重和F卷揚(yáng)拉力F吊重=n*F卷揚(yáng)拉力n=吊裝倍率（根據(jù)工況不同，看實(shí)際起重機(jī)就能夠知道的已知量）其實(shí)最理想的吊重測量方式就是在吊鉤和吊機(jī)上裝傳感器來

5、直接測量了，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和信號(hào)傳輸困難（想一下，吊鉤要不停地上下，如果布線……）。有的廠家能夠通過使用三滑輪測力傳感器測量出鋼絲繩的拉力F卷揚(yáng)拉力，但由于三滑輪測力傳感器本身的誤差大穩(wěn)定性差的原因，目前的制造商基本不再測量鋼絲繩的拉力。怎么辦？再看一下∑M=0，起重機(jī)達(dá)到平衡狀態(tài)，力矩平衡…在這個(gè)公式中，唯一的未知量就是F吊重（或者F卷揚(yáng)拉力，這兩個(gè)是個(gè)倍率關(guān)系），根據(jù)上面的方程就能夠計(jì)算出吊重。所以，大部分按照力矩來設(shè)計(jì)的起重機(jī)所起吊的重物的重量是通過間接測量和計(jì)算而得出的。難怪有的用戶時(shí)常要抱怨，吊車力矩限制器吊重顯示

6、不準(zhǔn)，尤其是大吊車吊小東西的時(shí)候?？戳松厦娴牧叵拗破鞯墓ぷ髟砟軌蛎靼?，這有情可源，各種傳感器和結(jié)構(gòu)參數(shù)的誤差最后都累積到計(jì)算出來的吊重上，更不要說機(jī)械結(jié)構(gòu)本身的摩擦力等因素的影響。關(guān)于這個(gè)，其實(shí)相關(guān)的國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定，相對比較復(fù)雜一點(diǎn)，就不討論了。只需要記住一點(diǎn)：力矩限制器不是電子秤，力矩限制器是安全系統(tǒng)，不是稱重裝置。計(jì)算出來了，并沒有完事，力矩限制器還需要把測量和計(jì)算出來的數(shù)據(jù)和額定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（性能表）進(jìn)行比較……如果實(shí)際數(shù)據(jù)小于設(shè)計(jì)額定數(shù)據(jù)：一切正常如果實(shí)際數(shù)據(jù)開始接近設(shè)計(jì)額定數(shù)據(jù)：預(yù)警和報(bào)警如果實(shí)際數(shù)據(jù)達(dá)到或

7、超過設(shè)計(jì)額定數(shù)據(jù)：報(bào)警、輸出、切斷或啟動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（譬如液壓閥）總結(jié)一下，到此為止，力矩限制器的核心功能就是測量相關(guān)參數(shù)、進(jìn)行計(jì)算、然后比較…..輸入：測量、參數(shù)輸入、鎖定機(jī)器、打強(qiáng)制等等核心:計(jì)算+比較輸出：顯示測量和計(jì)算參數(shù)、聲光報(bào)警、電信號(hào)輸出力矩限制器的其他功能當(dāng)然現(xiàn)代力矩限制器除了具備以上核心功能外，還有一些提高工作效率方便工作的輔助功能，主要有：-虛擬墻（幅度和高度限制等）-臂架控制-支腿控制-調(diào)試-診斷-數(shù)據(jù)記錄-其他控制功能-……如果看完這篇文章，您還是有一些不太明白，沒關(guān)系，您只需要記住四個(gè)字母：∑M=0