超載限制器(又稱起重量限制器)是安裝在起重機(jī)、電動葫蘆、升降機(jī)等起重設(shè)備上的安全保護(hù)裝置,核心作用是實時監(jiān)測設(shè)備的負(fù)載重量,當(dāng)負(fù)載達(dá)到或超過額定值時,發(fā)出聲光報警并自動切斷設(shè)備的起升動力回路,防止因超載引發(fā)的設(shè)備損壞、結(jié)構(gòu)變形甚至墜物事故,是起重機(jī)械必備的安全部件之一。
超載限制器基于力 - 電信號轉(zhuǎn)換原理工作,主要分為傳感器檢測和控制器處理兩個核心環(huán)節(jié):
載荷檢測
傳感器(核心檢測元件)安裝在起重設(shè)備的受力部位(如鋼絲繩卷筒軸、吊鉤滑輪組、主梁應(yīng)力點),當(dāng)重物起升時,受力部位產(chǎn)生彈性變形或壓力變化,傳感器將這種機(jī)械力信號轉(zhuǎn)換為電信號(電壓、電流或頻率信號),并傳輸給控制器。
常用傳感器類型:拉力傳感器、壓力傳感器、銷軸傳感器、應(yīng)變式傳感器。
信號處理與控制
控制器接收傳感器的電信號后,通過內(nèi)部電路將信號放大、濾波,并與預(yù)設(shè)的額定載荷值進(jìn)行對比:
當(dāng)負(fù)載≤額定載荷的 90% 時,設(shè)備正常運行,無任何提示;
當(dāng)負(fù)載達(dá)到額定載荷的90%~100% 時,控制器觸發(fā)預(yù)警,發(fā)出聲光提示,提醒操作人員注意;
當(dāng)負(fù)載超過額定載荷的100%~110% 時,控制器立即切斷起升機(jī)構(gòu)的上升動力回路,禁止設(shè)備繼續(xù)起升,但保留下降、變幅、回轉(zhuǎn)等動作,便于操作人員卸載減重;
部分高端型號還會將載荷數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)智能化管理。
超載限制器為機(jī)電一體化設(shè)備,主要由 4 大核心部件組成:
載荷傳感器
直接感知負(fù)載重量的關(guān)鍵部件,需具備高精度、高穩(wěn)定性和抗干擾能力,材質(zhì)多為合金鋼,表面經(jīng)防腐處理,適配戶外、高粉塵等惡劣工況。
控制器(主機(jī))
系統(tǒng)的 “大腦”,內(nèi)置 CPU、信號處理模塊、繼電器輸出模塊和顯示模塊。功能包括:信號采集與運算、載荷值顯示、報警閾值設(shè)定、故障自診斷、控制指令輸出。
顯示與報警裝置
連接與附件
電纜線:用于傳感器與控制器、控制器與報警裝置的信號傳輸,需選用耐磨、耐油、抗干擾的屏蔽電纜;
安裝支架、緊固件:用于固定傳感器和控制器,需根據(jù)設(shè)備型號定制,保證安裝精度;
校準(zhǔn)砝碼 / 工具:用于設(shè)備安裝后的精度校準(zhǔn),確保檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
超載限制器的分類方式多樣,按安裝位置和檢測原理的分類最為常用,具體如下:
選擇和校準(zhǔn)超載限制器時,需重點關(guān)注以下核心參數(shù):
額定載荷范圍:需與起重設(shè)備的額定起重量完全匹配,例如 10t 起重機(jī)需選用量程為 0~12t 的限制器(預(yù)留 20% 余量)。
精度等級:衡量檢測準(zhǔn)確性的指標(biāo),行業(yè)常用精度為 **±2%**(國標(biāo)要求不低于 ±5%),精密設(shè)備可選用 ±1% 的高精度型號。
報警閾值:可通過控制器設(shè)定,常規(guī)設(shè)定為:預(yù)警閾值 = 90% 額定載荷,超載保護(hù)閾值 = 105%~110% 額定載荷。
響應(yīng)時間:從負(fù)載達(dá)到閾值到發(fā)出控制指令的時間,需≤0.5s,確保及時切斷動力。
防護(hù)等級:根據(jù)使用環(huán)境選擇,戶外設(shè)備需≥IP54(防塵防濺),潮濕或多粉塵環(huán)境需≥IP65(防塵防水)。
工作電壓:適配起重設(shè)備的電氣系統(tǒng),常見為 AC 220V/380V,或 DC 24V(適用于防爆設(shè)備)。
傳感器需安裝在設(shè)備的主要受力部位,且安裝面需平整、清潔,避免應(yīng)力集中;
電纜線需固定牢固,遠(yuǎn)離動力線、變頻器等強(qiáng)干擾源,防止信號失真;
控制器需安裝在操作人員便于觀察的位置(如駕駛室、操作面板旁),避免陽光直射和劇烈振動。
超載限制器安裝后必須進(jìn)行精度校準(zhǔn),否則無法保證保護(hù)效果,步驟如下:
空載校準(zhǔn):設(shè)備空載時,啟動控制器,將顯示值清零,確保零位準(zhǔn)確;
加載校準(zhǔn):用標(biāo)準(zhǔn)砝碼或已知重量的重物,依次加載至額定載荷的 30%、50%、80%、90%、100%、105%,記錄控制器顯示值,與實際重量對比,通過控制器的校準(zhǔn)按鈕調(diào)整偏差;
報警與保護(hù)測試:加載至 90% 額定載荷,檢查預(yù)警功能是否正常;加載至 105% 額定載荷,檢查是否切斷起升回路,保護(hù)功能是否可靠。
定期校準(zhǔn):正常工況下每 6 個月校準(zhǔn)一次;惡劣工況(高溫、高濕、頻繁超載)每 3 個月校準(zhǔn)一次;
清潔與檢查:定期清理傳感器表面的灰塵、油污,檢查電纜線是否破損、接頭是否松動;
故障排查:若出現(xiàn)顯示不準(zhǔn)、報警失靈,需檢查傳感器是否損壞、接線是否接觸不良,或聯(lián)系廠家進(jìn)行維修。
超載限制器是起重機(jī)械安全規(guī)程強(qiáng)制要求安裝的裝置,廣泛應(yīng)用于:
通用起重設(shè)備:橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、電動葫蘆、懸臂吊;
工程起重設(shè)備:塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、隨車吊、履帶吊;
升降運輸設(shè)備:施工升降機(jī)、貨物升降平臺、電梯;
特種起重設(shè)備:冶金起重機(jī)、防爆起重機(jī)、港口集裝箱起重機(jī)。