1.过载保护装置的优化
传感器精度提升:采用高精度的压力传感器或应变片来测量吊车的负载。例如,选用精度可达0.1%的高精度压力传感器,能够更准确地感知负载重量,避免因传感器误差导致过载判断失误。
动态过载监测:除了静态负载监测,还要考虑吊车在起吊过程中的动态过载情况。可以通过安装加速度传感器,结合负载重量,利用动力学原理建立动态负载模型。当吊车在加速、减速或摆动过程中,实时计算并监控负载是否超过安全限度,一旦接近或超过设定阈值,立即触发警报并停止起吊动作。
过载保护响应机制升级:在检测到过载后,不仅要停止起吊操作,还应设置分级响应机制。比如,轻微过载时,发出警报并限制起吊动作,允许操作员在安全范围内调整负载;严重过载时,除了停止操作外,还应自动启动安全制动装置,将负载安全地固定在当前位置,防止负载突然坠落。
2.限位装置的改进
多维度限位设计:在传统的高度限位基础上,增加角度限位和伸展长度限位。对于吊车的起重臂,通过安装角度传感器,监测起重臂的仰角和旋转角度,防止起重臂过度伸展或旋转到危险角度。对于伸缩式起重臂,采用高精度的线性位移传感器来精确测量其伸展长度,确保在安全范围内工作。
智能限位算法:利用计算机算法对限位数据进行处理和分析。例如,采用模糊逻辑控制算法,综合考虑吊车的速度、加速度、负载等因素,动态调整限位阈值。当吊车在高速运行或重载情况下,提前触发限位警报,预留足够的安全余量,避免因惯性等因素导致超出限位。
冗余限位系统设计:设置主、副两套限位系统,主限位系统采用高精度的电子传感器和先进的控制算法,副限位系统采用机械限位装置作为备份。当主限位系统出现故障时,副限位系统能够立即接管,确保吊车不会超出安全操作范围。例如,在高度限位方面,主限位采用激光测距传感器,副限位采用机械碰撞式限位开关。
3.防倾翻装置的加强
实时重心监测系统:在吊车底盘和起重臂等关键部位安装多个重力传感器,通过实时监测吊车各部分的重量分布,计算出吊车的重心位置。结合吊车的姿态(如车身倾斜角度、起重臂角度等)信息,利用数学模型预测吊车的倾翻风险。当重心偏移接近危险阈值时,及时发出警报并采取相应的安全措施,如限制起重臂的动作或调整吊车的支撑位置。
稳定支撑系统优化:对吊车的支腿设计进行改进,采用可自动调节长度和角度的液压支腿。在吊车作业前,通过传感器检测地面平整度和承载能力,自动调整支腿的长度和角度,使吊车保持水平稳定状态。同时,在支腿底部安装压力传感器,实时监测支腿的受力情况,当某个支腿受力过大或过小,表明吊车可能处于不稳定状态,此时应立即停止操作并进行调整。
防倾翻预警与联动控制:建立防倾翻预警系统,当监测到倾翻风险增加时,除了发出警报外,还应与吊车的其他安全装置和控制系统进行联动。例如,与起吊动作控制系统联动,自动降低起吊速度或限制起重臂的伸展;与行走控制系统联动,禁止吊车在高倾翻风险下进行行走或转向操作。
4.安全装置的集成与智能化
安全装置集成管理系统:将过载保护装置、限位装置、防倾翻装置等各种安全装置通过工业网络(如CAN总线或以太网)连接到一个中央控制系统。在中央控制系统中,对各安全装置的数据进行集中采集、分析和管理,实现安全装置之间的信息共享和协同工作。例如,当过载保护装置触发时,中央控制系统可以同时通知限位装置和防倾翻装置调整相应的保护策略。
智能诊断与故障预测:利用人工智能和大数据技术,对安全装置的运行数据进行分析。通过建立故障诊断模型,能够及时发现安全装置的潜在故障。例如,通过分析压力传感器的历史数据,识别出传感器可能出现的漂移或故障趋势,提前进行维护或更换。同时,利用机器学习算法对吊车的工作状态和安全风险进行预测,为操作员提供更加精准的操作建议。
远程监控与维护支持:为吊车安全装置配备远程监控系统,通过无线通信技术(如4G/5G网络)将安全装置的运行数据传输到远程监控中心。在监控中心,技术人员可以实时查看吊车安全装置的状态,当出现异常情况时,能够及时提供远程技术支持,指导现场人员进行故障排除。此外,还可以通过远程软件更新,及时为安全装置升级固件和算法,提高其安全性和性能。
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