GB/T 24817.4-2009 臂架起重机控制装置布置标准

📌GB/T 24817.4-2009《起重机械 控制装置布置形式和特性 第4部分:臂架起重机》是臂架类起重机控制装置布置的专项标准。标准针对门座起重机、桅杆起重机、浮式起重机和甲板起重机等臂架类起重机操作复杂、机构多的特点,细化了控制装置的布置和操作方向要求,对应ISO 7752-4:1989(MOD)。

GB/T 24817.4-2009是起重机控制装置布置系列标准的第4部分,针对臂架起重机的结构特点和控制要求,对控制装置的分类、布置和操作特性进行了专项规定。以下对该标准的核心要求进行解读。

GB/T 24817.4-2009臂架起重机控制装置布置


标准定位与臂架起重机特点

GB/T 24817.4-2009是GB/T 24817系列的第4部分,专门针对臂架类起重机。与桥门式和流动式起重机相比,臂架起重机通常具有更多操作机构:除了起升、回转和变幅三大机构外,门座起重机还有大车行走和回转平台回转联动控制,浮式起重机需考虑船体纵倾和横倾补偿控制,甲板起重机通常为全回转液压驱动。臂架起重机的操作站通常位于门架上部或回转平台上,具有良好的全方位视野但操作空间受限。标准针对这些特点对控制装置的布局、操作特性和功能分区做了细化。

控制装置功能分区

标准要求臂架起重机的控制装置按功能划分为以下区域:起升控制区——起升机构操纵杆、制动器控制按钮、钢丝绳卷扬速度选择开关;回转控制区——回转操纵杆、回转制动按钮、自由滑转切换开关;变幅控制区——变幅操纵杆(或按钮)、幅度限制器联动装置;行走控制区(门座起重机)——大车行走操纵杆、夹轨器控制开关、锚定装置控制;辅助控制区——风速仪显示屏、力矩限制器面板、通信设备、喇叭按钮、照明开关。各功能区的物理间距不小于50mm,不同功能的操纵杆在形状、颜色或尺寸上应有区分,便于操作人员盲操时通过触觉辨别。

起升控制
右手/主杆
后拉上升
回转控制
左手/辅助杆
左右推回转
变幅控制
同侧区分
前后推变幅
行走控制
独立控制
大车行走
辅助显示
力矩/风速/角度
正前方面板
紧急停止
红色蘑菇头
司机室+遥控

操作方向特性细化

在总则规定的操作方向基础上,标准针对臂架起重机的特殊机构做了细化:起升机构——操纵杆向后拉为起升(吊钩上升),向前推为下降。对于具有主钩和副钩两套起升系统的门座起重机,主副钩的操纵杆应左右并排布置,主钩在左、副钩在右,操作方向一致。变幅机构——操纵杆向后拉为幅度减小(吊臂抬起),向前推为幅度增大(吊臂放下)。对于采用钢丝绳变幅的臂架起重机,下降方向的”超速”保护尤为重要,变幅下降速度不得超过上升速度的1.2倍。回转机构——操纵杆向左推为左回转,向右推为右回转。门座起重机回转范围通常为360°连续回转,但应设回转角度限位和回转区域禁止标识。大车行走——操纵杆(或按钮)向前推为向前行走,向后拉为向后行走。

门座起重机特殊控制

门座起重机是应用最广的臂架起重机之一,标准对其特有控制功能做了规定:门座起重机的行走机构通常有8~16个车轮,由多台电动机驱动。标准要求行走控制器应能实现四角分别微调控制(用于在轨道上精确调整起重机位置)。门座起重机应设夹轨器和锚定装置与行走控制器的电气联锁。对于装卸用门座起重机(抓斗工况),起升和开闭两个卷筒的联动控制应设置”双卷筒同步”和”独立操作”两种模式选择。抓斗的挖掘和提升动作宜采用单杆控制(一个操纵杆同时控制起升和开闭两个卷筒的配合动作)。克鲁德重工在门座起重机控制台中按标准优化布局,各操纵杆行程阻尼手感经过细致调校,操作8小时以上无疲劳感。

机型 主要控制数量 特殊控制 操作位置
门座起重机 5~8个操作杆 抓斗单杆控制+行走四角微调 高处回转司机室
桅杆起重机 3~5个操作杆 缆风绳张力监控 地面操作台
浮式起重机 4~6个操作杆 船体纵倾补偿+升沉补偿 高处司机室
甲板起重机 3~4个操作杆 液压系统比例控制 独立操纵室
Railway Crane 4~5个操作杆 轨道制动+限界监控 旋转司机室

安全防护控制装置

标准对臂架起重机的安全防护控制装置提出以下要求:力矩限制器(LMI)——应实时监控当前载荷、额定载荷、载荷率、幅度和臂架角度,当载荷率达到90%时发出预警,100%时切断危险方向。风速仪——门座和浮式起重机必须配备风速仪,风速超过工作允许值时(通常20m/s)发出声光报警并自动停止相关机构。幅度限位器——变幅机构应设双级幅度限位(减速限位和停止限位)。回转角度限位——对于有限回转范围的臂架起重机(非全回转机型)应设回转限位并设缓冲停止器。紧急停止——应在司机室和地面操作位均设置紧急停止按钮。


臂架起重机控制装置布置对照表

以下对照表列出了臂架起重机控制装置布置对照表的核心参数配置,供选型和使用人员参考。

控制装置 臂架工况 布置位置 操作方向
主卷扬操纵杆 起升/下降 右手侧 前升后降
变幅操纵杆 臂架俯仰 左手侧 前仰后俯
回转操纵杆 臂架回转 左/右手侧 前左转后右转
紧急停止 全车断电 正前方 红色蘑菇头

Frequently Asked Questions

问:臂架起重机控制装置数量为何多于桥门式起重机?
答:臂架起重机(特别是门座起重机)通常需要操作的动作更多:桥门式起重机只需控制起升、大车、小车三个方向,而门座起重机需要控制起升、回转、变幅、大车行走四个主方向,抓斗工况还需同步控制起升和开闭两个卷筒。此外还有夹轨器、锚定、风速报警等辅助控制,总操作装置数量通常比桥门式起重机多40%~60%,对控制台布局的人机工程要求更高。
问:门座起重机的”四角微调”功能是什么?
答:门座起重机在轨道上行走时,由于轨道不平、车轮磨损不一致等因素,容易出现”啃轨”现象。标准要求行走控制具有四角分别微调功能——操作人员可单独控制四个角(或每组驱动轮)的行走电动机,对起重机在轨道上的位置进行毫米级的调整。这一功能在门座起重机进入装卸工位精确对位时非常有用。微调模式下,四角驱动可分别正反转,使起重机整体产生微量平移和旋转。
问:浮式起重机的补偿控制如何实现?
答:浮式起重机在海上/水面作业时,船体随波浪运动(升沉、横摇、纵摇),会使吊钩产生垂直方向的运动(升沉可达到1~2m),严重影响吊装定位精度。液压补偿系统根据船体运动传感器(惯性测量单元IMU)的信号,通过主动控制起升卷筒收放钢丝绳来抵消船体升沉运动,使吊钩相对于大地保持静止。补偿精度通常在±100mm以内。补偿控制与正常起升控制共用一套操纵杆,补偿模式开启时操纵杆控制的是吊钩相对于大地的垂直运动而非相对于船体的运动。
问:抓斗工况为什么需要单杆控制?
答:抓斗起重机需要同时控制起升卷筒和开闭卷筒两个驱动机构。在抓斗挖掘阶段,两卷筒配合动作使抓斗插入物料:起升绳保持张力防止抓斗过度下沉,开闭绳收紧使抓斗闭合。在提升阶段,两卷筒同步速度相等使抓斗水平稳定上升。如果用两个独立操纵杆分别控制两个卷筒,操作难度极大,需要极高的技巧。单杆控制将两卷筒的配合由电气控制系统自动完成,操作人员只需操作一根操纵杆即可完成抓斗的挖掘、闭合、提升和开斗全过程。

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