一、目前救援吊機(jī)上的安全控制設(shè)備技術(shù)狀況
??????? 目前鐵路吊機(jī)上均有力矩限制器，均能對(duì)吊機(jī)主臂長(zhǎng)度／角度、幅度、吊機(jī)回轉(zhuǎn)角度、吊臂高度額定起重量及實(shí)際起重量等信息進(jìn)行檢測(cè)。
??????? 通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計(jì)算得出吊機(jī)力矩值，當(dāng)操作中吊臂力矩超出安全范圍時(shí)，能夠通過(guò)司機(jī)的顯示器的發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員停止違規(guī)操作。對(duì)吊機(jī)起重作業(yè)中吊機(jī)平臺(tái)傾斜的狀態(tài)，目前無(wú)專(zhuān)門(mén)的檢測(cè)手段進(jìn)行檢測(cè)。
??????? 二、目前現(xiàn)場(chǎng)鐵路救援作業(yè)狀況
??????? 1.?吊機(jī)起吊重物的重量和位置狀況，吊機(jī)司機(jī)確定四個(gè)支腿打開(kāi)的角度和吊臂大約需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。
??????? 2.?四個(gè)支腿打開(kāi)后，作業(yè)人員確定四個(gè)支腿下方的地面基本平整后方可安裝枕木打支腿。若地面不平整，則對(duì)地面作必要的平整處理。
??????? 3.?在枕木支腿安裝完畢后和其它準(zhǔn)備工作就緒后，開(kāi)始起吊作業(yè)。
??????? 4.?在起吊作業(yè)中理想的工作狀況是四個(gè)液壓支腿始終壓緊在枕木上，吊機(jī)重量和起吊重量由四個(gè)液壓支腿來(lái)支撐，吊機(jī)的六個(gè)輪對(duì)稍微離開(kāi)鋼軌。
??????? 5.?在起吊過(guò)程中由于地基會(huì)發(fā)生下陷，靠近吊臂一端（前端）下方的支腿會(huì)發(fā)生一定的下沉位移，而遠(yuǎn)離吊臂另一端（后端）的液壓支腿會(huì)發(fā)生翹起；隨著前端支腿下沉位移的適當(dāng)增加，會(huì)出現(xiàn)吊臂另一端（后端）轉(zhuǎn)向架一位和二位輪對(duì)離開(kāi)鋼軌的情況，而前轉(zhuǎn)向架輪對(duì)則全部落在鋼軌上，替代了發(fā)生翹起的后端液壓支腿作為支撐點(diǎn)為吊機(jī)保持著整體的平衡。
??????? 三、試驗(yàn)?zāi)康?br /> ??????? 根據(jù)目前現(xiàn)場(chǎng)正常作業(yè)中，起重吊機(jī)平臺(tái)均存在不同程度傾斜的實(shí)際情況，在目前現(xiàn)有吊機(jī)裝備平臺(tái)的基礎(chǔ)上，利用傾角傳感器對(duì)起重吊機(jī)平臺(tái)傾斜角的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重吊機(jī)正常安全作業(yè)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制。
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??????? 四、檢測(cè)原理
??????? 1.?吊機(jī)平臺(tái)水平狀態(tài)的確定
??????? 1)?在現(xiàn)場(chǎng)起吊作業(yè)前，將吊機(jī)的四個(gè)枕木支腿安裝完畢，檢查吊機(jī)平臺(tái)是否水平，若處于水平狀態(tài)，則用傾角傳感器測(cè)試采集吊機(jī)處于水平狀態(tài)時(shí)平臺(tái)的傾斜角初始值。
??????? 2)?若吊機(jī)平臺(tái)不處于水平狀態(tài)則加減支座的枕木，直到吊機(jī)平臺(tái)處于水平。
??????? 2.?超重吊機(jī)傾斜時(shí)檢測(cè)參數(shù)的分析選擇
??????? 1)?吊機(jī)垂向傾覆位移
??????? 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，目前吊機(jī)后支腿翹起仍能正常工作的實(shí)際，選擇一檢測(cè)參考點(diǎn)，如后轉(zhuǎn)向架第二輪對(duì)離開(kāi)鋼軌時(shí)的垂向位移。依據(jù)日常安全作業(yè)時(shí)的位移值，在此基礎(chǔ)上考慮一個(gè)安全系數(shù)，以確定一個(gè)適合的位移安全值，作為吊機(jī)接近傾覆時(shí)的垂向傾斜位移。
??????? 因輪對(duì)與軸箱、軸箱與轉(zhuǎn)向架、轉(zhuǎn)向架與吊機(jī)平臺(tái)等存在間隔，后轉(zhuǎn)向架第二輪對(duì)離開(kāi)鋼軌時(shí)的垂向位移不能真實(shí)反映吊機(jī)平臺(tái)實(shí)際傾斜的垂向位移。
??????? 2)?吊機(jī)間接水平傾斜角
??????? 根據(jù)吊機(jī)的技術(shù)幾何參數(shù)關(guān)系，找到吊機(jī)回轉(zhuǎn)中心到吊機(jī)平臺(tái)一檢測(cè)點(diǎn)的水平距離和吊傾斜時(shí)該檢測(cè)點(diǎn)的垂向傾覆位移，利用三角函數(shù)關(guān)系，反過(guò)來(lái)推算吊機(jī)接近傾覆時(shí)水平傾斜角。
??????? 因吊機(jī)平臺(tái)檢測(cè)點(diǎn)直接到鋼軌面的不容易測(cè)量，只能間接測(cè)量，故測(cè)量值不準(zhǔn)確。
??????? 3)?吊機(jī)水平傾斜角的檢測(cè)
??????? 在吊機(jī)處于水平狀態(tài),在吊機(jī)平臺(tái)的縱向線(xiàn)上以回轉(zhuǎn)中心為對(duì)稱(chēng)原點(diǎn)前后兩側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b2個(gè)二維傾角傳感器，來(lái)測(cè)試平臺(tái)傾斜角的變化情況。 傾斜角信號(hào)(模擬信號(hào))輸入到控制器,當(dāng)?shù)鯔C(jī)接近傾覆時(shí)水平傾斜角的臨界值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警并停止吊機(jī)作業(yè)。
??????? 利用2個(gè)二維傾角傳感器檢測(cè)，能夠?qū)Φ鯔C(jī)傾斜狀態(tài)直接進(jìn)行測(cè)試和監(jiān)控。不存在中間測(cè)量環(huán)節(jié)，故有較好的可靠性和準(zhǔn)確性。
??????? 通過(guò)以上對(duì)比分析，認(rèn)為用2個(gè)二維傾角傳感器來(lái)對(duì)吊機(jī)起吊作業(yè)過(guò)程中的吊機(jī)平臺(tái)傾斜狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控，易實(shí)現(xiàn)且可靠性和準(zhǔn)確性較高。
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??????? 五、測(cè)試內(nèi)容
??????? 1、測(cè)試參數(shù)
??????? 吊機(jī)平臺(tái)傾斜角
??????? 2、?測(cè)試工況
??????? 起重機(jī)吊臂在處于（0、±30°、±90°、180°）掛配重、打支腿和掛不配重、不打支腿工況的吊機(jī)作業(yè)狀況進(jìn)行測(cè)試。
??????? 3、測(cè)試儀器及安裝位置
??????? 1)?采用二維傾角傳感器? 型號(hào)PM-TSⅡ傳感器2只:量程：±15°精度：1°×1％；供電電壓（V）5±5％；輸入電流（mA）：＜6
??????? 2)?2只壓力傳感器分別安裝在吊機(jī)平臺(tái)的縱向線(xiàn)上以回轉(zhuǎn)中心為對(duì)稱(chēng)原點(diǎn)距回轉(zhuǎn)中心距離約1.33米處，各用于測(cè)試采集吊機(jī)平臺(tái)的傾斜角信號(hào)。
??????? 4、測(cè)試方法
??????? 1)?吊機(jī)處于水平狀態(tài)時(shí)平臺(tái)的傾斜角初始值。
??????? 2)?吊機(jī)在液壓支腿發(fā)生翹起的正常作業(yè)中，檢測(cè)吊機(jī)平臺(tái)縱向和橫向的傾斜角。
??????? 3)?在各種測(cè)試工況下，采集吊機(jī)平臺(tái)縱向和橫向的傾斜角3-5次,并記錄數(shù)據(jù)。
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??????? 六、技術(shù)目標(biāo)
??????? 1.?吊機(jī)平臺(tái)傾斜角安全臨界值的確定。
??????? 2.?通過(guò)檢測(cè)吊機(jī)平臺(tái)縱向和橫向的傾斜角來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)吊機(jī)平臺(tái)在工作過(guò)程中傾斜變化狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。
??????? 3.?吊機(jī)在起吊作業(yè)過(guò)程中吊機(jī)平臺(tái)發(fā)生傾斜時(shí)，吊機(jī)系統(tǒng)處于受力平衡狀態(tài)下的力學(xué)數(shù)學(xué)模型的分析和建立。
??????? 七、系統(tǒng)構(gòu)成及功能
??????? 1.?系統(tǒng)由信號(hào)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及安全鎖定裝置等構(gòu)成。
??????? 2.?信號(hào)采集系統(tǒng)主要由二維傾角傳感器來(lái)承擔(dān)。
??????? 3.?數(shù)據(jù)處理控制由主控制器（單片機(jī)或嵌入系統(tǒng)）來(lái)承擔(dān)。
??????? 4.?自動(dòng)報(bào)警及安全鎖定裝置由主控制器、報(bào)警電路及控制吊機(jī)伸臂、落臂的比例電磁閥等組成。根據(jù)吊機(jī)平臺(tái)的縱向和橫向傾斜角的安全值信號(hào)對(duì)吊機(jī)伸臂、落臂的比例電磁閥發(fā)出控制指令，停止吊機(jī)向危險(xiǎn)方向的動(dòng)作。
??????? 5.?自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由聲音報(bào)警電路、顯示報(bào)警電路等組成。負(fù)責(zé)對(duì)吊機(jī)傾斜時(shí)的臨界工作狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警。
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