1.概述

港口码头、造船厂、矿山及建筑安装工地，广泛使用着各种各样的起重机械。固定式旋转起重机、横臂起重机、汽车起重机、及动臂式、小车变辐式等大型塔式起重机，是其中最常见的起重设备。

为了使这些起重机械安全、可靠、正常地运行，不仅要求所有零部件和金属构件，在设备及允许的工作条件下，具备有足够的刚度和强度，而且还应有足够的抗倾翻稳定性（见图2.4.21）、以使其在负荷、惯性力、风力等可能产生的力矩作用下不会倾翻而造成重大事故。

为了充分发挥吊车的能力，而又要防止万一超过允许力矩而可能产生的吊车倾翻的危险，及必须装置力矩限制器。

过去，多采用机械式超载限制其，随着电阻应变式传感器技术的发展和应用普及，目前都已普遍采用电子式超载报警器。

不论哪一种形式的电子吊车秤（包括吊钩秤），本身不仅是精确的重量显示仪，而且只要配上合适的接口，又可作超载报警器。

2.测力传感器在塔吊单参量力矩限制器上的应用技术

如上所述，对于动臂式之类的塔吊，它们在不同幅度下起吊不同重量时，因力矩超载倾翻是这类起重机应防范的主要威胁。倾翻力矩是起重量和起重幅度这两个量的乘积。

过去，人们一直用电阻应变式传感器检测起吊货物的重量；而用线性电位计或角度传感器检测悬臂的倾斜角，然后把这两个已转换为电量的信息在微处理机上进行运算，就可得出力矩量。根据起重机固有的幅度——起重量特性曲线，就可以对起重机加以力矩限制，发出报警信号，并启动执行继电器，控制起重机的工作（见图2.4.21）。

目前国内、外斗趋向于发展单参量力矩限制器，即通过力传感器对某个力学量进行单独检测，而得到与实际起重力矩对应的电信号。

电子式单参量力矩限制器关键在于一种专门的单分量传感器，它只对垂直于起重机力臂的分力敏感。而与起吊重力引起的力臂平行的分力不产生反应。这样，力值F2的大小就能同倾覆力矩的大小建立线性关系。

倾翻力矩M≈W.R R≈OB.cosα，因为，W≈2.F2/cosα（钢绳一端固定，故传感器采用1/2）。所以M=WR=2*F2/≈cosα*OB、cosα=2*F2*OB式中的OB近似为塔吊力臂的长度，对于某一塔吊是一个常数。所以只要测出起吊重物垂直于力臂的分力F2，就可以检测出塔吊的倾翻力矩M（见图2.4.22）图2.4.23为塔吊端部的滑轮组，装图即轴销传感器的结构示意图。根据上述测量原理，轴销传感器的剪切副板必须垂直塔吊起吊伸臂。

图2.4.24为小车变幅式塔吊的结构示意图，起重，R2，W两参数是变量。为了设备安全，需要控制的倾翻力矩是M =R2W,可以用类似上述的单参数测量原理，在B点安装测量水平拉力的轴销型剪切传感器，计量起吊重物的重量（采用重物重量的1/2）.可在A点安装同样的轴销剪切传感器，提供力矩报警信号。

3.张力式超载报警器

图2.4.25为一种利用钢缆张力变化测量起吊负荷的专用装置。它不需要对起重机械作任何改动，也不用切断钢丝绳部分逃入该测量装置的三个滑轮，并予以固定。经过现场标定，即能输出起吊货物的重量信息。通过一定的电器线路设计，即可执行超载报警和自动切断电源的功能。

这种装置的称量误差较大。如图所示，传暗器实际受载决定于作用在较之杠杆上的合力F。而F决定于张力的夹角。三个滑轮轴承径向间隙的变化，会敏感地改变夹角。但作为过载报警装置，它有很大地适应性，可在卷扬筒、汽车吊等起重设备上获得应用。

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