起重机安全装置全解析与应用培训

起重机安全装置全解析与应用培训CONTENTS目录01起重机安全装置概述02限位与行程控制装置03载荷与力矩限制装置04缓冲与防撞装置CONTENTS目录05防风与防倾覆装置06制动与安全保护装置07安全装置的维护与检查08典型事故案例与预防措施01起重机安全装置概述安全装置的定义与核心功能安全装置的定义起重机安全装置是指防止起重机在意外情况下损坏，保障作业人员人身安全而设置的各种装置和措施。机械运动限制功能通过行程开关等装置，防止起重机各种运动机构超过极限位置，当到达极限位置时切断电源，避免碰撞或倾覆。动能吸收功能缓冲装置和防撞装置采用橡胶、弹簧及液压式缓冲器吸收动能，部分起重机配置光电防撞装置实现碰撞预警，减少撞击损伤。防风固定功能防风装置包含夹轨器和锚定器，夹轨器用于常规风力制动，锚定器用于暴风固定，防止起重机被大风吹移或刮倒。载荷控制功能起重量限制器和起重力矩限制器分别控制载荷上限和起重力矩（起重物的重力和幅度的乘积）不超过规定值，通过电气联锁防止超载导致设备损坏或翻倒。安全装置的分类与法规依据按功能核心分类起重机安全装置可按核心功能分为：机械运动限制装置（如行程开关、起升高度限位器）、动能吸收装置（如缓冲器、防撞装置）、防风固定装置（如夹轨器、锚定器）、载荷控制装置（如起重量限制器、起重力矩限制器）等类别，分别从不同维度保障设备安全运行。按结构与原理分类从结构与原理上，可分为机械式安全装置（如弹簧-杠杆原理的机械式起重量限制器）和电子式安全装置（如采用压力传感器的电子式起重量限制器、光电防撞装置）。其中，电子式装置通常具备更高的精度和更复杂的信号处理能力。主要法规与标准要求起重机安全装置的设置与性能需符合《起重机械安全规程》（GB6067.1）等国家标准，该规程明确规定了如超载限制器综合误差不应大于8%，力矩限制器综合误差不应大于10%等具体要求。同时，《特种设备安全法》也对包括起重机在内的特种设备安全装置的安装、使用、维护等环节提出了法律层面的约束。安全装置在事故预防中的作用

防止超载引发的结构损坏与倾覆起重量限制器当载荷达到额定载荷的90%时发出报警信号，超过额定起重量时自动切断起升动力源；起重力矩限制器在力矩达到额定值时切断危险方向电源，有效预防因超载导致的起重机倾覆和结构破坏。

避免运动机构超出安全范围行程开关在运动机构到达极限位置时切断电源，防止起重机或小车冲出轨道；起升高度限位器确保吊具起升到极限位置时自动停机，避免吊钩碰撞小车及起重臂，缓冲装置则吸收开关失灵时的撞击动能。

保障恶劣环境下的作业安全防风装置中的夹轨器在常规风力下制动，锚定器用于暴风固定，防止起重机被大风吹移或刮倒；起重臂根部铰点高度大于50m的塔机配备的风速仪，在风速大于工作极限风速时发出停止作业警报。

防止关键部件失效导致的坠落事故小车断绳保护装置防止小车牵引钢丝绳断裂后失控撞击，断轴保护装置避免小车轮轴断裂坠落；吊钩防脱绳装置、滑轮及卷筒防脱槽装置（与轮缘距离不大于钢丝绳直径20%）防止钢丝绳脱落引发重物坠落。02限位与行程控制装置行程开关的工作原理与安装要求

行程开关的核心工作原理行程开关是防止起重机运动机构超过极限位置的安全装置。当运动机构到达设定的极限位置时，机械挡块触发开关触头，切断该方向的动力电源，使机构停止运行，从而避免碰撞或越位事故。

行程开关的主要类型与应用场景常见类型包括起升高度限位器、运行限位器等。起升高度限位器安装于起升机构，防止吊钩冲顶；运行限位器安装在大车、小车运行轨道端部，防止起重机或小车超出轨道范围。

行程开关的安装位置规范安装时需确保开关与挡块的触发距离精准，保证机构在到达极限位置前可靠动作。例如，运行限位器的挡块应设置在轨道终端止挡前足够距离，确保缓冲装置能有效吸收动能。

行程开关的调试与验证标准调试需进行空载和模拟加载测试，确认当机构达到极限位置时，开关能立即切断电源且动作灵敏无延迟。验证标准应符合《起重机械安全规程》要求，确保其与机械缓冲装置配合实现双重保护。起升高度限位器的设置标准核心功能与作用用于防止吊钩起升或下降时的操作失误，当吊钩滑轮组接近载重小车时立即停止上升运动；防止卷筒上的钢丝绳完全松脱甚至反向缠绕。安装位置要求通常安装在起升机构的起升卷扬机卷筒端部，通过与卷筒相连的减速装置记录转动圈数，从而得知吊钩的起升高度位置。动作触发距离标准当吊钩装置顶部与小车架下端达到特定距离时触发：2倍率时不小于1米，4倍率时不小于0.7米，此时自动切断起升电源，吊钩只能下降。调整情形规定起升高度变化时，因卷筒放出和收回的钢丝绳长度相等，吊钩最高位置与卷筒间所需钢丝绳长度不变，故无需重新调整；但当起重臂长度或钢丝绳倍率变化时，需要重新调整。运行与幅度限位装置的功能实现

运行极限位置限位器用于限制起重机大车及小车运行机构的极限位置，当机构运动到极限位置时，行程开关被触动，自动切断前进方向的动力源并停止运动。应装于桥式、门式起重机的大车和小车运行轨道端部等位置。

幅度限位器（小车变幅）防止变幅小车在起重臂上出轨或撞击端部止挡。安装在变幅减速器上，当小车运行至离止挡至少200mm位置时，能切断前行电源，仅允许反向运动，且需配合缓冲器和止挡装置使用。

幅度限位器（动臂变幅）设置臂架低位和高位幅度限位开关，防止臂架仰翻或过度俯伏。应安装幅度显示器，当起重力矩达到额定值80%且变幅速度超过40m/min时，自动转换为低速运行（≤40m/min）。

偏斜限制与调整装置适用于跨度≥40米的大跨度起重机，当两侧支腿因运行速度不同导致偏斜量达跨度的千分之三至千分之五时，能切断电源或自动纠偏，安装于柔性支腿上部，通过检测桥架与支腿相对转动实现保护。偏斜限制器的适用场景与动作阈值

偏斜限制器的核心功能偏斜限制器用于防止大跨度起重机在两侧运行速度不一致时产生过度偏斜，避免桥架和支腿联接结构承受附加载荷，保障设备结构安全。

典型适用场景主要适用于跨度40米以上的大跨度起重机，如运载桥、造船用大型门座起重机等。此类设备因跨度大，运行同步性要求高，易出现偏斜问题。

动作阈值设定标准当起重机偏斜量达到跨度的千分之三至千分之五时，偏斜限制器触发动作，切断电源或自动纠偏，有效控制偏斜幅度在安全范围内。

安装位置与工作原理通常安装在柔性支腿上部，通过检测起重机桥架与支腿间的相对转动，带动臂杆或齿轮副运动，触动控制开关实现偏斜保护。03载荷与力矩限制装置起重量限制器的类型与技术参数

01机械式起重量限制器机械式起重量限制器利用弹簧-杠杆原理进行工作，当起吊重量超过设定值时，通过机械结构触发限位动作，切断动力源或发出警报。其结构相对简单，可靠性高，适用于一些对精度要求不高的场合。

02电子式起重量限制器电子式起重量限制器通常由压力传感器检测起吊重量，将重量信号转换为电信号，经处理后与设定值比较。当超过允许的起重量时，起升机构便不能启动，同时可发出警报信号。它具有检测精度高、反应速度快等特点，广泛应用于各类起重机。

03起重量限制器的综合误差要求根据相关标准，超载限制器的综合误差不应大于8%。当载荷达到额定载荷的90%时，应能发出报警信号；起重量超过额定起重量时，能自动切断起升动力源，并发出禁止性报警信号。

04起重量限制器的适用范围规定额定起重量大于20t的桥式起重机、额定起重量大于10t的门式起重机、铁路起重机、门座起重机应装设起重量限制器；额定起重量3-20t的桥式起重机、额定起重量5-10t的门式起重机、起重力矩小于25t·m的塔式起重机宜装。起重力矩限制器的信号采集与联锁控制重量信号采集与处理

起重力矩限制器通过压力传感器或测力环等装置检测起吊重量，将物理力信号转换为电信号，经放大和滤波处理后传输至控制单元。例如，弹簧拉杆型起重量限制器通过弹簧变形带动行程开关动作，实现重量信号的采集。幅度信号采集与传输

幅度信号通常由安装在变幅机构（如小车变幅的卷筒端部或动臂变幅的角度传感器）获取，实时监测吊臂的工作幅度。对于小车变幅塔机，限位器安装在变幅减速器上，通过记录卷筒转动圈数计算幅度；动臂式塔机则通过角度传感器将臂架仰角转换为幅度参数。电气联锁控制逻辑

控制单元接收重量与幅度信号后，按起重力矩=重量×幅度的公式进行运算。当计算值达到额定起重力矩的80%时，部分塔机应自动转换为低速运行；达到或超过额定值的110%时，立即切断起升和幅度增大方向的电源，仅允许机构作下降及减小幅度方向的运动，实现电气联锁保护。多档位与预警功能实现

部分起重力矩限制器具备多档位控制功能，如轻、中、重载对应不同起升速度限制。当载荷力矩达到额定值的90%时，应发出报警信号，提醒操作人员注意；同时，其综合误差应严格控制在10%以内，确保保护精度。超载保护装置的报警与切断逻辑

起重量限制器的报警阈值设定当载荷达到额定载荷的90%时，起重量限制器应能发出报警信号，提醒操作人员注意载荷接近上限。

起重量限制器的切断动作逻辑起重量超过额定起重量时，起重量限制器能自动切断起升动力源，并发岀禁止性报警信号，防止超载提升。

起重力矩限制器的综合误差要求起重力矩限制器的综合误差不应大于10%，确保力矩监测的准确性，为后续报警和切断动作提供可靠依据。

起重力矩限制器的动力源切断条件当载荷力矩达到额定起重力矩时，起重力矩限制器能自动切断起升或变幅的动力源，并发出禁止性报警信号，避免起重机因力矩超载翻倒。力矩限制器在臂架型起重机中的应用01力矩限制器的核心功能起重力矩限制器可以使臂架型起重机的起重力矩(起重物的重力和幅度的乘积)不超过规定值，能同时接收起重量变化信号和幅度变化信号，实现电气联锁以防止起重机翻倒。02力矩限制器的安装与作用原理力矩限制器一般安装在起重臂一侧的塔帽弦杆上，采用弹簧弓板式限制装置，弹簧弓板受压凸出变形或受拉伸长变形，螺栓头接触行程开关触头发生动作；也有安装在塔帽的平衡臂一侧弦杆上。其原理是通过检测结构杆件的弹性变形，触发微动开关切断危险方向电源。03力矩限制器的性能要求与动作逻辑力矩限制器的综合误差不应大于10%。当载荷力矩达到额定起重力矩时，能自动切断起升或变幅的动力源，并发出禁止性报警信号。对于最大变幅速度超过40m/min的起重机，在小车向外运行且当起重力矩达到额定值的80%时，应自动转换为低于40m/min的低速运行。04力矩限制器的适用范围与调整注意事项应装于起重量等于或大于16t的汽车起重机、轮胎起重机和履带起重机、起重能力等于或大于25t·m的塔式起重机。当起重臂长度和钢丝绳倍率变化时，一般不需要重新调整起重力矩限制器，但需严格按照使用说明书要求对定载变幅（减速运行）和定幅变载（提前报警）进行试验。04缓冲与防撞装置缓冲器的类型：橡胶、弹簧与液压式

橡胶缓冲器采用橡胶材料制成，通过自身弹性变形吸收动能，结构简单、成本低，适用于运行速度较低（如小于5m/min）的起重机或小车，广泛应用于桥式、门式起重机的端部缓冲。

弹簧缓冲器以弹簧为核心缓冲元件，利用弹簧的压缩变形储存和释放能量，缓冲能力较橡胶缓冲器强，适用于中速运行（5-12m/min）的起重机，常见于小车运行机构的终端缓冲。

液压式缓冲器通过液压油的阻尼作用吸收动能，内部设有活塞和节流孔，撞击时液压油通过节流孔产生阻力，可在工作速度高（如大于12m/min）的起重机或小车（如运载桥的小车）上使用，能吸收较大能量，缓冲平稳且冲击力小。光电防撞装置的工作原理与安全距离设定光电防撞装置的工作原理光电防撞装置通常在同一轨道上运行的两台起重机上各装一套投光器和受光器。当两台起重机接近到一定安全距离时，起重机A的投光器发出的光波被起重机B的受光器接收，通过光电管产生电信号，经波形整形和放大后，继电器动作，蜂鸣器发出警报并自动切断运行机构的电源，防止相互碰撞。安全距离设定的原则安全距离的设定需确保两台起重机在接收到防撞信号并切断电源后，能在安全距离内完全停止，避免碰撞。具体距离需根据起重机的运行速度、制动性能等因素综合确定，以保证有足够的制动缓冲空间。光电防撞装置的核心组件光电防撞装置主要由投光器、受光器、光电管、继电器、蜂鸣器等组成。投光器负责发射光波信号，受光器接收信号，光电管将光信号转换为电信号，经处理后通过继电器控制运行机构电源，蜂鸣器则用于发出碰撞预警警报。轨道端部止挡装置的安装规范止挡装置的材质与强度要求轨道端部止挡装置应采用强度不低于Q235钢的材料制作，其结构强度需能承受起重机以额定运行速度冲击时的动能，连接螺栓应采用8.8级高强度螺栓。安装位置与固定方式止挡装置应安装在轨道尽头距终端缓冲器1.5-2米处，与轨道基础采用预埋件焊接或螺栓连接，焊接长度不小于10倍螺栓直径，且需进行防锈处理。缓冲器配合安装要求止挡装置前必须配套安装缓冲器，缓冲器与止挡装置间距不大于0.5米，液压式缓冲器油液型号应符合GB/T3141标准，橡胶缓冲器邵氏硬度应为60±5度。安装后的验收标准安装完成后应进行空载冲击试验，起重机以30%额定速度撞击止挡装置，各连接部位不得有塑性变形，缓冲器压缩量应在设计值的80%-120%范围内，试验后需出具第三方检测报告。05防风与防倾覆装置夹轨器与锚定器的功能差异与使用条件

夹轨器的核心功能夹轨器是通过机械或液压方式夹紧轨道，产生摩擦力以阻止起重机在常规风力或非工作状态下发生意外移动的防风装置。其主要作用是提供基础防风制动，防止起重机被风吹动滑移。

锚定器的核心功能锚定器是通过将起重机结构与地面固定基础（如锚定坑、地锚）刚性连接，从而承受强大风力载荷，防止起重机在暴风等极端天气条件下发生倾覆或重大位移的安全装置，其防风能力远高于夹轨器。

夹轨器的典型使用条件夹轨器通常在起重机停歇、非工作状态或风力达到一定级别（一般为6-7级风）时启用，作为日常防风措施。港口等大型起重机常与锚定器配合使用，在非暴风天气下承担主要防风任务。

锚定器的典型使用条件锚定器主要用于暴风来临前（通常风力达到8级及以上），由司机手动操作将起重机可靠锚定。在长期停用或恶劣天气预警发布时，锚定器是防止起重机倾覆的关键安全装置，其防风作用优于夹轨器。风速仪的安装要求与报警阈值

安装位置规范风速仪应安装在塔式起重机顶部不挡风处，确保测量数据准确反映作业环境风速，起重臂根部铰点高度大于50m的塔机必须配备。

报警阈值设定标准当风速大于起重机工作极限风速时，风速仪应能发出停止作业的警报信号，具体阈值需依据起重机型号及《塔式起重机安全规程》确定。

与安全监控系统联动要求风速仪数据应接入起重机安全监视管理系统，实现风速超标时自动报警并提示操作人员停止作业，必要时可联动控制机构减速或停机。防倾翻支撑与配重系统的设计原理

01防倾翻支撑的结构与功能防倾翻支撑是通过在起重机作业时提供额外的稳定支撑点，增加整机与地面的接触面积，从而提高抗倾覆能力。常见形式包括可伸缩式支腿、液压支撑等，在不平整地面或重载作业时强制展开，有效分散载荷。

02配重系统的平衡原理配重系统依据杠杆平衡原理设计，通过在起重臂相对端设置配重块，平衡吊重产生的倾覆力矩。配重重量需根据起重机额定起重量、起重臂长度等参数精确计算，确保在各种工况下整机重心始终处于稳定区域内。

03动态稳定性的协同控制防倾翻支撑与配重系统协同工作，支撑装置减少接地比压，配重块平衡动态载荷。当检测到偏斜量达跨度的千分之三至千分之五（如大跨度起重机）时，系统联动切断电源或自动纠偏，防止因失稳引发倾覆事故。港口起重机防风装置的组合应用

常规风力防护：夹轨器的应用夹轨器是港口起重机应对常规风力的主要装置，在起重机停歇或风力增大到一定级别时起作用，通过夹紧轨道实现制动，防止起重机被风吹移。

暴风防护：锚定器的关键作用锚定器用于暴风来临前的固定，由司机操作，其防风作用强于夹轨器。港口上运行的大型起重机通常同时装设夹轨器和锚定器以应对不同风力情况。

辅助预警与监测：风速仪的配备根据相关规范，起重臂根部铰点高度大于50m的塔机应安装风速仪，当风速大于工作极限风速时能发出停止作业的警报，为防风装置的启用提供依据。

组合防护策略：协同工作机制港口起重机防风采用"夹轨器+锚定器+风速仪"的组合方式。风速仪监测预警，常规风力下夹轨器工作，暴风来临前启用锚定器，形成多层次防护，确保设备安全。06制动与安全保护装置制动器的分类：常闭式与常开式常闭式制动器：非工作状态自动制动常闭式制动器在机构不工作时处于闭合制动状态，当机构驱动能源接通后，需先将制动器打开才能正常工作。起升机构、变幅机构必须装设常闭式制动器，以确保重物能可靠停留在空中。常开式制动器：按需施加载荷制动常开式制动器通常处于松开状态，可根据操作需要随时施加上闸力产生制动力矩。一般适用于对制动频率要求不高或需灵活控制制动时机的场合，如某些运行机构。综合式制动器：兼具两种制动特性综合式制动器融合常开式与常闭式特点，松开时可通过操纵杠杆随意制动，机构不工作时又能可靠制动，适用于对制动功能有复合需求的特殊工况。液压与电气制动系统的控制逻辑液压制动系统的压力控制逻辑液压制动系统通过压力传感器实时监测制动管路压力，当压力低于设定阈值（通常为额定工作压力的80%）时，系统自动启动备用泵补压，确保制动力矩满足Mz≥kM的安全要求（k为安全系数，根据机构类型取1.5-2.0）。电气制动的联锁控制机制电气制动与机构驱动电机实现电气联锁，当控制器手柄回零位时，制动线圈立即得电抱闸；若检测到电机超速（超过额定转速的110%），制动系统将在0.5秒内强制断电制动，防止溜车事故。双回路制动的冗余保护逻辑重要机构（如起升、变幅）采用双回路液压制动设计，当主回路失效时，备用回路在0.3秒内自动切换投入工作，确保制动力矩不低于额定值的90%，符合《起重机安全规程》对危险品吊运机构的特殊要求。制动与限位装置的协同控制当行程限位开关触发（如起升高度达到极限位置），系统首先切断电机驱动电源，同时启动制动装置，制动响应时间≤0.2秒，确保机构在安全距离内停止，避免机械冲击。吊钩保险装置与钢丝绳防脱槽设计吊钩保险装置的功能与结构吊钩保险装置是防止吊索从吊钩中脱出而造成重物坠落的安全装置，主要由弹簧压盖构成，压盖不能向上开启只能向下压开。吊钩严禁焊接、钻孔，损坏后必须及时修复，不得用钢筋等替代。钢丝绳防脱槽装置的设置要求滑轮、卷筒应设置防脱槽装置，该装置与轮缘或卷筒侧板最外缘的距离应不大于钢丝绳直径的20%，且不影响滑轮的正常运转。此设计可有效防止钢丝绳越过卷筒及滑轮侧板凸缘，避免发生脱绳、卡塞甚至剪断事故。吊钩与防脱装置的安全检查要点吊钩应每天检查一次，重点关注表面有无裂纹、危险断面磨损量（达原尺寸10%应报废）、开口度变化（比原尺寸增加15%应报废）等。同时需确保吊钩防脱装置完好，弹簧压盖动作灵活可靠，无变形、卡滞现象。小车断绳与断轴保护装置的结构特点

小车断绳保护装置的组成结构通常由夹轨器、制动片、触发连杆及弹簧机构组成，当牵引钢丝绳断裂时，弹簧力驱动夹轨器与起重臂轨道抱紧，通过制动片的摩擦力阻止小车滑行。断绳保护装置的工作原理利用钢丝绳正常工作时的张力保持保护装置处于松弛状态，一旦绳索断裂，张力消失，触发机构立即动作，使制动组件在0.5秒内实现机械锁止，响应时间不大于设计允许值。小车断轴保护装置的核心部件主要包括防坠落挡板、承重托梁和限位传感器，挡板通过铰链与小车架连接，当轮轴断裂时，挡板在重力作用下旋转至与起重臂下翼缘贴合，配合托梁形成机械支撑。断轴保护的结构强度要求防坠落装置的承载能力应不小于小车额定载荷的1.5倍，挡板与轨道接触部分采用耐磨钢材，厚度不小于12mm，确保在断裂情况下能承受冲击载荷而不发生塑性变形。07安全装置的维护与检查日常检查项目与周期要求

每日检查项目检查吊钩防脱装置是否完好，钢丝绳有无断丝、磨损及变形，制动器工作是否灵敏可靠，各安全限位装置（起升高度、运行行程等）是否正常有效。

每周检查项目对起重机的传动机构、连接螺栓进行紧固检查，检查缓冲器和防撞装置的完好性，对各润滑点进行润滑，检查电气系统有无松动、破损现象。

每月检查项目检查起重量限制器、起重力矩限制器的精度和功能，对结构件进行外观检查，查看有无裂纹、变形及腐蚀，检查防风装置（夹轨器、锚定器等）的可靠性。

检查周期要求日常检查需每日作业前进行，每周检查应在每周一作业前完成，每月检查需在每月第一周内进行，所有检查均需做好记录，发现问题及时整改。定期校验与功能测试方法起重量限制器校验应按额定载荷的90%进行报警测试，110%进行超载切断电源测试，综合误差需≤8%。测试时通过标准砝码或拉力传感器施加荷载，检查报警及断电功能是否正常。起重力矩限制器校验分别进行定载变幅和定幅变载测试，当力矩达到额定值的110%时应切断起升或变幅动力源，综合误差≤10%。对于变幅速度超过40m/min的起重机，在力矩达80%额定值时应自动转为低速运行。行程限位装置测试起升高度限位器测试：吊钩升至距小车架2倍率不小于1米、4倍率不小于0.7米时，应切断起升电源。运行限位器测试：小车或大车行至距轨道端部缓冲器前0.2米内，应触发限位断电，确保平稳停车。防风装置性能测试夹轨器测试：在3级风载下应能可靠制动，手动操作力≤300N；锚定器测试需模拟暴风载荷，检查锚定连接强度及锁定有效性。风速仪在风速超过工作极限值时应发出警报，响应时间≤10秒。防脱与保护装置检查吊钩防脱装置：弹簧压盖应灵活复位，闭合时间隙≤3mm。钢丝绳防脱槽装置：与滑轮/卷筒侧板间隙应≤钢丝绳直径的20%。小车断绳保护装置测试：模拟断绳后应能在5秒内可靠制动，防止小车滑行。常见故障诊断与排除案例