在近代各企业部门中,应用着各式各样的起重运输机械。但在很多场合下,这些机械的操作还很不方便。如果在起重运输机上采用现代无线电电子学的最新成就,便能使上述问题迎刃而解。下面把起重运输机上应用的无线电电子系统简单介绍一下。
起重机遥远控制
在一般情况下,起重机的操纵及控制是由司机在起重机司机房中进行的。这种操纵方式在很多场合下不够方便,有时甚至不能工作。因此在很多情况下,要采用有线或无线电的遥控方式来进行。例如:在高层楼房的建筑中,塔式起重机司机很难看到房顶上的卸载地点而操纵起重机(图1)。现在用轻巧而可靠的超短波无线电发送、接收设备,便能解决问题了。司机背着无线电遥控设备,站在操纵时最有利的位置远距离操纵起重机,不仅工作迅速可靠,而且生产效率也可提高。

类似的情况在港口门座起重机工作中,在水工建筑工地上的大跨度缆索起重机操作中,以及锻压车间配合水压机工作的起重机操作中都有,都可用类似的方法解决。
以上情况说明,有时把起重机控制地点由司机房中移到另一地点,对操纵起重机是有利的。此外,对于在不利于劳动保护的车间(如某些有害气体多的车间)或有放射性影响的场合(如原子反应堆)中工作的起重机,为了改善司机的劳动保护条件也有必要实行遥控。
对起重机进行遥控,可采用有线联系或无线电联系的方案。如果用馈电导轨或电缆作为控制用的信号联系通道时,由于电缆的牵连,必然会限制司机的行动,影响他站到最有利于控制起重要的地点上工作;而且在复杂的工作现场也易于把电缆弄断。这样便使利用有线遥控受到一定的限制。但有线遥控干扰较少,这是一个优点。采用无线电作为遥控信号联系,就可以避免有线控制的缺点。司机可以站到对控制起重机最为方便的地方工作,而与起重机不发生直接的联系。同时这样还可对一台起重机设置几个不同的控制点,以便在不同地方更方便地操纵起重机。例如:在装载地点设一个控制站,在卸载地点也设一个控制站。这样可使其他辅助工人代替司机的工作,节省劳动力。轻便的遥控用无线电发射机,可背在司机背上或挂在胸前而不影响操作活动。此外,利用附加在遥控器上的设备,能在一定程度上对起重机的控制进行程序化的操作,从而使起重机的控制动作部分自动化。由上述情形看来在多数场合下,对起重机都是用无线电遥控的。
起重机遥控系统,应使其每一个工作机构驱动电动机能受控制进行正、反转的启动及有级调速,而且还要同时能使几个动作受到分别的控制。无线电遥控的发射机是由司机携带的,因而应该结构轻巧紧凑,机械结构牢固、自重小、操作方便可靠。无线电遥控的接收机则装设于受控制的起重机上,重量、体积可不受太大限制,因而应该有较高的灵敏度及选择性,抗干扰性能要好,其执行机构是按照遥控信号来带动各个主电路控制电器的,因而应工作可靠。
起重机无线电遥控问题中,如何传送控制起重机必要动作的好几个不同信号的问题,是很重要的。一般是以不同的方式将控制信号对发射机的载波进行幅度调制(调幅)或频率调制(调频)。这种信号以不同方式组合而代表不同的控制要求,称为“编码”。在被控制的起重机上的接收机收到了已调制的无线电信号后,经过幅度或频率检波和放大,就把控制信号送入“译码器”,把各个控制信号分开来,推动各个动作的控制电器,再靠控制电器(也即“执行机构”,一般多用继电器)的接点来控制主电路各电动机。这样便达到了无线电遥控的目的(图2)。

为了控制桥式起重机的各个必要动作,需要的控制信号应该是:三台主要工作电机(起升机构,桥架运行机构,小车运行机构)的正、反转共需六个信号,一个紧急事故开关信号,一个总电源合闸信号,一个信号电铃的控制信号。因此可见对一般通用桥式起重机的无线电遥控最少应有九个信号通道,而其他型式的起重机由于有另外的工作机构,还可能要多加几个必需的信号通道。
在无线电遥控起重机系统中,几乎所有国家都采用了超短波发射及接收机,频率为27—174兆赫,并大多采用音频作为指令信号。
起重运输机的自动控制
在矿山及冶金企业中,采用着大量起重机来担负物料的搬运及转载装卸工作。而在这些工作中,由于要对大量物品进行装卸,因而大多具有一定的规律性,安装自动化设备,可以减少工人的繁重劳动。
对于启动要求高的起重机,可以按装自动启动及制动的电子设备,这样便使司机的操作简化成按钮操作了。有些起重机的工作操纵,在很大程度上是凭借司机的经验的,如设置了自动仪器,便等于增添了很多有经验的司机。例如,抓斗式起重机抓斗的抓满程度,是全靠司机在恰到好处的时间闭合及提升抓斗而定的,当采用电子自动设备使其能抓满了便自动闭斗及提升,则能大大提高生产率(因为即使有经验的司机也不是每次都能抓满一斗的)。
旋转类型的起重机在工作中的事故,很多都是因吊的负荷超过了它在那个工作幅度时的许可值而翻倒。当采用了幅度及负荷联合的自动保护系统(图3),便能在司机超荷操作时断开起重机的动力系统而达到防翻目的。

在连续运输带上装用电子测量器及自动控制设备,便能按皮带上被输送物料的多少及蓄物仓的满度自动调节速度,达到最好配合生产需要。这种系统中有大量的敏感元件及电子设备,当复杂的运输带组成一个连续运输系统时,还可以用电子计算机来自动控制及调节系统的协调工作。
起重运输机的程序控制
在具有一定工作规律性的起重运输机上,采用适当的程序控制系统,对于提高生产率及工作的可靠性和合理性是很有利的。
在露天蓄料场上工作的巨型装卸桥,在水工建筑中工作的缆索起重机,通常都是重复着一定的动作,因此可以安装利用穿孔卡片式磁带的程序控制设备(类似于机床上的程序控制系统)。对于工作程序固定性大的起重机,可以用穿孔卡(或穿孔带),而对于重复性动作改变得较多的起重机,则可以用磁带。先由有经验的司机操作一次后,由磁带记录其工作程序后,由程序设备来进行程序控制。
对于工作动作较简单的起重机程序控制,有人制成以盘形或鼓形的主控设备进行程序操作,这对于大量推 广是有意义的。
程序控制系统中,起重机各机构的行动终止位置的精确性,直接影响到起重机工作的精确性。由于起重机在工作中制动时可能有滑行,因此一般不采用以车轮的转数作行程的计算标准,而大多采用了在桥架上及桥架运行的轨道上设置行程标志的方法。由于起重机的运行距离不会太远,因此在其运行道路上设置行程标志的方法是可行的,对提高程序控制精度有很大关系(图4)。

连续运输机组合系统也广泛采用程序控制设备,使工作过程中按一定程序工作及相互间有机地配合,并可以大量节省管理工人,以及在分散的人工操纵时的相互联系电信设备。
此外,在起重运输设备上配合其工作特点,还可采用工业电视设备,以扩大司机的视界。其他的无线电通信设备,如步谈机、有线电话等在起重运输机的操纵联系上目前也大量的应用着。
总之,起重运输机械采用了无线电电子学的最新成就后,更扩大了它的工作范围。虽然起重运输机在利用无线电电子学方面还是一个新的课题,但已显示了它的优越性及巨大作用。今后的工作是研讨如何更进一步把电子技术更好应用到起重运输技术中去,这是有待机械工程技术人员,电子学工作者及无线电爱好者更深入研究更紧密合作的了。(章大章)