摘要：随着科技的进步，起重机械的运用越来越普遍。为保证施工人员安全，同时也为了不对起重机械造成损伤，各种类型的起重机械均设有多种安全保护装置。作为必备的保护装置之一的起升高度限位器，其作用是当取物装置上升至最高上极限位置时，自动切断起升机构的动力源，使取物装置不再继续上升，以免重物回落引发事故。本文将结合目前市面上常见的几种起升高度限位器，从工作原理出发，分析各自存在的优缺点，使工人对各类起重机械限位器有基本了解，尽可能减少事故的发生。

关键词：限位器;起升高度;吊具;触点

引言：限位器，就是限定位置的装置，工程中很多设备都要设限位装置，以确保其在固定范围内运动。限位装置有多种类型，主要有机械性和感触型，不同种类涉及的原理不尽相同。机械式限位多以杠杆，凸轮等带动电器开关构成，类似于行程开关。电子限位器串联在电路中，通过对火线的控制及时切断电路，达到限位的目的。重锤限位与普通限位的工作原理是一样的，都是通过断开常闭点来实现起升终止的。不论哪种装置，限位就是开关，运行到上限位置就切断电源，让重物停下来。

一 常见的几种起升高度限位器

（一）重锤式起升高度限位器

重锤限位又称防过卷开关，由于安装与维修方便、稳定性好、成本低而被广泛应用于卷场机构和电动葫芦中。主要由重锤、限位开关及钢丝绳组成。

工作原理：重锤穿过钢丝绳，通过钢丝绳与限位开关上的拉杆连接。正常状态下，重锤因为重力向下拉动拉杆，开关处于常闭状态，使限位开关处于通电状态，起升机构正常工作[1]。当起升机构超过规定范围，继续向上运动时，重锤受到滑轮组施加的支撑力，滑轮组就会抬动重锤，致使限位开关打开触头而切断起升机构控制回路，机构停止运转，吊钩停止上升;而向下运动的电路仍然接通，故可使重物下降。

重锤式起升高度限位器结构简单，是起重机中最早运用的高度限位器。其安装便利，特别在一些不方便与卷筒直接连接的场合[2]。

优点：重锤式起升高度限位器不必像螺旋式那样一直随着卷筒旋转，只有吊钩上升到极限位置碰撞到碰杆时才开始工作，不会存在旋转摩擦过大，而润滑不够导致限位器失效的情况。

缺点：当它装在桥式起重机小车上时，绳锤容易与起升钢丝绳发生缠绕造成停车故障。小车运行时，绳锤和取物装置容易发生摆动。如果上升时吊具顶部超出限位器重锤碰杆的尺寸界限，这时吊具虽已超过允许高度，却不能触发开关动作，造成上限位失效。

（二）断火式起升高度限位器

断火：“断”就是断掉，“火”就是火线，在这里是指断掉电源。断火限位装置由断火限位器和导杆组成，断火限位器主要由动静触头，推拉杆、基座、盖及壳体等组成，一般出现在电动葫芦上。通常安装于起升电动机接线盒上，用于起升机构的上下限位保护。

工作原理：通过开关串联在电源主回路，控制开断火线实现动作。当起升高度达到上限位时，钢丝绳导绳器卡板拨动导杆进而带动断火限位开关切断起升电动机电源[3]。用来限制葫芦式起重机各机构在一定安全范围内运行，安装在各机构行程的终点，对电动机实行控制的保护电器。电动葫芦断火限位器是安装在起升电机机座上，与电动葫芦自身的限位杆配套使用，从而达到上升、下降双向限位的目的。当吊钩上升或下降到一定极限位置时，对断火限位器上推拉杆产生推或拉的动作，使断火开关内的一对动静触头分断，切断主电源，从而起限位作用，当推拉杆及动作杆复位时，在弹簧力的作用下，合触同时重新闭合。

电动葫芦里的电动机有两种不同安装方式，电动机轴线平行于卷筒轴线时，其优点为高度与长度尺寸小，其缺点为宽度尺寸大，分组性、制造与装配复杂，轨道转弯半径大。电动机在卷筒外面时，其优点为分组性好、通用化程度高、改变起升高度轻易、装置检验利便。

（三）压板式起升高度限位器

通过重锤和压板的联动碰触开关切断起升控制回路，该限位装置主要应用于采用电动葫芦作为起升机构的起重机上。

工作原理：压板式高度限位器安装于钢丝绳上限位位置，压板朝下布置。开关与控制回路串联，一般处于常闭状态。当吊钩上升时，超过规定的范围，继续向上运行时，通过上升的吊钩滑轮碰触开关托板，带动下端触点动作，切断起升机构控制回路，调整起重机主回路状态或者运行速度状态。压板式高度限位器有单限位开关和双限位开关，单限位开关主要用于高度限位，切断主回路电源。双限位开关可以增加一次高度限位保护，防止接触器粘连和一次断火损坏造成的冲顶事故。另外，双限位开关在双速电动葫芦上可以实现快慢速限位的功能[4]。

（四）蜗轮蜗杆式高度限位器

蜗轮蜗杆式起升高度限位器是传动式限位器的一种，常见的还有螺杆式、齿轮式。由于传动式限位器直接与卷筒相连，因此精度较高。但螺杆装置易磨损，所以目前应用最广的传动式还是蜗轮蜗杆限位器。

工作原理：蜗轮蜗杆式起升高度限位器通过蜗杆和蜗轮组合，带动凸轮轴转动，依靠凸轮与微动限位开关的触点相抵压或松开，完成电源的切断或导通，可实现上升和下降位置限制。通过机械轴的传动使控制回路的保护开关动作。限位装置由一个传动比较大的蜗轮蜗杆减速器组成，一般安装在卷筒轴尾部，高度限位器由卷筒轴带动蜗杆、蜗轮转动，在蜗轮轴上的凸轮亦随之转动，转到某一位置时凸轮的凸缘部分与限位开关接触，使限位开关动作，切断上升或下降动力源，使吊具停止在需要的位置上。

优点：具有结构紧凑，调整方便，故障率较低的优点，与其他高度限位器的单点位置控制起升高度相比，它可以实现在不同起升高度上设置控制点，且响应灵敏准确、寿命长，多用于卷场机构，是目前市场上的主导产品。

缺点：制造这种传动式高度限位器对蜗轮蜗杆的精度要求较高，所以装置制造成本也会相对较高。

（五）螺杆式起升高度限位器

螺杆式起升高度限位器是另一种传动式限位器，由螺杆、滑块，十字联轴节、限位开关和壳体组成。

工作原理：螺杆带动螺母侧沿着螺杆移动，当起升重物升到上限位置时，滑块碰到限位开关，切断电路，控制了起升高度。当在螺杆两端都设置限位开关时，则可限制上升和下降的位置。

优点：螺杆直接与卷筒相连，动作精度高，设定位置准，可设置上升下降双限位

缺点：调整操作比较繁琐，且经常调整易使螺母松动;螺杆螺纹易磨损，为了保证充分润滑，可以选用油池密封型式的，但密封圈易老化损坏，造成漏油。

二 几种高度限位器的比较

（一）触发装置结构的异同

1.重锤式、断火式、压板式高度限位器触发原理大同小异，主要差别在于具体的触发装置不同。当重物达到上极限位置时，触点触发开关使回路断开，可能是控制回路也可能是工作回路，以此起到保护作用。

2..齿轮、蜗轮蜗杆、螺杆都属于传动式高度限位器，通过与凸轮之间存在的传动比带动凸轮转动，触发限位开关动作。由于传动式高度限位器是与卷筒联动的，所以可以设置多组凸轮限位开关，通过调整凸轮的位置来实现多组顺序触发，一般是设置在控制回路内。

3.有时候也可以使用编码器来间接实现高度限位信号的功能，即通过编码器来获知卷筒卷绕量，在程序中判断吊具所处位置，进而得知是否到预设位置。

（二）安装逻辑的差异

重锤式、断火式、压板式高度限位器，一般安装在吊钩运动极限附近，传动式高度限位装置（如齿轮、蜗轮蜗杆传动式高度限位器等）一般安装在卷筒轴向附近区域，编码器一般也安装在该轴线上。

从触发逻辑上来讲，多个高度限制器的优先级是同一级别的，即在控制回路中属于串联关系，任一种高度限位器的触发都能控制机构的工作动作[5]。

结语：在限位器的各种类型中，传动式起升高度限位器具有更高的可靠性、精确性，因此传动式限位器通常是首选。传动式限位器以蜗轮蜗杆式最优，螺杆式因摩擦较大，影响限位效果。目前，随着限位器的普遍使用，限位器的类型种类逐渐增多，对安全性和控制效果的要求增高。但每一种类型的具体型号、技术要求缺乏一定的标准，随着技术的发展进步，这些细节问题会逐渐改进。

参考文献

[1] 刘建铖，刘科雷，杨博彬等 . 通用门式起重机上限位失效事故分析 [J]. 特种设备安全技术 ，2021（1）：42-44.

[2] JB/T 7688.5—2012 冶金起重机技术条件 第 5 部分：铸造起重机 [S].

[3] 李欣 ， 秦义校 ， 杨明等 . 新型起升高度限位器 [J]. 起重运输机械 ，2016（8）：37-39.

[4] TSG Q7015—2016. 起重机械定期检验规则 [S].

[5] 林禄 . 龙门吊起升高度限位器的选用及设置 [J]. 科技创新与应用 ，2018（16）：71，72.