浮式起重機(jī)升降制動(dòng)不同步故障分析及處理方法

陳磊

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

浮式起重機(jī)又被稱(chēng)為浮吊或者起重船，是一種在輪船甲板上設(shè)置不同類(lèi)型起重機(jī)的設(shè)備，主要從事水上起重作業(yè)。此類(lèi)型起重機(jī)應(yīng)用范圍十分廣泛，可以用于港口貨物的裝卸工作，也可以用于海難事故的打撈工作，還能夠?yàn)樵鞓颉⒅厶峁椭彩撬闲枰鹬刈鳂I(yè)的場(chǎng)所，都需要浮式起重機(jī)的幫助，由此可見(jiàn)該機(jī)械設(shè)備的重要作用。

1 浮式起重機(jī)的相關(guān)概述

通常情況下，浮式起重機(jī)由兩大部分構(gòu)成，分別浮船甲板上的設(shè)備與下部浮船兩部分，浮船的主要作用在于支撐起重機(jī)以及起重機(jī)工作時(shí)的重量，將重量傳遞給水面，支撐起重機(jī)在水面上工作，此外，浮船的作用還在于幫助起重機(jī)轉(zhuǎn)換工作地點(diǎn)，或者在一定范圍內(nèi)調(diào)整起重機(jī)的工作地面，以使起重機(jī)能夠滿足貨物的起重要求。上部建筑的主要作用為裝卸貨物。由于浮式起重機(jī)的適用范圍十分廣泛，利用率高，因此被重點(diǎn)應(yīng)用于水上作業(yè)中。由于工作環(huán)境、工作任務(wù)之間的差異，浮式起重機(jī)的構(gòu)造、參數(shù)以及種類(lèi)、形式也都有所不同。從總體上來(lái)看，可以將起重機(jī)分為吊裝型和裝卸型。吊裝型的浮式起重機(jī)主要用于吊裝大型物件以及水下深度大的作業(yè)，裝卸型起重機(jī)主要應(yīng)用與內(nèi)河港口，對(duì)煤炭、砂石等物進(jìn)行裝卸，此類(lèi)型起重機(jī)的起重量不大，但是其中速率較快，設(shè)備構(gòu)造也較為復(fù)雜，起重機(jī)的臂架系統(tǒng)能夠進(jìn)行360 度的回轉(zhuǎn)。除了上述分類(lèi)外，起重機(jī)還能夠按照船體機(jī)動(dòng)性能進(jìn)行劃分，分為自航式與非自航式兩種，所謂的自航式指代的是船舶自身備有推進(jìn)裝置，能夠自行轉(zhuǎn)彎與前進(jìn)。非自航式浮式起重機(jī)在工作過(guò)程中能夠進(jìn)行短距離的移位，以便滿足裝卸要求。在移位過(guò)程中要特別注意起重機(jī)的起升繩要與睡眠相垂直，以免其中物品離開(kāi)睡眠后，船體發(fā)生擺動(dòng)情況。

2 工程概況

某臺(tái)500 噸重的浮式起重機(jī)，起升結(jié)構(gòu)為雙卷筒結(jié)構(gòu)，由兩臺(tái)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，需要通過(guò)機(jī)械設(shè)備中的聯(lián)軸節(jié)、變速箱、彈性聯(lián)軸節(jié)以及制動(dòng)器、減速器最終傳送到雙卷筒結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行吊鉤操作與抓斗操作。浮式起重機(jī)的電機(jī)為PLC 控制，具有變頻調(diào)速功能，在進(jìn)行吊鉤操作時(shí)為雙起升狀態(tài)。在進(jìn)行抓斗操作時(shí)，兩臺(tái)電動(dòng)功能各異，一臺(tái)電機(jī)是為了支持繩電機(jī)，一臺(tái)電機(jī)是為了關(guān)閉繩電機(jī)。在某次抓取工作中，將浮式起重機(jī)中支持繩電機(jī)制動(dòng)片在常規(guī)保養(yǎng)更換后，發(fā)現(xiàn)支持繩和開(kāi)閉電機(jī)在作業(yè)過(guò)程中停機(jī)制動(dòng)時(shí)不能同步，但是卻在正常運(yùn)行時(shí)能夠同步。在抓斗時(shí)，起重機(jī)抓取貨物在卸貨過(guò)程中，抓斗往往會(huì)不受司機(jī)控制自行打開(kāi)，導(dǎo)致貨物提前掉落，極易發(fā)生安全事故。在吊鉤狀態(tài)下，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)仍舊不能夠同步制動(dòng)，但是無(wú)論是哪種故障，PLC 與變頻器都沒(méi)有報(bào)故障。無(wú)論怎么調(diào)節(jié)設(shè)備制動(dòng)器，該故障仍舊存在，并且將制動(dòng)器調(diào)節(jié)過(guò)緊，還會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)鼓與制動(dòng)片直接出現(xiàn)嚴(yán)重的摩擦發(fā)熱癥狀。

3 故障分析與排查

（1）浮式起重機(jī)制動(dòng)器以及相關(guān)機(jī)構(gòu)的原因。在浮式起重機(jī)沒(méi)有更換電機(jī)制動(dòng)片前，起重機(jī)一切運(yùn)行正常，沒(méi)有發(fā)生任何故障，也不存在制動(dòng)不同步現(xiàn)象，此時(shí)，起重器的型號(hào)為YP2-600/200，液壓推動(dòng)器設(shè)備的型號(hào)為ED201/12。在更換電機(jī)制動(dòng)片后，起重機(jī)出現(xiàn)制動(dòng)不同步現(xiàn)象，因此，在正常情況下，因?yàn)橹苿?dòng)器發(fā)生故障導(dǎo)致起重器出現(xiàn)制動(dòng)不同步現(xiàn)象的可能性較大。可能是因?yàn)閷⑵鹬貦C(jī)制動(dòng)片更換后，制動(dòng)片與剎車(chē)鼓的間隙調(diào)整達(dá)不到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槟ズ显虻葲](méi)有達(dá)到要求導(dǎo)致，使得起重機(jī)自身的制動(dòng)力矩不足，進(jìn)而發(fā)生制動(dòng)滯后現(xiàn)象。或者由于起重機(jī)制動(dòng)器中的地腳固定有松曠情況，造成起重機(jī)制動(dòng)滯后。根據(jù)以上幾種故障因素對(duì)起重機(jī)進(jìn)行全面排查后發(fā)現(xiàn)，起重機(jī)的制動(dòng)器設(shè)備以及相關(guān)結(jié)構(gòu)，并沒(méi)有出現(xiàn)銷(xiāo)軸松曠以及底座松動(dòng)現(xiàn)象，在將設(shè)備的制動(dòng)器行程進(jìn)行調(diào)整后，明顯發(fā)現(xiàn)起重機(jī)的制動(dòng)力矩有所增大，制動(dòng)鼓與制動(dòng)片之間的摩擦發(fā)熱情況較為嚴(yán)重，并且制動(dòng)滯后的情況也未完全消除。因此，排除了設(shè)備制動(dòng)不同步是更換制動(dòng)片操作不當(dāng)引起的因素可以排除。

（2）變頻器的原因。結(jié)合浮式起重機(jī)的運(yùn)行情況來(lái)看，從變頻器控制電機(jī)開(kāi)始到結(jié)束，兩臺(tái)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)保持一致，并且跟隨時(shí)間變化的情況也一致，利用鉗型電流表測(cè)量起重機(jī)電機(jī)發(fā)現(xiàn)，兩臺(tái)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)電流也一樣，因此懷疑是由于更換了剎車(chē)片，致使變頻器制動(dòng)單元在更換過(guò)程中出現(xiàn)損壞，嘗試將兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)單元進(jìn)行互換檢查，通過(guò)更換使用后發(fā)現(xiàn)，兩臺(tái)電機(jī)沒(méi)有出現(xiàn)任何變化，在此也可以確定電機(jī)的制動(dòng)單元沒(méi)有出現(xiàn)任何問(wèn)題。通過(guò)調(diào)取起重機(jī)變頻器與制動(dòng)有關(guān)的參數(shù)發(fā)現(xiàn)，為了使得設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)更加平穩(wěn)，在安裝機(jī)械設(shè)備時(shí)，將設(shè)備安裝調(diào)試的停止時(shí)間延長(zhǎng)為40 秒，然后將設(shè)備停止方法改為自由滑行停止，但是變頻器的運(yùn)行參數(shù)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，兩臺(tái)電機(jī)仍然能夠同步制動(dòng)。自由滑行方式只能夠作為一種應(yīng)急運(yùn)行的方式，不能長(zhǎng)時(shí)間使用，因此，還是需要解決起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)不同步的問(wèn)題。

（3）PLC 控制系統(tǒng)的主要原因。

圖1 電機(jī)設(shè)備的PLC 控制程序圖

在起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)聯(lián)機(jī)觀察發(fā)現(xiàn)，PLC 程序在運(yùn)行過(guò)程中所有動(dòng)作十分正常，兩臺(tái)電機(jī)設(shè)備的PLC 控制程序如上圖所示，所有控制程序的運(yùn)行都屬正常，但是兩臺(tái)起升電機(jī)的制動(dòng)器延時(shí)設(shè)置為10 秒與變頻器的制動(dòng)時(shí)間不夠匹配，當(dāng)起重機(jī)變頻器輸出讓電機(jī)減速停止的時(shí)間為40 秒，但是PLC 控制程序在10 秒左右便對(duì)機(jī)械給了制動(dòng)信號(hào)，此時(shí)，制動(dòng)過(guò)程中的制動(dòng)力矩較大。將設(shè)備兩臺(tái)電機(jī)的制動(dòng)器延時(shí)改為30 秒后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)過(guò)變頻器控制，經(jīng)過(guò)30 秒減速停止還剩最后10 秒時(shí)，PLC 輸出相關(guān)信號(hào)，使得制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)，此時(shí)制動(dòng)效果較為平穩(wěn)，制動(dòng)力矩也較少。通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，此時(shí)兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行一切正常，制動(dòng)不同步的現(xiàn)象消除。

4 操作浮式起重機(jī)的重要事項(xiàng)

相關(guān)人員在操作浮式起重機(jī)的過(guò)程中，交接班時(shí)要做好設(shè)備檢查工作，查看起重機(jī)吊鉤、制動(dòng)器等裝置運(yùn)行是否正常，安全裝置是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)其中存在有異常現(xiàn)象，要在操作前進(jìn)行排除。在即將操作時(shí)需要報(bào)警或者鳴鈴，操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備靠近人時(shí)也要及時(shí)報(bào)警。在操作過(guò)程中，一定要遵照指揮信號(hào)有序進(jìn)行，一旦存在緊急停止信號(hào)，無(wú)論是誰(shuí)發(fā)出，都要立即停止工作。當(dāng)起重機(jī)設(shè)備以及設(shè)備周?chē)_定無(wú)人的情況下，才能夠?qū)⒅麟娫撮]合。當(dāng)設(shè)備電源電路中存在有加鎖標(biāo)志，或者掛有標(biāo)牌時(shí)，應(yīng)該由配備的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行閉合。在正式閉合電源前，要將機(jī)械設(shè)備的所有控制器手柄歸于零位。當(dāng)浮式起重機(jī)工作過(guò)程中出現(xiàn)斷電情況后，應(yīng)該將設(shè)備的所有控制手柄全部歸于零位，再次工作前，一定要堅(jiān)持設(shè)備是否運(yùn)行正常。通常情況下，一旦風(fēng)力超過(guò)六級(jí)，起重機(jī)便要停止一切工作，并且要將起重機(jī)錨定住。工作人員在對(duì)起重機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，一定要將主電源切斷，并且要掛有相關(guān)標(biāo)志牌，如果存在未消除的故障，要對(duì)接班人員通知到位，避免出現(xiàn)不可挽回的損失。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，浮式起重機(jī)身為海上作業(yè)的重要組成部分，制動(dòng)不同步故障是其常見(jiàn)的問(wèn)題之一，一旦發(fā)生此問(wèn)題，工作人員要從起重機(jī)的電機(jī)出發(fā)，檢查起重機(jī)的制動(dòng)器以及變頻器，以便能夠全面排除問(wèn)題，提高起重機(jī)后續(xù)工作的安全性，使其能夠順利開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)。