橋式起重機(jī)常見電氣故障原因分析及措施

許桂仙， 秦晉華

（同煤集團(tuán)同家梁礦， 山西 大同 037000）

引言

所謂電氣故障，簡(jiǎn)單理解就是設(shè)備內(nèi)的電氣設(shè)備無法正常工作，即電氣裝置中的元器件無法按照設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行[1-2]。在很多行業(yè)領(lǐng)域，橋式起重機(jī)是日常生產(chǎn)中非常重要的設(shè)備之一，而電氣故障是困擾企業(yè)的重要問題之一。在使用過程中如果出現(xiàn)電氣故障問題，輕則影響企業(yè)的正常連續(xù)生產(chǎn)，重則對(duì)起吊的物品造成損壞甚至引發(fā)人員傷亡安全事件，這些都會(huì)讓企業(yè)蒙受較大經(jīng)濟(jì)損失[3-4]。基于此，對(duì)橋式起重機(jī)潛在的故障問題進(jìn)行深入分析，做好相關(guān)管理工作，避免出現(xiàn)故障問題是所有起重機(jī)使用者面臨的重要工作。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)QD20/5—13.5 橋式起重機(jī)的常見電氣故障問題進(jìn)行深入分析，闡述引發(fā)問題的原因并提出維護(hù)對(duì)策。

1 橋式起重機(jī)電氣設(shè)備工作原理及故障內(nèi)涵和分類

1.1 工作原理

以QD20/5-13.5 橋式起重機(jī)為例，QD20/5-13.5橋式起重機(jī)通過繞線式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，基于轉(zhuǎn)子回路串電阻實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。不管是大車還是小車，其平移裝置的啟動(dòng)和停止及其速度調(diào)節(jié)都是通過凸輪控制器完成，對(duì)于主鉤和副鉤升降過程的啟動(dòng)與停止及其速度的控制通過常規(guī)接觸器、繼電器、主令控制器進(jìn)行組合完成。為了保障電氣設(shè)備以及工作人員的安全，對(duì)電氣設(shè)備以及相關(guān)裝置都設(shè)置了很多保護(hù)裝置，其中重要的包括電機(jī)的過流、失壓和短路保護(hù)，控制器零位聯(lián)鎖、門窗等的安全開關(guān)保護(hù)等。為滿足實(shí)際操作需要，對(duì)主鉤和副鉤可進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，有多個(gè)可調(diào)擋位，在不同擋位時(shí)電機(jī)表現(xiàn)出的特征存在一定差異，以滿足不同工作場(chǎng)景。

1.2 故障內(nèi)涵

從基本層面看電氣設(shè)備故障主要有兩個(gè)層面的意義[5-6]：第一，電氣設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的功能，也可以理解為電氣設(shè)備一些技術(shù)指標(biāo)無法達(dá)到實(shí)際使用需要或者偏離額定狀態(tài)。引發(fā)這類故障的原因主要為電氣設(shè)備部分零部件無法正常工作，對(duì)工作條件進(jìn)行調(diào)整或?qū)α悴考M(jìn)行更換就能夠排除故障從而使得電氣設(shè)備功能得以恢復(fù)。比如電動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題嚴(yán)重、功率和頻率降低等屬于此類問題；第二，電氣設(shè)備功能嚴(yán)重偏離正常值，且隨時(shí)間延長嚴(yán)重程度越劇烈，直到設(shè)備徹底無法正常工作，則稱設(shè)備失效。引發(fā)這類問題的根本原因在于電氣設(shè)備主要零部件發(fā)生損壞，使得設(shè)備整體性能無法發(fā)揮。如電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)生短路或者斷路問題等。

表1 電氣故障分類情況

1.3 故障分類

如表1 所示為橋式起重機(jī)電氣故障分類，從表中可以看出，按照不同劃分依據(jù)可將電氣故障劃分成為不同類型。不同電機(jī)故障表現(xiàn)出的特征千差萬別，即便是同一故障類型也有可能表現(xiàn)出不同的故障現(xiàn)象，而不同故障類型也有可能表現(xiàn)出相同的故障現(xiàn)象。這些都體現(xiàn)了電氣故障的多樣性和統(tǒng)一性，這些特征和性質(zhì)給電氣故障的日常維護(hù)和檢查構(gòu)成了困難。但無論怎樣，通過故障表現(xiàn)出的現(xiàn)象分析判斷故障類型和原因仍然是主要的方法和手段。因此，需要對(duì)電氣故障現(xiàn)象進(jìn)行深入分析和研究，才能夠快速準(zhǔn)確的定位故障原因。本文以QD20/5-13.5 橋式起重機(jī)為例，結(jié)合具體情況從電氣設(shè)備和電氣線路兩個(gè)層面詳細(xì)分析電氣故障常見類型、產(chǎn)生的原因及其應(yīng)對(duì)措施。

2 電氣設(shè)備故障原因及措施

1）電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象且較為均勻。造成這種問題的原因主要有：第一，起重機(jī)正在執(zhí)行的工作任務(wù)與電動(dòng)機(jī)輸出功率不匹配，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)問題。可以通過更換更大功率的電動(dòng)機(jī)以滿足實(shí)際工作需要以解決問題。第二，輸入到電動(dòng)機(jī)的電壓較小或者不穩(wěn)定。可停機(jī)進(jìn)行檢查和維修確保電壓穩(wěn)定后再投入使用。第三，體重機(jī)動(dòng)力傳輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)了卡塞且沒有停機(jī)，電動(dòng)機(jī)由于遇到強(qiáng)烈阻礙而發(fā)熱。需要對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)、全面、仔細(xì)檢查，找到卡塞位置并排除。

2）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)出現(xiàn)異常振動(dòng)。造成這種問題的原因主要有：第一，電動(dòng)機(jī)輸出軸與減速器軸不在一條直線上。對(duì)兩根軸的位置進(jìn)行調(diào)整并通過專業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢查，確保兩者同心度能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。第二，電動(dòng)機(jī)的軸承發(fā)生嚴(yán)重磨損，使得電動(dòng)機(jī)輸出軸做偏心運(yùn)動(dòng)，這種偏心運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)。對(duì)出現(xiàn)問題的軸承進(jìn)行更換避免出現(xiàn)偏心運(yùn)動(dòng)。第三，長時(shí)間工作后電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形，嚴(yán)重時(shí)直接與定子接觸，兩者間產(chǎn)生不均衡的摩擦力引發(fā)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)問題。可將電動(dòng)機(jī)進(jìn)行開解，將發(fā)生變形的轉(zhuǎn)子進(jìn)行更換。

3）控制器回轉(zhuǎn)時(shí)存在卡頓問題。造成這種問題的原因主要有：第一，觸頭接觸不良引發(fā)火法，產(chǎn)生焊接效應(yīng)導(dǎo)致兩個(gè)元件粘附在一起。需要將觸頭的接觸面清理干凈并磨平，保證觸頭的良好接觸。第二，控制器定位機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了位置偏移或者該結(jié)構(gòu)已經(jīng)損壞無法正常工作。需要仔細(xì)檢查定位機(jī)構(gòu)并修理故障問題。

4）控制器觸頭嚴(yán)重?zé)g。造成這種問題的原因主要有：第一，觸頭間存在不良接觸，在開啟、關(guān)閉過程中引發(fā)火花，對(duì)觸頭造成燒傷。對(duì)燒傷觸頭進(jìn)行修整或更換，對(duì)壓力進(jìn)行合理調(diào)整，保障觸頭間的良好接觸。第二，控制器無法承受實(shí)際工作需要。根據(jù)實(shí)際工作情況更壞控制器。第三，供電線路出現(xiàn)了短路故障，較大的瞬間短路電流將燒毀控制器觸頭。對(duì)供電線路進(jìn)行檢測(cè)修護(hù)，避免出現(xiàn)短路問題。

（5）交流接觸器線圈出現(xiàn)異常發(fā)熱。造成這種問題的原因主要有：第一，動(dòng)、靜磁鐵偏離原有部位，導(dǎo)致線圈異常發(fā)熱。仔細(xì)檢查將磁鐵調(diào)整到正確的位置。第二，鐵芯表面不干凈引發(fā)接觸不良現(xiàn)象，最終導(dǎo)致發(fā)熱問題。對(duì)鐵芯表面的雜物進(jìn)行清理確保接觸良好。

3 電氣線路故障原因及措施

橋式起重機(jī)有著相對(duì)較為復(fù)雜的電氣線路，因此在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)電氣線路故障問題，嚴(yán)重威脅著起重機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)電氣線路故障問題時(shí)需要結(jié)合專業(yè)的檢測(cè)工具對(duì)線路進(jìn)行檢測(cè)，從而快速定位故障地點(diǎn)，避免引發(fā)更加嚴(yán)重的安全事故。以下對(duì)常見的故障類型進(jìn)行分析。

1）開啟起重機(jī)瞬間開關(guān)柜中控制回路熔斷器的熔絲被燒斷。這種問題的原因主要是線路中出現(xiàn)了過大的電流導(dǎo)致熔絲發(fā)熱而熔斷。通過專業(yè)的儀器設(shè)備檢測(cè)線路中存在的電路故障問題并處理完成后再使用起重機(jī)。

2）起重機(jī)正常運(yùn)行過程中主接觸器松開，即所謂的大車掉閘現(xiàn)象。造成這種問題的原因主要有：第一，大車在運(yùn)行過程中過電流繼電器發(fā)生較大動(dòng)作使其超過了整定值。可結(jié)合具體情況對(duì)整定值進(jìn)行重新設(shè)定。第二，大車滑觸線表面存在污穢導(dǎo)致接觸不良。對(duì)滑觸線表面進(jìn)行清潔保證接觸良好。第三，起重機(jī)運(yùn)行過程中由于外部原因?qū)е缕涑霈F(xiàn)振動(dòng)，導(dǎo)致滑觸線脫落。排查啟動(dòng)機(jī)振動(dòng)原因并處理。

3）起重機(jī)啟動(dòng)時(shí)就發(fā)生“掉閘”。可能原因：第一，保護(hù)裝置整定值偏小。對(duì)相關(guān)裝置的整定值進(jìn)行重新設(shè)定。第二，某電動(dòng)機(jī)的供電線路出現(xiàn)短路故障導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)失效。對(duì)線路進(jìn)行檢查并處理。第三，機(jī)構(gòu)被其它物件卡塞無法正常工作導(dǎo)致運(yùn)行阻力變大。對(duì)整個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，排除卡塞物件。

4）小車電動(dòng)機(jī)無法正常工作。主要原因就是電動(dòng)機(jī)線路出現(xiàn)了短路故障，需要對(duì)小車線路進(jìn)行檢查，排除短路故障問題。

5）當(dāng)起重機(jī)不同機(jī)構(gòu)由多個(gè)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，只有大車電機(jī)無法正常工作，而其他電機(jī)可正常運(yùn)行。可能原因是控制器與接觸器中間線路發(fā)生故障，需要對(duì)該段線路進(jìn)行檢查并排除問題。

4 結(jié)語

橋式起重機(jī)電氣設(shè)備較多，線路也較為復(fù)雜，在工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種類型的電氣故障問題，在很大程度上限制了起重機(jī)的工作效率，不利于企業(yè)日常工作的開展。對(duì)于各類電氣故障企業(yè)應(yīng)該善于總結(jié)并掌握更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以快速處理電氣故障問題。