橋式起重機電氣控制的常見故障診斷

張俊峰

摘要：隨著改革開放以來，中國整體綜合國力的大幅提升，作為中國“硬實力”的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)不僅在國內(nèi)各地屢見不鮮，同時也成為中國輸出影響力的制勝法寶。然而，路橋建設(shè)、建筑施工等大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施項目的上馬也必然伴隨著起重機等重要施工設(shè)備設(shè)施故障率的大幅攀升。因此，本文專門深入分析并探討有關(guān)橋式起重設(shè)備在電氣控制方面的常見故障及相關(guān)判斷方法。

關(guān)鍵詞：橋式起重機;電氣控制;故障排查診斷

前言：

橋式起重設(shè)備是一種大型工程項目的施工中十分常見的起重設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各類橋梁施工、高層或超高層建筑施工、遠(yuǎn)洋貨輪等大型船舶施工等場所。由于橋式起重機的工作性質(zhì)，對于任何存在基建和大型設(shè)備建造需求的地區(qū)都有橋式起重機的需求。但是，我國幅員遼闊，南北跨度和東西海拔差距都比較大。因此，坦率來說，從天寒地凍的東北平原，到溫暖濕潤的海濱小島，從風(fēng)沙漫天的戈壁荒野，到遍布毒蟲猛獸的熱帶雨林理論上都可能是橋式起重設(shè)備的工作場所。鑒于復(fù)雜多變的工作環(huán)境，也對橋式起重設(shè)備特別是容易受到影響的電氣部分的可靠性提出了更高的要求。根據(jù)起重能力和傳動結(jié)構(gòu)的不同又可以細(xì)分為普通橋式、簡易橋式、冶金專用橋式等不同的類型。本文中闡述的主要是針對用途最廣泛的普通橋式起重設(shè)備進行分析。

1、橋式起重設(shè)備電氣部分的常見故障

1.1電動機、制動器的機械傳動問題

1.1.1電動機、制動器齒輪咬合不良

起重電機齒輪咬合不良不僅在橋式起重設(shè)備的電氣部件中十分常見，在各類電動機、制動器的傳動裝置中也十分普遍。導(dǎo)致齒輪之間咬合不良的原因也十分復(fù)雜，在設(shè)備安裝調(diào)試階段、使用階段、大修維護階段都有可能導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)咬合不良。例如，在起重機的電氣設(shè)備安裝過程中，齒輪安裝工藝不良、潤滑不良導(dǎo)致齒輪磨損嚴(yán)重，久而久之，使得齒輪之間縫隙超過冗余門限。進而導(dǎo)致齒輪咬合不良。除此之外，在使用過程中，齒輪所待電動機、制動器長時間超負(fù)荷的過載高速運轉(zhuǎn)，也可能導(dǎo)致齒輪表面擦傷甚至受力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷。

1.1.2受力部件彎曲疲勞

除了齒輪的咬合問題之外，重點受力部件的結(jié)構(gòu)性疲勞也是制約和困擾橋式起重設(shè)備正常工作的常見故障之一。在結(jié)構(gòu)性疲勞中最常見的一類是彎曲疲勞，在起重設(shè)備相關(guān)部件的運行過程當(dāng)中，受到懸臂等機構(gòu)脈沖循環(huán)的應(yīng)力影響，受力部件的承受力部分極有可能出現(xiàn)裂痕。千里之堤，毀于蟻穴，一旦出現(xiàn)剛體結(jié)構(gòu)性裂痕，任何外部作用力的作用效果都將放大。進而產(chǎn)生斷裂等嚴(yán)重威脅，甚至造成人身傷害事故。

1.2電氣與控制問題

1.2.1繼電器吸合故障

眾所周知，電磁繼電器的工作原理就是根據(jù)電磁感應(yīng)定律（右手安培定律），大拇指通電導(dǎo)線電流流經(jīng)方向，食指指向方向為磁感線方向，大拇指方向為N極。通過對電磁鐵通電使其產(chǎn)生磁性，從而吸合銜鐵完成閉合或斷開的功能。因此，一旦銜鐵吸合存在問題，就可能導(dǎo)致繼電器無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程斷開或閉合，進而工作失效。例如，如果繼電器控制電壓過低、主用交流接觸器短接等，導(dǎo)致繼電器的電磁吸合端子吸合力不足就有可能導(dǎo)致上述情況的發(fā)生。

1.2.2主鉤、附鉤及主控制電路故障

主鉤、附鉤故障及主控制電路故障也是橋式起重設(shè)備經(jīng)常發(fā)生的故障。一方面來講，主鉤和附鉤的機械結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)卡死飛輪松動有可能造成主鉤、附鉤移動不順暢甚至發(fā)生脫落事故。但是從電氣角度而言，電磁制動器等控制電路發(fā)生故障也會導(dǎo)致主鉤、附鉤無法正常上升或下降。需要維修工程師觀察繼電器的起落動作和聲音、電動機、制動器工作的聲音、各個儀表的示數(shù)，并根據(jù)以往經(jīng)驗判斷電動機、制動器、繼電器和其他控制電路的工作狀態(tài)。逐步排除故障點位置。

2、橋式起重設(shè)備電氣部分的故障排查步驟和注意事項

2.1觀察主要部件的外觀狀態(tài)

對于電動機、制動器、繼電器等電氣機械部件而言，絕大多數(shù)的結(jié)構(gòu)性破損是肉眼可見的，如電動機、制動器冷卻液溫度過高出現(xiàn)開鍋現(xiàn)象、電動機、制動器齒輪卡住或脫落、繼電器銜鐵生銹等。除此之外，一些電路故障也可以通過外觀、溫度及聲音等分辨其工作狀態(tài)。例如，在大車控制電路內(nèi)，瓷片電容和電解電容過載工作后，其表面溫度會明顯上升，過載電壓超過其額定電壓一定程度會直接燒毀該電容，導(dǎo)致電容發(fā)黑甚至冒煙。一些控制芯片或邏輯門電路出現(xiàn)正負(fù)極接反或負(fù)載短接時也會出現(xiàn)半導(dǎo)體部分溫度過高（燙手）的現(xiàn)象。而且，對于一些功率較高的控制電路，一般會配有散熱風(fēng)扇，觀察風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，并用手感受風(fēng)扇的送風(fēng)溫度也不失為一種方法。

2.2逐級檢測排除問題

在通過外觀檢查各個部件的基礎(chǔ)上，一些無法直接觀測的故障需要借助儀器儀表進一步檢測排查;例如繼電器吸合不良的問題，除了觀察其各個銜鐵是否存在生銹、端子是否存在接觸不良的問題，還應(yīng)該注意檢查繼電器電磁鐵的剩磁情況，并通過外用表對其輸入端子和輸出端子的通斷，輸入及輸出電壓、繼電器阻抗、變壓器功率因數(shù)等電氣特性進行測量，并分析結(jié)果是否在正常范圍內(nèi)。

2.3橋式起重設(shè)備故障預(yù)防

在橋式起重設(shè)備的故障預(yù)防方面，首先要做到對設(shè)備的各項工作性能和狀態(tài)一清二楚，這就要求保證在平時就做到定期的維護和檢查。我國對于橋式起重設(shè)備就有相關(guān)的檢修要求，按照《特種設(shè)備檢修管理規(guī)定》的相關(guān)要求：使用單位應(yīng)針對橋式起重機、塔式起重機等特種設(shè)備制定合理的周檢修、月檢修、季度檢修、半年檢修和年檢修項點，并根據(jù)項點認(rèn)真做好檢修工作。此外，在日常檢修的基礎(chǔ)上還要安排好集中檢修工作，對于使用年限不足計劃壽命年限一半的起重設(shè)備，每兩年進行一次全面檢查，對于使用年限超過計劃壽命年限一半的起重設(shè)備，每一年進行一次全面檢查。

3、結(jié)束語：

本文對橋式起重機電氣控制的常見故障診斷進行了簡要的分析，還對檢測技術(shù)和管理提出一些建議和看法。并分析了引起故障的一些原因和預(yù)防辦法，但不論如何，當(dāng)前情況，從事操作橋式起重機設(shè)備依舊是個風(fēng)險較大的工作，所以，應(yīng)當(dāng)在保證自身安全的同時，促進行業(yè)向前發(fā)展。

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（作者單位：鞍鋼股份公司冷軋廠）