江 利

(寧夏共享鑄鋼有限公司，寧夏 銀川 750021)

起重機(jī)溜鉤原因及預(yù)防措施淺析

江 利

(寧夏共享鑄鋼有限公司，寧夏 銀川 750021)

概述了起重機(jī)的主要部件及其常見故障，包括定子調(diào)壓調(diào)速故障、變頻器調(diào)速故障及變轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速故障，介紹了起重機(jī)溜鉤的原因及預(yù)防措施，指出規(guī)范操作對(duì)預(yù)防溜鉤、確保起重機(jī)安全運(yùn)行的重要性。

起重機(jī)；溜鉤；定子調(diào)壓調(diào)速；預(yù)防措施

1 概述

起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)由電機(jī)、減速箱、電力液壓推動(dòng)器、滾筒、鋼絲繩、主鉤和副鉤組成。起重機(jī)故障主要包括機(jī)械故障和電氣故障，這2種故障都有可能造成溜鉤。對(duì)于機(jī)械故障引起的溜鉤，可采用雙抱閘并加強(qiáng)日常巡檢方法將其發(fā)生率降至極低。因此，現(xiàn)主要論述電氣故障引起的起重機(jī)溜鉤及其預(yù)防措施。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，由電氣故障引發(fā)的起重機(jī)溜鉤占到90 %以上。其中，由定子調(diào)壓調(diào)速故障造成的溜鉤約占10 %，由變頻器調(diào)速故障造成的溜鉤約占55 %，由變轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速故障造成的溜鉤約占20 %。

2 起重機(jī)溜鉤原因及預(yù)防措施

2.1 定子調(diào)壓調(diào)速故障

定子調(diào)壓調(diào)速具有良好的轉(zhuǎn)矩提升性能，采用雙閉環(huán)回饋控制，具備有級(jí)與無級(jí)速度控制功能，其調(diào)速范圍為5 %～100 %，廣泛應(yīng)用于三相異步電機(jī)的調(diào)速，主要應(yīng)用于起重機(jī)的調(diào)速控制，具有定位、制動(dòng)器控制、轉(zhuǎn)子電阻切換等功能。使用定子調(diào)壓調(diào)速進(jìn)行控制，幾乎可使速度降為0，從而減少對(duì)機(jī)械抱閘的磨損，保護(hù)起重機(jī)。工作中引發(fā)溜鉤的定子調(diào)壓調(diào)速故障主要有以下2個(gè)。

(1) A1主控板發(fā)生故障，在操縱桿回零時(shí)，吊鉤突然下滑，而更換完A1板后恢復(fù)正常。

(2) 測(cè)速發(fā)電機(jī)的軟連接斷裂，起重機(jī)下降回零位后又繼續(xù)下滑了一段距離才停止。經(jīng)過分析后，將軟連接改用塑料軟管擰死，從而避免溜鉤。

可主要采取如下預(yù)防措施。

(1) 零速調(diào)節(jié)是用于停車時(shí)，反接制動(dòng)速度降到零速動(dòng)作值時(shí)，制動(dòng)器開始動(dòng)作。調(diào)節(jié)范圍為3 %～20 %，對(duì)于起升裝置應(yīng)調(diào)在10 %，可以有效防止溜鉤。

(2) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)過載時(shí)，如果轉(zhuǎn)矩保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，系統(tǒng)會(huì)頻繁動(dòng)作，容易導(dǎo)致溜鉤。通過設(shè)定轉(zhuǎn)矩差值時(shí)間，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)轉(zhuǎn)矩保護(hù)延時(shí)動(dòng)作，延時(shí)0.7～1.7 s，一般調(diào)在5格，對(duì)應(yīng)時(shí)間為1.2 s，可以有效防止溜。

(3) 制動(dòng)時(shí)間BRACK LEAD調(diào)節(jié)設(shè)定抱閘動(dòng)作以后，電動(dòng)機(jī)力矩持續(xù)時(shí)間設(shè)定0.3～0.6 s，可以有效防止溜鉤。

(4) 一般情況下，各電位計(jì)參數(shù)可通過空載調(diào)試確定，無需調(diào)整。在試吊重物時(shí)應(yīng)觀察有無溜鉤現(xiàn)象，如有溜鉤現(xiàn)象，微調(diào)斜坡時(shí)間、零速、制動(dòng)時(shí)間3個(gè)電位計(jì)，直到無溜鉤現(xiàn)象為止。用鉗型電流表測(cè)量起重機(jī)在4檔工作時(shí)的電流，不應(yīng)超過電動(dòng)機(jī)額定電流即可。

(5) 設(shè)定斜波時(shí)間RAMP.TIME，系統(tǒng)的加減速時(shí)間對(duì)于起升機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)定在1 s左右，防止溜鉤。

2.2 變頻器調(diào)速故障

2.2.1 變頻器調(diào)速的特點(diǎn)

相較于定子調(diào)壓調(diào)速，變頻器具有更好的調(diào)速性能，可大大降低電機(jī)的維修量，且節(jié)能效果好。但變頻器對(duì)環(huán)境溫度敏感，功率單元易失效炸裂，參數(shù)較為復(fù)雜，對(duì)電工技術(shù)要求高。

變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)，在制動(dòng)和防溜鉤方面具有許多優(yōu)點(diǎn)。

(1) 變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速精度高，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)起重機(jī)負(fù)載變化時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之變化的現(xiàn)象，可以提高裝卸作業(yè)的生產(chǎn)率。

(2) 變頻起重機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，啟動(dòng)、制動(dòng)平緩，運(yùn)行過程中調(diào)速時(shí)整機(jī)振動(dòng)和沖擊明顯減小，安全性提高，大大延長(zhǎng)了起重機(jī)機(jī)械部分的壽命。

(3) 起升機(jī)構(gòu)在抓吊重物離開或接觸地面瞬間負(fù)載變化劇烈，變頻器能對(duì)這種沖擊性負(fù)載進(jìn)行平滑控制。

(4) 變頻器根據(jù)啟動(dòng)后一段時(shí)間內(nèi)的平均電流值來判斷負(fù)荷的大小，負(fù)載重時(shí)，變頻器自動(dòng)降低輸出頻率；負(fù)載輕時(shí)，變頻器自動(dòng)提高輸出頻率，從而確保設(shè)備和人身的安全。

(5) 變頻起重機(jī)具有準(zhǔn)確的抱閘開啟和閉合控制時(shí)序，通過抱閘實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋和起動(dòng)預(yù)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，確保控制的安全性和可靠性。

2.2.2 溜鉤原因及預(yù)防措施

(1) 參數(shù)設(shè)置不對(duì)。在起重機(jī)剛交付使用時(shí)，參數(shù)調(diào)整容易出現(xiàn)各種問題，溜鉤現(xiàn)象最嚴(yán)重。隨著參數(shù)的不斷調(diào)整，試車溜鉤現(xiàn)象也逐漸減少。因此，起重機(jī)使用前需進(jìn)行調(diào)試，并對(duì)啟動(dòng)電流、啟動(dòng)頻率、制動(dòng)時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)整。

(2) 變頻器容量過小。新交付使用的起重機(jī)最容易出現(xiàn)變頻器容量過小的情況。某公司熔煉工廠125 t主鉤因變頻器容量過小經(jīng)常發(fā)生溜鉤現(xiàn)象，經(jīng)過分析后，將變頻器更換升級(jí)，大大降低了溜鉤事故發(fā)生的幾率。

(3) 轉(zhuǎn)矩過小。起重機(jī)應(yīng)具有大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通常應(yīng)超過1.5倍的額定轉(zhuǎn)矩，若考慮超載實(shí)驗(yàn)等因素，至少應(yīng)在啟動(dòng)加速過程中提供2倍的額定轉(zhuǎn)矩，防止轉(zhuǎn)矩較小造成溜鉤。

(4) 變頻器制動(dòng)電阻功率和制動(dòng)單元設(shè)計(jì)不合理。運(yùn)行時(shí)制動(dòng)電阻突然斷裂、制動(dòng)功率模塊突然炸裂失效等都會(huì)產(chǎn)生突然的溜鉤，變頻器制動(dòng)電阻功率和制動(dòng)單元設(shè)計(jì)時(shí)留有一定的裕量，可有效減少溜鉤現(xiàn)象。

2.3 變轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速故障

用轉(zhuǎn)差率S來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0相差的程度，即S=(n0-n)/n0。通常異步電機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率為1 %～9 %，一般要求電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則容易出現(xiàn)溜鉤。適當(dāng)增大轉(zhuǎn)子電阻時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大；當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大到一定程度，反而會(huì)隨著轉(zhuǎn)子電阻值的增大而減小。因此，主要采取適當(dāng)增加轉(zhuǎn)子電阻的方法來提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并且應(yīng)當(dāng)特別注意準(zhǔn)確測(cè)量起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的拐點(diǎn)數(shù)值。

3 結(jié)束語

在操作起重機(jī)吊運(yùn)重物時(shí)，逐檔加減速非常重要，并應(yīng)盡量減少點(diǎn)動(dòng)。一方面，頻繁點(diǎn)動(dòng)造成抱閘還未完全閉合又打開，功率模塊發(fā)熱大，不僅降低起重機(jī)使用壽命，還易造成溜鉤；另一方面，點(diǎn)動(dòng)過于頻繁易導(dǎo)致制動(dòng)瓦發(fā)熱，從而導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱而造成溜鉤。

預(yù)防溜鉤發(fā)生的措施多種多樣，但最關(guān)鍵的還是在于規(guī)范操作。嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，加強(qiáng)“十不吊”意識(shí)，避免溜鉤發(fā)生，以確保起重機(jī)安全運(yùn)行。

1 謝邦立，王 華．ABB提升變頻器防溜鉤技術(shù)解析與優(yōu)化[J]．梅山科技，2013(5).

2 鄭 堤，唐可洪．機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

2014-08-12。

江 利(1969-)，男，助理工程師，主要從事起重機(jī)維修技術(shù)研究工作，email：1583337336@qq.com。