楊書超

（河南省礦山起重機有限公司，河南 長垣 453424）

0 引言

冶金產(chǎn)品生產(chǎn)是其他行業(yè)生產(chǎn)建設的基礎原材料，具有工藝煩瑣、技術水平要求高等特點。因此，冶金行業(yè)對電氣、自動化技術、產(chǎn)品生產(chǎn)等方面提出了更高的要求。自動化生產(chǎn)車間機械設施的維護和管理，主要負責機械設施的在線操作、自動控制和檢查，有問題的機械設施的故障排除，各種檢測和測量設施的定期校準等。但最重要的任務是處理現(xiàn)場故障問題，保證煉鋼廠生產(chǎn)有序發(fā)展，提高產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

1 起重機的重要作用

對于鋼鐵企業(yè)來說，冶金鑄造起重機雖然是輔助設備，但在整個生產(chǎn)線上應用廣泛，對于整個生產(chǎn)過程的組織和保障，起著工藝銜接和連接上下節(jié)點的關鍵作用。同時，冶金鑄造起重機是一種涉及生命安全的危險起重機械。根據(jù)《中華人民共和國特種設備安全法》的規(guī)定，將其列為特種設備，并對準入制度、安裝調(diào)試、運行維護、定期檢驗等方面做出了相關規(guī)定。隨著近年來鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能的快速擴張，產(chǎn)品利潤迅速降低，導致企業(yè)競爭壓力大，生存空間要求高。因此，目前許多鋼鐵企業(yè)進入轉型期，淘汰落后產(chǎn)能，提升生產(chǎn)線產(chǎn)能，造就了大噸位冶金鑄造起重機的廣泛應用。

2 起重機操作中的常見故障

2.1 金屬結構導致的故障

金屬結構是門式起重機的基本組成部分。金屬結構的作用是承受基本荷載、附加荷載、特殊荷載等。在實際操作中。金屬結構作為基本的承重部件，由鋼制成，保證了起重機零部件和金屬結構在受到載荷作用后不會損壞，不會因循環(huán)應力而縮短壽命。材料本身的強度和剛度要足夠，同時要有一定的抗屈曲能力。門式起重機的金屬結構故障有側向彎曲變形、主梁下?lián)?、主梁焊縫處焊縫外露、主梁蓋板裂紋等。金屬結構失效的原因有很多，主要體現(xiàn)在以下幾點。焊接工藝成熟度不高，導致焊接質(zhì)量無法保證，裂紋、氣孔、未熔合等焊接缺陷難以避免。由于這些缺陷，焊縫面積小，焊縫本身承載能力不足，局部應力過于集中，疲勞強度大大降低，容易產(chǎn)生裂紋。不成熟的焊接工藝還會直接導致焊接時內(nèi)應力和工作應力的疊加，主梁的側彎會產(chǎn)生過大的焊接殘余應力，使腹板位置產(chǎn)生明顯的波浪變形[2]。其次，在使用過程中忽略了額定載荷，往往導致超載。如果吊車長期超載，腹板本身的穩(wěn)定性就無法保證。受熱效應影響，運輸、儲存等環(huán)節(jié)都存在問題，材料本身的高度疲勞也會導致金屬結構失效。

2.2 由于起升結構原因出現(xiàn)的故障

提升結構引起的故障主要包括制動裝置引起的故障和減速器引起的故障。首先分析制動裝置引起的故障。起重機本身的工作機構需要安裝制動結構。制動結構是起重機運行穩(wěn)定性和安全性的保證。制動裝置在起重機械的日常工作中也起著不可替代的作用。制動器常見的機械故障有制動不科學、制動失靈、制動力矩過大、制動失靈等。故障原因分析為：制動輪與減速器輸入軸不同心，制動輪工作表面粗糙不平，制動襯片有故障，表現(xiàn)為制動襯片與制動軸粘合，機構運行時襯片未與制動輪脫離，摩擦嚴重，導致故障發(fā)生。電磁鐵故障的基本表現(xiàn)是短行程制動設備的電磁鐵沒有嚴格按照既定的規(guī)范進行調(diào)整；主簧位置失效主要是由于主簧調(diào)整不當或型號與實際需要不匹配，導致拉力過大。減速器也是門式起重機的基本部件，由減速器引起的故障一般布置在原動機和工作機構之間。常見的故障有周期性齒輪振動、整個減速機振動、減速機門口漏油等等。故障原因有齒輪缺陷、齒輪磨損變形、齒輪軸安裝不平衡、齒輪未沿整個齒面接觸等。軸承破損、潤滑油不足、箱體變形等也會導致減速機故障。

2.3 運行結構導致的故障

由運行結構引起的故障也是常見故障。一般來說，門式起重機的運行機構包括車輪、電機、制動器、傳動軸等。起重機和卡車運行機構的故障大多是啃軌。由于未按技術規(guī)范施工或長期運營磨損，車輪與軌面有明顯摩擦，橫向推力一直存在。正是由于側向推力，車輪不能完全按照軌道踏面中心運行，進而發(fā)生啃軌。一旦發(fā)生啃軌，鋼軌磨損會加快，運行阻力會大大增加，車輪的使用壽命會縮短。如果情況嚴重，梁結構會損壞。分析主要包括以下幾點：賽道表面本身存在障礙物，如大量油污、冰雪清理不及時等；金屬結構腐蝕變形，大小輪安全精度差，兩個驅(qū)動輪直徑不一致，驅(qū)動兩端電動車轉速不一致，輪速偏差，運行不同步，啃軌。

2.4 由于電氣故障原因出現(xiàn)的故障

電氣故障導致的起重機故障。龍門起重機的基本組成部分包括電氣控制系統(tǒng)。為了有效地保證電氣控制系統(tǒng)的準確性和可靠性，必須加強和消除電氣系統(tǒng)的故障。龍門起重機常見的電氣故障有：切斷電源后保護箱接觸器不能正常跳閘，保護箱閘刀開關閉合時控制電路保險絲燒斷，控制器閉合后電機只能單向轉動，最終限位開關后主接觸器不釋放，實際工作中控制器受到?jīng)_擊。

3 冶金鑄造橋式起重機的控制與維護

3.1 吊裝作業(yè)狀態(tài)

在主控制器裝置以一定檔位速度上升的情況下，系統(tǒng)程序保證上升接觸器裝置先接通，電機上電，再接通制動裝置，啟動電機設備。轉子頻率反饋和主控制器設備的速度用于設定，系統(tǒng)直接處于閉環(huán)控制模式。當主控制器全速時，電機穩(wěn)定加速至全速。如果主控設施從全速返回到低速，電機將在達到設定速度之前處于斷電狀態(tài)，直到它重新進入閉環(huán)控制模式并處于設定速度。無論何種上升速度，只有當主控制器裝置回到零位時，制動裝置才能制動，然后切斷電機電源。

3.2 重載下降條件

當主控制器裝置處于減速檔時，程序?qū)⒔油ㄉ仙佑|器裝置，電機接通電源，然后制動裝置接通，這種情況下，反接轉矩提供給電機，控制器處于閉環(huán)控制狀態(tài)。在主控設備保持全速減速的情況下，上升接觸器設備接通釋放下降接觸器，電機保持再生發(fā)電降低其全速。如果從全速減速調(diào)整到低速檔，下行接觸器進一步釋放，上行接觸器接通，提高接觸器設備的釋放效率。在反接轉矩的影響下，電機會快速減速，直接進入閉環(huán)控制模式。無論保持哪種下降速度，如果主機命令控制器設備到達零位，控制器設備都會先保持反扭矩模式制動，然后機械制動設備制動。調(diào)壓調(diào)速設備可以起到保護控制性能的作用。在閉環(huán)控制下，速度會在負載變化的影響下發(fā)生變化。在啟動過程中，需要預先建立電機轉矩。當制動和高速擋位回到低速擋位時，借助反接扭矩，可以避免打滑現(xiàn)象，通過先電制動再機械制動，可以減輕對變速箱和電機的沖擊。

3.3 制動器設備的磨損

制動器具有故障自診斷功能。電機三相不平衡、電機缺相、電機短路等。通過使用故障自診斷功能，控制器設備可以實現(xiàn)即時制動效果并同時關閉所有輸出。故障排除后，主訂單只有歸零后才能重新啟動。

4 起重機的維護

目前，從各大鋼鐵企業(yè)來看，冶金鑄造起重機的管理和維護水平較低，運行狀況不佳。近年來，發(fā)生了許多安全事故，造成了許多慘痛的教訓，如鋼絲繩斷裂事故，鋼包墜落事故，安裝倒塌事故等。

由于起重設備屬于高空作業(yè)，涉及起重系統(tǒng)，操作部位的設備故障容易造成墜落事故。維修人員和管理人員必須定期檢查和維護起重設備的每一個部件，對設備的運行狀態(tài)有絕對的掌握。在特別危險的部位要采取相應的措施，保證不發(fā)生事故，在設備出現(xiàn)故障時也要保證安全事故。冶金鑄造起重機的關鍵設備包括鉤梁、鋼絲繩、減速器、制動系統(tǒng)、傳動軸、卷筒組、車輪組等。根據(jù)近年來各大企業(yè)發(fā)生的事故和設備故障容易引發(fā)的重大安全事故，冶金鑄造起重機最關鍵的部件有鉤梁、鋼絲繩、卷筒聯(lián)軸器、傳動軸和輪組[3]。

4.1 吊梁的維護

吊梁作為吊運鋼包的鑄造起重機最直接的承載部件，應注意吊梁的外觀磨損程度和吊梁口的磨損情況。當磨損達到最大時，需要及時更換或報廢。要特別注意鉤尾絲與桿之間的空刀槽常因應力集中而開裂的現(xiàn)象。某鋼廠的一臺渣十字吊車，因螺紋部分斷裂，導致渣罐掉落，造成惡劣的安全事故。因此，吊梁組危險段的檢查非常重要。一次，冶金鑄造起重機在起吊鋼包時，吊梁的叉子突然斷裂。因此，除了定期的抽查和維護外，危險部位的檢查也應在日常維護中，定期給潤滑點和鉸接點添加潤滑脂，并定期給吊鉤螺母下的推力軸承上油。起重機吊鉤上的缺陷無法通過焊接修復。必須保證起重機吊鉤表面光滑、清潔，不允許有脫皮、尖角、裂紋和毛刺。吊鉤的扭轉變形，即鉤體的扭轉角度不應超過10°，以保證起重機吊鉤危險截面的磨損不超過原尺寸的10%[4]。

4.2 鋼絲繩的維護保養(yǎng)

鋼絲繩是起重設備的核心部件，鋼鐵企業(yè)發(fā)生過多起斷股、斷股事故。冶金鑄造起重機的鋼絲繩一旦斷了，鋼包就會直接掉下來。因此，鋼絲繩的管理必須建立多維度、多方面、多層次的管理體系，以保證鋼絲繩的絕對安全使用。鋼絲繩的檢驗包括崗位抽查、專業(yè)抽查和管理人員抽查。鋼絲繩的檢驗可分為日常檢驗和定期檢驗。日常檢查是指機械操作前、中、后的檢查。檢查部位主要是裝置的端部固定部分和滑輪通過部分，檢查項目有斷絲、磨損、腐蝕、涂油情況和變化。定期檢查是由技術人員和維修人員根據(jù)使用情況和環(huán)境條件進行的定期檢查，檢查方法都是目測[5]。鋼絲繩檢驗應建立檢驗機制，做好檢驗記錄，分清責任分工，建立更換周期臺賬，定期更換，特別是冶金鑄造起重機鋼絲繩。目前，隨著科學技術的發(fā)展，鋼絲繩在線監(jiān)測裝置應運而生。通過射線檢測，可以在線監(jiān)測鋼絲繩的運行狀態(tài)、斷絲、內(nèi)部缺陷和磨損情況，可靠掌握鋼絲繩的使用情況，防止鋼絲繩非正常斷裂的風險。

4.3 卷筒聯(lián)軸器的維護

由于各種聯(lián)軸器對軸的靈敏度有不同的偏差，安裝卷筒卷揚機首先要了解的是卷筒聯(lián)軸器的類型，裝配和調(diào)整要嚴格按照相應的技術要求進行。卷筒聯(lián)軸器是起重機的核心部件之一，它的損壞直接導致起重機的嚴重安全事故。在安裝聯(lián)軸器的過程中，應嚴格執(zhí)行裝配尺寸，確保安裝尺寸。當發(fā)現(xiàn)滾筒聯(lián)軸器有異響和斷線問題時，應及時查明原因并進行處理。

4.4 傳動軸的維護保養(yǎng)

對于冶金鑄造起重機的起升機構來說，傳動軸起著在電機和減速器之間傳遞扭矩的作用，是整個起升機構中最關鍵的部分。一旦傳動軸脫檔穿孔，可能會導致起升機構失效，尤其是單制動系統(tǒng)的設計。因此，傳動軸的零件應定期拆卸，檢查聯(lián)接齒的磨損和潤滑情況，更換和安裝時要保證軸向串和同軸度符合要求。

4.5 驅(qū)動機維護

輪式起重機的驅(qū)動輪組主要包括車輪、軸、軸承等部件，是起重機大車的行走部件。輪對故障是冶金行業(yè)常見的現(xiàn)象，包括輪對軸承損壞、輪軸斷裂、輪輞磨損、輪轂裂紋等，這不僅會造成生產(chǎn)中斷，還可能導致軸承珠脫落，危及下面的工人。一臺冶金鑄造起重機基本上由十六組車輪組成。為了避免在忽視車輪的檢查和維護時，車輪軸承珠脫落，我們研究了一種車輪保護裝置來避免這種現(xiàn)象。

5 煉鋼廠的管理與維護

5.1 設施維護管理體系的形式

自動化車間機械設施的維護管理主要采用分區(qū)域、分班組的維護形式，車間內(nèi)的有效協(xié)助作為輔助維護控制形式。整個車間按區(qū)域分為板坯、鋼坯、煉鋼等班組。在車間成立技術改造組和維修組。

5.2 安全管理和維護中的注意事項

主提升設備有兩個卷筒，以保證每個卷筒上安裝完整的安全制動設備，避免在提升鐵水包和鋼水包時發(fā)生故障和墜落，安全制動鉗將卷筒緊急鎖死，避免不可挽回的后果；關鍵部件需要定期更換，比如主輥的龍門橫梁需要每四年更換一次；對于旋轉位置減速器設備，需要以6 個月為一個周期來加油或換油。

6 結語

起重機作為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的一部分，發(fā)揮著越來越重要的作用，而起重機及修理技術的水平也制約著工業(yè)的發(fā)展速度。起重機對企業(yè)的生產(chǎn)有潛在的危害，因此必須掌握起重機維修技術的重要性，加強起重機械的維護保養(yǎng)，把不安全因素影響生產(chǎn)活動扼殺在萌芽狀態(tài)，確保設備的正常運行。只有掌握了起重機的使用和維修技術，才能更好地控制起重機械，使其創(chuàng)造更多的價值，這就需要技術人員不斷努力，創(chuàng)新和發(fā)展起重機械的維修技術。