朱澤華

(馬鋼股份公司長材事業(yè)部 安徽馬鞍山 243000)

1 冶金環(huán)境下電動單梁起重機的改造背景及目標

冶金環(huán)境是現(xiàn)階段各類工業(yè)環(huán)境類別中復雜水平、惡劣程度都相對較高的一種工業(yè)環(huán)境。從具體的實操場景來看，冶金環(huán)境普遍具有環(huán)境濕度大、腐蝕性氣體多、環(huán)境溫度高、且安全性普遍不夠理想。電動單梁起重機重量相對較輕、尺寸相對較小、設(shè)備穩(wěn)定性較高。主要有的單減速器型起重機、雙減速器型起重機、行星3減速器型起重機等，其中又以行星3減速器型起重機應用范圍最廣、應用數(shù)量最多。此類電動單梁起重機內(nèi)部搭載的“行星減速器構(gòu)件”，為設(shè)備的日常運轉(zhuǎn)提供了雙向自由度空間，能夠有效應對抱閘積水等潛在的惡劣工況，并且能夠為機載制動器提供穩(wěn)定的輔助制動效能。

為滿足冶金環(huán)境下的高效使用，改造的重點應涉及起重機的設(shè)備組件選型、工作安全保障、金屬結(jié)構(gòu)疲勞等方面。例如工作安全保障方面，當起重機起重噸位在5-16噸區(qū)間時，必須加裝急安全制動器，確保當起重機本身工作制動器失靈時，或者當起重機傳動件出現(xiàn)破損、斷裂情況時，所負載的起重荷載不墜落。若起重噸位小于或者等于5噸，則設(shè)置的緊急制動器荷載水平為電動葫蘆起重額的1.5倍。電動葫蘆系統(tǒng)工作級別不低于M6，起升機構(gòu)配備超載限制器，同時起重機應當設(shè)置不同形式的上升極限位置限位器且能控制不同的回路，選擇可應用在高溫條件下的特種鋼絲繩，特種鋼絲繩安全系數(shù)較高，主要為鋼芯繩。

圖1 LX型電動單梁起重機

2 基于冶金環(huán)境的電動單梁起重機改造

冶金環(huán)境下電動單梁起重機的改造，是隨著電動單梁起重機在冶金行業(yè)的應用不斷深入而提出的。目前冶金行業(yè)所使用的電動單梁起重機，主要負責重量、危險系數(shù)相對較小的起重任務。而此類型工作任務一般都是在溫度高、濕度大、粉塵多的環(huán)境中開展，因此基于現(xiàn)實工況環(huán)境對起重機進行適應性改造，以此來提升起重機的工作穩(wěn)定性與作用效能，便顯得極為重要。

2.1 電動機構(gòu)件與絕緣等級提升

電動機構(gòu)件與絕緣等級問題，是近年來電動單梁起重機在冶金環(huán)境下使用存在的一個重要問題。各大冶金企業(yè)結(jié)合自己的具體工作環(huán)境和產(chǎn)線要求，都進行了一定程度上的電動單梁起重機適應性改造。但是在改造過程中極少會關(guān)注到電動機構(gòu)件與絕緣問題。此外由于現(xiàn)行技術(shù)手段和科技水平的限制，目前電動單梁起重機原廠搭載的電動機很難使用冶金環(huán)境中的工作任務，從而導致新入廠的電動單梁起重機無法充分發(fā)揮自身效能。因此在進行電動單梁起重機適應性改造時，可以重點關(guān)注到電動機構(gòu)件和絕緣等級問題。應該采取相關(guān)措施對原廠搭載的電動機進行更換，確保設(shè)備能夠滿足冶金環(huán)境下復雜工況的相關(guān)需求。同時如果起重機設(shè)備長期處于溫度超過40℃環(huán)境中，則必須要進一步提升起重機設(shè)備的絕緣水平，目前大型冶金企業(yè)的起重機絕緣等級都在H級級別。

2.2 電葫蘆系統(tǒng)

電葫蘆系統(tǒng)作為電動單梁起重機的核心部件，承擔了設(shè)備驅(qū)動、制動和減速三個關(guān)鍵功能，對起重機設(shè)備的電葫蘆系統(tǒng)進行改造，是電動單梁起重機改造的關(guān)鍵。

圖2 主流電葫蘆系統(tǒng)示意圖

2.2.1 主梁改造

電葫蘆系統(tǒng)改造中，首先需要改造的部件是電動單梁起重機的主梁，主梁是起重功能得以有效發(fā)揮的核心部件。根據(jù)大量的現(xiàn)場案例來看，冶金工作中的高溫環(huán)境會直接影響到主梁的工況性能，目前主梁改造的最佳方案是進行隔熱處理，具體的改造方法包括在主梁下翼緣增加巖棉隔熱夾層、工字鋼下翼層粘貼玻璃鋼隔熱層等，以緩解主梁在高溫環(huán)境中受熱出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能降低發(fā)生扭曲的問題。

2.2.2 制動器改造

對制動器部件的改造，是出于安全生產(chǎn)考慮而采取的針對性改造。開發(fā)電動單梁起重機雙制動系統(tǒng)，從而升電動單梁起重機在冶金環(huán)境中的穩(wěn)定性與安全性。雙制動系統(tǒng)要借助起重機自身搭載的制動器和后期加裝的制動器兩套設(shè)備，其中前者起主要作用，后者承擔了輔助保障和應急支撐的作用。后期加裝的“安全制動器”平時并不會發(fā)揮作用效能，而是只有當重物已經(jīng)被起重機吊起且工作制動器失靈時，“安全制動器”才會發(fā)揮效能。在這一應急情況之下，當卷筒轉(zhuǎn)速調(diào)整到特定值，凸輪形成在擺臂表面的滾輪內(nèi)部的離心力讓擺臂向外甩擺趨勢提升，抗衡彈簧力，使棘爪涌向棘輪槽中，讓卷筒立即停止運轉(zhuǎn)，此時被吊起的重物為空中懸掛姿態(tài)，安全制動器在機構(gòu)失效或傳動裝置損壞導致物品超速下降達到1.5倍額定速度前自動起作用。當擺臂擺動時，位于擺臂中的凸體對行程開關(guān)進行下壓，導致下降接觸器馬上斷電，無法下降。

2.3 起重量限制器改造

起重量限制器的改造實質(zhì)上屬于“預防約束”性質(zhì)的改造，是確保整個冶金材料轉(zhuǎn)運過程控制在限載條件之下的規(guī)范改造。電動單梁起重機的起重臂在設(shè)計過程中，為了確保產(chǎn)出產(chǎn)品能夠滿足具體工況需求，在歸期規(guī)劃設(shè)計時會進行起重轉(zhuǎn)運物品的信息分析，其中主要的分析要素包括吊運金屬性熔融態(tài)物質(zhì)化學屬性、重量信息以及物理狀態(tài)信息等等。從而確保當轉(zhuǎn)運鋼罐已經(jīng)滿載時，不會因為超載問題而出現(xiàn)側(cè)翻、斷裂等情況，最終導致安全事故的出現(xiàn)。鋼水罐重量配置時，則主要借助動態(tài)參數(shù)顯示器來進行具體參數(shù)的測量與設(shè)定。從而為工作人員提供了更為便捷的操作方式和更為準確的參考依據(jù)，為冶金生產(chǎn)作業(yè)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量的提升提供了保障。

2.4 配置雙重限位器

電動單梁起重機在起升重物狀態(tài)下，雙重限位器能夠?qū)崿F(xiàn)對電動單量上升極限位置的核定。而采用了雙限位器配置方案的起重機，必須要確保設(shè)備運轉(zhuǎn)期間兩個限位器彼此獨立，不會因為彼此間交互關(guān)聯(lián)而出現(xiàn)兩個限位器同時故障的情況。確保到某一個單獨限位器出現(xiàn)故障時，另一個限位器仍舊能夠正常運轉(zhuǎn)，從而保障起重機設(shè)備的穩(wěn)定與安全。另一方面需要指出的是，冶金工況根據(jù)業(yè)務需求變化所選用的技術(shù)形式也會出現(xiàn)變動，因此在進行限位器調(diào)整時必須要考慮到冶金工況具體需求，對各種模式進行綜合考慮和針對性設(shè)計，從而有效規(guī)避因為設(shè)備配置不暢而出現(xiàn)的短路問題。

從具體操作視角來看，為了確保限位器能夠有效滿足起重機吊裝上升極限所需要的安全系數(shù)，配置的兩套上升限位器必須要同時處于激活狀態(tài)。等起重物體上升到安全極限位置之后，首先由第一套限位器進行工作，如果限位期間出現(xiàn)失誤，則第二套安全限位器即刻產(chǎn)生效能，將總接觸器及時斷電，避免起升接觸粘連問題或者第一級限位失效的情況。雙重限位器在具體工作過程中具有工作時序的先后特點。比如目前常見的重錘式限位技術(shù)應用，如果因外界干擾因素限制而導致限位器失效，則可以通過加裝旋轉(zhuǎn)式限位器的方式，進一步強化限位效能。

圖3 QGZ-A起升高度限位器

2.5 起重機聯(lián)動安全互鎖

冶金環(huán)境下所進行的電動單梁起重機改造，一般都會結(jié)合實際工況進行設(shè)備組件安全互鎖設(shè)計。而這種設(shè)計改造，一般是將設(shè)備保持在聯(lián)動狀態(tài)下的，電動單梁起重機的電動機構(gòu)件和制動器等零部件都處于聯(lián)動狀態(tài)。在改造過程中，加裝相應的正反向接觸器裝置，來確保電動單梁起重機能夠及時的響應各種操作要求，并針對設(shè)備現(xiàn)狀采取相應的安全保護措施。避免電動單梁起重機設(shè)備及核心零部件，因操作失誤而出現(xiàn)損傷。此外在未接通狀態(tài)下時，電動單梁起重機的制動器一直處于閉合狀態(tài)，從而有效規(guī)避了失電情況下，制動器仍有電流流經(jīng)的情況，起到了一定的預防和管控作用。

3 結(jié)論

電動單梁起重機已經(jīng)成為現(xiàn)階段各類工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的關(guān)鍵支持設(shè)備，為各類工業(yè)活動的順利開展以及工業(yè)產(chǎn)品的加工提供了重要支持。而冶金環(huán)境中所使用的電動單梁起重機，由于所面臨的工作環(huán)境較為復雜，因此往往需要進行改造，來確保電動單梁起重機設(shè)備能夠有效適應溫濕度高、粉塵多的冶金環(huán)境。而近年來大量的電動單梁起重機改造實例足以表明，結(jié)合冶金工業(yè)具體環(huán)境和工況條件進行適應性改造，能夠顯著提升起重機的穩(wěn)定性和安全性水平，進一步釋放該類起重機的作用效能。