起重機械電氣系統(tǒng)故障分析與評價

摘要：起重機械需要在電力的支持下作業(yè)，因此電氣故障是起重機作業(yè)過程中比較常見的故障，一旦發(fā)生故障將會嚴(yán)重影響工程工期與作業(yè)效率，嚴(yán)重威脅施工人員的人身安全。鑒于此，文章對起重機械電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行了分析和評價，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：起重機械；電氣系統(tǒng)；故障分析；門式起重機；塔式起重機；橋式起重機 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TH218 文章編號：1009-2374（2017）05-0084-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.041

起重機在我國各工程中應(yīng)用的歷史不短，由于工程類型的不同，對于起重器種類的要求也不盡相同，總體來說，目前各工程當(dāng)中所使用的起重機主要由金屬繩以及卷筒這兩部分所組成。工程當(dāng)中對于起重機的使用，主要起到對貨物進(jìn)行移動、放置以及提升等。目前對于起重機應(yīng)用較為廣泛的行業(yè)主要為建筑行業(yè)以及重型的設(shè)備制造及運輸行業(yè)。在應(yīng)用起重機械的過程中，電氣系統(tǒng)為其提供了大量能量，一旦出現(xiàn)了故障，將會嚴(yán)重地影響到工程的工期以及工程施工的效率。故而對于起重機械的電氣系統(tǒng)實時進(jìn)行故障分析顯得格外重要，務(wù)必確保出現(xiàn)電氣故障時，能夠在第一時間得到有效的解決，降低其所可能造成的經(jīng)濟損失，從最大程度上保證人員安全。

1 門式起重機械電氣系統(tǒng)常見故障

目前國內(nèi)的鐵路行業(yè)、物流行業(yè)及貨運行業(yè)中都需要用到門式起重機械，按照功能的不同，主要分為普通門式起重機、造船門式起重機水電站、門式起重機以及集裝箱門式的起重機等，其中普通門式起重機應(yīng)用最廣。

1.1 門式起重機常見故障

門式起重機在工作過程當(dāng)中的任何部位都能與帶電動力線發(fā)生碰觸，然而實際工程建設(shè)中，由于施工人員對于該設(shè)備的使用經(jīng)驗不足，會導(dǎo)致此類安全隱患的存在。為了避免這些問題的發(fā)生，人們往往會安裝報警器，當(dāng)起重機越過安全線就報警，避免意外事故發(fā)生。門式起重機正常作業(yè)過程中，要想預(yù)防電氣故障的發(fā)生，定期檢查與定期保養(yǎng)可以起到很好的效果。

1.2 門式起重機故障檢查方式

1.2.1 測量機械厚度。從一定程度上來說，機械的厚度反映了機械的磨損及腐蝕程度，故而在進(jìn)行電氣故障原因的排查時，通常會測量機械的厚度，檢查過程中如果發(fā)現(xiàn)機械元件的現(xiàn)有厚度低于所規(guī)定的厚度，均需進(jìn)行及時的處理，以免出現(xiàn)電氣故障。

1.2.2 檢查是否存在明顯損壞。由于較為長期的使用，不可避免地會導(dǎo)致起重機的部件出現(xiàn)裂痕，因此必須對系統(tǒng)是否存在裂痕進(jìn)行仔細(xì)檢查，同時還要對線路情況進(jìn)行查看，確認(rèn)無燒焦及脫落等現(xiàn)象出現(xiàn)，若存在上述問題，需及時對電氣系統(tǒng)的溫度進(jìn)行檢查，查看電氣系統(tǒng)是否存在明顯損壞的現(xiàn)象，如果檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在上述問題，需及時進(jìn)行故障的排除。

1.2.3 查看部件強度。在作業(yè)當(dāng)中使用門式起重機對其強度要求會高一些，需要確保起重器的部件強度符合達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，否則會導(dǎo)致起重機在作業(yè)的過程出現(xiàn)諸如變形以及裂痕等問題，甚至對電路造成損壞，導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障，為免起重機械在作業(yè)時出現(xiàn)超負(fù)荷運行，必須根據(jù)起重機械的實際承載能力進(jìn)行合理安排工作強度。

1.2.4 查看部件變形情況。起重機械部件出現(xiàn)變形的原因非常多，如沒定期維護、受到撞擊后變形、作業(yè)時間過長等，一旦機械部件出現(xiàn)變形問題，將會出現(xiàn)壓壞線路或其他內(nèi)部構(gòu)件等問題，進(jìn)而造成不必要的故障和問題，因此一旦出現(xiàn)部件變形要及時進(jìn)行替換或維修。

2 塔式起重機電氣系統(tǒng)故障分析

塔式起重機是一種將動臂安裝于塔身上部的旋轉(zhuǎn)起重機械，其作用空間比較大，主要被應(yīng)用于建筑施工中物料水平、垂直輸送及構(gòu)件安裝等領(lǐng)域中。具體來說，電氣系統(tǒng)主要包括電動機、配電柜、照明裝置及配電柜等組成部分。在實際作業(yè)過程中，通常需要利用以下方法進(jìn)行故障檢查。

2.1 利用由淺入深方式檢查

對塔式起重機進(jìn)行檢修時，首先應(yīng)觀察是否存在連接線松動、零部件燒壞等問題，確認(rèn)無誤之后還要仔細(xì)就活動部件進(jìn)行檢查，確保各活動部件的運營狀況良好。

2.2 確定重點查找位置

在現(xiàn)場展開電氣故障的檢查時，需要和工作現(xiàn)場的工作人員進(jìn)行充分的溝通，務(wù)必做到對故障現(xiàn)場做到情況的細(xì)致了解，在充分了解以及有初步判斷的基礎(chǔ)之上再結(jié)合工作經(jīng)驗及現(xiàn)場實際情況確定需要重點觀察。故障一般情況下，起升系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、變幅系統(tǒng)及打車行走系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)問題的情況較多。

2.3 更換問題元件

在以多種檢測手段相結(jié)合確定了故障發(fā)生的準(zhǔn)確位置之后，需要及時進(jìn)行元件的替換，在替換工作完成之后再進(jìn)行機器的運轉(zhuǎn)，在機器運轉(zhuǎn)時仔細(xì)觀察其運行情況，若設(shè)備運行異常，則替換元件位置并未出現(xiàn)故障，故障出現(xiàn)在其他位置的元件上，故而需要再進(jìn)行對其位置損壞元件的判斷以及替換。

2.4 實例分析

某塔式起重機起升系統(tǒng)主要線路型號分別為U1、U2、U3，通過仔細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)其中運轉(zhuǎn)正常的有一檔、二檔與四檔，三檔運行存在異常情況，換檔過程中起重機塔身會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的搖晃現(xiàn)象。按照上述描述，為將起重機所發(fā)生的故障排除掉，首先需要對主柜當(dāng)中的起身系統(tǒng)位置進(jìn)行確定，在此基礎(chǔ)之上再對系統(tǒng)進(jìn)行觀察，查看是否存在諸如連接線的掉落、松動及燒焦等一系列問題。通過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)問題主要存在于二檔與三檔換位上。主控系統(tǒng)下大換檔命令時，起重機并未對該命令進(jìn)行執(zhí)行，該原因最可能為電阻箱當(dāng)中的電阻并未出現(xiàn)任何的改變而引起的。故而需要就此部分展開詳細(xì)的檢查，若相關(guān)功能的運行均屬于正常狀態(tài)，此時可以針對控制部分進(jìn)行檢查，在對控制部分進(jìn)行檢查時可以使用敲擊方式對系統(tǒng)故障進(jìn)行排查，利用替換元件的方式可以有效排除故障。

3 橋式起重機常見故障分析

橋式起重機的作業(yè)需要借助一臺凸輪的控制器以及兩臺電動機發(fā)揮控制作用，一般來說橋式起重機主要有電氣故障與非電氣故障兩種類型故障。

3.1 電氣故障原因

造成橋式起重機電氣故障發(fā)生的原因非常多，比較常見的影響因素有以下三種：

3.1.1 轉(zhuǎn)子電阻被燒毀。在轉(zhuǎn)子運行中，若電阻被燒壞會到導(dǎo)致該起重機處于閉合運行狀態(tài)。而其中溫度過高則是導(dǎo)致起重機轉(zhuǎn)子電阻被燒毀的常見原因，由于起重機電氣設(shè)備需要長時間且連續(xù)性地進(jìn)行作業(yè)，設(shè)備開與關(guān)都會造成溫度變化，若是開關(guān)操作頻繁，則會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的電阻溫度在短時間內(nèi)快速升高，從而導(dǎo)致電阻被燒壞，轉(zhuǎn)子會進(jìn)入間斷性的開路運行狀態(tài)，最終導(dǎo)致電機被燒壞。

3.1.2 凸輪控制器發(fā)生故障。凸輪控制器主要是利用觸點實現(xiàn)對電機運轉(zhuǎn)的控制，若是出現(xiàn)凸輪控制器觸點被燒壞的情況，則檔位準(zhǔn)確性將無法得到保證，而觸點也不能實現(xiàn)同時的關(guān)閉，如此會導(dǎo)致切換及檔位操作時出現(xiàn)碰撞的情況，雖然這種情況短期之內(nèi)不會嚴(yán)重影響到電機的正常運行，但隨機械運行時間的延長，凸輪控制器的磨損加劇，仍會導(dǎo)致電機被燒壞的現(xiàn)象

發(fā)生。

3.1.3 轉(zhuǎn)子接線順序不正確。維修中，若是工作人員出現(xiàn)疏忽，轉(zhuǎn)子接線出現(xiàn)順序錯誤的問題時發(fā)生，在對起重機進(jìn)行啟動時，逆序電流與轉(zhuǎn)子正序的比值將會發(fā)生很大變化，縮短電機正常的使用時間。

3.2 非電氣故障的原因

起重機出現(xiàn)非電氣故障，原因有機械磨損及操作失誤等。操作起重機時，部分操作人員未按規(guī)定操作，致使起重機負(fù)荷過高或是持續(xù)工作時間過長。起重機機械出現(xiàn)磨損，電機處于超負(fù)荷運行狀態(tài)之中，進(jìn)而造成起重機電氣被燒壞問題的發(fā)生。

3.3 防止出現(xiàn)故障的對策

3.3.1 保證各項操作的安全性。施工中起重機是一種大型施工機械，一旦操作過程中出現(xiàn)了違章作業(yè)的情況，很容易會發(fā)生一些不必要的安全事故，進(jìn)而嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟效益的提升，嚴(yán)重的甚至?xí){施工人員的生命財產(chǎn)安全。因此，在施工過程中必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行機械操作，以保證人員及設(shè)備安全性。

3.3.2 定期檢查起重機。一般來說起重機電氣故障的發(fā)生大部分是操作不當(dāng)，故障發(fā)生后未及時處理，造成安全事故，因此維護人員應(yīng)該定期或不定期地進(jìn)行檢查，從最大程度上將安全事故的發(fā)生遏制在搖籃中，從根本上避免起重機故障的發(fā)生。

3.3.3 提升人員技能水平。要想提升設(shè)備運行效率、避免起重機電氣系統(tǒng)故障的發(fā)生，技術(shù)人員與檢修人員應(yīng)該認(rèn)識到自身崗位的重要性，不斷提升自身覺悟，在平時的工作中加強學(xué)習(xí)，促進(jìn)技能提高，及時總結(jié)經(jīng)驗。企業(yè)單位定期組織培訓(xùn)，提升工作人員的技能水平。

4 基于起重機電氣故障建立評價體系

起重機電氣故障評價體系的建立，應(yīng)以重要零部件與相關(guān)環(huán)節(jié)評價為基礎(chǔ)，仔細(xì)分析起重機電氣故障出現(xiàn)的原因，然后針對故障后果展開評價。評價故障時，結(jié)合評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行具體的評價，避免隨意性。基于現(xiàn)場機械安全綜合表，對起重機安全等級進(jìn)行判斷，確定起重機檢查頻率、維修維護周期及最佳改造的時機等。此外，還要結(jié)合起重機的實際情況提出安全管理對策，為安全事故預(yù)防及危險源控制提供指導(dǎo)，從最大程度上降低安全事故發(fā)生的幾率，始終保持設(shè)備運行處于安全的狀態(tài)中。

5 結(jié)語

綜上所述，起重機作業(yè)過程中，操作人員必須嚴(yán)格遵循規(guī)章制度操作，同時還要具備對基本電氣故障進(jìn)行解決的能力，一旦操作現(xiàn)場出現(xiàn)起重機電氣故障問題，可以以最快速度進(jìn)行故障的排除，降低故障所可能造成的經(jīng)濟損失，并注意確保人員的生命財產(chǎn)安全，有效降低起重機故障發(fā)生的幾率。此外，還要定期檢查起重機，及時處理發(fā)現(xiàn)的問題，提升相關(guān)人員的技術(shù)水平，樹立起一定的安全意識，保證人員與設(shè)備安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 張志堅，柯韜，陳岳霖，胡建榮，仇佳捷，俞朝.基于電擊防護原則的起重機械接地要求探討[J].起重運輸機械，2016，（4）.

[2] 馮曉蕾.起重機械電氣與控制系統(tǒng)檢驗標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀分析[J].中國特種設(shè)備安全，2016，（5）.

[3] 羅來興，謝武斌.工程機械電氣控制系統(tǒng)故障樹分析法的應(yīng)用研究[J].煤礦機械，2016，（10）.

[4] 謝靖，李曉寧，鄭祥盤.基于模擬載荷的起重機械電氣控制系統(tǒng)仿真研究[J].電子設(shè)計工程，2012，（3）.

[5] 馬建智.起重機械起升機構(gòu)制動電氣控制元件故障的風(fēng)險分析[J].中國特種設(shè)備安全，2011，（12）.

[6] 謝靖，鄭祥盤.基于力矩電機的起重機起升電機負(fù)載模擬加載系統(tǒng)[J].起重運輸機械，2013，（7）.

作者簡介：孫文博（1980-），男，河北臨城人，供職于中鋼集團邢臺機械軋輥有限公司安全環(huán)保部，機械中級職稱，研究方向：機電工程安全。

（責(zé)任編輯：蔣建華）