冶金環(huán)境下電動單梁起重機(jī)改造

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(jī)的改造背景及目標(biāo)

冶金環(huán)境是現(xiàn)階段各類工業(yè)環(huán)境類別中復(fù)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(jī)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(jī)、雙減速器型起重機(jī)、行星3減速器型起重機(jī)等，其中又以行星3減速器型起重機(jī)應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用數(shù)量最多。此類電動單梁起重機(jī)內(nèi)部搭載的“行星減速器構(gòu)件”，為設(shè)備的日常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了雙向自由度空間，能夠有效應(yīng)對抱閘積水等潛在的惡劣工況，并且能夠為機(jī)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(yīng)涉及起重機(jī)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(dāng)起重機(jī)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(dāng)起重機(jī)本身工作制動器失靈時，或者當(dāng)起重機(jī)傳動件出現(xiàn)破損、斷裂情況時，所負(fù)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(jī)構(gòu)配備超載限制器，同時起重機(jī)應(yīng)當(dāng)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(yīng)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(jī)

2 基于冶金環(huán)境的電動單梁起重機(jī)改造

冶金環(huán)境下電動單梁起重機(jī)的改造，是隨著電動單梁起重機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)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(jī)，主要負(fù)責(zé)重量、危險系數(shù)相對較小的起重任務(wù)。而此類型工作任務(wù)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(jī)進(jìn)行適應(yīng)性改造，以此來提升起重機(jī)的工作穩(wěn)定性與作用效能，便顯得極為重要。

2.1 電動機(jī)構(gòu)件與絕緣等級提升

電動機(jī)構(gòu)件與絕緣等級問題，是近年來電動單梁起重機(jī)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(jìn)行了一定程度上的電動單梁起重機(jī)適應(yīng)性改造。但是在改造過程中極少會關(guān)注到電動機(jī)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(jī)原廠搭載的電動機(jī)很難使用冶金環(huán)境中的工作任務(wù)，從而導(dǎo)致新入廠的電動單梁起重機(jī)無法充分發(fā)揮自身效能。因此在進(jìn)行電動單梁起重機(jī)適應(yīng)性改造時，可以重點關(guān)注到電動機(jī)構(gòu)件和絕緣等級問題。應(yīng)該采取相關(guān)措施對原廠搭載的電動機(jī)進(jìn)行更換，確保設(shè)備能夠滿足冶金環(huán)境下復(fù)雜工況的相關(guān)需求。同時如果起重機(jī)設(shè)備長期處于溫度超過40℃環(huán)境中，則必須要進(jìn)一步提升起重機(jī)設(shè)備的絕緣水平，目前大型冶金企業(yè)的起重機(jī)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(jī)的核心部件，承擔(dān)了設(shè)備驅(qū)動、制動和減速三個關(guān)鍵功能，對起重機(jī)設(shè)備的電葫蘆系統(tǒng)進(jìn)行改造，是電動單梁起重機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)雙制動系統(tǒng)，從而升電動單梁起重機(jī)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(jī)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(dān)了輔助保障和應(yīng)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(dāng)重物已經(jīng)被起重機(jī)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(yīng)急情況之下，當(dāng)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(yùn)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(jī)構(gòu)失效或傳動裝置損壞導(dǎo)致物品超速下降達(dá)到1.5倍額定速度前自動起作用。當(dāng)擺臂擺動時，位于擺臂中的凸體對行程開關(guān)進(jìn)行下壓，導(dǎo)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(yù)防約束”性質(zhì)的改造，是確保整個冶金材料轉(zhuǎn)運(yùn)過程控制在限載條件之下的規(guī)范改造。電動單梁起重機(jī)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(jìn)行起重轉(zhuǎn)運(yùn)物品的信息分析，其中主要的分析要素包括吊運(yùn)金屬性熔融態(tài)物質(zhì)化學(xué)屬性、重量信息以及物理狀態(tài)信息等等。從而確保當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)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(dǎo)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(jìn)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(zhǔn)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(jī)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(jī)，必須要確保設(shè)備運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)，從而保障起重機(jī)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(wù)需求變化所選用的技術(shù)形式也會出現(xiàn)變動，因此在進(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(yīng)用，如果因外界干擾因素限制而導(dǎo)致限位器失效，則可以通過加裝旋轉(zhuǎn)式限位器的方式，進(jìn)一步強(qiáng)化限位效能。

圖3 QGZ-A起升高度限位器

2.5 起重機(jī)聯(lián)動安全互鎖

冶金環(huán)境下所進(jìn)行的電動單梁起重機(jī)改造，一般都會結(jié)合實際工況進(jìn)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(jī)的電動機(jī)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(yīng)的正反向接觸器裝置，來確保電動單梁起重機(jī)能夠及時的響應(yīng)各種操作要求，并針對設(shè)備現(xiàn)狀采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施。避免電動單梁起重機(jī)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(jī)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(yù)防和管控作用。

3 結(jié)論

電動單梁起重機(jī)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(jī)，由于所面臨的工作環(huán)境較為復(fù)雜，因此往往需要進(jìn)行改造，來確保電動單梁起重機(jī)設(shè)備能夠有效適應(yīng)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(jī)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(jìn)行適應(yīng)性改造，能夠顯著提升起重機(jī)的穩(wěn)定性和安全性水平，進(jìn)一步釋放該類起重機(jī)的作用效能。