淺談新規(guī)之下冶金起重機(jī)的定期檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TV513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-6903（2025）05-0046-03

0 引言

2023年5月23日，《起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程》（TSG51—2023）（以下簡(jiǎn)稱新規(guī)程）正式發(fā)布，替代了之前的起重機(jī)檢驗(yàn)規(guī)則及監(jiān)察規(guī)程[1]。依據(jù)新規(guī)程編寫的起重機(jī)監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)細(xì)則（以下簡(jiǎn)稱檢驗(yàn)細(xì)則）第一次修訂版于2024年1月1日與新規(guī)程一同實(shí)施。新規(guī)程將吊運(yùn)熔融金屬的起重機(jī)納入冶金起重機(jī)管理范疇，對(duì)其提出更高的要求。

目前在用的吊運(yùn)熔融金屬的非冶金起重機(jī)，如電動(dòng)單梁起重機(jī)和通用橋式起重機(jī)多數(shù)已不能滿足細(xì)則的要求，需要結(jié)合設(shè)備具體情況，找到設(shè)備與新規(guī)程之間的差距，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行大修改造升級(jí)。新規(guī)程實(shí)施以后，對(duì)檢驗(yàn)細(xì)則也進(jìn)行了重新編制與修訂。檢驗(yàn)之前需對(duì)比新舊檢驗(yàn)細(xì)則，梳理新增項(xiàng)目，結(jié)合設(shè)備目前狀況，識(shí)別該設(shè)備存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。本文以南通虹岡鑄鋼有限公司冶金起重機(jī)的檢驗(yàn)為例，介紹從重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目梳理、現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)證、電氣原理圖分析，到最終提出整改措施的過程，希望幫助企業(yè)達(dá)到現(xiàn)行檢規(guī)的要求，合法合規(guī)使用其特種設(shè)備[2]。

1重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目梳理

本次檢驗(yàn)的重點(diǎn)項(xiàng)目及要求為： ① 纏繞系統(tǒng)補(bǔ)償裝置設(shè)限制器，當(dāng)超過補(bǔ)償范圍時(shí)，限制器能夠停止提升運(yùn)動(dòng)。 ② 額定起質(zhì)量大于40t的起升機(jī)構(gòu)，配置卷筒防墜支架。 ③ 高溫有塵環(huán)境下工作，司機(jī)室及電氣設(shè)備間應(yīng)有降溫措施。 ④ 當(dāng)環(huán)境溫度大于 40^°C ，除輔助機(jī)構(gòu)外，應(yīng)選用H級(jí)絕緣電動(dòng)機(jī)。 ⑤ 電動(dòng)機(jī)定子異常時(shí)應(yīng)具備失電保護(hù)功能，當(dāng)調(diào)速裝置或者正反向接觸器故障導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)失控時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)當(dāng)及時(shí)閉合。

⑥ 冶金橋式起重機(jī)（含吊運(yùn)熔融金屬）起升機(jī)構(gòu)采用接觸器控制制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)，應(yīng)設(shè)有防止因一個(gè)接觸器損壞、粘連造成控制失效的措施。 ⑦ 冶金橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)超速保護(hù)。 ⑧ 用于升降的起升機(jī)構(gòu)，兩套驅(qū)動(dòng)裝置在輸出軸上無剛性連接或僅設(shè)一套驅(qū)動(dòng)時(shí)，均應(yīng)在鋼繩卷筒上設(shè)安全制動(dòng)器。裝設(shè)安全制動(dòng)器的起升機(jī)構(gòu)，正常作業(yè)時(shí)，工作制動(dòng)器動(dòng)作后，安全制動(dòng)器應(yīng)延時(shí)動(dòng)作，延時(shí)動(dòng)作時(shí)間可調(diào)，如果出現(xiàn)異常情況，安全制動(dòng)器應(yīng)當(dāng)立即制動(dòng)。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)證

針對(duì)上述重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目，逐一開展實(shí)物檢查并進(jìn)行動(dòng)作驗(yàn)證。

2.1纏繞系統(tǒng)補(bǔ)償裝置限制器

現(xiàn)場(chǎng)的纏繞系統(tǒng)補(bǔ)償裝置加裝兩個(gè)行程開關(guān)，經(jīng)手動(dòng)驗(yàn)證，當(dāng)行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)主鉤停止起升。纏繞系統(tǒng)補(bǔ)償裝置的限位開關(guān)如圖1所示。

2.2卷筒防墜支架

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)卷筒兩側(cè)的支撐下方無防墜支架。在法蘭下面的小車架上焊接支架是正確的做法，以防止在卷筒軸或齒輪箱斷裂時(shí)卷筒墜落。

2.3司機(jī)室及電器設(shè)備間降溫措施

空調(diào)損壞致導(dǎo)司機(jī)室及電氣設(shè)備間溫度較高，影響電氣設(shè)備使用壽命及可靠性。

2.4 電動(dòng)機(jī)選型

現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)銘牌上標(biāo)識(shí)可見：180級(jí)絕緣。環(huán)境空氣溫度： 60^°C 經(jīng)查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)機(jī)常見的絕緣等級(jí)有A、B、E、F、H等，其中H級(jí)絕緣的允許工作溫度最高，為 180°C

2.5 安全制動(dòng)器

起升機(jī)構(gòu)的配置為一套驅(qū)動(dòng)裝置，高速軸設(shè)兩套制動(dòng)器，在卷筒上又設(shè)置了安全制動(dòng)器，以滿足要求。但是現(xiàn)場(chǎng)安全制動(dòng)器被人為設(shè)置，處于始終打開狀態(tài)。超速開關(guān)動(dòng)作后，安全制動(dòng)器不動(dòng)作，當(dāng)卷筒超速時(shí)無法起到保護(hù)作用。

3電氣原理圖分析

3.1電動(dòng)機(jī)定子異常失電保護(hù)

3.1.1主起升主回路及控制回路電氣原理分析

這臺(tái)起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)采用U10型變頻器調(diào)速控制。VFDB4185為主起升制動(dòng)單元，S1、S2、S5、S6、S7端子為變頻器多功能輸入端，通過觸點(diǎn) K11～K15 與公共點(diǎn)SC連通。當(dāng)S1和SC導(dǎo)通，電機(jī)正轉(zhuǎn)，載荷起升。當(dāng)S2和SC導(dǎo)通，電機(jī)反轉(zhuǎn)載荷下降。4段速速度由S1（S2）、S5、S6、S7排列組合給定。

主起升主回路中三相交流電源通過斷路器Q10分別供給變頻器、制動(dòng)器和制動(dòng)風(fēng)機(jī)。第一路送到變頻器的R、S、T端，第二路通過K70、K71兩組主觸點(diǎn)給制動(dòng)器05-Y10、05-Y20供電（如圖2所示），第三路通過K61主觸點(diǎn)給制動(dòng)風(fēng)機(jī)05-MF01供電（如圖2所示）。

主起升控制回路邏輯控制部分（如圖3所示），220V電源經(jīng)過斷路器F30向多個(gè)接觸器線圈供電。從上往下分析。第一路：電流經(jīng)過超速保護(hù)開關(guān)05-F41向卷筒超速開關(guān)中繼05-K01供電，通過05-K01電氣觸發(fā)安全制動(dòng)器。第二路為超速開關(guān)供電電流。第三路：電流通過AP安全制動(dòng)器的NO，COM端向安全制動(dòng)器監(jiān)控開關(guān)中繼05-K02供電。第四路：電流通過變頻器U10內(nèi)部的MB，MC常閉點(diǎn)向K16主升變頻故障中繼供電，第五路：若變頻器內(nèi)部M1、M2接通，則主升制動(dòng)器中繼K17得電。第六路：電流通過K17常開觸點(diǎn)向斷電延時(shí)接觸器05-1K02供電。第七路：電流通過斷電延時(shí)接觸器05-1K02的延時(shí)斷開觸點(diǎn)向制動(dòng)風(fēng)機(jī)接觸器K61供電。第八路：電流通過主升制動(dòng)器中繼K17的常開點(diǎn)向主升制動(dòng)器接觸器K70、K71供電。

主起升控制回路主令控制部分（如圖3所示）使用了36V控制電流。從上往下分析，第一路：當(dāng)主令控制器05-S40置于上升1檔，在不超載的情況下，電流經(jīng)起質(zhì)量限制器F70及下降接觸器電氣互鎖觸點(diǎn)K12，來到上升接觸器線圈K11左側(cè)。電流經(jīng)過變頻器故障接觸器常開觸點(diǎn)K16，主起升電阻溫控開關(guān)05-R10，電機(jī)內(nèi)部超速開關(guān)05-F40，以及限位開關(guān)05-S90，來到了上升接觸器線圈K11右側(cè)。第二路為下降控制回路，其中串聯(lián)了安全制動(dòng)器狀態(tài)監(jiān)控開關(guān)05-K02的常開觸點(diǎn)。只有安全制動(dòng)器先打開，下降回路才會(huì)接通，主鉤才可以下降。

3.1.2定子異常失電保護(hù)原理

正常工作情況下，變頻器給電動(dòng)機(jī)輸出電流達(dá)到變頻器的開閘電流設(shè)定值時(shí)，變頻器內(nèi)部M1M2端子接通，主升制動(dòng)器繼電器K17線圈得電，兩個(gè)常開輔助觸點(diǎn)閉合，接觸器線圈K70，K71得電，其主觸點(diǎn)閉合，制動(dòng)器打開。這樣的設(shè)計(jì)使得電動(dòng)機(jī)先通電，制動(dòng)器后打開，防止遛鉤。

外部故障情況下，當(dāng)變頻器檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)定子電流小于設(shè)定值時(shí)，M1、M2斷開，主升制動(dòng)器繼電器線圈K17失電，制動(dòng)器立即上閘。

變頻器內(nèi)部故障（比如過載、輸出側(cè)缺相、接地短路）時(shí)，MB、MC觸點(diǎn)斷開，K16線圈失電，K16常開觸點(diǎn)斷開，斷開了控制回路中主令控制部分的電流，接觸器K11到K15的線圈均失電，變頻器內(nèi)部多功能輸入端不導(dǎo)通，變頻器不再給電動(dòng)機(jī)供電，M1、M2斷開，制動(dòng)器上閘。

所以不論是故障還是變頻器內(nèi)部保護(hù)導(dǎo)致的U、V、W沒有輸出或輸出電流減小時(shí)，都能使變頻器內(nèi)部端子M1M2斷開，主升制動(dòng)器繼電器K17線圈失電，制動(dòng)器上閘。

3.2采用接觸器控制制動(dòng)器

采用接觸器控制制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)，防接觸器粘連措施。如圖2所示，主電源經(jīng)過兩組串聯(lián)的主觸點(diǎn)K70、K71給制動(dòng)器Y10、Y20供電，當(dāng)其中一組觸點(diǎn)粘連時(shí)，另一組觸點(diǎn)也能使制動(dòng)器電磁鐵線圈立即斷電。

3.3 起升機(jī)構(gòu)超速保護(hù)

下降超速時(shí)，卷筒上安裝的05-F41超速開關(guān)動(dòng)作，主起升控制回路中卷筒超速開關(guān)中繼05-K01線圈得電，其在安全制動(dòng)器控制回路中的觸點(diǎn)斷開，將信號(hào)送給安全制動(dòng)器專用控制器，安全制動(dòng)器立即動(dòng)作。同時(shí)，安全制動(dòng)器監(jiān)控開關(guān)中繼05-K02線圈失電，其在下降控制回路中的觸點(diǎn)斷開，接觸器K12線圈失電，變頻器停止下降方向的輸出，M1M2端子斷開，繼電器K17線圈失電，工作制動(dòng)器上閘。超速時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作順序?yàn)椋喊踩苿?dòng)器立即動(dòng)作，主機(jī)停止，工作制動(dòng)器動(dòng)作。

基于以上分析，超速保護(hù)的檢測(cè)元件是超速開關(guān)，執(zhí)行元件是安全制動(dòng)器，電氣設(shè)計(jì)上能滿足新規(guī)程要求。

4提出整改措施

針對(duì)安全隱患，提出以下整改措施： ① 對(duì)于額定起質(zhì)量大于40t的起升機(jī)構(gòu)，嚴(yán)格按照規(guī)定加裝卷筒防墜支架。 ② 維修或更換司機(jī)室及電氣設(shè)備間空調(diào)系統(tǒng)，保障駕駛?cè)藛T的健康和電氣元件的正常壽命，降低故障率。 ③ 按照說明書恢復(fù)安全制動(dòng)器的接線，確保其能在正常工作時(shí)先于工作制動(dòng)器打開，在卷筒超速時(shí)立即上閘，實(shí)現(xiàn)超速保護(hù)功能。

5結(jié)束語(yǔ)

本次通過現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)證、電氣原理圖分析，提出了3項(xiàng)整改要求。整改后的冶金起重機(jī)將在安全性、可靠性和穩(wěn)定性方面將得到顯著提升，為類似企業(yè)的起重機(jī)安全管理提供了有益的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]GB6067.1-2010，起重機(jī)械安全規(guī)程第1部分：總則[S].

[2]TSG51-2023，起重機(jī)械安全技術(shù)規(guī)程[S].