单臂桥式起重机制动控制改造

第第页单臂桥式起重机制动控制改造摘要：通过对单臂桥式起重机制动器故障的研究，从配件质量、设备使用、电气安全控制等方面，分析了导致故障发生的原因，并提出了改进措施以及操作保养方面的建议。

关键词：桥式起重机；制动器；控制回路改造

1问题的提出

我单位两台LD5型单臂桥式起重机，跨度分别为10.5米和13.5米，地面有线操纵，主要承担设备装卸及检修配件工位转移任务。因作业场地有顶棚而无围墙，设备使用环境较差，在起重机作业中经常出现制动器制动力不足、制动轮温度过高与线圈烧坏等故障，仅线圈每年烧坏在30个以上。本人认为，制动器故障频发的原因，一是起重能力不足，二是配件质量不良，三是控制线路有待进一步优化。

2原因分析

2.1制动器性能不足

原来桥式起重机额定起重量为5t，起升机构的制动器为TJ2-300型交流电磁块式制动器，配合MZD1-300电磁铁。经检查该起重机经常处于超负荷状态，特别是装卸车用起重机，实际起重量经常超载1.5倍以上，制动器因损坏更换频繁。

2.1.1为增大制动力矩，主弹簧经常调整，进一步压缩、形变，引起制动杆（推杆）行程超过正常允许值（4.4mm），电磁铁衔铁的回转角超过额定回转角5.5°，磁阻增大，磁通减少，自感L减小，感抗XL=ωL减小，线圈通电的起始时，电流猛增，线圈发热，温度骤升，超过线圈绝缘的最高工作温度125℃，绝缘性能受损，又由于频繁操作，温度经常特续保持在125C℃左右。

2.1.2电磁铁静铁芯吸力因衔铁圆转角增大而减弱，衔铁转动角加速度减小，衔铁转动过程的时间延长（即衔铁开始转动至吸合时问延长）。在这个过程中，线圈电流强度大（变数），温度既高持续时间又较正常情况长，导致绝缘受损。

2.2制动器配套的MZDl-300型电磁铁先天不足，电气性能差

这是该型电磁铁经常烧线圈的根本原因，加之部分电磁铁的线圈没有层间绝缘，绝缘强度低，耐热性能降低，在超负荷情况下使用，必然更容易烧坏。

2.3控制回路保护不够

起重机电气控制具有下列保护：电动机过载保护；短路电流保护；失压欠压保护；行程开关的限位保护；栏杆安全开关及紧急断电保护等。但当交流接触器因机械故障被卡住，过载及断电保护装置往往不能立即起作用，难以及时停车，容易出现机械事故。

3改进措施

通过计算可知，当起重量超过5t时，所需制动力矩远大于TJ2-300制动器设计的500N.m，这也是MZD1-300电磁线圈经常烧坏的原因。

考虑到原单臂梁设计承重为5t，为改造方便，选择YWZ-300/45型；电力液压制动器，其主要参数：制动轮直径300mm；额定转矩630Nm。

3.2在行车现有的电气设备基础上，在主电源供电线路中串联一个主接触器，另添加两根控制线，如图1。当电气线路出现故障时，操作人员可及时切断主电源。要使串联在同一回路的两个运行的接触器同时出现相同的被机械卡住的故障，这显然是一个极小概率事件，从而提高电气的安全性能。各接触器控制原理如图2，其控制电源U、V取自空气开关输出端，V/取自主接触器输出端用以控制电机。这样，当行车在没有启动主接触器之前，其所有控制电缆仅有两根线带电，进一步保证了行车的安全。以前曾多次出现行车控制线路短路，手中的控制盒起不了控制作用的情况，优化设计后，这种现象已不复存在。

为了让操作人员心头更踏实，充分发挥管理及监控人员的作用，又给主电源空气开关加一个急停按钮，其控制原理如图3。在经常有人员固定作业的地方增设三处急停按钮，以防操作人员分神而发生意外时不知所措，监护人员可以立刻拍下急停按钮，切断电源，防止事故发生。

4效果检查

对行车的改造后有以下几个特点：一是适当扩充了提升能力，提高安全系数；二是控制盒的起停按钮直接可断主电源，让操作人员放心，保证了安全；三是控制线仅两根带电（在停止状态下），避免了控制线短路行车自行运动的事故发生；四是墙上加急停按钮，让监护人员充分发挥监护作用。

从安装使用效果来看，改造后的行车提升与制动性能完全达到甚至超过原设计能力，使用半年多来，制动器未出现过机械故障，行车起吊、重物下落运行平稳，故障率大大降低，有效地扼制了以往行车运行小毛病不断发生，行车在任何情况下都可以接受控制了，保障了安全生产。

考虑到成本及维修经验，此次没有对大车制动器做改进。

5使用及保养要求

5.1操作人员一定要遵守监护制度，无监护人不要起吊货物，遵章守纪，保障安全。

5.2坚持执行技术操作规程，禁止超负荷作业，较重物体要先试吊，保证平稳后再移动，并加强对主梁及小车的监控检查。作业频繁的起重作业，额定负载应低于5t。

5.3起吊及大小车走行禁止同时进行，以防操作失误造成事故，并减轻对起升制动器的冲击。

5.4应每天检查一次起升机构制动器，闸瓦表面应无损坏，间隙相等。制动轮应保持光洁，沾有油污时立即用煤油清洗。制动轮温度不应超过200℃。定期检查液压油量，油液不足时及时补充，随时注意制动器有无漏油或渗油现象，发现后应及时处理。

5.5不得利用电动机的突然反转作为机构的制动，只有发生意外情况才允许这样制动。

5.6由于环境恶劣，元件老化程度加剧，建议使用优质元件，定期更换改造配件，提高电气寿命和安全性，并做好质量跟踪记录。

参考文献：

[1]机械设计手册编委会主编，机械设计手册.[M].北京：机械工业出版社，2007.2.

[2]刘