對電葫蘆斷火器失效問題的分析及改進(jìn)

劉 俊

（武漢鋼鐵集團(tuán)公司條材總廠一煉鋼分廠，武漢 430083）

1 存在問題

電葫蘆是一種輕小型的起重設(shè)備，它將減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)、鋼繩卷筒和行走小車連成一體，廣泛分布于武鋼一煉鋼分廠各個(gè)區(qū)間，經(jīng)常用于合金物料的倒運(yùn)及其大型設(shè)備的檢修。在筆者車間所管轄的30余臺電葫蘆中，很多都存在一個(gè)相同的問題：斷火限位器失效。斷火限位器（斷火器）能有效避免起吊重物的沖頂及鋼繩反絞，是電葫蘆必不可少的安全裝置之一。

斷火器的失效主要可以分為外部故障和內(nèi)部故障，常見的外部故障是斷火器與電葫蘆卷筒排繩器之間的連桿損壞（圖1虛線框部分），或是鋼繩排繩器直接被外力拉壞造成斷火器失去安全限位的作用。斷火器內(nèi)部故障主要表現(xiàn)為：因內(nèi)部接觸點(diǎn)的燒損造成電機(jī)的缺相運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)可燒損電動(dòng)機(jī)。

圖1 排繩器與斷火器結(jié)構(gòu)圖

2 問題分析

2.1 外部問題分析

對于其外部故障主要是由于排繩器自身原因造成。如圖2所示，目前使用的鋼繩排繩器與鋼繩接觸面為平面。從力學(xué)的角度來分析：當(dāng)卷筒運(yùn)行時(shí)對排繩器產(chǎn)生推力或拉力，其鋼繩會對卷筒產(chǎn)生一個(gè)斜下的拉力；對排繩器產(chǎn)生向后的摩擦力，依據(jù)平行四邊形法則，鋼繩最終將產(chǎn)生一個(gè)斜向上的合力。當(dāng)電葫蘆在有負(fù)載的情況下運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)載重力的作用，會抵消其向上的合力，使鋼繩抱緊在卷筒上，不會出現(xiàn)松繩；當(dāng)電葫蘆空載運(yùn)行時(shí)，由于鋼繩自身彈力及其向上合力的作用，就有可能出現(xiàn)松繩，嚴(yán)重時(shí)合力會直接作用在排繩器上，長時(shí)間可能導(dǎo)致排繩器變形失效。

圖2 排繩器截面圖

2.2 內(nèi)部問題分析

斷火器的設(shè)計(jì)原理是直接控制電葫蘆卷揚(yáng)電機(jī)的一次回路。斷火器共7個(gè)接線點(diǎn)，具體連接方式如圖3所示。圖3中KM1與KM2為卷揚(yáng)電機(jī)的方向接觸器用于控制電機(jī)的正反向運(yùn)行；1，2，3，4為進(jìn)線接點(diǎn)，5，6為出線接點(diǎn)，7為公用接點(diǎn)。當(dāng)排繩器通過連桿對斷火器產(chǎn)生拉力作用時(shí)，1-5，2-6導(dǎo)通；當(dāng)排繩器對斷火器產(chǎn)生推力力作用時(shí)，3-5，4-6導(dǎo)通。當(dāng)卷揚(yáng)掛鉤上升到預(yù)定的上限為或下限位時(shí)，斷火器則會斷開所導(dǎo)通的兩相一次回路，使電機(jī)停止工作，達(dá)到應(yīng)有的保護(hù)作用。

圖3 斷火器接線圖

從電流的角度來說，電機(jī)一次回路電流大，在斷火器接點(diǎn)斷開的瞬間會產(chǎn)生高壓電弧，時(shí)間一長容易出現(xiàn)接觸不良，使電機(jī)缺相運(yùn)行，或是接點(diǎn)粘住，達(dá)不到安全限為的作用，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀卷揚(yáng)電機(jī)。

3 問題改進(jìn)

3.1 外部問題改進(jìn)

針對排繩器的外部故障，其改進(jìn)方法是將排繩器內(nèi)側(cè)制作出與鋼繩外徑大小相一致的圓槽，如圖4所示。改進(jìn)后的排繩器能與鋼繩較好的吻合，對鋼繩產(chǎn)生一個(gè)與卷筒大小相等方向相反的應(yīng)力，鋼繩所受到的合力近乎為零，不會對排繩器造成外力損壞，延長排繩器使用壽命。

圖4 改進(jìn)排繩器截面圖

3.2 內(nèi)部問題改進(jìn)

針對排繩器的內(nèi)部故障，可嘗試將斷火器接入36V的控制回路中，低壓電路控制高壓回路如圖 5所示。

圖5 改進(jìn)斷火器接線圖

其當(dāng)操作者按下卷揚(yáng)正向按鈕S1時(shí)，與斷火器的2和6接入點(diǎn)形成回路，正向接觸器ZC線圈得電，卷揚(yáng)電機(jī)上升運(yùn)行；按下S2時(shí)，與斷火器的4和6接入點(diǎn)形成回路，反向接觸器FC線圈得電，卷揚(yáng)電機(jī)下降運(yùn)行；圖3中，ZJ，F(xiàn)J為得電延時(shí)的時(shí)間繼電器，用其釋放延時(shí)的常閉點(diǎn)分別控制斷火器接入點(diǎn)的 26與 46，可以有效分擔(dān)啟動(dòng)時(shí)瞬時(shí)電流的大小，達(dá)到保護(hù)斷火限位器接點(diǎn)的目的。

4 結(jié)論

本文對廠部電葫蘆存在問題進(jìn)行了簡要分析，其問題改進(jìn)后的方法對電葫蘆的穩(wěn)定運(yùn)行確實(shí)是有益的。據(jù)2012年車間電葫蘆使用情況反饋，改進(jìn)后的電葫蘆故障率可降低到原先的 1/3以下，效果明顯。當(dāng)然要想完全杜絕電葫蘆故障的發(fā)生，還是要加強(qiáng)日常的巡檢制度，定期對電葫蘆關(guān)鍵部位進(jìn)行清灰檢查，確保電葫蘆運(yùn)行穩(wěn)定。

[1] 吳軍.斷火限位器的運(yùn)用分析[J].裝備制造技術(shù),2011(10)：199-200.

[2] 許翏.電機(jī)與電氣控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005：36-37.

[3] 殷思龍.起重機(jī)的改造[J].電氣時(shí)代,2002(8)：22-25.

[4] 俊成，王華.橋式起重機(jī)及電動(dòng)葫蘆制動(dòng)系統(tǒng)的維修與安全使用[J].甘肅科技,2012, 28(2)：36-37.