免爬器故障失效形式、原因及對策探討

王永強　劉勇　許禮義

摘要：我國經濟體制在改革的過程中，風電領域得到較好發展，其中該領域中免爬器扮演著較為重要的角色，不但能夠在高空中進行人員的有效運送，而且可大大提高風機檢修人員的工作效率，這對風電領域經濟的發展具有較大促進作用。但是，免爬器設備不在國家監管范圍之內，并且也沒有相關標準進行規范，導致以一些廠家為了提升經濟效益，在制造與安裝的過程中存在一些問題，在使用期間會產生較大安全隱患。為此，需要采有效措施提升免爬器使用質量，以此提升工作效率與質量。

關鍵詞：免爬器;故障失效形式;對策

1 前言

免爬器主要是通過電機對升降平臺提供動力，并安裝在建筑或者設備爬梯上，以此進行高空作業和物質作業的起重機械。一般情況下，免爬器主要應用在風電領域中，并在風機塔筒內爬梯上安裝。免爬器主要使用人員為檢修人員，能夠大大降低檢修人員工作量，同時提升工作效率。此外，免爬器在工作的過程中，應用較為方便，并且不會對塔筒結構產生改變。但是，免爬器在使用過程中會存在一些安全問題，為此，需要制造廠家在制造的過程中提升設備質量，在可靠性試驗的基礎上對存在的故障失效形式進行深入的分析，并在此基礎上采取有效措施實施有效的改進，以此為免爬器正常運行奠定良好的基礎。

2 免爬器主要結構

免爬器主要是由升降平臺、導軌驅動裝置等構成，其中導軌在爬梯部位進行安裝，在運行的過程中能夠確保生產平臺的平穩性，在此過程中也是防墜保護裝置的作用對象。升降平臺由踏板與車身構成，車身有墜落保護、扶手等裝置，踏板主要是供施工人員站立，在此過程中能夠在踏板中較好的對平臺升降進行操控，墜落裝置能夠在鋼絲斷裂、轉引力不足的情況下發生墜落時將平臺制停在軌道或者爬梯位置，施工人員可以通過踏板逃生。電氣控制系統，主要是由操縱裝置、電控柜等構成，其作用是對免爬器進行有效的控制，電控柜在爬梯中安裝，能夠為免爬器提供動力，驅動系統主要是由減速器、電機以及驅動輪構成，為免爬器提供動力。驅動系統主要是采用拽引方式在驅動輪與鋼絲繩拉力的基礎上對升降平臺進行有效的提升。具體部件見表1^[1]。

3 免爬器故障失效分析

3.1 鋼絲繩失效

鋼絲繩是免爬器中較為主要的失效形式，一般情況下是由鋼絲繩張力不均、過度伸長所致。在失效的過程中，檢測裝置會立即故障停止，以此進行有效的保護，在出現此種失效的過程中，應當根據維保對鋼絲繩進行有效的調解，以此避免故障情況的發生。此外，若出現嚴重失效會導致鋼絲繩斷絲、繩心擠出以及扭結等問題。對于出現嚴重問題的鋼絲繩，應當對其進行有效的維護與保養，除此之外還應進行嚴格的檢驗。此外，制造廠家還需要引進先進的設計方法與理念，以此對相關設備進行有效的改造與優化。這在較大程度上能夠提升設備在運行過程中的可靠性與穩定性。

3.2失效原因及對策

3.2.1 繩徑相對較小

鋼絲繩在擾輪過程中會產生彎曲應力，導致鋼輪直徑彎曲應力變大，一些廠家在對其進行設計的過程中，鋼輪直徑驅動輪與鋼絲繩之間的比值相對較小，在鋼絲繩運行的過程中易出現問題，導致使用時間縮短。所以，在對其設計的過程中，應當根據實際情況提升鋼絲繩直徑比值，以此降低彎曲度，并且在此基礎上需要選擇柔性較高的鋼絲繩，從而避免故障情況的發生。

3.2.2 鋼絲繩受力不均

鋼絲繩在運行的過程中會承擔相應荷載，可有效對不同鋼絲繩受力均衡裝置進行保護。目前我國免爬器設備均配有兩根牽引鋼絲繩，在設計的過程中對鋼絲繩張力調節裝置進行了全面考慮，并且在此基礎上能夠確保鋼絲繩張力均勻。

3.2.3 鋼絲繩與其他結構受到影響

鋼絲省在運行的過程中，易受到外部影響，主要表現在以下兩個方面;（1）鋼絲繩在運行的過程中，應當注意鋼絲繩與爬梯以及防護罩結構是否發生干涉;（2）鋼絲繩在運行的過程中，應當確保輪槽垂直度，保證能夠在輪槽進出過程中的平穩性，以此最大程度上降低鋼絲繩的磨損。此外在設計的過程中，還能確保不同結構與鋼絲繩之間避免干涉，并且在此基礎上采用安裝簡潔的結構形式。

3.3墜落保護裝置失效

墜落保護裝置失效形式主要有功能以及誤動失效，保護裝置出現誤動會導致設備停機，這在較大程度上影響了設備運行過程中的穩定性，極易出現安全隱患，主要是因保護裝置結構在設計期間不合理，墜落保護裝置功能失效的過程中，若出現鋼絲繩斷裂，極易引發安全事故，不但會對施工人員造成較大傷害，而且對相關設備也會產生一定損失^[2] 。為此，應當確保鋼絲繩有足夠的拽引力，這就需要在對拽引力進行設計的過程中，需要符合相關參數與計算要求。

3.4軌道磨損

軌道磨損主要會對小車運行平穩性造成不同程度的影響，在此過程中易使小車存在停機問題，導軌與滾輪在摩擦的過程中，極易使導軌存在摩擦，這對設備平穩運行產生較大影響。所以在設計的過程中，一般情況下使用尼龍材料以及橡膠材料作為滾輪，此外在對導軌與防水保護裝置設計的過程中，首先需要深入分析防墜保護裝置結構形式，并且在此基礎上根據相關工藝進行嚴格安裝，這在較大程度上能夠減小導軌磨損程度，并同時還能為設備的安全運行奠定良好的基礎。

3.5 軸承磨損

軸承磨損也會導致小車在運行過程中存在不安全隱患，嚴重者會使小車在運行期間出現停機問題。此外，免爬器不同部件在運行的過程中，應當進行定期保養與檢修，尤其需要對特定部件進行潤滑，在此過程中，需要按照維保手冊中的相關要求進行定期保養，不但能夠增加設備使用年限，而且對運行安全性的提升具有較大促進作用。

3.6電氣故障

電器故障主要是電器異常故障以及升降平臺虧電故障，升降平臺中的無線信號裝置、操作系統以及開關等主要是由蓄電池對其進行供電，若在此過程中蓄電池存在虧電情況，會導致開關失效，致使出現不同程度的事故。所以，檢修人員需要對蓄電池進行定期檢查，以此確保不同設備在電力的驅動下能夠正常運行。

3.7 安全防護

3.7.1 操控性防墜落

免爬器在升降車上設有內卡制動器，其中防墜落裝置與人員防墜落裝置之間相互獨立，若當升降車出現墜落情況，內卡制動器會卡于安全導軌中，以此能夠確保升降車運行過程中的安全。

3.7.2多重保障

免爬器升降車與電氣控制箱配置了急停按鈕，能夠使設備及時停止，待緊急情況解除后將按鈕復位，以此確保設備正常運行。若采用免爬器載人，人員操縱升降車按鈕，其中電控箱在此期間處于一種自鎖狀態，其他人員不能操縱電控箱操縱升降車運行，從而能夠有效提升免爬器載人的安全性。

注意：不可以使用電控箱上操作按鈕操控免爬器載人運行！

結語

綜上所述，免爬器是一種新型的起重機械，在應用的過程中由于各種原因會產生應用風險，并且在此基礎上在進行制作的過程中也會產生一定的質量問題，導致免發器出現故障，極易引發安全隱患。為此，不同廠家在進行制作的過程中，需要在確保質量的前提下進行技術交流，同時根據可靠性試驗中的故障失效形式對產品中存在的問題進行有效的優化。此外，還應引進其他廠家較為先進的設計，這對提升免爬器設備可靠性與穩定性具有較大促進作用，以此為免爬器在應用中安全性的提升奠定良好的基礎。，這對我國相關領域的經濟發展具有較大促進作用。

參考文獻：

[1] 陳維壁.免爬器故障失效形式探討[J].工程技術研究，2017（4）：51-52.

[2] 王芳，張雪偉，馬東升.中際聯合馬東升：唯有專注才夠專業[J].風能，2019（7）：26-28.

（作者單位：南澳縣南亞新能源技術開發有限公司）