起重機吊架電纜脫槽報警裝置設計

陳偉明

廣州集裝箱碼頭有限公司

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1 引言

港口集裝箱起重機與吊具之間的動力電源和信號通訊通過一條吊架垂纜連接傳送，集裝箱起重機作業時，吊具始終處于運動狀態，吊架垂纜存在運動慣性，在戶外風速較大時，電纜易脫出吊架儲纜桶。電纜脫出儲纜桶后，若司機未能及時發現且繼續進行吊具升降作業，會扯斷或刮傷電纜，造成電路短路，引發電氣安全事故，甚至造成巨大損失。為此研發一種使用在起重機吊架上的電纜脫槽報警裝置，當作業過程中吊架垂纜脫槽后，報警裝置觸發警報，使作業動作終止，故障屏顯示故障，司機可聯系技術人員解除故障，以降低吊架垂纜損傷事故風險，提高作業效率和作業安全系數。

2 現狀研究分析

2.1 作業隱患

吊架垂纜自重較大，故自身慣性很大，傳統的吊架垂纜沒有防脫槽安全保護裝置，經常出現吊架垂纜脫槽損傷、拉斷、短路等現象。

(1)損傷。吊架垂纜在作業過程中脫槽，由于電纜自重和軟性特征使垂纜脫槽后掛到吊架上的防護欄桿。若司機沒有及時發現，繼續做吊具下降動作，會導致吊架垂纜輕度刮傷電纜的保護外皮，會影響吊架垂纜的使用壽命，不利于后期的安全使用。

(2)拉斷。吊架垂纜脫槽后，若司機沒有及時發現而是繼續做吊具起升動作，則脫槽的電纜會隨著起升動作越來越長，此時吊架垂纜就會與吊架防護欄桿纏繞，司機接著作吊具下降動作抓箱作業，吊架垂纜被吊具自重繃緊直至拉斷，作業終止，造成巨大損失。

(3)短路。由于吊具的動力電源和信號通訊是通過吊架垂纜傳送，故電纜連接著高壓電源、低壓電源以及各種通訊線[1]。在吊架垂纜被拉斷的情況下電源線裸露銅線，不同的電源線交織在一起造成瞬間短路，線端連接的電元器件損壞，甚至造成局部爆炸。

2.2 現有技術

當司機及時發現吊架垂纜脫槽，則需要維修人員把掛在吊架防護欄桿的電纜解除。若屬于輕度勾掛的情況，司機慢慢做吊具下降動作即可讓吊架垂纜重新盤回儲纜桶繼續生產作業。若未能及時發現，脫槽部分過長與且吊架防護欄完全纏繞在一起，此時就無法通過配合吊具動作來解除纏繞，而需要借助登高車把維修人員送上吊架平臺進行高空作業手動解除。因為電纜自重較大，解除工作十分困難，同時屬于高空作業，需要多員配合才能解除。傳統的作業方式十分耗費人力物力，作業效率低，安全系數低，且安全隱患較大。

3 電纜脫槽報警裝置設計

3.1 裝置結構組成

起重機吊架電纜脫槽報警裝置設計，包括殼體、壓塊、彈簧和限位開關(見圖1)。限位開關裝置位于壓塊的下方，壓塊在彈簧力的作用下凸出于上殼體。

1.殼體 2.壓塊 3.彈簧 4.限位開關

3.2 裝置工作原理

吊架垂纜脫槽后壓到壓塊的上表面，電纜的自身重力遠大于支撐壓塊下的彈簧彈力，壓塊被電纜下壓觸碰限位開關(見圖2)；限位開關連接的控制系統收到信號反饋，控制系統觸發報警，終止設備動作。司機通過觀察故障信息，確定吊架垂纜已處于脫槽狀態，司機只需觀察電纜狀態緩慢作吊具下降動作，即可把電纜重新盤回儲纜桶，繼而恢復作業。該裝置既能達到保護電纜的目的，同時排除了因電纜甩出儲纜桶后斷破或損裂而引發安全事故的隱患。

1.凸起 2.電纜

3.3 裝置運用效果

在高速運轉作業過程中吊架垂纜脫槽故障現象較為常見，應用報警裝置后1年時間里，暫無出現質量、安全等問題，大大提升了現場維修的作業效率，替代了高空作業的傳統方式，原本需3～4人的工作，現只需司機1人即可輕松完成，既節省人力成本，又能提高作業效率和安全系數。

4 裝置特點與優勢

該報警裝置僅使用了限位開關反饋報警信號，信號傳輸到設備控制系統，實現報警和終止動作，無需復雜電器元件，簡單快捷。裝置結構緊湊，與儲纜桶緊固安裝，可承受高速運作的工況，無需繁瑣地固定支座，可免于保養，十分穩定可靠。

該警報裝置可實現瞬間觸發警報信號，馬上終止動作，防止損失的擴大化，避免安全事故發生。當發生吊架垂纜脫槽后，無需采取傳統方式高空作業解除故障，只需司機觀察電纜狀況，做吊具下降動作即可把電纜盤回儲纜桶，替代了原本需多人配合的高空危險操作，提高了維護的安全性。

5 結語

使用該報警裝置后，若再出現吊架垂纜出槽現象，僅需司機獨立操作便可順利使電纜盤回儲纜桶，避免了因疏忽而釀成的安全事故。使用該報警裝置期間未曾出現質量問題以及安全事故，可在同類型設備中進行推廣。