电动葫芦设计缺陷、改进措施及建议

   浏览:3901    时间:2021-11-27

(1) 由于葫芦式起重机采用三相异步锥形制动电动机作为动力装置，而三相异步电动机的运转方向与供电电源的相序有关。当供电电源相序发生变化时，电动机运转方向与原方向相反，此时按操手电门的 “下降” 按钮时，吊具上升，且上升极限位置限制器不起作用，因此容易造成事故，每年都会发生因错相造成的卷筒挤碎、吊钩组挤压变形、钢丝绳拉断等起重事故。而目前我国生产且广泛使用的CD、MD 型电动葫芦没有设置错断相保护措施 (在电动葫芦标准里是要求安装的)，存在一定的隐患。在这次调查反馈统计中，发现由于导绳器和断火限位引起的故障缺陷占20. 3% 和17. 1% 。另外，在对近1年内新安装的电动葫芦使用跟综发现，由于缺少相序保护引起冲顶占 30. 5% 。为防止错相引发起重伤害事故，在电动葫芦控制箱内应加入错断相保护器，当供电电源发生断相或错相时，错断相保护器起作用，使总电源接触器断开，必须待供电电源恢复正常后起重机才能继续工作。这样，既可防止电源错相引发卷扬，又可防止电机缺相运转被烧毁。

(2) 从故障部位当中由于行走轮与被动轮引起的故障缺陷占2. 1% 。电动葫芦在运行过程中，由于车轮轮缘和车轮踏面的磨损，车轮与轨道的间隙逐渐增大，此时若不能及时调节运行间隙，电动葫芦有可能脱离轨道，造成起重伤害事故。同时由于车轮轮轴装配位置的特殊性，轮轴发生裂纹不易被发现，当裂纹得不到有效控制时，轮轴有可能发生断裂，引发坠落事故。为预防由此造成的电动葫芦坠落事故的发生，可在电动葫芦的合适位置增设防断轴保护装置，当葫芦脱轨或断轴时，防断轴保护装置可有效地悬挂在轨道上，从而避免起重伤害事故的发生。

(3) 按照 GB 6067—1985 《起重机械安全规程》的规定，在电动葫芦运行轨道的终端必须装设缓冲器，但对装设位置没有具体规定。目前，我国国内使用的电动葫芦的缓冲器一般装在工字钢的中间部位，当电动葫芦运行车轮与缓冲器相碰撞时，缓冲器起到吸收能量的作用。但由于电动葫芦结构的特殊性，运行车轮轮缘与缓冲器碰撞时，在惯性的作用下，车轮轮缘使缓冲器的磨损极为严重，当电动葫芦运行一段时间后，缓冲器就丧失了原有的设计功能，从而增加了电动葫芦运行过程中的不安全因素，平稳性急剧下降。为防止这一故障的出现，可将缓冲器的安装位置选在工字钢的下表面，利用缓冲器与电动葫芦悬挂耳板的碰撞起到缓冲作用，从而有效地延长缓冲器的使用寿命。

(4) 电动葫芦在结构设计方面，CD 型钢丝绳式电动葫芦的结构设计虽然较 TV 型钢丝绳式电动葫芦有了较大改进，但其外形美观性差，圆形结构不便于安装、运输，外形的局限严重阻碍了基型的变化。而国外的钢丝绳式电动葫芦，多为方形结构设计，既美观又便于安装、运输，还能很好地适应模块化设计，便于基型的组合和变换，大大拓宽了使用范围。建议采用优质高强度钢丝绳，按 GB /T 3811—2008 《起重机设计规范》 标准要求，在满足抗拉强度安全系数的前提下，尽可能减小钢丝绳直径，采用相适应的卷筒直径与钢丝绳直径之比及滑轮直径与钢丝绳之比，以利于缩小整机结构和自重。在外形设计方面建议改变采用传统的圆形设计，采用方形结构形式，模块化设计，增加零部件的通用性，布置方式由原来的电动机—中间轴—减速器—卷筒的形式，改为电动机—减速器—卷筒的布置方式，既有利于提高钢丝绳电动葫芦起升高度，以避免高速轴长轴传动，可提高运行平稳性和可靠性，又能有效地降低制造成本，增加滑轮倍率范围，提高单机使用范围。

(5) 电动葫芦在配套的电动机方面存在不足，从故障现象表中可看出，由于电动机引起的故障缺陷占 6. 6% 。由于 CD 型钢丝绳式电动葫芦配套的锥形转子电机，单速为 4 级、双速为 1 /10 的子母机，而国外钢丝绳式电动葫芦电机采用 2 极电机，双速采用双绕组和变级式，这样结构简单、体积小，自重轻，有利于降低制造成本。另外，CD 型钢丝绳式电动葫芦配套电机在绝缘等级和防护等级及噪声方面与国外钢丝绳式电动葫芦相比差距很大。建议在电机选用上采用 2、4、6 极锥形转子电机以适用各种不同工况。电机绝缘等级提高至 F 级和 H 级，防护等级提高至 IP54，电机设置过热保护元件，电机的降低噪声除了在设计、加工、制造精度上要提高外，还应从设计上考虑降低电磁噪声和风道涡流噪声的措施。电机的设计也应遵循工作级别划分原则，提高单机使用用途。

(6) 从故障部位可看出，由于交流接触器引起的故障缺陷占10. 3% 。现有电动葫芦接触器触头容易烧坏。原因是对于反复短时工作制的电动机，其等效发热电流太大，此外在转换过程中，换相过快，接触器的电弧续流也易造成相间短路而烧坏接触器触头。而一般电动机工作电流小于额定电流，启动电流虽然为额定电流的4 ～ 7 倍，但毕竟时间很短，对触头的损伤不大，接触器在设计时，只要触头容量大于电动机额定电流的 1. 25倍即可。但电动葫芦电动机是一种特殊工作状态的电动机，重载起停频繁，反接制动，散热不良等。所以，在选用电动葫芦接触器时，按一般电动机设计，不符合电动葫芦的实际工作特点，接触器烧坏是必然的结果。建议更换较大容量接触器，电动葫芦类冲击负载，而且重载、起停频繁，

在选用接触器时应加大 2 级容量选用。

(7) 电动葫芦应增加电气保护措施，除了上下限位保护外，还应增加超载保护、断错相保护、失压保护。开发多制动功能机型如: 双制动 (电机锥形制动轮制动+高速轴上补偿制动)、3 制动锥形制动轮制动+高速轴上补偿制动+卷筒上安全闸)。在导绳器制造选材上尽可能选用高耐磨、高强度导绳器材料以防由导绳器损坏而造成冲顶等事故。