桥式起重机制动器运行状态监测装置.doc

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桥式起重机制动器运行状态监测装置

姓名：

许天兵

单位：

日照钢铁有限公司第一炼钢厂山东日照276806

【摘要】桥式起重机在作业过程中，操作工通过司机室内的报警指示灯了解制动器运行状态，对异常情况做出准确的判断、第一时间采取正确的处置方法，避免事态扩大化。

【关键词】制动系统故障监测

【正文】在桥式起重机的各个机构中，制动器几乎是不可缺少的组成部分，直接影响各机构运动的准确性和可靠性。

由于桥式起重机是以间歇、重复的工作方式，通过起重吊钩或其他吊具起升、下降，或升降与运移物料的机械设备，起动与制动的动作非常频繁，在起重机运行过程中制动系统难免会出现突发故障，若得不到及时的处置，则会直接影响到人身和设备的安全。

因此，设法对制动系统运行状况进行全面监测，提高设备的本质安全性能是很有必要的。

本项技改方案是以我公司第一炼钢厂10台100/20T吊运液态熔化金属桥式起重机（俗称：

液体天车）进行实施，由于主要用于吊运铁水罐往混铁炉翻铁、转炉兑铁以及钢水包上连铸浇钢回转台，属于钢铁行业高危设备，保证其主起升机构的安全可靠，对一炼钢的安全稳定、生产顺行起到了极为重要的作用。

因此，重点对此10台100/20T桥式起重机主起升机构进行改造，若因工作需要，也可用于副起升机构、小车行走机构、大车行走机构制动系统的运行状况进行检测。

1、目前制动器系统概况：

我厂10台液体天车主起升机构均有4个常闭制动器，在正常工作中同时打开或同时闭合共同作用。

均采用YWZ系列液压块式制动器ED系列液压推动器控制，液压推动器由装配在主起升机构控制柜的制动接触器进行控制，司机通过操纵驾驶室内的联动控制台以实现钢铁水包的起升、空中停留、降落或位移。

经过较长时间的现场使用情况发现，导致制动系统故障的原因通常会以制动器不能正常打开、制动器失灵、制动接触器机械卡死或接触器触点粘连三种形式表现：

1）现场粉尘大、温度高、工作频繁，经常会出现单个或多个推动器因漏油、推动器内部推动涡轮损坏、线路接地、推动器内电机烧损，不能正常给制动器施加推力，使制动器在得电（即联动控制台手柄处于上升档位或者下降档位）后仍然处于抱死状态，不能正常打开，在重载状态下故障现象不明显，经验欠缺的操作工很难意识到电机扭矩增大，将会在较短时间内致使制动器闸皮磨损报废，甚至因摩擦阻力大而导致刹车片起火，进而使单台或者多台制动器失效；

2）制动器调节不规范、压力弹簧失效达不到额定制动力矩、刹车片压紧螺栓松动随高速旋转的制动轮飞出、刹车片磨损超过规定值、制动器各销轴铰接部位发生机械卡死、制动器变形不能实现制动轮双侧闸瓦等退距等现象都会导致制动器失电（即联动控制台手柄回到零位）后单台或者多台制动器还处于打开状态（俗称制动器失灵）。

3）接触器在工作状态下，经常会发生静触点与动触点瞬间接触电流过大、通过触点的电流值长期超出额定电流值而造成触点粘连，或者接触器故障发生机械卡死等现象就会造成制动器处于打开状态，不能实现制动。

若因制动系统故障导致单台制动器不能正常运行将会使安全系数降低，存在安全隐患，及时维护将不会造成大的后果；两台或两台以上制动器同时失效将会导致重物迅速下滑并呈加速度状态，操作工判断失误或者不能及时把操作手柄打到上升或者下降档位，后果将不堪设想。

2、解决方案：

通过在制动器三角板附近安装接近开关和司机室安装报警指示灯，实现操作工对制动系统的故障判断。

1）附件安装说明

①　在每个主起升机构制动器三角板旁边加装2个接近开关分别为1和2，接近开关1正对三角板闭合位置、接近开关2安装在三角板的打开位置。

接近开关监测制动器三角板示意图

2

1

三角板打开位置

三角板闭合位置

接近开关

注释：

接近开关1表示制动器不能正常打开，其控制K1-K4的报警指示灯

接近开关2表示制动器失灵，其控制K5-K8的报警指示灯

②　司机室分布9个报警指示灯，由于主起升机构由4组制动器组成，每组2个接近开关，共计8个，其中4个分别对应指示制动器失灵，4个分别对应指示制动器打不开故障（分别以西1、西2、东1、东2来区分），1个指示制动器接触器粘连。

司机室报警指示灯分布示意图

2）原理说明

此系统从变压器二次侧经断路器取得220V电源，采用单独的通电延时继电器SJ对报警电路进行触发，与原控制系统没有直接的电气联系，不会对原控制系统造成任何影响。

为了避免接近开关在三角板未动作到位时误感应，需使报警线路延时导通，便添加了通电延时继电器SJ。

本系统电气原理由信号触发电路（如图1）与触发报警电路（如图2）两部分组成。

信号触发电路：

通过原控制系统的相应电气联接起到对SJ的控制，产生触发报警信号，控制触发报警电路；

触发报警电路：

通过信号触发电路的触发与相应接近开关的监测状态，使声光报警装置工作，起到监测的作用。

SJ是由主起升K71、K11、K21的控制辅助点所控制，那如何产生触发信号？

K71、K11、K21不能正常工作时怎么办？

所以在产生触发信号的同时，还给该电路添加了附加功能，把K71、K11、K21不能正常工作时也加上了报警指示。

分别从以下两点阐述。

由图1得知，主起升控制回路正常时：

操作工将操纵手柄打到上升档位时K71常开点闭合，或者操作工将操纵手柄打到下降档位时K21常开点闭合，都可使SJ得电，其常开点延时0.9S后吸合，触发信号送入触发报警电路中。

当操作工将操纵手柄打到零位时，起升机构有0.63S的反接制动，其在0.63S以后反接制动结束，K11常开点断开，而SJ延时0.9S动作，SJ常开点不会闭合，所以正常条件下反接制动不会触发报警电路。

主起升控制回路异常时：

操作工将操纵手柄回到零位，如果K11或K21发生粘连、机械卡死不能释放时，导致相应的K11与K21的常开点均不能正常释放，超过0.9S时，都可使SJ常开点闭合，将触发信号送入报警电路，此时制动器三角板已回位，接近开关K1-K4均闭合，4个“不能正常打开报警指示灯”同时报警指示；如果K71发生故障不能正常吸合，操作工将操作手柄打到上升或者下降档位时，K11和K21常开点相应闭合，SJ延时0.9S后，同样会将触发信号送到报警线路中，“不能正常打开报警指示灯”开始报警指示。

说明：

主起升控制回路参考我厂100/20T天车主起升控制原理图；

延时必须采用速断LADTO空气延时头，否则声光报警器会误报。

①　制动器抱死不能正常打开：

当操作工将联动控制手柄打到上升或者下降档位，推动器得电动作到位后，此时通电延时继电器SJ的常开点已延时导通，当制动器三角板单个或多个不能打开时，对应的接近开关K1-K4相应闭合，便会将检测到的信号传输到相应的指示灯上，从而产生声光报警。

此时操作工便可通过司机室内的报警指示灯对制动系统的故障做出准确判断，及时呼叫维修人员上车处理；

②　制动器失灵：

当主起升操作手柄回到零位时，制动器三角板复位后，此时通电延时继电器SJ的常闭点没有延时闭合，当制动器三角板单个或多个因故障未能复位时，对应的接近开关K5-K8相应闭合，感应到三角板处于打开状态，便会将检测到的信号传输到相应的指示灯上，从而产生声光报警。

操作工通过司机室内的报警指示灯对制动系统的故障及时做出准确判断，操作司机据此结合钢铁水包状态判断是单个抱闸失灵还是全部失灵，从而决定处置方式,妥当处理故障并呼叫维修人员上车处理；

③　制动接触器粘连：

当制动器接触器粘连时，在操作手柄回“零位”后，上升接触器K11与下降接触器K21均复位，而制动器接触器K71由于粘连而闭合。

这时，通过上升、下降接触器K11、K21的常闭点与制动器接触器K71的常开点相串联的方式，将检测到的信号传输到制动器接触器粘连报警指示灯上，从而及时提醒天车工进行相应的应急操作并及时通知维修人员。

3、技改后使用情况

2011年4月28日在加料1#100/20T天车安装完毕并经调试合格后投入使用，培训操作工如何让利用报警指示灯监测制动器异常情况，目前已及时发现西侧第二个制动器因推动器漏油导致制动器不能正常打开故障1次，起到了避免事故扩大化的作用，达到了预期的效果，为液体天车的安全运行起到了积极的作用，近期将陆续对一炼钢其他9台液体天车安装此项创新成果。

4、成果借鉴注意事项

1）此项技术属于桥式起重机安全附加装置，制动器异常情况的监测可以通过多种方式实现，但在实施线路铺设过程中不得对设备原结构原理进行更改，报警监测系统必须采用独立电源，以免因监测系统内部故障导致设备正常运行；

2）制动器是桥式起重机械的关键部件，其是否灵敏可靠直接关系着地面作业人员的安危，监测装置的利用只可以用来提醒制动系统的突发故障，并及时采取消除隐患的措施，在日常设备管理中必须做好制动器及其附件的定期更换与维护，不得完全依托监测装置去实施设备管理。

参考文献：

【1】大连重工·起重集团有限公司100/20T桥式起重机电气原理图

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