LH型桥式起重机工作原理及故障排除

孙 起，乔世春，陈晓勇

（神华北电胜利能源有限公司，内蒙古锡林浩特 026015）

0 引言

电动葫芦桥式起重机是一种空间运输工具，主要作用是以间歇、周期的工作方式，通过起重吊钩装置及时、迅速地完成物体的位移，是企业提高生产效率的重要工具和设备。轻量化(LH)系列电动葫芦桥式起重机除了具有普通电动葫芦结构简单、重量轻、操作灵敏、安全可靠、造型美观等优点外，还有噪声低、节能环保、工作级别高、整机高度小、吊钩上极限高等特点。LH型电动葫芦桥式起重机对环境因素要求：一般在室内工作，环境温度（-20～40）℃，在24 h内的平均温度超过35℃，相对湿度允许到达100%。电动葫芦桥式起重机的电源为三相交流，额定功率50 Hz，额定电压380 V。因对环境要求较低、安装简便、生产效率高等优点，逐渐有取代通用桥式起重机的趋势，使用范围已遍及机械、化工、轻工、建筑、交通运输及林业等多种行业领域。

1 LH型电动葫芦桥式起重机的结构特性和工作原理

主要性能参数包涵了起重机的作业能力，主要参数有起重量、起升高度、跨度、工作级别、运行速度等。额定起重量（3.2～80）t，跨度（7.5～31.5）m，起升高度（6～24）m，工作级别为 A4～A7。主要结构包括桥架、大车运行机构、安装有起升和运行的小车机构、电气控制系统及安全防护装置。

（1）桥架。桥架由主梁、端梁、走台、导电架、司机室、大车导电线档架、栏杆和梯子等金属结构组成。桥架是起重机的骨架，所有机械、电气设备均装于其上，是起重机的承载结构并使起重机构成一个机械设备的整体。起重机的主梁采用钢板拼焊而成的箱形截面结构，端梁采用矩形管整体加工，主梁与端梁用高强度螺栓座式连接。

（2）小车运行机构。小车架金属结构由标准设计系列端梁、中间连接梁通过铰接轴或连接螺栓组成，小车上装有起升机构和小车运行机构，整个小车沿位于主梁偏置的小车轨道运行。安装在小车上的ND系列电动葫芦由起升机构、定滑轮装置、绳楔装置、吊钩装置组成，负责升、降载荷。小车运行机构采用分别驱动形式，由2套三合一集中驱动装置和模块化车轮组组成，负责横向移动载荷。

（3）大车运行机构。大车运行机构传动形式采用三合一集中驱动装置，驱动一个车轮，通过端梁、连接梁带动此侧的其他从动轮运行。具有运行稳定、重量轻、通用性好、便于安装和维修、运行性能不受吊重时桥架变形的影响。

（4）电气系统。起重机各个机构的运转控制，分别由司机室内的控制器或由地面控制操作手柄进行控制操作。控制器或地面控制操作手柄与机组内部电控设备相配合，对各机构电动机实现启动、调速、换向、和制动。电控系统保证大车运行机构的速度由低到高或又高到低变速控制，以及电机正反转控制行车机构的换向功能。

（5）安全防护装置。为了保证起重机的安全运行，再设计制造时为起重机配置了灵敏可靠的安全防护装置，为操作人员的安全使用提供了可靠保障。LH型电动葫芦桥式起重机的安全防护装置主要包括轨道端部止挡及缓冲器、运行限位器及起升保护、电机安全保护联动装置、失压保护和错相保护设置。

①轨道端部止挡及缓冲器。轨道端部止挡是为了防止起重机从轨道两端出轨而设置的安全装置，轨道端部止挡要求必须安装牢固可靠，能有效防止起重机在运行中脱轨，起重机自带有小车止挡装置。大、小车端梁上均装设缓冲器，缓冲器材质为橡胶材料，有良好的塑性，可起到良好的缓冲作用。

②运行限位器及起升保护。运行限位器是保证当吊具接近极限位置时，能够制动切断一个方向的运行电源，而后只能向相反的方向运转。对于起重机的安全运行关系重大，一旦失灵将会导致严重事故。起升机构为钢丝绳式电动葫芦，升、降是依靠电机内置的盘式制动器的摩擦力来实现的，同时具有超载保护装置及数据记录功能。

③电机安全保护联动装置。操作控制按钮开关具有机械联锁保护功能，保证按动起升按钮开关时，不能按动下降按钮开关，而控制回路的接线也有电气联锁，即保证不能同时接通上升和下降。由于该联动保护措施，电机只能接通一个方向旋转运行，以确保安全。

2 常见故障及排除方法

2.1 机械故障排除

LH型电动葫芦桥式起重机常见的机械故障有大车运行机构故障；锻造吊钩及钢丝绳疲劳；滑轮及卷筒磨损；齿轮、轴键损坏；制动器失灵及金属结构件疲劳开裂等。

（1）大车运行机构故障。在大车起动时，主动轮发生打滑现象，主要原因有轨道踏面或车轮踏面有水或油污；车轮装配精度较低，主动轮出现悬空现象；轨道变形安装不合理导致主动轮轮压太小。清理轨道面和车轮面的水或油污，保证清洁；调整主动轮的安装精度，使轮压及轮位合乎规范。

大车运行时，桥架歪斜运行产生扭摆、冲击、振动、爬轨及啃轨现象，主要原因：车轮踏面宽度与轨顶面宽度间隙不合适；桥架的几何精度太低或发生变形。可调整车轮踏面与轨道侧面的间隙；检查车轮直径；检测桥架几何精度；校正变形，及时调整结合面精度尺寸。

（2）锻造吊钩及钢丝绳疲劳。吊钩在长期运行过程中，易出现疲劳性裂纹，开口及断面处出现磨损，开口部位及弯曲部位发生塑性变形，主要原因是由于长时间超载、超期使用，导致吊钩疲劳。对磨损量超过危险断面10%或发现裂纹的应及时进行更换。

钢丝绳在运行过程中易发生钢丝绳磨损，钢丝绳在空中打花，钢丝绳变形，主要原因是斜吊使钢丝绳外壳发生磨损，缠绳时未将钢丝绳放松，无导绳器钢丝绳被挤压变形。在吊装过程中应避免歪拉斜拽，合理选用钢丝绳；防止绳索打花，可以将钢丝绳从滚筒上拆卸，重新进行顺序缠绕；合理安装导绳器，让钢丝绳平稳通过导绳器，避免发生积压变形。

（3）滑轮及卷筒磨损。滑轮运行过程中会出现滑轮绳槽磨损不均匀，滑轮不转动，滑轮倾斜、松动等故障现象，主要原因是绳、轮槽长时间接触不良导致磨损不均匀；滑轮轴承或轴出现损坏导致滑轮不转；滑轮定位件松动或钢丝绳出现跳槽，会导致滑轮在运转过程发生倾斜。轴槽壁磨损量达到原厚度的1/10，径向磨损量达到绳径的1/5时应及时更换滑轮；加强滑轮日常润滑保养工作，及时更换损坏的轴承。针对滑轮上的定位件要定期进行紧固，对钢丝绳跳槽要进行检修调整。

卷筒在运行过程中易发生疲劳磨损、轴键磨损、绳槽磨损等故障。主要原因是滚筒自身使用年限较长，卷筒自身承载应力发生变化，筒壁变薄，导致卷筒强度削弱，发生断裂现象。日常检修中应对卷筒表面进行细致检查；对出现变形、开裂、表面腐蚀严重的卷筒要进行更换。

（4）齿轮、轴键损坏。起重机运行过程中，由于超期使用或安装调试不当，往往会导致齿轮出现磨损、轮齿折断、轮齿键槽损坏及齿面剥落，导致在运转中出现振动和异响，对系统产生较大冲击，严重时可导致吊装物坠落和损坏传动机构。对齿轮要做到定期巡检，对齿轮键槽损坏的部位进行重新加工或修补；对发生严重磨损的或断裂的齿轮要进行强制性更换，保证齿轮的润滑良好。

（5）制动器失灵。起重机制动器在使用过程中会出现制动器失灵、抱不住闸、吊车下滑或溜车等故障现象，主要原因是由于制动器内部摩擦片磨损严重，制动间隙不足。制动器摩擦片磨损达2 mm或达到原厚度的50%，就应及时更换摩擦片，同时调整制动器与走轮间隙。

（6）金属结构件疲劳开裂。开裂主要出现在主梁部位，主梁腹板或盖板发生疲劳、裂纹、变形，主梁旁边弯曲变形，主梁下绕等故障，主要原因是原主梁部位焊接有气孔、漏焊，焊接工艺不当，产生过大的焊接残余应力，长期超载运行和热辐射作用会导致主梁发生变形和下绕现象。

对桥架裂纹≤0.1 mm，可以使用砂轮机进行磨平，裂纹较大可在裂纹两端钻≤Φ8 mm的小孔，然后沿裂纹两侧开60°坡口，再以焊条进行补焊；主梁发生变形或下绕现象可采用火焰校正法，先顶起主梁，于主梁下方烘烤加热，冷却后使主梁变形或下绕部位拱起，增大惯性力和抗弯能力，或采取张拉预应力拉杆法以巩固矫正效果。

2.2 电气故障排除

（1）电机异响、过热。电机在运行过程中会出现噪声过大或有异响，主要故障原因是起重机超载运行，电源电压过低，制动器未完全打开，接触器线圈有断路。

控制起重机的吊载重量，防止超载运行；及时调整电源电压，保持载额定范围之内；调整制动器间隙，防止非制动情况发生接触；检查接触器线圈，有可能出现断股或粘连现象，要更换线圈；电源电压过低、超载运行、制动器打不开都会造成电机超负荷运行，电机会发生过热现象，此外频繁的启动和制动也会导致电机过热，所以在操作过程要避免频繁启动、制动。

（2）控制器烧损。控制器在工作过程中易发生“范卡”及触头烧损现象，主要原因是由于触头粘连或接触不良或相间有短路处等。通过调整触头处压力，保持接触良好；对于短路处，使用万用表检查相间短路情况并消除；要经常检查接触器触电的表面，对于接触不良的触点要及时更换。

（3）交流接触器故障。交流接触器属于电气控制的核心元件，它在使用过程中往往会出现接触器异响现象。接触器使用过程出现异响主要是由于接触线圈过载，导致触头弹簧压力施加不到位或动、静磁铁极面相对位置错移，导致动磁铁作用不到位，磁路受阻。调整动触头的弹簧压力，保证弹簧压力施加到位；清理极面灰尘，整动、静磁铁位置，保证磁路畅通，对磁铁铰接轴、孔加注润滑油消除阻力。

（4）电气线路故障。电气线路发生故障的几种现象：推到合闸后，按下启动按钮，控制回路熔断器阻丝熔断；或推到合闸后，按下启动按钮，接触器不吸合（不合闸）。故障原因是控制回路中的线束发生接地现象或发生相间短路；电源无电压，熔断器或阻丝发生短路现象；控制器开关损坏无法归置在零位，过流继电器的常闭触头未闭合，主接触器线圈烧损或发生短路。用万用表检测各相位接地部位情况，检测相间短路情况，检查电路各环节，找出故障原因并排除；相应接通各相位线束，重新进行启动。

3 加强日常点检及保养质量

桥式起重机的日常点检要按照周为单位开展，每月集中检查4次，包括桥式起重机的桥架、减速机、传动箱、制动器、轨道、限位、卷筒、钢丝绳电气线束、遥控器、接触器、控制器等机械及电气运行的主要部件。同时设备的保养工作要定期开展，每月对接触器触头打磨与更换，每季度对钢丝绳表面涂油，每半年对减速机的油品进行检测及更换，每半年对各部位的滑动、滚动轴承进行强制性注油，每年对电机进行一次绝缘检测，确保各机构安全正常运转。

4 结论

通过介绍LH型电动葫芦桥式起重机的结构特性及工作原理，分析日常出现的机械故障及电气故障的具体原因，制定维修方案及预防措施，加强日常设备点检、保养、维修质量，有效防止故障的重复性出现。按照起重机的工作环境及配件损坏周期，建立月度、季度、年度检修周期制度，有针对性的开展检修计划，不断提高设备使用寿命。