桥式起重机电气控制的常见故障诊断

张俊峰

摘要：随着改革开放以来，中国整体综合国力的大幅提升，作为中国“硬实力”的基础，基础设施的大规模建设不仅在国内各地屡见不鲜，同时也成为中国输出影响力的制胜法宝。然而，路桥建设、建筑施工等大规模基础设施项目的上马也必然伴随着起重机等重要施工设备设施故障率的大幅攀升。因此，本文专门深入分析并探讨有关桥式起重设备在电气控制方面的常见故障及相关判断方法。

关键词：桥式起重机;电气控制;故障排查诊断

前言：

桥式起重设备是一种大型工程项目的施工中十分常见的起重设备，广泛应用于各类桥梁施工、高层或超高层建筑施工、远洋货轮等大型船舶施工等场所。由于桥式起重机的工作性质，对于任何存在基建和大型设备建造需求的地区都有桥式起重机的需求。但是，我国幅员辽阔，南北跨度和东西海拔差距都比较大。因此，坦率来说，从天寒地冻的东北平原，到温暖湿润的海滨小岛，从风沙漫天的戈壁荒野，到遍布毒虫猛兽的热带雨林理论上都可能是桥式起重设备的工作场所。鉴于复杂多变的工作环境，也对桥式起重设备特别是容易受到影响的电气部分的可靠性提出了更高的要求。根据起重能力和传动结构的不同又可以细分为普通桥式、简易桥式、冶金专用桥式等不同的类型。本文中阐述的主要是针对用途最广泛的普通桥式起重设备进行分析。

1、桥式起重设备电气部分的常见故障

1.1电动机、制动器的机械传动问题

1.1.1电动机、制动器齿轮咬合不良

起重电机齿轮咬合不良不仅在桥式起重设备的电气部件中十分常见，在各类电动机、制动器的传动装置中也十分普遍。导致齿轮之间咬合不良的原因也十分复杂，在设备安装调试阶段、使用阶段、大修维护阶段都有可能导致齿轮出现咬合不良。例如，在起重机的电气设备安装过程中，齿轮安装工艺不良、润滑不良导致齿轮磨损严重，久而久之，使得齿轮之间缝隙超过冗余门限。进而导致齿轮咬合不良。除此之外，在使用过程中，齿轮所待电动机、制动器长时间超负荷的过载高速运转，也可能导致齿轮表面擦伤甚至受力结构出现损伤。

1.1.2受力部件弯曲疲劳

除了齿轮的咬合问题之外，重点受力部件的结构性疲劳也是制约和困扰桥式起重设备正常工作的常见故障之一。在结构性疲劳中最常见的一类是弯曲疲劳，在起重设备相关部件的运行过程当中，受到悬臂等机构脉冲循环的应力影响，受力部件的承受力部分极有可能出现裂痕。千里之堤，毁于蚁穴，一旦出现刚体结构性裂痕，任何外部作用力的作用效果都将放大。进而产生断裂等严重威胁，甚至造成人身伤害事故。

1.2电气与控制问题

1.2.1继电器吸合故障

众所周知，电磁继电器的工作原理就是根据电磁感应定律（右手安培定律），大拇指通电导线电流流经方向，食指指向方向为磁感线方向，大拇指方向为N极。通过对电磁铁通电使其产生磁性，从而吸合衔铁完成闭合或断开的功能。因此，一旦衔铁吸合存在问题，就可能导致继电器无法实现远程断开或闭合，进而工作失效。例如，如果继电器控制电压过低、主用交流接触器短接等，导致继电器的电磁吸合端子吸合力不足就有可能导致上述情況的发生。

1.2.2主钩、附钩及主控制电路故障

主钩、附钩故障及主控制电路故障也是桥式起重设备经常发生的故障。一方面来讲，主钩和附钩的机械结构可能出现卡死飞轮松动有可能造成主钩、附钩移动不顺畅甚至发生脱落事故。但是从电气角度而言，电磁制动器等控制电路发生故障也会导致主钩、附钩无法正常上升或下降。需要维修工程师观察继电器的起落动作和声音、电动机、制动器工作的声音、各个仪表的示数，并根据以往经验判断电动机、制动器、继电器和其他控制电路的工作状态。逐步排除故障点位置。

2、桥式起重设备电气部分的故障排查步骤和注意事项

2.1观察主要部件的外观状态

对于电动机、制动器、继电器等电气机械部件而言，绝大多数的结构性破损是肉眼可见的，如电动机、制动器冷却液温度过高出现开锅现象、电动机、制动器齿轮卡住或脱落、继电器衔铁生锈等。除此之外，一些电路故障也可以通过外观、温度及声音等分辨其工作状态。例如，在大车控制电路内，瓷片电容和电解电容过载工作后，其表面温度会明显上升，过载电压超过其额定电压一定程度会直接烧毁该电容，导致电容发黑甚至冒烟。一些控制芯片或逻辑门电路出现正负极接反或负载短接时也会出现半导体部分温度过高（烫手）的现象。而且，对于一些功率较高的控制电路，一般会配有散热风扇，观察风扇的转速，并用手感受风扇的送风温度也不失为一种方法。

2.2逐级检测排除问题

在通过外观检查各个部件的基础上，一些无法直接观测的故障需要借助仪器仪表进一步检测排查;例如继电器吸合不良的问题，除了观察其各个衔铁是否存在生锈、端子是否存在接触不良的问题，还应该注意检查继电器电磁铁的剩磁情况，并通过外用表对其输入端子和输出端子的通断，输入及输出电压、继电器阻抗、变压器功率因数等电气特性进行测量，并分析结果是否在正常范围内。

2.3桥式起重设备故障预防

在桥式起重设备的故障预防方面，首先要做到对设备的各项工作性能和状态一清二楚，这就要求保证在平时就做到定期的维护和检查。我国对于桥式起重设备就有相关的检修要求，按照《特种设备检修管理规定》的相关要求：使用单位应针对桥式起重机、塔式起重机等特种设备制定合理的周检修、月检修、季度检修、半年检修和年检修项点，并根据项点认真做好检修工作。此外，在日常检修的基础上还要安排好集中检修工作，对于使用年限不足计划寿命年限一半的起重设备，每两年进行一次全面检查，对于使用年限超过计划寿命年限一半的起重设备，每一年进行一次全面检查。

3、结束语：

本文对桥式起重机电气控制的常见故障诊断进行了简要的分析，还对检测技术和管理提出一些建议和看法。并分析了引起故障的一些原因和预防办法，但不论如何，当前情况，从事操作桥式起重机设备依旧是个风险较大的工作，所以，应当在保证自身安全的同时，促进行业向前发展。

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（作者单位：鞍钢股份公司冷轧厂）