桥式起重机防钢丝绳跳槽保护装置

付兴

摘要：桥式起重机是安装在桥架轨道上运行的一种装卸机械，又称为天车。这种起重机应用广泛，主要包括库房、料场、堆场等地，应用的范围涵盖了机械制造、生产加工、钢铁、码头运输等多种领域。本文首先介绍了桥式起重机起升机构的工作原理，其次指出了其原有设計在防出槽保护方面的一些瑕疵，最后对改进方案进行了论述。

关键词：桥式起重机;钢丝绳;防出槽保护;起升;

引言：桥式起重机（以下简称天车）主要包含了三大机构：起升机构、大车行走机构、小车行走机构。其中的起升机构是装卸作业的主要工作机构之一，其是否正常运转决定了装卸作业能否完成。本文在对起升机构的工况工艺分析基础上，针对起升时钢丝绳容易出槽，若在出槽后设备继续运转会对钢丝绳、滑轮造成较大损坏的问题进行了优化改造尝试，并取得了成功，给目前天车的局部改造提供参考。

一、天车机构简介

我公司桥式起重机主要包括三大运动机构：起升机构负责货物的上升下降;大车行走机构负责整个天车的横向移动;小车行走机构负责钩头吊取货物的纵向移动;三大运动机构均采用变频调速控制，指令的采集、运算与执行采用西门子PLC控制，电源采用集电器、滑道取电结构。

起升机构由起升电机、减速箱、卷筒、制动器、钢丝绳、滑轮、吊钩等组成。起升电动机经减速箱，带动缠绕钢丝绳的卷筒转动，钢丝绳经动、静滑轮与吊钩连接。当卷筒转动时，吊钩就随钢丝绳在卷筒上的缠绕或放开而上升或下降。

天车的起升机构，大、小车机构的互相配合让货物获得了上升、下降、左右、前后的运动能力，能够把货物送到作业范围内的任何位置。

二、原设计存在问题

司机吊运货物的流程是：天车移动到待吊货物位置-勾住货物-提升货物-移动到位-放下货物-抽出吊钩。在司机进行最后一步抽钩操作时可能发生钢丝绳弹跳现象，以及挂钩时的歪拉斜拽操作，都会造成钢丝绳出槽。如果司机未注意到钢丝绳出槽的情况而继续工作，将会造成钢丝绳磨损、弯折出硬弯甚至断丝、报废;同时滑轮轴承也会造成磨损甚至损坏;货物也可能会发生高空坠落事故等造成严重后果。

三、改造所需方法

本人在对天车提升机构的控制方式和机械结构进行研究的基础上，通过电路设计，加装限位元件和保护回路的方法，实现了天车上滑轮钢丝绳发生出槽故障时，主动报警、强制停机，提醒司机前去检查上滑轮钢丝绳。避免了钢丝绳出槽后，司机继续工作造成钢丝绳磨损断裂及滑轮轴承的损坏。同时，电源柜门上安装有出槽故障复位按钮，方便了维修和快速恢复作业。

改造所需材料：电缆（2×1.5控制线）10米、控制继电器（欧姆龙MY2N-CR-J220 /240vac ）1个、复位按钮（施耐德 ZB2 BZ102C）1个、空气开关（施耐德C65N 1P C10）1个、光电开关（Q45BWBLV）1个

具体方法是在天车钢丝绳上滑轮旁适当位置加装一个光电开关（如图1），

把光电开关的常开触点连接控制继电器的线圈，控制继电器的常闭触点接入提升机构的“上升档、下降档”控制回路（如图3）。当钢丝绳出槽故障发生时，光电开关发出的光线被钢丝绳挡住，光点开关的常开触点闭合，控制继电器KA导通并自锁（如图2）。控制继电器KA常闭触点断开，“上升档、下降档”信号通路被截断无法传入PLC，天车提升功能被强制锁定。当钢丝绳出槽故障被修复之后，光电开关发出光线不被遮挡，光电开关常开触点断开，此时按下 “复位”按钮，控制继电器KA断开，常闭触点导通，天车提升功能恢复正常。

四、结语

桥式起重机是港口、工厂的重要的大型机械，对装卸货物起着极为重要作用，对天车防出槽报警装置的改造能够提高生产的安全性，提高维修效率并且降低维修成本，对公司的发展有着一定的积极意义。

五、参考文献

《桥式起重机电气原理图》                               港迪电气

《西门子PLC与工业网络技术》                           机械工业出版社