冶金环境下电动单梁起重机改造

朱泽华

(马钢股份公司长材事业部 安徽马鞍山 243000)

冶金环境是现阶段各类工业环境类别中复杂水平、恶劣程度都相对较高的一种工业环境。从具体的实操场景来看，冶金环境普遍具有环境湿度大、腐蚀性气体多、环境温度高、且安全性普遍不够理想。电动单梁起重机重量相对较轻、尺寸相对较小、设备稳定性较高。主要有的单减速器型起重机、双减速器型起重机、行星3减速器型起重机等，其中又以行星3减速器型起重机应用范围最广、应用数量最多。此类电动单梁起重机内部搭载的“行星减速器构件”，为设备的日常运转提供了双向自由度空间，能够有效应对抱闸积水等潜在的恶劣工况，并且能够为机载制动器提供稳定的辅助制动效能。

为满足冶金环境下的高效使用，改造的重点应涉及起重机的设备组件选型、工作安全保障、金属结构疲劳等方面。例如工作安全保障方面，当起重机起重吨位在5-16吨区间时，必须加装急安全制动器，确保当起重机本身工作制动器失灵时，或者当起重机传动件出现破损、断裂情况时，所负载的起重荷载不坠落。若起重吨位小于或者等于5吨，则设置的紧急制动器荷载水平为电动葫芦起重额的1.5倍。电动葫芦系统工作级别不低于M6，起升机构配备超载限制器，同时起重机应当设置不同形式的上升极限位置限位器且能控制不同的回路，选择可应用在高温条件下的特种钢丝绳，特种钢丝绳安全系数较高，主要为钢芯绳。

图1 LX型电动单梁起重机

冶金环境下电动单梁起重机的改造，是随着电动单梁起重机在冶金行业的应用不断深入而提出的。目前冶金行业所使用的电动单梁起重机，主要负责重量、危险系数相对较小的起重任务。而此类型工作任务一般都是在温度高、湿度大、粉尘多的环境中开展，因此基于现实工况环境对起重机进行适应性改造，以此来提升起重机的工作稳定性与作用效能，便显得极为重要。

2.1 电动机构件与绝缘等级提升

电动机构件与绝缘等级问题，是近年来电动单梁起重机在冶金环境下使用存在的一个重要问题。各大冶金企业结合自己的具体工作环境和产线要求，都进行了一定程度上的电动单梁起重机适应性改造。但是在改造过程中极少会关注到电动机构件与绝缘问题。此外由于现行技术手段和科技水平的限制，目前电动单梁起重机原厂搭载的电动机很难使用冶金环境中的工作任务，从而导致新入厂的电动单梁起重机无法充分发挥自身效能。因此在进行电动单梁起重机适应性改造时，可以重点关注到电动机构件和绝缘等级问题。应该采取相关措施对原厂搭载的电动机进行更换，确保设备能够满足冶金环境下复杂工况的相关需求。同时如果起重机设备长期处于温度超过40℃环境中，则必须要进一步提升起重机设备的绝缘水平，目前大型冶金企业的起重机绝缘等级都在H级级别。

2.2 电葫芦系统

电葫芦系统作为电动单梁起重机的核心部件，承担了设备驱动、制动和减速三个关键功能，对起重机设备的电葫芦系统进行改造，是电动单梁起重机改造的关键。

图2 主流电葫芦系统示意图

2.2.1 主梁改造

电葫芦系统改造中，首先需要改造的部件是电动单梁起重机的主梁，主梁是起重功能得以有效发挥的核心部件。根据大量的现场案例来看，冶金工作中的高温环境会直接影响到主梁的工况性能，目前主梁改造的最佳方案是进行隔热处理，具体的改造方法包括在主梁下翼缘增加岩棉隔热夹层、工字钢下翼层粘贴玻璃钢隔热层等，以缓解主梁在高温环境中受热出现结构性能降低发生扭曲的问题。

2.2.2 制动器改造

对制动器部件的改造，是出于安全生产考虑而采取的针对性改造。开发电动单梁起重机双制动系统，从而升电动单梁起重机在冶金环境中的稳定性与安全性。双制动系统要借助起重机自身搭载的制动器和后期加装的制动器两套设备，其中前者起主要作用，后者承担了辅助保障和应急支撑的作用。后期加装的“安全制动器”平时并不会发挥作用效能，而是只有当重物已经被起重机吊起且工作制动器失灵时，“安全制动器”才会发挥效能。在这一应急情况之下，当卷筒转速调整到特定值，凸轮形成在摆臂表面的滚轮内部的离心力让摆臂向外甩摆趋势提升，抗衡弹簧力，使棘爪涌向棘轮槽中，让卷筒立即停止运转，此时被吊起的重物为空中悬挂姿态，安全制动器在机构失效或传动装置损坏导致物品超速下降达到1.5倍额定速度前自动起作用。当摆臂摆动时，位于摆臂中的凸体对行程开关进行下压，导致下降接触器马上断电，无法下降。

2.3 起重量限制器改造

起重量限制器的改造实质上属于“预防约束”性质的改造，是确保整个冶金材料转运过程控制在限载条件之下的规范改造。电动单梁起重机的起重臂在设计过程中，为了确保产出产品能够满足具体工况需求，在归期规划设计时会进行起重转运物品的信息分析，其中主要的分析要素包括吊运金属性熔融态物质化学属性、重量信息以及物理状态信息等等。从而确保当转运钢罐已经满载时，不会因为超载问题而出现侧翻、断裂等情况，最终导致安全事故的出现。钢水罐重量配置时，则主要借助动态参数显示器来进行具体参数的测量与设定。从而为工作人员提供了更为便捷的操作方式和更为准确的参考依据，为冶金生产作业效率和产品的质量的提升提供了保障。

2.4 配置双重限位器

电动单梁起重机在起升重物状态下，双重限位器能够实现对电动单量上升极限位置的核定。而采用了双限位器配置方案的起重机，必须要确保设备运转期间两个限位器彼此独立，不会因为彼此间交互关联而出现两个限位器同时故障的情况。确保到某一个单独限位器出现故障时，另一个限位器仍旧能够正常运转，从而保障起重机设备的稳定与安全。另一方面需要指出的是，冶金工况根据业务需求变化所选用的技术形式也会出现变动，因此在进行限位器调整时必须要考虑到冶金工况具体需求，对各种模式进行综合考虑和针对性设计，从而有效规避因为设备配置不畅而出现的短路问题。

从具体操作视角来看，为了确保限位器能够有效满足起重机吊装上升极限所需要的安全系数，配置的两套上升限位器必须要同时处于激活状态。等起重物体上升到安全极限位置之后，首先由第一套限位器进行工作，如果限位期间出现失误，则第二套安全限位器即刻产生效能，将总接触器及时断电，避免起升接触粘连问题或者第一级限位失效的情况。双重限位器在具体工作过程中具有工作时序的先后特点。比如目前常见的重锤式限位技术应用，如果因外界干扰因素限制而导致限位器失效，则可以通过加装旋转式限位器的方式，进一步强化限位效能。

图3 QGZ-A起升高度限位器

2.5 起重机联动安全互锁

冶金环境下所进行的电动单梁起重机改造，一般都会结合实际工况进行设备组件安全互锁设计。而这种设计改造，一般是将设备保持在联动状态下的，电动单梁起重机的电动机构件和制动器等零部件都处于联动状态。在改造过程中，加装相应的正反向接触器装置，来确保电动单梁起重机能够及时的响应各种操作要求，并针对设备现状采取相应的安全保护措施。避免电动单梁起重机设备及核心零部件，因操作失误而出现损伤。此外在未接通状态下时，电动单梁起重机的制动器一直处于闭合状态，从而有效规避了失电情况下，制动器仍有电流流经的情况，起到了一定的预防和管控作用。

电动单梁起重机已经成为现阶段各类工业生产环境中的关键支持设备，为各类工业活动的顺利开展以及工业产品的加工提供了重要支持。而冶金环境中所使用的电动单梁起重机，由于所面临的工作环境较为复杂，因此往往需要进行改造，来确保电动单梁起重机设备能够有效适应温湿度高、粉尘多的冶金环境。而近年来大量的电动单梁起重机改造实例足以表明，结合冶金工业具体环境和工况条件进行适应性改造，能够显著提升起重机的稳定性和安全性水平，进一步释放该类起重机的作用效能。

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