張 強(qiáng)

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司銀山型鋼寬厚板事業(yè)部）

0 引言

作為廠礦企業(yè)的起重運(yùn)輸機(jī)械，天車承擔(dān)著原料和成品的倒運(yùn)、發(fā)貨以及檢修吊物等吊裝作業(yè)，是生產(chǎn)線正常運(yùn)作期間不可或缺的重要設(shè)備之一。

1 現(xiàn)狀分析

某生產(chǎn)線共有13臺(tái)天車，主要用于日常生產(chǎn)、設(shè)備檢修中的物料吊運(yùn)，根據(jù)2013年全年天車的運(yùn)行狀況，對(duì)天車出現(xiàn)的故障次數(shù)、類型等數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，如下圖所示，從中得出：每臺(tái)天車月平均故障次數(shù)為2.0次，其中由于主接觸器不吸合造成的故障為1.2次，占總故障數(shù)的60%。

圖 2013年某生產(chǎn)線天車故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

從以上數(shù)據(jù)來看，主接觸器不吸合在現(xiàn)場(chǎng)的天車故障中占較大的比重，且接觸器不吸合的原因較集中，經(jīng)過排查及比對(duì)發(fā)現(xiàn)，其中存在兩大主要問題。

1.1 交流接觸器的日常維護(hù)不到位

接觸器吸合后聲響異常，由于接觸器短路環(huán)損壞、磁軛與銜鐵的接觸面歪斜、不清潔或銜鐵極面不平、E型鐵心中間極面的氣隙小于0.2mm、銜鐵有卡滯等因素。

接觸器的觸頭過熱、燒傷、熔接。接觸器主觸頭間的壓力調(diào)節(jié)較小、接觸不到位或銜鐵表面臟污；三相觸頭調(diào)整差距大于0.5mm，動(dòng)觸頭不能同時(shí)與靜觸頭接觸，在接觸器合、斷瞬間，拉弧嚴(yán)重；造成觸頭的燒傷、熔接。

接觸器線圈過熱。主要原因是：頻繁點(diǎn)動(dòng)等因素引起線圈過載；銜鐵與磁軛接觸不良、表面臟污或有卡滯處；觸頭間的壓力大；短路環(huán)損壞；電源電壓不穩(wěn)定；固定銜鐵的螺栓松動(dòng)等。

接觸器主觸頭的通斷方式為轉(zhuǎn)動(dòng)式，接觸器觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為指式，觸頭開閉的同步性、接觸壓力的大小需要經(jīng)常調(diào)整。這種通斷結(jié)構(gòu)決定了接觸器較為頻繁的維護(hù)周期，存在維護(hù)周期較短的特點(diǎn)。

1.2 天車的供電電壓不穩(wěn)定

天車的穩(wěn)定運(yùn)行也受到供電電源及饋電裝置規(guī)格、材質(zhì)等因素的制約，由于現(xiàn)場(chǎng)采用單電源供電，加之饋電材料導(dǎo)電性差、規(guī)格小，當(dāng)天車遠(yuǎn)離電源進(jìn)線側(cè)時(shí)，壓降增大，當(dāng)天車供電電壓低于額定電壓的85%時(shí)，造成了接觸器的觸頭過熱、聲響異常、不吸合等異常情況的發(fā)生。尤其是在季節(jié)交替、氣溫變化明顯的一段時(shí)間內(nèi)，因熱脹冷縮的物理特性，饋電裝置的部分區(qū)段會(huì)發(fā)生彎曲變形、上拱下?lián)系葐栴}，導(dǎo)致受電器與饋電裝置接觸不良，出現(xiàn)缺相等故障，也是引起接觸器不吸合的原因之一。

1.3 重錘限位等安全及檢測(cè)裝置頻繁動(dòng)作

上升限位調(diào)節(jié)位置高，距離終點(diǎn)安全限位（即重錘限位）過近，當(dāng)起升高速上升動(dòng)作，運(yùn)行到上升限位的高度時(shí)，由于高速狀態(tài)下減速過程的延長(zhǎng)及制動(dòng)延時(shí)，起升動(dòng)滑輪組易越過起升限位，觸及終點(diǎn)安全限位并引發(fā)其動(dòng)作，從而導(dǎo)致總斷路器跳閘，總接觸器斷開。

欄門關(guān)閉后活動(dòng)間隙大，金屬塊偏離接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，當(dāng)天車大車機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，經(jīng)常因接近開關(guān)的檢測(cè)信號(hào)丟失，導(dǎo)致總控制的安全聯(lián)鎖回路斷開，接觸器線圈失電。

2 分析與改進(jìn)

針對(duì)以上三點(diǎn)問題，分析問題的關(guān)鍵所在，并制定了相應(yīng)的改進(jìn)方案，逐一實(shí)施。

（1）從接觸器的通電次數(shù)、額定電流、觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及電磁系統(tǒng)動(dòng)作方式等技術(shù)參數(shù)著手，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)及維護(hù)方式，對(duì)接觸器進(jìn)行了改型

1）確定主回路及控制回路線圈的額定電壓，電壓等級(jí)分別為：AC380V、AC220V。

2）確定額定電流的等級(jí)選擇，主回路電流為295A，原接觸器的額定電流為300A，依據(jù)接觸器安裝在箱柜內(nèi)，由于冷卻條件差，或間斷運(yùn)行時(shí)，電流要降低10%～20%的使用原則，將額定電流確定為400A。

3）按照天車間斷運(yùn)行的工作制及負(fù)載特性，在操作頻率及使用類別的選擇上，確定交流接觸器的動(dòng)作次數(shù)600次/h，使用類別為AC-3。

4）采用直動(dòng)式的電磁系統(tǒng)動(dòng)作方式及面接觸式的觸頭結(jié)構(gòu)。

綜合上述幾點(diǎn)依據(jù)，最終選取了Siemens生產(chǎn)的3TB系列及Schneider 生產(chǎn)的LC1系列的新型接觸器，與原接觸器比較，新型接觸器有性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、技術(shù)性能顯著提高的諸多優(yōu)點(diǎn)，且多采用積木式結(jié)構(gòu)，通過螺釘和快速卡裝在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上的方式加以安裝，便于維護(hù)。接觸器不僅在噪聲、振動(dòng)等方面有了明顯的改善，故障率也有了大幅度的降低。

（2）改善天車的供電

通過計(jì)算同一饋電裝置上的天車總的最大工作電流及長(zhǎng)距離壓降，以及天車的供電系統(tǒng)要求。對(duì)天車的供電系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

將掛接在原斷路器下端，與天車共用電源的其他用電設(shè)備進(jìn)行了分離，提高了天車作業(yè)的安全系數(shù)。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)同一饋電裝置的壓降ΔU進(jìn)行計(jì)算，即

式中，線路負(fù)荷為3200kW，長(zhǎng)度為560m，導(dǎo)體為鋁材，導(dǎo)體截面為130m2，因此，代入公式得電壓降約為31V。

為此，將原饋電裝置由單端供電改為兩端供電，消除了因電壓過低引起的接觸器線圈失電，提高了天車供電的穩(wěn)定性。

（3）調(diào)整安全裝置及限位的動(dòng)作范圍

在滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要以及安裝規(guī)范的前提下，降低上升限位的高度，增大起升限位與終點(diǎn)限位之間的距離，避免高檔上升引起終點(diǎn)限位的誤動(dòng)作，不僅降低了故障率，同時(shí)，也提高了設(shè)備的安全系數(shù)。

重新制作安裝欄門插銷，減小欄門關(guān)閉后的活動(dòng)間隙，并調(diào)整欄門接近開關(guān)與金屬塊間的間距，欄門關(guān)閉后，確保金屬塊的活動(dòng)范圍都在接近開關(guān)的感應(yīng)范圍內(nèi)，消除了因天車大車及其他機(jī)構(gòu)在動(dòng)作過程中出現(xiàn)車體振動(dòng)時(shí)，造成接近開關(guān)感應(yīng)信號(hào)的中斷以及后續(xù)引發(fā)的總接觸器斷開等故障。

3 效果驗(yàn)證

通過以上多項(xiàng)措施的實(shí)施與改進(jìn)，并經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間的實(shí)踐，將每月的天車運(yùn)行狀態(tài)及故障次數(shù)與2013年天車故障的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同期對(duì)比，2014年以來，因天車主接觸器本體及電源的不穩(wěn)定因素引發(fā)的故障次數(shù)降低了98%，不僅提高了現(xiàn)場(chǎng)天車的作業(yè)率，同時(shí)也改善了天車的作業(yè)狀態(tài)。

4 結(jié)束語

天車總控制回路的改進(jìn)與安全實(shí)施的完善，不僅提高了天車作業(yè)的安全系數(shù)，也降低了設(shè)備故障率，降低了維護(hù)成本，對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)、降本增效的精益管理工作起到推進(jìn)作用。

[1]裘為章. 實(shí)用起重機(jī)電氣技術(shù)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001.

[2]臧廣州. 常用低壓供配電設(shè)備選型與安裝使用技術(shù)手冊(cè)[Z]. 吉林: 吉林科學(xué)技術(shù)出版社, 2006.