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冶金电动葫芦起升高度限位电气控制设计的改进 蒋元栋阮一晖李宁 江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院 苏州 215031 摘要：通过对一台冶金电动葫芦在起吊铁液包准备进行浇注作业时发生“冻包”事故的分析，说明了符 合规范要求的设计是保证起重机安全可靠运行的关键。同时提出了事故冶金电动葫芦起升高度限位电气控制设 计的相应改进措施，其目的是杜绝和减少类似事故的发生。 关键词：冶金电动葫芦；起升高度限位；电气控制；改进 中图分类号：3 文献标识码：A 文章编号：10010785(2015)110118一he is i- is to of to of of to an to 引言 1事故分析 2014年8月本市某铸造厂翻砂车间一台额定 起重量5 下简称冶 金电动葫芦)在起吊盛有铁液的3 行并准备进行浇注作业时，发生了因起升机构 第2级螺杆式起升高度限位(第1级重锤式起升 高度限位失效)动作后，无法通过按钮盘操纵起 升机构作下降运行，而使铁液包只能长时间滞留 于半空中，最终导致铁液包发生“冻包”(铁水自 然冷却凝固在铁液包中)的生产事故。事故虽未 造成人身伤害，但却给企业带来了一定的经济损 失。经对现场调查以及查阅该设备的电气原理图 后发现，事故冶金电动葫芦的电气控制设计缺陷 是引发本起事故的主要原因。笔者就此进行事故 相关分析，并提出相应电气控制设计的改进措施， 以保证特种设备安全可靠运行。同时也建议从事 特种设备检验的起重机械检验人员在加以关注此类问题。 11 事故冶金电动葫芦主要技术参数 事故冶金电动葫芦主要技术参数为 额定起重量：5 t 工作级别：升速度：6 m升高度：6 小车运行速度：17 m纵方式：地面有线按钮盘分离式控制 吊具形式：吊钩 第1级起升高度限位器形式：重锤式 第2级起升高度限位器形式：螺杆式 12事故冶金电动葫芦电气原理图 事故冶金电动葫芦电气原理图如图1所示。 13事故过程电气分析 1)司机按下启动按钮合一接通冶金电动葫芦上的总动力电源，为吊 1 5019验收规范S 2 3811_2008 1考文献 水利水电工程启闭机制造、安装 起重机设计规范S 作 者：耿清波 地 址：郑州市淮河东路19号华电郑州机械设计研究院 有限公司 邮 编：450052 收稿日期：20150415 起重运输机械 2015(11) (a)动力回路 1一起重量限制器 限位器断电开关降运行按钮1 事故冶金电动葫芦电气原理图 运铁液包作准备。 2)司机按下上升运行按钮升接触器电机动器升机构 起吊铁液包作上升运行一吊具滑轮组上升至第1 级起升高度限位位置并碰触其限位器第一级起升高度限位器升接触 器升机构仍作上升运行一 吊具滑轮组继续上升至第2级起升高度限位位置 起重运输机械 2015(11) 时，其螺杆式限位器断开一总线路接触器线路接 触器总动力电源一起升机构停止上升运行。 3)起升机构停止上升运行后，司机因无 法通过按钮盘上的启动按钮重新启动总线路接 触器来恢复冶金电动葫芦上的总动力电源供电 (总线路接触器路始终处于开路状态)，从而便无法通过操 纵下降运行按钮使起升机构作下降运行。且此 时铁液包正处于第2级起升高度限位的高度位 置，安装在冶金电动葫芦上的第2级起升高度 限位器及电控箱均距离铁液包较近。考虑到铁 液包高温辐射灼伤的危险，维修工未能靠近维 修或应急处理(如短接而只能待铁 液包相对冷却后再行维修，于是便造成了前述 的“冻包”事故。 2关于起升高度限位器的相关规定 21 起重机械定期检验规则的相关规定 按照7015重机械定期检 验规则(以下简称定检规)条关于 起升高度限位器的相关规定：吊运炽热、熔融 金属的起重机应当设置有不同形式的上升位置 的双重高度限位器，并且能够控制不同的断 路装置。对照定检规的这一规定可以看 出，事故冶金电动葫芦设置了两种不同形式 的双重起升高度限位器，即第1级重锤式和 第2级螺杆式；并且分别控制了上升接触器 和总线路接触器这2个不同的断路装置。 22 起重机设计规范的相关规定 参照 3811 008起重机设计规 范(以下简称规范)9721条关于起 升高度限位器的相关规定：起升机构应装设起升 高度限位器。当取物装置上升到设计规定的上极 限位置时，应能自动切断起升动力源。在此极限 位置的上方，还应留有足够的空余高度，以适应 上升制动行程的要求。在特殊情况下，还可装设 防止越程冲顶的第2级起升高度限位器。电动机 作上述运动方向的电源切断后，仍需保留作相反 方向运动的电源。从规范的这一规定可以看 出，事故冶金电动葫芦的第1级重锤式起升高度 一1 19 限位器若有效动作并切断起升机构的起升动力源 后，司机能通过按钮盘正常操纵起升机构作下降 运行(图1所示电气控制设计原理，直接按下降 运行按钮析略)，即保留了相反方向 运动的电源。然而，若第1级重锤式起升高度限 位器失效，而当第2级螺杆式起升高度限位器动 作并切断起升机构的起升动力源后，司机却无法 通过按钮盘正常操纵使起升机构作下降运行，也 就未能保留相反方向运动的电源。 规范虽然并不适用于冶金电动葫芦，但 是，笔者认为规范关于起升高度限位器的设 计要求对于冶金电动葫芦应具有一定的指导和参 照意义。据此对事故冶金电动葫芦的电气控制设 计作改进，以期达到规范的相关要求。 3改进措施 3气控制设计的改进 改进后的冶金电动葫芦电气原理图(控制 回路)如图2所示。即在原图1控制回路中的 第2级螺杆式起升高度限位器联1对上升接触器原图1中的动力回路及元器件名称、代号均未作 改变。 图2改进后的冶金电动葫芦电气原理图 (控制回路) 一120 32改进后的电气原理分析 改进后，冶金电动葫芦的第2级螺杆式起升 高度限位电气控制设计原理分析如下： 第2级螺杆式起升高度限位器 切断冶金电动葫芦上的总动力电源，使起升机构 停止上升运行的分析同前)一司机即可按下启动按 钮 总线路接触器然，但上升接触器恢复闭合状态)一总线路接触器一接通冶金电动葫芦上的总动力电源一按下下 降运行按钮接触器制动器若 司机按下启动按钮接通冶金电动葫芦上的总动力 电源后，仍继续按下上升运行按钮闭辅助触点电并切断冶金电动葫芦上的总动力电源，起升 机构则未能作上升运行。 改进后的冶金电动葫芦电气控制设计原理表 明，当第2级螺杆式起升高度限位器动作时能可 靠切断起升机构的起升动力源，使起升机构停止 上升运行。同时又能通过简单操作即可恢复起升 机构作下降方向运行的电源，从而便可操纵起升 机构作下降运行，这样也就能有效地避免前述 “冻包”事故的发生。 4小结 起升高度限位器电气控制的设计不仅要求起 升高度限位器动作时，能自动切断起升动力源， 从而促使起升机构停止上升运行；而且当起升机 构停止上升运行后，还应保留作相反方向运动的 电源，能通过正常操纵(如按钮盘等操纵装置) 使起升机构作下降运行。同时，笔者还建议能否 将此要求在起重机械检验规则中予以明确，以更 好地指导检验工作。 起重运输机械 2015(11) 淬火起重机起升机构制动器的改进设计 刘峰 株洲天桥起重机股份有限公司 株洲412001 摘要：当前国内淬火起重机起升机构制动器一般采用单推动器结构，主要以手动释放或断电后蓄电池与 逆变器组合供电点动释放2种方式实现紧急松闸功能。手动释放方式存在操作难度大的问题，蓄电池与逆变器 组合成本较高。针对这2种方式，对淬火起重机起升机构制动器进行改进设计，将单推动器改为双推动器，使 制动系统更简单，并且节省了成本。 关键词：淬火起重机；紧急松闸；制动器；双推动器；交流推动器；直流推动器 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：10010785(2015)11012102 he of of to by or by or is is of or is on of by to is C C 引言 用于立式井淬热处理工艺的淬火起重机，要 求具有快速下降和在事故状态下紧急松闸的功能。 在国家标准未规定紧急松闸功能需在司机室操作 控制的要求之前，国内淬火起重机紧急松闸机构 主要有2种：一种是起升制动器带手动释放功能， 紧急情况时工作人员至起重机小车上进行手动松 闸；一种是采用特殊的连杆机构与制动器的手动 释放装置相连，紧急情况时工作人员在地面拉绳 牵动制动器手动释放装置动作。两者都由于操作 位置和司机室有着一段距离即存在失控时段，且 操作难度大。因此，对于制动器的松闸功能需要 开发出比较便捷的操控方式，国家机械行业标准 相应增加了紧急松闸功能“能在司机室操作控制” 的要求。 采用蓄电池输出直流电，通过逆变器将直流 电转换为交流电，以作为起重机外部断电或主控 制电路故障时，给起升制动器供电，实现紧急松 闸功能，并能在司机室进行操作控制。但具有快 速下降功能的起升机构制动器制动力矩大，制动 功率较大，而大功率逆变器成本较高。 将制动器结构由单推动器改为双推动器，取 消逆变器，既可以实现在司机室操作控制，又降 低了成本。 1结构组成 淬火起重机下降速度较快，一般是起升速度 的23倍，国家机械行业标准要求淬火起重机快 速下降系统的制动距