用于吊运熔融金属的普通桥式起重机改造问题的探讨

用于吊运熔融金属的普通桥式起重机改造问题的探讨
江苏省特种设备检验研究院泰州分院熊金兰
国家质检总局2007年07月23日下发了《关于冶金起重机械整治工作有关意见的通知》[质检办特[2007]375号，（以下简称：375号文）]，对在用非冶金但用于吊运熔融金属的起重机械提出了整治要求。

我院根据375号文及相关的法规规范和标准对在用非冶金用于吊运熔融金属的起重机械进行了广泛的整治工作。

下面结合本人参与的一起吊运熔融金属的普通桥式起重机的改造检验工作，主要针对该起重机械起升机构的制动器及正反向接触器故障保护功能的改造作一分析阐述，如有不到之处，请各位同仁不啬指教。

一、起重机械的基本情况
被改造起重机械的型号为QD10-16.5A6，起升高度为9米，使用环境为超过40℃的吊运熔融金属的场合，电动机绝缘等级为H级，一套上升极限位置限位器，所用钢丝绳为耐高温性能的金属绳芯钢丝绳，大、小车运行机构采用凸轮控制，起升机构采用主令控制。

二、375号文的相关要求
375号文指出对于已经采用通用桥式起重机吊运熔融金属的，如果由于厂房、基础等因素不具备更换铸造起重机条件的单位，除满足通用桥式起重机的法规规范和标准外，必须对原起重机进行改造并达到375号文要求的11项基本技术条件。

三、改造过程分析
根据被改造起重机械的基本情况，结合375号文要求的11项基本技术条件，对起重机械提出了相应的整改要求。

主要整改项目为起升机构电气控制部分，其原有电气原理图如图一，主令控制器触点分合情况如表所示，主要整改项目如下：
X01
X02
X31X21
X11LJ
I>
I>
ZDC
FC
ZC
JD
2JT
1JT 4C 3C 2C 1C 2F 1F
图一 起升机构电气控制原理图
1、上升极限位臵限位器
根据375号文要求应装设有不同形式上升极限位臵的双重限位器（双限位），并应控制不同的断路装臵。

所用上升限位器为螺杆式，由起升机构电气原理图和主令控制器触点分合表可知，当手柄在下降位臵“2”、“1”、“J ”和上升位臵时，触点K3、K5闭合，正向接触器ZC 才可能通电，此时还受上升限位JXK 控制，即上升限位JXK 控制的是正向接触器ZC ，故可增设一套不同形式（如重锤式）上升限位器，只要控制另一断路装臵如零位继电器YJ 或总接触器均可。

因起升高度小于20米，可不装设下降极限位臵限位器。

2、正反向接触器故障保护
375号文要求起升机构应具有正反向接触器故障保护功能，防止电动机失电而制动器仍然在通电进而导致失速发生。

据原有起升机构电气原理图，接触器ZC 、FC 和ZDC 的常开触点并联后串接在ZDC 的线圈回路中，当接触器ZC 和FC 任一接触器通电后，接触器ZDC 由其自身常开触点实现自锁。

分析知，当接触器ZC 和FC 转换时，将出现一个已释放，另一个尚未吸上的现象，这时，若没有ZDC 常开触点与接触器ZC 、FC 常开触点的并联，则接触器ZDC 将短时断电，制动器抱闸制动，造成电动机因高速下的机械制动而引起强烈制动。

因此接触器ZDC 由其自身常开触点实现自锁是必要的，但这也就埋下了电动机失电而制动器仍然在通电进而导致失速发生的严重事故隐患。

设想当起重机电机由正转（上升）转换至反转（下降）时，若出现接触器ZC 常闭触点故障断开，将导致接触器FC 无法吸合，而接触器ZDC 由其自身常开触点实现了自锁仍处于接通状态，制动器处于松闸状态，重物自由坠落出现失速现象。

因此被改造起重机无正反向接触器故障保护功能。

由以上分析可知，既要避免电动机因高速下的机械制动而引起强烈制动，又要实现正反向接触器故障保护功能，可以通过删除ZDC 自锁，并增加一断电延时继电器来实现。

其电气控制图如图二。

由图知，当接触器ZC 和FC 转换时，当出现一个已释放，另一个尚未吸合的现象时，时间继电器起到断电延时作用，不会出现接触器ZDC 短时断电，制动器抱闸制动现象，也就避免了电动机在高速下的机械制动而引
起强烈制动；另外，若出现接触器ZC和FC任一接触器出现故障无法得电，其常开触点无法吸合，在经历设定延时后，接触器ZDC断电，制动器抱闸制动。

X01X02
3、起升机构的制动器
375号文要求装设有二套独立作用的制动器（双制动）。

由原起升机构电气原理图可知，所用二套制动器均由接触器ZDC控制，电器控制上没有实现独立作用。

改造方法之一，可通过更换一种触点较多的主令控制器，同时增设一个制动器接触器和增加一断电延时继电器（在图二基础上），一个控制1JT，一个控制2JT，正常运行时两套制动器系统都同时工作，当一套制制动器系统发生故障时，另一套制动器系统仍能保证安全。

为节省成本，此次改造时，未更换主令控制器，只增设一个制动器接触器和增加一断电延时继电器（在图二基础上），具体控制如图三。

X11
X21
X31
X01
LJ
I>I>
2ZDC
1ZDC
2JT
1JT
图 三 整改后起升机构电气控制原理简图由图可知，两套制动器分别由1ZDC、-K91和2ZDC、-K92控制，但受同一触点K6控制，根据主令控制器触点分合表可知，除手柄处于零位之外任何位臵触点K6均处于闭合状态，即相当于直接短接此触点，因此本人认为如图所示，即能实现两套制动器在电器控制上的独立控制作用。

另，需要说明的是，由图三可知，接触器ZC和FC在原有触点基础上增加了二对常开触点，故如果原有接触器触点数不符合要求，则需要更换。