浅谈龙门吊电缆卷筒的故障分析及处理措施

浅谈龙门吊电缆卷筒的故障分析及处理措施
发表时间：2019-04-29T16:23:14.323Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：林凯迪[导读] 摘要：电缆卷筒是一种为大型移动设备提供动力电源、控制信号和控制电源的电缆卷卷绕装置，主要应用在电磁铁、起重机、电动平板车、液压抓斗等各种移动电缆供电的场所。

宝钢湛江钢铁有限公司广东省湛江市 524072摘要：电缆卷筒是一种为大型移动设备提供动力电源、控制信号和控制电源的电缆卷卷绕装置，主要应用在电磁铁、起重机、电动平板车、液压抓斗等各种移动电缆供电的场所。

但是，电缆卷筒在实际施工过程中，经常出现各种故障，影响起重设备的正常运行。

文章分析了电缆卷筒的类型及工作原理，浅谈轮胎式龙门吊电缆卷筒的故障分析以及相应的处理措施。

关键词：电缆卷筒；轮胎式龙门吊；拉断；松揽；电气回路故障引言
电缆卷筒是一种电缆卷绕装置，其主要作用是为大型移动设备提供动力电或是控制信号，该装置在重型起重机械设备中的应用比较广泛。

这种装置供电便捷、操作简单安全，因此，在港口门座起重机、装船机、集装箱起重机等工况的重型机械设备应用的范围很广。

为此，必须查明故障原因，并采取有效的措施进行解决处理。

基于此点，本文对轮胎式龙门吊电缆卷筒故障分析及处理进行浅谈。

一、电缆卷筒的类型及工作原理电缆卷筒的产品种类相对较多，比较常见的有配重式、磁滞式、变频式、力矩式等等。

大体上可将电缆卷筒分为以下两种类型：一种是弹簧驱动式电缆卷筒，其常被用于控制电缆的放出和卷起，这种类型的电缆卷筒在起重机械设备中的应用较多；另一种是电机驱动式电缆卷筒，其基本工作原理如下：力矩电机具有变转矩输出的特性，在高转速的情况下会输出小转矩，在低转速的情况下会输出大转矩，这种机械特性能够满足电缆卷筒的要求。

当设备正向接近地面电缆锚位时，力矩电机处于正常工作状态，通过减速机放大转矩后带动卷盘旋转，在卷盘旋转的过程中收卷电缆。

力矩电机的转速会随着电缆卷绕直径的不断增大而降低，并输出与此相适应的较大转矩，以此确保大车运行速度与收揽速度趋于一致，始终保持恒定的收揽张力。

当设备反向远离地面电缆时，力矩电机保持不变的电动势方向，与此同时大车运行拖拽电缆会产生反向转矩，并且反向转矩大于正向转矩，这时可随着大车运行同步释放出电缆。

电机驱动式电缆卷筒具备力矩电机与大车控制系统相互独立的特点，在操作过程中只需要通过总电源开关引出电源即可，提高了操作的便捷性和可靠性。

在大车接通电源后，力矩电机即为通电状态，正常开展卷盘工作，不论大车处于何种操作情况下，如正转、反转、停车等，力矩电机均会保持在相序不变的通电状态；在大车通电结束后，力矩电机会也随之断电，此时卷盘处于制动状态。

电机驱动式电缆卷筒主要适用于桥式起重机、门式起重机、门座式起重机、坝顶门机、堵取料机、冶金机械、水工机械、装卸船机、矿山机械等大型设备。

然而，由于各种因素的影响，使得电缆卷筒经常会出现各种故障问题，这在一定程度上影响了设备的正常运行。

为此，必须针对电缆卷筒的故障原因，采取有效的措施加以解决处理。

二、轮胎式龙门吊电缆卷筒的故障分析及处理措施某工程施工过程中使用了30台30 t的龙门吊，在施工过程中，电缆卷筒经常发生故障，导致工程无法如期进行，经过统计该工地的龙门吊电缆卷筒故障发生的情况统计，见表1。

龙门吊电缆卷筒最主要的故障有卷筒拉断电缆、电气回路故障以及机械故障等故障，其中，卷筒拉断电缆发生次数的比较多。

2.1 电缆卷筒拉断问题
（1）卷筒拉断原因
经过分析，发现卷筒拉断电缆的主要的原因有以下几点：第一，卷筒持续运行的时间过长，使用太过频繁。

第二，堵矩电机电压过高，堵矩电机控制装置安装不合理，电缆绷得很紧，在电缆通过控制板的导轮时，电缆过度弯曲导致螺旋拧劲过大，电缆被拉断。

第三，电缆安装不正确。

用水平尺和卷尺测量发现，龙门吊电缆卷筒底座安装前后不一样、左右不对称，左右相差22 mm，导致电缆安装后一边下垂。

安装电缆卷筒时，要将整条电缆进行充分的松动。

但是安装前工作人员没有松动，卷筒底座位置安装不正确，电缆卷筒和刚性腿横梁不平行以及电缆质量不合格，不符合施工要求。

（2）卷筒拉断对策
根据上述原因，主要从以下几点进行改进：第一，加装调压器，降低电机的电源电压。

第二，针对堵矩电机控制庄子不合理的问题，进行电气改造，消除电缆过度玩去和拧劲现象。

第三，调整电缆卷筒位置，焊接加固电缆卷筒底座。

2.2 电缆卷筒松缆的问题
（1）电缆卷筒松揽的原因
电缆卷筒松揽的原因主要有两点：
第一，磁滞连轴器的扭矩不足，卷筒长时间运行导致卷筒感应盘间隙变大，导致卷同动力不足，影响了收揽的速度。

第二，卷盘在运行期间，摩擦条出现了损坏，无法给系统提供足够摩擦力，电缆卷筒出现打滑现象。

这些因素都是电缆卷筒运行过程中不可避免的，只有采取有效的措施，降低卷筒的磨损。

（2）电缆卷筒松揽的解决措施
电缆卷筒松揽可以采取以下几个措施：
第一，调节磁滞连轴器的间隙，并及时更换电缆卷盘的摩擦条，最好选择摩擦系数比较高的材料，提高卷盘的摩擦力，解决电缆卷筒打滑的问题。

第二，在减速箱上安装加热器，加热器将齿轮油温控制在限值范围内，避免出现过高或者过低，确保齿轮油的性能，从而防止卷盘松揽现象的发生。

第三，想要彻底解决龙门吊电缆卷筒松揽的问题，必须对电缆卷筒的设备进行优化，在设备上增加一个温度传感器，温度传统器是一个控制装置，让整个龙门吊电缆卷筒系统可以根据天气的变化自动切换收放电缆的程序，达到调整力矩的作用。

这样就避免了工程作业员在工作中因为调整不及时或者调整位置不正确造成的设备故障，降低了施工现场操作人员的工作量。

第四，加强龙门吊电缆卷筒的设计水平和施工工艺以及安装线性。

生产厂商在设计的时候，一定要结合不同的工况，设计不同的系统结构，从而满足不同用户的需求，确保产品在出厂的时候质量符合施工要求。

2.3 电缆卷筒控制系统
（1）电缆卷筒控制系统故障问题
目前，大部分港口大多使用卷盘卷曲电缆，并由PLC控制变频技术进行控制。

控制系统控制卷盘电缆的收放，电缆半径不断变化。

力矩电机和磁滞连轴器输出固定的力矩，卷盘上的线圈随着电机的运转发生变化。

电机变速时，作用在电缆的张拉发生改变，如果拉力过大，可能就拉断电缆；如果拉力过小，可能就会出现松缆的现象，导致设备无法运转。

（2）电缆卷筒控制系统故障问题对策
PLC控制系统是在大车上的不同位置，根据卷盘电缆的变化。

根据卷盘驱动电机轴上的脉冲编码器输出的脉冲数计算电机的旋转圈数，然后，根据减速箱的变化，计算出卷盘转动的圈数，最后，计算卷盘电缆的半径。

通过PLC控制变频出输出不同的力矩，从而满足电缆的收放，无论电缆卷盘如何运转，根据卷盘电缆的半径变化，变频器输出相应的力矩，让电缆力保持恒定状态，从而确保电缆拉力不过大或者不过小。

三、结束语
总之，电缆卷筒是轨道式龙门吊上不可或缺的重要组成部分之一，如果电缆卷筒发生故障，则会影响龙门吊的正常工作。

为了进一步确保龙门吊的安全、稳定、可靠运行，就必须保证电缆卷筒的故障率尽可能低，并且在卷筒出现故障后，应当快速查明故障原因，并采取相应的措施加以解决处理，在最短的时间内消除故障，只有这样才能使龙门吊始终处于稳定的工作状态。

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