起重機(jī)吊架電纜脫槽報(bào)警裝置設(shè)計(jì)

陳偉明

廣州集裝箱碼頭有限公司

words

1 引言

港口集裝箱起重機(jī)與吊具之間的動(dòng)力電源和信號(hào)通訊通過(guò)一條吊架垂纜連接傳送，集裝箱起重機(jī)作業(yè)時(shí)，吊具始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，吊架垂纜存在運(yùn)動(dòng)慣性，在戶(hù)外風(fēng)速較大時(shí)，電纜易脫出吊架儲(chǔ)纜桶。電纜脫出儲(chǔ)纜桶后，若司機(jī)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)且繼續(xù)進(jìn)行吊具升降作業(yè)，會(huì)扯斷或刮傷電纜，造成電路短路，引發(fā)電氣安全事故，甚至造成巨大損失。為此研發(fā)一種使用在起重機(jī)吊架上的電纜脫槽報(bào)警裝置，當(dāng)作業(yè)過(guò)程中吊架垂纜脫槽后，報(bào)警裝置觸發(fā)警報(bào)，使作業(yè)動(dòng)作終止，故障屏顯示故障，司機(jī)可聯(lián)系技術(shù)人員解除故障，以降低吊架垂纜損傷事故風(fēng)險(xiǎn)，提高作業(yè)效率和作業(yè)安全系數(shù)。

2 現(xiàn)狀研究分析

2.1 作業(yè)隱患

吊架垂纜自重較大，故自身慣性很大，傳統(tǒng)的吊架垂纜沒(méi)有防脫槽安全保護(hù)裝置，經(jīng)常出現(xiàn)吊架垂纜脫槽損傷、拉斷、短路等現(xiàn)象。

(1)損傷。吊架垂纜在作業(yè)過(guò)程中脫槽，由于電纜自重和軟性特征使垂纜脫槽后掛到吊架上的防護(hù)欄桿。若司機(jī)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，繼續(xù)做吊具下降動(dòng)作，會(huì)導(dǎo)致吊架垂纜輕度刮傷電纜的保護(hù)外皮，會(huì)影響吊架垂纜的使用壽命，不利于后期的安全使用。

(2)拉斷。吊架垂纜脫槽后，若司機(jī)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)而是繼續(xù)做吊具起升動(dòng)作，則脫槽的電纜會(huì)隨著起升動(dòng)作越來(lái)越長(zhǎng)，此時(shí)吊架垂纜就會(huì)與吊架防護(hù)欄桿纏繞，司機(jī)接著作吊具下降動(dòng)作抓箱作業(yè)，吊架垂纜被吊具自重繃緊直至拉斷，作業(yè)終止，造成巨大損失。

(3)短路。由于吊具的動(dòng)力電源和信號(hào)通訊是通過(guò)吊架垂纜傳送，故電纜連接著高壓電源、低壓電源以及各種通訊線(xiàn)[1]。在吊架垂纜被拉斷的情況下電源線(xiàn)裸露銅線(xiàn)，不同的電源線(xiàn)交織在一起造成瞬間短路，線(xiàn)端連接的電元器件損壞，甚至造成局部爆炸。

2.2 現(xiàn)有技術(shù)

當(dāng)司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)吊架垂纜脫槽，則需要維修人員把掛在吊架防護(hù)欄桿的電纜解除。若屬于輕度勾掛的情況，司機(jī)慢慢做吊具下降動(dòng)作即可讓吊架垂纜重新盤(pán)回儲(chǔ)纜桶繼續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，脫槽部分過(guò)長(zhǎng)與且吊架防護(hù)欄完全纏繞在一起，此時(shí)就無(wú)法通過(guò)配合吊具動(dòng)作來(lái)解除纏繞，而需要借助登高車(chē)把維修人員送上吊架平臺(tái)進(jìn)行高空作業(yè)手動(dòng)解除。因?yàn)殡娎|自重較大，解除工作十分困難，同時(shí)屬于高空作業(yè)，需要多員配合才能解除。傳統(tǒng)的作業(yè)方式十分耗費(fèi)人力物力，作業(yè)效率低，安全系數(shù)低，且安全隱患較大。

3 電纜脫槽報(bào)警裝置設(shè)計(jì)

3.1 裝置結(jié)構(gòu)組成

起重機(jī)吊架電纜脫槽報(bào)警裝置設(shè)計(jì)，包括殼體、壓塊、彈簧和限位開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖1)。限位開(kāi)關(guān)裝置位于壓塊的下方，壓塊在彈簧力的作用下凸出于上殼體。

1.殼體 2.壓塊 3.彈簧 4.限位開(kāi)關(guān)

3.2 裝置工作原理

吊架垂纜脫槽后壓到壓塊的上表面，電纜的自身重力遠(yuǎn)大于支撐壓塊下的彈簧彈力，壓塊被電纜下壓觸碰限位開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖2)；限位開(kāi)關(guān)連接的控制系統(tǒng)收到信號(hào)反饋，控制系統(tǒng)觸發(fā)報(bào)警，終止設(shè)備動(dòng)作。司機(jī)通過(guò)觀察故障信息，確定吊架垂纜已處于脫槽狀態(tài)，司機(jī)只需觀察電纜狀態(tài)緩慢作吊具下降動(dòng)作，即可把電纜重新盤(pán)回儲(chǔ)纜桶，繼而恢復(fù)作業(yè)。該裝置既能達(dá)到保護(hù)電纜的目的，同時(shí)排除了因電纜甩出儲(chǔ)纜桶后斷破或損裂而引發(fā)安全事故的隱患。

1.凸起 2.電纜

3.3 裝置運(yùn)用效果

在高速運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)過(guò)程中吊架垂纜脫槽故障現(xiàn)象較為常見(jiàn)，應(yīng)用報(bào)警裝置后1年時(shí)間里，暫無(wú)出現(xiàn)質(zhì)量、安全等問(wèn)題，大大提升了現(xiàn)場(chǎng)維修的作業(yè)效率，替代了高空作業(yè)的傳統(tǒng)方式，原本需3～4人的工作，現(xiàn)只需司機(jī)1人即可輕松完成，既節(jié)省人力成本，又能提高作業(yè)效率和安全系數(shù)。

4 裝置特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

該報(bào)警裝置僅使用了限位開(kāi)關(guān)反饋報(bào)警信號(hào)，信號(hào)傳輸?shù)皆O(shè)備控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警和終止動(dòng)作，無(wú)需復(fù)雜電器元件，簡(jiǎn)單快捷。裝置結(jié)構(gòu)緊湊，與儲(chǔ)纜桶緊固安裝，可承受高速運(yùn)作的工況，無(wú)需繁瑣地固定支座，可免于保養(yǎng)，十分穩(wěn)定可靠。

該警報(bào)裝置可實(shí)現(xiàn)瞬間觸發(fā)警報(bào)信號(hào)，馬上終止動(dòng)作，防止損失的擴(kuò)大化，避免安全事故發(fā)生。當(dāng)發(fā)生吊架垂纜脫槽后，無(wú)需采取傳統(tǒng)方式高空作業(yè)解除故障，只需司機(jī)觀察電纜狀況，做吊具下降動(dòng)作即可把電纜盤(pán)回儲(chǔ)纜桶，替代了原本需多人配合的高空危險(xiǎn)操作，提高了維護(hù)的安全性。

5 結(jié)語(yǔ)

使用該報(bào)警裝置后，若再出現(xiàn)吊架垂纜出槽現(xiàn)象，僅需司機(jī)獨(dú)立操作便可順利使電纜盤(pán)回儲(chǔ)纜桶，避免了因疏忽而釀成的安全事故。使用該報(bào)警裝置期間未曾出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題以及安全事故，可在同類(lèi)型設(shè)備中進(jìn)行推廣。