冶金鑄造起重機(jī)關(guān)鍵部位的管理與維護(hù)

楊書超

（河南省礦山起重機(jī)有限公司，河南 長垣 453424）

0 引言

冶金產(chǎn)品生產(chǎn)是其他行業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)原材料，具有工藝煩瑣、技術(shù)水平要求高等特點(diǎn)。因此，冶金行業(yè)對電氣、自動化技術(shù)、產(chǎn)品生產(chǎn)等方面提出了更高的要求。自動化生產(chǎn)車間機(jī)械設(shè)施的維護(hù)和管理，主要負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)施的在線操作、自動控制和檢查，有問題的機(jī)械設(shè)施的故障排除，各種檢測和測量設(shè)施的定期校準(zhǔn)等。但最重要的任務(wù)是處理現(xiàn)場故障問題，保證煉鋼廠生產(chǎn)有序發(fā)展，提高產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

1 起重機(jī)的重要作用

對于鋼鐵企業(yè)來說，冶金鑄造起重機(jī)雖然是輔助設(shè)備，但在整個生產(chǎn)線上應(yīng)用廣泛，對于整個生產(chǎn)過程的組織和保障，起著工藝銜接和連接上下節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵作用。同時，冶金鑄造起重機(jī)是一種涉及生命安全的危險起重機(jī)械。根據(jù)《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》的規(guī)定，將其列為特種設(shè)備，并對準(zhǔn)入制度、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)、定期檢驗等方面做出了相關(guān)規(guī)定。隨著近年來鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能的快速擴(kuò)張，產(chǎn)品利潤迅速降低，導(dǎo)致企業(yè)競爭壓力大，生存空間要求高。因此，目前許多鋼鐵企業(yè)進(jìn)入轉(zhuǎn)型期，淘汰落后產(chǎn)能，提升生產(chǎn)線產(chǎn)能，造就了大噸位冶金鑄造起重機(jī)的廣泛應(yīng)用。

2 起重機(jī)操作中的常見故障

2.1 金屬結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的故障

金屬結(jié)構(gòu)是門式起重機(jī)的基本組成部分。金屬結(jié)構(gòu)的作用是承受基本荷載、附加荷載、特殊荷載等。在實際操作中。金屬結(jié)構(gòu)作為基本的承重部件，由鋼制成，保證了起重機(jī)零部件和金屬結(jié)構(gòu)在受到載荷作用后不會損壞，不會因循環(huán)應(yīng)力而縮短壽命。材料本身的強(qiáng)度和剛度要足夠，同時要有一定的抗屈曲能力。門式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)故障有側(cè)向彎曲變形、主梁下?lián)?、主梁焊縫處焊縫外露、主梁蓋板裂紋等。金屬結(jié)構(gòu)失效的原因有很多，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。焊接工藝成熟度不高，導(dǎo)致焊接質(zhì)量無法保證，裂紋、氣孔、未熔合等焊接缺陷難以避免。由于這些缺陷，焊縫面積小，焊縫本身承載能力不足，局部應(yīng)力過于集中，疲勞強(qiáng)度大大降低，容易產(chǎn)生裂紋。不成熟的焊接工藝還會直接導(dǎo)致焊接時內(nèi)應(yīng)力和工作應(yīng)力的疊加，主梁的側(cè)彎會產(chǎn)生過大的焊接殘余應(yīng)力，使腹板位置產(chǎn)生明顯的波浪變形[2]。其次，在使用過程中忽略了額定載荷，往往導(dǎo)致超載。如果吊車長期超載，腹板本身的穩(wěn)定性就無法保證。受熱效應(yīng)影響，運(yùn)輸、儲存等環(huán)節(jié)都存在問題，材料本身的高度疲勞也會導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)失效。

2.2 由于起升結(jié)構(gòu)原因出現(xiàn)的故障

提升結(jié)構(gòu)引起的故障主要包括制動裝置引起的故障和減速器引起的故障。首先分析制動裝置引起的故障。起重機(jī)本身的工作機(jī)構(gòu)需要安裝制動結(jié)構(gòu)。制動結(jié)構(gòu)是起重機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的保證。制動裝置在起重機(jī)械的日常工作中也起著不可替代的作用。制動器常見的機(jī)械故障有制動不科學(xué)、制動失靈、制動力矩過大、制動失靈等。故障原因分析為：制動輪與減速器輸入軸不同心，制動輪工作表面粗糙不平，制動襯片有故障，表現(xiàn)為制動襯片與制動軸粘合，機(jī)構(gòu)運(yùn)行時襯片未與制動輪脫離，摩擦嚴(yán)重，導(dǎo)致故障發(fā)生。電磁鐵故障的基本表現(xiàn)是短行程制動設(shè)備的電磁鐵沒有嚴(yán)格按照既定的規(guī)范進(jìn)行調(diào)整；主簧位置失效主要是由于主簧調(diào)整不當(dāng)或型號與實際需要不匹配，導(dǎo)致拉力過大。減速器也是門式起重機(jī)的基本部件，由減速器引起的故障一般布置在原動機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間。常見的故障有周期性齒輪振動、整個減速機(jī)振動、減速機(jī)門口漏油等等。故障原因有齒輪缺陷、齒輪磨損變形、齒輪軸安裝不平衡、齒輪未沿整個齒面接觸等。軸承破損、潤滑油不足、箱體變形等也會導(dǎo)致減速機(jī)故障。

2.3 運(yùn)行結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的故障

由運(yùn)行結(jié)構(gòu)引起的故障也是常見故障。一般來說，門式起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括車輪、電機(jī)、制動器、傳動軸等。起重機(jī)和卡車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的故障大多是啃軌。由于未按技術(shù)規(guī)范施工或長期運(yùn)營磨損，車輪與軌面有明顯摩擦，橫向推力一直存在。正是由于側(cè)向推力，車輪不能完全按照軌道踏面中心運(yùn)行，進(jìn)而發(fā)生啃軌。一旦發(fā)生啃軌，鋼軌磨損會加快，運(yùn)行阻力會大大增加，車輪的使用壽命會縮短。如果情況嚴(yán)重，梁結(jié)構(gòu)會損壞。分析主要包括以下幾點(diǎn)：賽道表面本身存在障礙物，如大量油污、冰雪清理不及時等；金屬結(jié)構(gòu)腐蝕變形，大小輪安全精度差，兩個驅(qū)動輪直徑不一致，驅(qū)動兩端電動車轉(zhuǎn)速不一致，輪速偏差，運(yùn)行不同步，啃軌。

2.4 由于電氣故障原因出現(xiàn)的故障

電氣故障導(dǎo)致的起重機(jī)故障。龍門起重機(jī)的基本組成部分包括電氣控制系統(tǒng)。為了有效地保證電氣控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，必須加強(qiáng)和消除電氣系統(tǒng)的故障。龍門起重機(jī)常見的電氣故障有：切斷電源后保護(hù)箱接觸器不能正常跳閘，保護(hù)箱閘刀開關(guān)閉合時控制電路保險絲燒斷，控制器閉合后電機(jī)只能單向轉(zhuǎn)動，最終限位開關(guān)后主接觸器不釋放，實際工作中控制器受到?jīng)_擊。

3 冶金鑄造橋式起重機(jī)的控制與維護(hù)

3.1 吊裝作業(yè)狀態(tài)

在主控制器裝置以一定檔位速度上升的情況下，系統(tǒng)程序保證上升接觸器裝置先接通，電機(jī)上電，再接通制動裝置，啟動電機(jī)設(shè)備。轉(zhuǎn)子頻率反饋和主控制器設(shè)備的速度用于設(shè)定，系統(tǒng)直接處于閉環(huán)控制模式。當(dāng)主控制器全速時，電機(jī)穩(wěn)定加速至全速。如果主控設(shè)施從全速返回到低速，電機(jī)將在達(dá)到設(shè)定速度之前處于斷電狀態(tài)，直到它重新進(jìn)入閉環(huán)控制模式并處于設(shè)定速度。無論何種上升速度，只有當(dāng)主控制器裝置回到零位時，制動裝置才能制動，然后切斷電機(jī)電源。

3.2 重載下降條件

當(dāng)主控制器裝置處于減速檔時，程序?qū)⒔油ㄉ仙佑|器裝置，電機(jī)接通電源，然后制動裝置接通，這種情況下，反接轉(zhuǎn)矩提供給電機(jī)，控制器處于閉環(huán)控制狀態(tài)。在主控設(shè)備保持全速減速的情況下，上升接觸器設(shè)備接通釋放下降接觸器，電機(jī)保持再生發(fā)電降低其全速。如果從全速減速調(diào)整到低速檔，下行接觸器進(jìn)一步釋放，上行接觸器接通，提高接觸器設(shè)備的釋放效率。在反接轉(zhuǎn)矩的影響下，電機(jī)會快速減速，直接進(jìn)入閉環(huán)控制模式。無論保持哪種下降速度，如果主機(jī)命令控制器設(shè)備到達(dá)零位，控制器設(shè)備都會先保持反扭矩模式制動，然后機(jī)械制動設(shè)備制動。調(diào)壓調(diào)速設(shè)備可以起到保護(hù)控制性能的作用。在閉環(huán)控制下，速度會在負(fù)載變化的影響下發(fā)生變化。在啟動過程中，需要預(yù)先建立電機(jī)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)制動和高速擋位回到低速擋位時，借助反接扭矩，可以避免打滑現(xiàn)象，通過先電制動再機(jī)械制動，可以減輕對變速箱和電機(jī)的沖擊。

3.3 制動器設(shè)備的磨損

制動器具有故障自診斷功能。電機(jī)三相不平衡、電機(jī)缺相、電機(jī)短路等。通過使用故障自診斷功能，控制器設(shè)備可以實現(xiàn)即時制動效果并同時關(guān)閉所有輸出。故障排除后，主訂單只有歸零后才能重新啟動。

4 起重機(jī)的維護(hù)

目前，從各大鋼鐵企業(yè)來看，冶金鑄造起重機(jī)的管理和維護(hù)水平較低，運(yùn)行狀況不佳。近年來，發(fā)生了許多安全事故，造成了許多慘痛的教訓(xùn)，如鋼絲繩斷裂事故，鋼包墜落事故，安裝倒塌事故等。

由于起重設(shè)備屬于高空作業(yè)，涉及起重系統(tǒng)，操作部位的設(shè)備故障容易造成墜落事故。維修人員和管理人員必須定期檢查和維護(hù)起重設(shè)備的每一個部件，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有絕對的掌握。在特別危險的部位要采取相應(yīng)的措施，保證不發(fā)生事故，在設(shè)備出現(xiàn)故障時也要保證安全事故。冶金鑄造起重機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備包括鉤梁、鋼絲繩、減速器、制動系統(tǒng)、傳動軸、卷筒組、車輪組等。根據(jù)近年來各大企業(yè)發(fā)生的事故和設(shè)備故障容易引發(fā)的重大安全事故，冶金鑄造起重機(jī)最關(guān)鍵的部件有鉤梁、鋼絲繩、卷筒聯(lián)軸器、傳動軸和輪組[3]。

4.1 吊梁的維護(hù)

吊梁作為吊運(yùn)鋼包的鑄造起重機(jī)最直接的承載部件，應(yīng)注意吊梁的外觀磨損程度和吊梁口的磨損情況。當(dāng)磨損達(dá)到最大時，需要及時更換或報廢。要特別注意鉤尾絲與桿之間的空刀槽常因應(yīng)力集中而開裂的現(xiàn)象。某鋼廠的一臺渣十字吊車，因螺紋部分?jǐn)嗔?，?dǎo)致渣罐掉落，造成惡劣的安全事故。因此，吊梁組危險段的檢查非常重要。一次，冶金鑄造起重機(jī)在起吊鋼包時，吊梁的叉子突然斷裂。因此，除了定期的抽查和維護(hù)外，危險部位的檢查也應(yīng)在日常維護(hù)中，定期給潤滑點(diǎn)和鉸接點(diǎn)添加潤滑脂，并定期給吊鉤螺母下的推力軸承上油。起重機(jī)吊鉤上的缺陷無法通過焊接修復(fù)。必須保證起重機(jī)吊鉤表面光滑、清潔，不允許有脫皮、尖角、裂紋和毛刺。吊鉤的扭轉(zhuǎn)變形，即鉤體的扭轉(zhuǎn)角度不應(yīng)超過10°，以保證起重機(jī)吊鉤危險截面的磨損不超過原尺寸的10%[4]。

4.2 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)

鋼絲繩是起重設(shè)備的核心部件，鋼鐵企業(yè)發(fā)生過多起斷股、斷股事故。冶金鑄造起重機(jī)的鋼絲繩一旦斷了，鋼包就會直接掉下來。因此，鋼絲繩的管理必須建立多維度、多方面、多層次的管理體系，以保證鋼絲繩的絕對安全使用。鋼絲繩的檢驗包括崗位抽查、專業(yè)抽查和管理人員抽查。鋼絲繩的檢驗可分為日常檢驗和定期檢驗。日常檢查是指機(jī)械操作前、中、后的檢查。檢查部位主要是裝置的端部固定部分和滑輪通過部分，檢查項目有斷絲、磨損、腐蝕、涂油情況和變化。定期檢查是由技術(shù)人員和維修人員根據(jù)使用情況和環(huán)境條件進(jìn)行的定期檢查，檢查方法都是目測[5]。鋼絲繩檢驗應(yīng)建立檢驗機(jī)制，做好檢驗記錄，分清責(zé)任分工，建立更換周期臺賬，定期更換，特別是冶金鑄造起重機(jī)鋼絲繩。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼絲繩在線監(jiān)測裝置應(yīng)運(yùn)而生。通過射線檢測，可以在線監(jiān)測鋼絲繩的運(yùn)行狀態(tài)、斷絲、內(nèi)部缺陷和磨損情況，可靠掌握鋼絲繩的使用情況，防止鋼絲繩非正常斷裂的風(fēng)險。

4.3 卷筒聯(lián)軸器的維護(hù)

由于各種聯(lián)軸器對軸的靈敏度有不同的偏差，安裝卷筒卷揚(yáng)機(jī)首先要了解的是卷筒聯(lián)軸器的類型，裝配和調(diào)整要嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)要求進(jìn)行。卷筒聯(lián)軸器是起重機(jī)的核心部件之一，它的損壞直接導(dǎo)致起重機(jī)的嚴(yán)重安全事故。在安裝聯(lián)軸器的過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行裝配尺寸，確保安裝尺寸。當(dāng)發(fā)現(xiàn)滾筒聯(lián)軸器有異響和斷線問題時，應(yīng)及時查明原因并進(jìn)行處理。

4.4 傳動軸的維護(hù)保養(yǎng)

對于冶金鑄造起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)來說，傳動軸起著在電機(jī)和減速器之間傳遞扭矩的作用，是整個起升機(jī)構(gòu)中最關(guān)鍵的部分。一旦傳動軸脫檔穿孔，可能會導(dǎo)致起升機(jī)構(gòu)失效，尤其是單制動系統(tǒng)的設(shè)計。因此，傳動軸的零件應(yīng)定期拆卸，檢查聯(lián)接齒的磨損和潤滑情況，更換和安裝時要保證軸向串和同軸度符合要求。

4.5 驅(qū)動機(jī)維護(hù)

輪式起重機(jī)的驅(qū)動輪組主要包括車輪、軸、軸承等部件，是起重機(jī)大車的行走部件。輪對故障是冶金行業(yè)常見的現(xiàn)象，包括輪對軸承損壞、輪軸斷裂、輪輞磨損、輪轂裂紋等，這不僅會造成生產(chǎn)中斷，還可能導(dǎo)致軸承珠脫落，危及下面的工人。一臺冶金鑄造起重機(jī)基本上由十六組車輪組成。為了避免在忽視車輪的檢查和維護(hù)時，車輪軸承珠脫落，我們研究了一種車輪保護(hù)裝置來避免這種現(xiàn)象。

5 煉鋼廠的管理與維護(hù)

5.1 設(shè)施維護(hù)管理體系的形式

自動化車間機(jī)械設(shè)施的維護(hù)管理主要采用分區(qū)域、分班組的維護(hù)形式，車間內(nèi)的有效協(xié)助作為輔助維護(hù)控制形式。整個車間按區(qū)域分為板坯、鋼坯、煉鋼等班組。在車間成立技術(shù)改造組和維修組。

5.2 安全管理和維護(hù)中的注意事項

主提升設(shè)備有兩個卷筒，以保證每個卷筒上安裝完整的安全制動設(shè)備，避免在提升鐵水包和鋼水包時發(fā)生故障和墜落，安全制動鉗將卷筒緊急鎖死，避免不可挽回的后果；關(guān)鍵部件需要定期更換，比如主輥的龍門橫梁需要每四年更換一次；對于旋轉(zhuǎn)位置減速器設(shè)備，需要以6 個月為一個周期來加油或換油。

6 結(jié)語

起重機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的一部分，發(fā)揮著越來越重要的作用，而起重機(jī)及修理技術(shù)的水平也制約著工業(yè)的發(fā)展速度。起重機(jī)對企業(yè)的生產(chǎn)有潛在的危害，因此必須掌握起重機(jī)維修技術(shù)的重要性，加強(qiáng)起重機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)，把不安全因素影響生產(chǎn)活動扼殺在萌芽狀態(tài)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。只有掌握了起重機(jī)的使用和維修技術(shù)，才能更好地控制起重機(jī)械，使其創(chuàng)造更多的價值，這就需要技術(shù)人員不斷努力，創(chuàng)新和發(fā)展起重機(jī)械的維修技術(shù)。