关于浮式起重机升降制动不同步故障分析及处理方法

     （南通振华重型装备制造有限公司，江苏 南通 226000）

　　摘. . 要：现阶段我国浮式起重机主要是运用在港口、码头等，大体划分为起升、旋转与变幅三大结构，本文对浮式起重机升降制动不同步故障进行全面分析，旨在为相关机械的维护提供参考。

　　关键词：浮式起重机；升降制动；不同步；故障分析；处理方法前言

　　浮式起重机是港口水上作业等的重要机械，而制动不同步是造成机械故障的普遍性问题，为了进一步提高其维修与养护水平，从以下不同层面对该问题进行较为全面的探究：

　　1. 浮式起重机基本概述

　　浮式起重机通常被称为重船、浮吊等，属于安置在轮船甲板上，负责水上起重作业的相关机械。一般划分成两大结构，即下部浮船以及甲板上装置，其中浮船通常是作用于对起重机及相关设施的重量承载，通过将承载重量分散在水面上，实现起重机在水上作业的目的，且浮船能够是作业更为灵活机动，可以保证其在特定范围内或根据实际需要主动性变动地点进行作业，使货物起重更为符合实际需要，上部建筑通常是用于装卸货物。

　　浮式起重机运用范围较为广泛，如海上救援打捞、筑港建桥等，只要是涉及到水上作业所需，就能够根据实际情况派遣浮式起重机进行辅助，但从事的工作类型、起重机参数结构等的不同，采取的起重机类型也会存在一定的差异性。通常情况下，将浮式起重机按照类型不同划分为装卸型、吊装型两大类，其中，装卸型针对的是内河港口，主要是用于对砂石、煤矿等的装卸，该类型的浮式起重机本身重量较小，但整体运行效率快、内部结构技术含量较高、臂架系统可以结合实际需要进行 360°回转；吊装型则针对的是水下深度或装卸事物规格较大的起重作业。另外，根据浮式起重机的船体机动性能，能够将其划分成自航与非自航两大类，其中自航顾名思义就是能够利用船舶自动装置，推进前行或转弯作业；非自航则是能够在作业中完成短距离的移动，以便保证装卸移位需求。在进行作业过程中，必须要始终保持机械起升绳同水面的垂直角度，放置在完成货物脱离水面的时，出现船身的颠簸摇摆等不良情况。

　　2. 故障现象

　　一台 20 吨重浮式起重机，起升结构属于双卷筒形式，分属两台发电机完成电力驱动，利用联轴节 -- 变速箱 -- 弹性联轴节 -- 制动器-- 减速器 -- 双卷筒结构，分别进行吊钩以及分抓斗作业。

　　该操控系统能够根据实际情况进行变频调控，在进行吊钩时进入双起升形态，抓斗时两台电机各不相同，分别为开闭绳与支持绳两种。2019 年 8 月份对浮式起重机的支持绳电机制动片完成更换，整个过程均按照常规维修保养操作进行，但在 8 月份某次水上装卸货物作业时，在进行货物抓取操作过程中，两台电机无法保持停机制动的同步性，在进行获取的抓斗操作时不能按照司机的指示流程打开，使得抓取的货物提前掉落，导致机械正常作业安全系数大打折扣。同时，在吊钩操作中也无法保证电机的同步制动，且这两种操作状态下没有提示变频器与 PLC 故障。不管如何进行制动器的调整，故障始终没有消除，如果将制动器调整的偏紧，则会使得制动片与制动鼓双向摩擦，形成更为严重的发热，给机械正常运转造成阻碍。

　　3. 故障分析及排查

　　3.1 制动器与关联机构原因

　　在浮式起重机未进行电机制动片的替换前，电机均处于正常运行状态，未产生任何不同步情况，这时制动器的规格为 YP2-600/200，液压推动器规格为 ED201/12，在正常状态下，由于制动器不良运转所导致的不不同步情况概率比较低。存在由于进行制动片替换后，其与制动鼓之间的缝隙未达到规定要求，磨合面积或偏大或偏小，导致机械整体制动力矩无法满足需求，形成制动延迟；制动器的销轴固定出现松懈，产生滞后情况。但结合上述可能性分析，对机械的所有制动器进行了全方位的排查，并没有出现任何的松动等不良情况，在进行机械的制动器行程调节以后，发现机械的制动力矩出现显著性扩大，制动鼓与制动片两者形成的摩擦生热现象比较大，且制动延迟的不良情况仍旧没有全部消失。所以可以判断，单纯由于制动片的正常维修与更换，并不能导致不同步情况的出现。

　　3.2 变频器原因

　　综合浮式起重机正常运转状态来分析，在整个运行过程中两台变频器始终维持一致，且在作业状态下的持续性变化频率相同，借助钳型电流表对电机进行测量也得出，电流完全一样。所以，存在可能是由于维修替换的电机，出现制动单元破损的情况，所以将该台电机的制动单元与剩余一台进行交换，在交换后再次进行运行，发现故障并没有得到任何的消除，这表明检查的单元并没有问题。然后，对机械的制动相关数据，以及变频器参数进行检测得出，为保证机械持续、平稳的运转，在进行机械装载过程中，将安装提哦调试停止时间适当加大，提升到 40s，然后将机械的停止形式转变为自由滑行模式，试车后发现仍旧能同步制动。但这种停止形式并不能长期采用，只能在紧急情况采取，所以还需要从其他因素进行更进一步分析。

　　3.3PLC 控制系统原因

　　在正常作业运行中，借助联机对图 1 所示的两台电机的 PLC 控制程序进行观测发现，整个 PLC 系统的运转状态良好，能够保障机械的正常运行。但两台起升电机的制动器延时确定为 10s，并不能够同变频器的制动要求时限相符，也就是将电机减停时间在 40s，但PLC 已经在 10s 时间内完成了整个动作信号的输出，导致整个制动力矩过大。将这一时间从 40s 缩减为 30s 时，在电机的正常运转中，利用变频器进行控制，在 30s 的减停后，还剩余 10s，PLC 再进行相关指令的输出，让制动器完成制动，则会使整个制动效果更佳，更能平稳的完成整个制动。在对机械进行试车实验后得出，两台电机的制动状态良好，不同步故障完全消失。

　　4. 故障结果分析

　　从上述故障分析可以得出，此次故障并没有较为显著的故障原因与故障点，PLC 与变频器都没有警示故障，在对整个故障因素进行排除过程中发现，故障是多因素导致。其一，是制动片在完成维修替换以后，缝隙磨合面积并不符合要求，导致两台制动器的制动力矩出现差异，调节过程难度系数比较大。其二，是 PLC 向制动器输出的制动信号时间，同变频器向电机传输的减停时限无法有效匹配，制动力矩不过大，不符合起重机运行需求。两大因素叠加最终产生了制动不同步的情况，但未进行支持绳制动片的更换之前，这两台电机的摩擦片磨合情况基本相同，虽然变频器同 PLC 制动相关数据存在不一致情况，但在一定程度上始终能维持制动同步。

　　另外，在进行浮式起重机作业时，还需要注意做好机械的日常检测与维护，确保制动器、吊钩等始终保持正常运行状态，及时发现可能存在的机械异常运行情况，并在最短时间内采取针对性措施解决故障，在进行维修等工作时要做好预警工作，避免出现人员的伤亡。

　　且要保证整个排除工作严格按照相关的信号指示完成，不管任何人在任何情况下一旦发出紧急中止信号，都必须要即可停止相关工作，在确定机械内部与周边没有任何人员时，方可进行主电源关闭操作。

　　如果机械电源电路中出现标牌或加锁情况，需要专业作业人员完成关闭操作，在进行正式关闭前，必须要保证整个起重机全部控制手柄都处于归零位置。再次进行作业前，必须要进行整体排除，保证整个机械的正常运行。一般情况下，如果风力在六级以上，则需要停止所有的作业，并对浮式起重机进行锚定。在进行维修保养时，也需要悬挂相应的标志牌，通知相关人员及时到岗，排除所有可能故障。

　　参考文献：

　　［1］陈磊 . 浮式起重机升降制动不同步故障分析及处理方法 [J]. 中国设备工程 ,2019(23):97-98.