大跨度门式起重机运行偏斜详解

 

随着国家经济的发展，起重机械在生产中的应用越来越广，一些企业的门式起重机额定起重量、跨度很大，跨度大于40米的门式起重机在实际使用中由于众多因素的影响，如大车轨道高低和平行偏差造成运行阻力的不同，车轮的制造、安装的偏差，传动机构的偏差，刚、柔腿运行一段时间后会产生快慢不一的现象。不少起重机装有纠偏系统，通常当偏差接近跨度的3/1000时，起重机就应自动减速纠偏，起重机操作人员也可以根据偏差指示仪进行手动纠偏；当偏差超过跨度的3/1000时，偏斜限制器就自动断开大车运行控制回路，使起重机自动停车。这些起重机在使用过程中出现各种各样的问题，这些问题和金属材料的性能、控制系统设计的合理性稳定性、生产制造、安装质量相关，在设备使用过程中出现问题，现在就九江市江西清华同方江新造船有限公司一台门式起重机大车行走纠偏系统出现的问题，进行造船门式起重机运行偏斜探讨。

 

江西省九江市江西清华同方江新造船有限公司坐落在鄱阳湖畔，该厂的一台160吨起重量的造船门式起重机，跨度70米，在使用后一年多出现大车行走严重偏斜的故障，请多家起重机生产厂家、安装单位、船舶系统起重机设计单位到现场论证都没得出确切结论，大车行走严重偏斜后起重机不敢使用，严重影响生产的正常运行，求助于我们江西省特种设备检验检测研究院九江分院，从服务于企业的精神我们去为该厂提供帮助。

 

到船厂后了解的情况是，大车行走机构一侧支腿在运行过程中逐渐偏斜与另一侧支腿700毫米，通常不能超过跨度的3/1000（210毫米），但目前已远远超过了，刚性支腿南面的上下平衡梁扭曲不在同一垂直线上，整个起重机金属结构的几何位置发生改变，起重机不能使用，严重影响该厂的万吨级船舶的生产速度。

 

通过了解情况、查看设备图纸、到现场实地测量，该设备一侧刚性支腿、一侧柔性支腿、用武汉港迪电气集团有限公司的电气自动纠偏控制系统，前几次对该设备的会诊怀疑柔性支腿没正常工作。

 

到实地测量柔性支腿的工作情况，柔性支腿在行走中能够发生旋转，因偏斜较大，柔性支腿的水平方向旋转的角度也较大，柔性支腿是可以工作的，所谓柔性支腿结构，可以为真正的铰接（主梁与支腿连接采用球铰或柱铰），也可以为假想铰（主梁与支腿线刚度比之比较大），其目的是相同的。如果主梁与支腿连接采用球铰，同时可以避免运行歪斜侧向力的生产。

 

测量大车轨道平行度、高低差、车轮直径、车轮安装位置虽然有些偏差但在允许范围之内。该台设备柔性支腿为真正的铰接，在使用过程中支腿和主梁之间可以发生旋转和夹角的变化，得出结论柔性支腿的工作是正常的，前几次对该设备的会诊怀疑柔性支腿没正常工作，请武汉某电气集团有限公司的电气工程师检查电气自动纠偏系统没查出问题，怀疑柔性支腿没正常工作又无从下手，耽误了设备的正常维修，严重地影响了该厂造船的进度，经过测量柔性支腿在垂直、水平俩个方向都能正常工作，排除了柔性支腿工作不正常的可能性，*终确定就是电气自动纠偏系统不正常。

 

大车电气控制和自动纠偏系统

 

刚、柔腿侧的电动机分别用2个变频器同时驱动，采用方法4进行自动纠偏控制。具体的大车电气控制系统的设计指导书如下：

 

（1）大车机构的风调雨顺速比为1：10左右；1~5挡的速度设定为10%、30%、50%、100%的*快速度；

 

（2）控制方式为左箱联动台主令控制；左横机构控制大车左右挡；

 

（3）大车电动机应加脉冲编码器2个，刚、柔腿每侧1个；

 

（4）将刚、柔腿侧大车电动机的PGA、PGB脉冲信号反馈到变频器进行闭环控制；

 

（5）将刚、柔腿钢轨旁实际记录的计速脉冲+01-SOA/SOB、+02-SOA/SOB脉冲信号送进PLC输入端X17、X20；

 

（6）电气系统采用多种保护功能，设有电动机过载佑护、变频器过载保护，电网过压失压保护、缺相保护，电机超速、失速保护，制动单元过热保护、门限位开关、大小车限位、等连锁保护，线路过载、短路、断路保护，脉冲编码器断线保护等；

 

（7）控制系统具有抗干扰能力，对电磁波辐射、电网电压瞬间波动、无线电波、电源高次谐波都有屏蔽过滤功能，控制系统在电网电压波动10%时仍能正常工作；

 

（8）前方柔腿侧4个11kw的大车电动机，变频器用CIMR-G7A4055+PGB2，制动单元用4030B；

 

（9）后方刚腿侧4个11kw的大车电动机，变频器用CIMR-G7A4055+PGB2，制动单元用4030B；

 

（10）大车放电电阻器采用ZX25S2-4055/2H=X的电阻器，2套共8箱；电气自动纠偏原理。

 

（11）自动纠偏的方法是快了就减速的方法——如超重机在运行过程中，柔腿侧较快，柔腿侧接近开关首先感应到螺栓上的感应螺母，柔腿接近开关控制端由常开变为常闭，使继电器K510吸合，PLC输入端X20产生了输入信号，可编制程序：LDX20，ANIX17，OUTY20，这时柔腿变频器的控制端S9B输入了减速控制信号，柔腿侧的4个电动机则立即进行减速运行，当刚腿侧的接近开关出检测到螺栓的感应螺母时，就自动断开了S9下5C0FB的输入信号，使柔、刚腿侧电动机又同时以相同的转速稳定运行；

 

通常有下列几种电气自动纠偏方法：

 

1、当刚腿和柔腿两侧电动机的转速不一样时，如刚腿侧的电动机平均转速较柔腿侧的电动机快1/1000，这可以通过计算脉冲编码器输入PLC的脉冲数量的方法来进行纠偏；

 

2、主梁与柔腿的夹角大于或小于90度，这可以通过安装在柔腿顶部的角位移传感器的方法来进行纠偏；

 

3、通过比较刚腿侧大车走轮和柔腿侧大车走轮实行转的线速度，这可以用橡胶摩擦轮带动旋转编码器的闭环控制方法来进行纠偏；

 

4、直接在刚腿侧和柔腿侧的大车运行钢轨平行安装一些感应点，采用接近开关测量出刚腿侧和柔腿侧的接近开关动作的先后并输入PLC输入端的方法来进行纠偏；

 

*后经过仔细检查，电气自动纠偏控制系统没有正常工作，在柔腿顶部的角位移传感器发出动作信号时，没有进行纠偏动作。

 

作为特种设备检验单位的检验人员，应该对自已检验检测的设备多研究了解，熟悉各种特种设备的整体及部件的结构组成、工作原理、控制方法，才能在熟练使用检验规程进行检验的基础上，知道检验的所以然，更好地为企业服务。