对电葫芦断火器失效问题的分析及改进

2013-09-01刘俊

电气技术 2013年9期

刘俊

（武汉钢铁集团公司条材总厂一炼钢分厂，武汉 430083）

1 存在问题

电葫芦是一种轻小型的起重设备，它将减速机、电动机、钢绳卷筒和行走小车连成一体，广泛分布于武钢一炼钢分厂各个区间，经常用于合金物料的倒运及其大型设备的检修。在笔者车间所管辖的30余台电葫芦中，很多都存在一个相同的问题：断火限位器失效。断火限位器（断火器）能有效避免起吊重物的冲顶及钢绳反绞，是电葫芦必不可少的安全装置之一。

断火器的失效主要可以分为外部故障和内部故障，常见的外部故障是断火器与电葫芦卷筒排绳器之间的连杆损坏（图1虚线框部分），或是钢绳排绳器直接被外力拉坏造成断火器失去安全限位的作用。断火器内部故障主要表现为：因内部接触点的烧损造成电机的缺相运行，严重时可烧损电动机。

图1 排绳器与断火器结构图

2 问题分析

2.1 外部问题分析

对于其外部故障主要是由于排绳器自身原因造成。如图2所示，目前使用的钢绳排绳器与钢绳接触面为平面。从力学的角度来分析：当卷筒运行时对排绳器产生推力或拉力，其钢绳会对卷筒产生一个斜下的拉力；对排绳器产生向后的摩擦力，依据平行四边形法则，钢绳最终将产生一个斜向上的合力。当电葫芦在有负载的情况下运行时，由于负载重力的作用，会抵消其向上的合力，使钢绳抱紧在卷筒上，不会出现松绳；当电葫芦空载运行时，由于钢绳自身弹力及其向上合力的作用，就有可能出现松绳，严重时合力会直接作用在排绳器上，长时间可能导致排绳器变形失效。

图2 排绳器截面图

2.2 内部问题分析

断火器的设计原理是直接控制电葫芦卷扬电机的一次回路。断火器共7个接线点，具体连接方式如图3所示。图3中KM1与KM2为卷扬电机的方向接触器用于控制电机的正反向运行；1，2，3，4为进线接点，5，6为出线接点，7为公用接点。当排绳器通过连杆对断火器产生拉力作用时，1-5，2-6导通；当排绳器对断火器产生推力力作用时，3-5，4-6导通。当卷扬挂钩上升到预定的上限为或下限位时，断火器则会断开所导通的两相一次回路，使电机停止工作，达到应有的保护作用。

图3 断火器接线图

从电流的角度来说，电机一次回路电流大，在断火器接点断开的瞬间会产生高压电弧，时间一长容易出现接触不良，使电机缺相运行，或是接点粘住，达不到安全限为的作用，严重时甚至烧毁卷扬电机。

3 问题改进

3.1 外部问题改进

针对排绳器的外部故障，其改进方法是将排绳器内侧制作出与钢绳外径大小相一致的圆槽，如图4所示。改进后的排绳器能与钢绳较好的吻合，对钢绳产生一个与卷筒大小相等方向相反的应力，钢绳所受到的合力近乎为零，不会对排绳器造成外力损坏，延长排绳器使用寿命。

图4 改进排绳器截面图

3.2 内部问题改进

针对排绳器的内部故障，可尝试将断火器接入36V的控制回路中，低压电路控制高压回路如图 5所示。

图5 改进断火器接线图

其当操作者按下卷扬正向按钮S1时，与断火器的2和6接入点形成回路，正向接触器ZC线圈得电，卷扬电机上升运行；按下S2时，与断火器的4和6接入点形成回路，反向接触器FC线圈得电，卷扬电机下降运行；图3中，ZJ，FJ为得电延时的时间继电器，用其释放延时的常闭点分别控制断火器接入点的 26与 46，可以有效分担启动时瞬时电流的大小，达到保护断火限位器接点的目的。