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摘要：起重机械电气系统一般由电气控制系统、电气拖动系统、电气保护及安全监控系统等部分组成，涉及起重机械的动力、控制等诸多方面。电气系统一旦失效导致故障或事故，轻则影响生产效率、损坏设备，重则会引起人员伤亡、财产损失或环境损害，特别是人身安全是电气系统安全的首要问题。因此，通过对电气系统失效模式的研究，找到失效机理，进一步查找原因，可以指导日常的维护保养，预防和减少电气故障或事故发生。
关键词：起重机械电气系统;失效模式;失效原因中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-190
引言
随着智能化技术的快速发展，智能制造、智能物流以及在役设备智能运维等应用场景对起重机智能化需求迅速增加，无人车间、智能电厂、一键炼钢等行业变革更是将上述领域智能化起重机或无人行车的需求推向高潮，起重机制造商竞相研发智能化技术，根据客户需求提供了多种不同应用场合的智能化起重机。然而，起重机智能化运行的效率、稳定性尚未满足客户预期，可靠性、可用性、可维修性和安全性尚有较大欠缺，甚至连续发生多次停产故障或伤亡事故，对起重机智能化技术的推广产生重大负面影响。
一、起重机械电气控制系统概述
起重机械根据其结构可以分为3种类型，因此控制其运行的电气系统也各不相同，可以分为门式、塔式和桥式电气系统，以桥式起重机为例，其结构主要由桥架、大车移行机构、小车、提升机构和驾驶室组成。其电力拖动系统可以分为大车拖动系统负责起重机的“横向”运动;小车拖动系统负责拖动吊钩和桥架做“纵向”运动;吊钩拖动系统负责妥当重物的吊起、放下和上下运动。提升机负责升降重物，大、小车负责平移重物，3台电动机为断续周期工作，通常电机转子采用细长型，目的是减少启动、制动时间及消耗。起重机械电气控制系统应具有合适的升降速度，在空钩的时候能够保证快速升降。调速范围为3：1，有适当的低速区。负载应该为位能性恒转矩负载，要有电动下方、倒拉反接制动下方及电反馈制动下方三种下方负载方式。需要采用电气和机械双重制动，要有完善的电气保护与联锁环节。在工作时，大车、小车移行机构的电机负载为反抗性恒转矩负载，电机工作在正向电动与反向电动状态。为保护电气系统的电路安全，采用多种电路保护方式：欠电压保护、失电压保护与零位保护、过电流保护与短路保护、形成终端限位保护和安全保护。保护电路在起重机强力下方过渡到反接制动下方时，避免了高速下方造成的影响。确保转子串入反接制动电阻时，电动机才能够进入倒拉反接制动下方的联锁环节。制动下方档位与强力下方档位相互转换时能够有效防止机械制动出现保护环节，因此完善的电路保护环节必不可少。
二、起重机械的电气连接失效分类
2.1电气系统的断路分析
电气断路的起因分为自然外界因素和人为操作不当。起重机的工作环境往往比较恶劣，日常的沙尘、泥水、日晒等都会造成电气线路的老化、断裂，使得电气系统发生断路。人为的操作失误也是致使断路发生的原因。例如，电气线路在铺设时的不规范、电路的穿管口没有安装橡胶圈、小车移动电缆没有按照规定进行正确的悬挂等错误的施工，都会导致线路断路。断路会使得电气系统发生崩溃，使得起重机械无法正常运作。例如，电机在单相回路断开的情况下长时间运转，会使得电机被烧坏。尤其是在接地线被断开时，极易引发相关工作人员的触电，发生人身安全事故。
2.2电气系统的接触不良分析
电气线路在连接时，各个连接对接处有接触电阻，其阻值与载流面积、压力及材料的腐蚀程度有关，这些因素会使得对接处发生接触不良，导致接触电阻变大，产生大量的热，使得接触面深度氧化，破坏材料属性，造成机械强度变小，如果出现短路等情况，大电流引发的急剧热可能会烧断对接处，电路会产生电弧或电火花，从而引发明火燃烧易燃物，造成火灾。
2.3起重机械的电器元件失效
起重机械的电路元件种类繁多，电器元件的失效可能会导致起重机发生停机或无法正常启动等故障。尤其是涉及安全装置或信号装置的电气元件的失效潜在危险是非常大的，不仅关乎机械设备，还关系着工作人员的安全保障。断路器通常适用于低压配电电路中不频繁的通断控制，当电路发生故障时，能够及时自动分断故障电路，是电路中典型的控制和保护电气元件，因此，以断路器为例分析电器元件的失效机理。
三、起重机电气系统故障检查措施
3.1？起重机电气系统的电气保护
起重机在进行日常检查时需要执行断电操作，并且保证电源和起重机隔离进行检查，加装隔离开关。要确保最少有一级短路保护装置，利用空气自动开关或者熔断器完成电路保护。短路保护装置可以减少电路发生意外短路对机械设备的影响。电气系统在检查时需要连接电源来检测电池的电压是否正常，同时需要对金属表面进行除锈处理。
3.2？加强电气系统检查措施
提高检查人员的专业技能，加强检查人员的专业素质和技能可以有效提高工作效率和组织生产力，能够更加积极的进行管理和控制。通过培训检查人员，可以实现人才的多元化，根据绩效评估，提高员工积极性，有助于提高起重机检修质量。同时提高对起重机电气系统的检查，可以进行定位检修和故障排除两种模式，定位检修是更换废旧的部件和感应器来进行电气检测，故障排除是对电气系统的重组检测。为保证电气系统的正常功能，可以利用专用电气系统检验设备，同时要对电气线路进行严格检查，尤其需要格外关注更换的部件接线是否漏电。要建立健全的管理制度，检查部分既要加强管理，也要制定妥善的管理制度。可以利用计算机进行信息化、系统化管理，既提高了检查效率、保证了检查质量，同节约了建造成本，推动了信息化管理建设。
3.3提高起重机故障安全技术
随着生产技术的发展和生产规模的大型化，安全生产已成为重大社会问题。智能化设计阶段必须考虑工厂的工艺、设备及控制方案应当是本质安全的，进而必须保障起重机运行直到报废全生命周期的安全。起重机作为生产工艺链内的特种设备，对生产安全具有非常重大影响，尤其需要安全控制系统来保障安全、稳定、连续的生产。即使出现故障，安全控制系统还能最大限度的保护人员、设备和环境免遭损害。起重机故障安全控制系统是基于高度自诊断的、计算机技术的软件容错系统，是一种应付意外故障的手段。该系统连续监控起重机的操作，通过自诊断程序能诊断出系统内部部件的故障，并消除潜在的错误，使起重机可靠性增强。当起重机发生意外或故障时，能将设备导向安全的状态或位置，并保证不导致人员伤亡、系统损坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境。
结束语：
起重机是搬运大中型设备的重要辅助方式之一，是保证港口货运、交通运输、煤矿设备快速搬运的重要手段。起重机司机通过故障诊断与监测平台能够及时、准确地掌握起重机运行状态以及发生的故障，并根据故障采用有针对性的、正确的处理方法，防止由于故障造成起重机长时间停机，杜绝由微小故障演变出的重特大安全事故，保证起重机安全、稳定、高效运行。
参考文献
[1]苏龙波.铁路货场门式起重机故障分析方法及维修策略研究[J].人民交通，2019（11）：68-69.
[2]朱德平，单宇，刘方超，王好昌，原文宝.轮胎式集装箱龙门起重机大车高速状态下纠偏故障排查[J].集装箱化，2019，30（10）：17-19.
[3]王聪.起重机机电故障维修研究[J].中国设备工程，2019（20）：30-31.
[4]蔡永乐.桥式起重机的常见故障与维修保养[J].四川水泥，2018（03）：18.
[5]张学东.塔式起重機回转支承常见故障分析及对策[J].山西建筑，2018，44（07）：226-228.
关键词：起重机械电气系统;失效模式;失效原因中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-190
引言
随着智能化技术的快速发展，智能制造、智能物流以及在役设备智能运维等应用场景对起重机智能化需求迅速增加，无人车间、智能电厂、一键炼钢等行业变革更是将上述领域智能化起重机或无人行车的需求推向高潮，起重机制造商竞相研发智能化技术，根据客户需求提供了多种不同应用场合的智能化起重机。然而，起重机智能化运行的效率、稳定性尚未满足客户预期，可靠性、可用性、可维修性和安全性尚有较大欠缺，甚至连续发生多次停产故障或伤亡事故，对起重机智能化技术的推广产生重大负面影响。
一、起重机械电气控制系统概述
起重机械根据其结构可以分为3种类型，因此控制其运行的电气系统也各不相同，可以分为门式、塔式和桥式电气系统，以桥式起重机为例，其结构主要由桥架、大车移行机构、小车、提升机构和驾驶室组成。其电力拖动系统可以分为大车拖动系统负责起重机的“横向”运动;小车拖动系统负责拖动吊钩和桥架做“纵向”运动;吊钩拖动系统负责妥当重物的吊起、放下和上下运动。提升机负责升降重物，大、小车负责平移重物，3台电动机为断续周期工作，通常电机转子采用细长型，目的是减少启动、制动时间及消耗。起重机械电气控制系统应具有合适的升降速度，在空钩的时候能够保证快速升降。调速范围为3：1，有适当的低速区。负载应该为位能性恒转矩负载，要有电动下方、倒拉反接制动下方及电反馈制动下方三种下方负载方式。需要采用电气和机械双重制动，要有完善的电气保护与联锁环节。在工作时，大车、小车移行机构的电机负载为反抗性恒转矩负载，电机工作在正向电动与反向电动状态。为保护电气系统的电路安全，采用多种电路保护方式：欠电压保护、失电压保护与零位保护、过电流保护与短路保护、形成终端限位保护和安全保护。保护电路在起重机强力下方过渡到反接制动下方时，避免了高速下方造成的影响。确保转子串入反接制动电阻时，电动机才能够进入倒拉反接制动下方的联锁环节。制动下方档位与强力下方档位相互转换时能够有效防止机械制动出现保护环节，因此完善的电路保护环节必不可少。
二、起重机械的电气连接失效分类
2.1电气系统的断路分析
电气断路的起因分为自然外界因素和人为操作不当。起重机的工作环境往往比较恶劣，日常的沙尘、泥水、日晒等都会造成电气线路的老化、断裂，使得电气系统发生断路。人为的操作失误也是致使断路发生的原因。例如，电气线路在铺设时的不规范、电路的穿管口没有安装橡胶圈、小车移动电缆没有按照规定进行正确的悬挂等错误的施工，都会导致线路断路。断路会使得电气系统发生崩溃，使得起重机械无法正常运作。例如，电机在单相回路断开的情况下长时间运转，会使得电机被烧坏。尤其是在接地线被断开时，极易引发相关工作人员的触电，发生人身安全事故。
2.2电气系统的接触不良分析
电气线路在连接时，各个连接对接处有接触电阻，其阻值与载流面积、压力及材料的腐蚀程度有关，这些因素会使得对接处发生接触不良，导致接触电阻变大，产生大量的热，使得接触面深度氧化，破坏材料属性，造成机械强度变小，如果出现短路等情况，大电流引发的急剧热可能会烧断对接处，电路会产生电弧或电火花，从而引发明火燃烧易燃物，造成火灾。
2.3起重机械的电器元件失效
起重机械的电路元件种类繁多，电器元件的失效可能会导致起重机发生停机或无法正常启动等故障。尤其是涉及安全装置或信号装置的电气元件的失效潜在危险是非常大的，不仅关乎机械设备，还关系着工作人员的安全保障。断路器通常适用于低压配电电路中不频繁的通断控制，当电路发生故障时，能够及时自动分断故障电路，是电路中典型的控制和保护电气元件，因此，以断路器为例分析电器元件的失效机理。
三、起重机电气系统故障检查措施
3.1？起重机电气系统的电气保护
起重机在进行日常检查时需要执行断电操作，并且保证电源和起重机隔离进行检查，加装隔离开关。要确保最少有一级短路保护装置，利用空气自动开关或者熔断器完成电路保护。短路保护装置可以减少电路发生意外短路对机械设备的影响。电气系统在检查时需要连接电源来检测电池的电压是否正常，同时需要对金属表面进行除锈处理。
3.2？加强电气系统检查措施
提高检查人员的专业技能，加强检查人员的专业素质和技能可以有效提高工作效率和组织生产力，能够更加积极的进行管理和控制。通过培训检查人员，可以实现人才的多元化，根据绩效评估，提高员工积极性，有助于提高起重机检修质量。同时提高对起重机电气系统的检查，可以进行定位检修和故障排除两种模式，定位检修是更换废旧的部件和感应器来进行电气检测，故障排除是对电气系统的重组检测。为保证电气系统的正常功能，可以利用专用电气系统检验设备，同时要对电气线路进行严格检查，尤其需要格外关注更换的部件接线是否漏电。要建立健全的管理制度，检查部分既要加强管理，也要制定妥善的管理制度。可以利用计算机进行信息化、系统化管理，既提高了检查效率、保证了检查质量，同节约了建造成本，推动了信息化管理建设。
3.3提高起重机故障安全技术
随着生产技术的发展和生产规模的大型化，安全生产已成为重大社会问题。智能化设计阶段必须考虑工厂的工艺、设备及控制方案应当是本质安全的，进而必须保障起重机运行直到报废全生命周期的安全。起重机作为生产工艺链内的特种设备，对生产安全具有非常重大影响，尤其需要安全控制系统来保障安全、稳定、连续的生产。即使出现故障，安全控制系统还能最大限度的保护人员、设备和环境免遭损害。起重机故障安全控制系统是基于高度自诊断的、计算机技术的软件容错系统，是一种应付意外故障的手段。该系统连续监控起重机的操作，通过自诊断程序能诊断出系统内部部件的故障，并消除潜在的错误，使起重机可靠性增强。当起重机发生意外或故障时，能将设备导向安全的状态或位置，并保证不导致人员伤亡、系统损坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境。
结束语：
起重机是搬运大中型设备的重要辅助方式之一，是保证港口货运、交通运输、煤矿设备快速搬运的重要手段。起重机司机通过故障诊断与监测平台能够及时、准确地掌握起重机运行状态以及发生的故障，并根据故障采用有针对性的、正确的处理方法，防止由于故障造成起重机长时间停机，杜绝由微小故障演变出的重特大安全事故，保证起重机安全、稳定、高效运行。
参考文献
[1]苏龙波.铁路货场门式起重机故障分析方法及维修策略研究[J].人民交通，2019（11）：68-69.
[2]朱德平，单宇，刘方超，王好昌，原文宝.轮胎式集装箱龙门起重机大车高速状态下纠偏故障排查[J].集装箱化，2019，30（10）：17-19.
[3]王聪.起重机机电故障维修研究[J].中国设备工程，2019（20）：30-31.
[4]蔡永乐.桥式起重机的常见故障与维修保养[J].四川水泥，2018（03）：18.
[5]张学东.塔式起重機回转支承常见故障分析及对策[J].山西建筑，2018，44（07）：226-228.