起重机吊架电缆脱槽报警装置设计

陈伟明

广州集装箱码头有限公司

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1 引言

港口集装箱起重机与吊具之间的动力电源和信号通讯通过一条吊架垂缆连接传送，集装箱起重机作业时，吊具始终处于运动状态，吊架垂缆存在运动惯性，在户外风速较大时，电缆易脱出吊架储缆桶。电缆脱出储缆桶后，若司机未能及时发现且继续进行吊具升降作业，会扯断或刮伤电缆，造成电路短路，引发电气安全事故，甚至造成巨大损失。为此研发一种使用在起重机吊架上的电缆脱槽报警装置，当作业过程中吊架垂缆脱槽后，报警装置触发警报，使作业动作终止，故障屏显示故障，司机可联系技术人员解除故障，以降低吊架垂缆损伤事故风险，提高作业效率和作业安全系数。

2 现状研究分析

2.1 作业隐患

吊架垂缆自重较大，故自身惯性很大，传统的吊架垂缆没有防脱槽安全保护装置，经常出现吊架垂缆脱槽损伤、拉断、短路等现象。

(1)损伤。吊架垂缆在作业过程中脱槽，由于电缆自重和软性特征使垂缆脱槽后挂到吊架上的防护栏杆。若司机没有及时发现，继续做吊具下降动作，会导致吊架垂缆轻度刮伤电缆的保护外皮，会影响吊架垂缆的使用寿命，不利于后期的安全使用。

(2)拉断。吊架垂缆脱槽后，若司机没有及时发现而是继续做吊具起升动作，则脱槽的电缆会随着起升动作越来越长，此时吊架垂缆就会与吊架防护栏杆缠绕，司机接着作吊具下降动作抓箱作业，吊架垂缆被吊具自重绷紧直至拉断，作业终止，造成巨大损失。

(3)短路。由于吊具的动力电源和信号通讯是通过吊架垂缆传送，故电缆连接着高压电源、低压电源以及各种通讯线[1]。在吊架垂缆被拉断的情况下电源线裸露铜线，不同的电源线交织在一起造成瞬间短路，线端连接的电元器件损坏，甚至造成局部爆炸。

2.2 现有技术

当司机及时发现吊架垂缆脱槽，则需要维修人员把挂在吊架防护栏杆的电缆解除。若属于轻度勾挂的情况，司机慢慢做吊具下降动作即可让吊架垂缆重新盘回储缆桶继续生产作业。若未能及时发现，脱槽部分过长与且吊架防护栏完全缠绕在一起，此时就无法通过配合吊具动作来解除缠绕，而需要借助登高车把维修人员送上吊架平台进行高空作业手动解除。因为电缆自重较大，解除工作十分困难，同时属于高空作业，需要多员配合才能解除。传统的作业方式十分耗费人力物力，作业效率低，安全系数低，且安全隐患较大。

3 电缆脱槽报警装置设计

3.1 装置结构组成

起重机吊架电缆脱槽报警装置设计，包括壳体、压块、弹簧和限位开关(见图1)。限位开关装置位于压块的下方，压块在弹簧力的作用下凸出于上壳体。

1.壳体 2.压块 3.弹簧 4.限位开关

3.2 装置工作原理

吊架垂缆脱槽后压到压块的上表面，电缆的自身重力远大于支撑压块下的弹簧弹力，压块被电缆下压触碰限位开关(见图2)；限位开关连接的控制系统收到信号反馈，控制系统触发报警，终止设备动作。司机通过观察故障信息，确定吊架垂缆已处于脱槽状态，司机只需观察电缆状态缓慢作吊具下降动作，即可把电缆重新盘回储缆桶，继而恢复作业。该装置既能达到保护电缆的目的，同时排除了因电缆甩出储缆桶后断破或损裂而引发安全事故的隐患。

1.凸起 2.电缆

3.3 装置运用效果

在高速运转作业过程中吊架垂缆脱槽故障现象较为常见，应用报警装置后1年时间里，暂无出现质量、安全等问题，大大提升了现场维修的作业效率，替代了高空作业的传统方式，原本需3～4人的工作，现只需司机1人即可轻松完成，既节省人力成本，又能提高作业效率和安全系数。

4 装置特点与优势

该报警装置仅使用了限位开关反馈报警信号，信号传输到设备控制系统，实现报警和终止动作，无需复杂电器元件，简单快捷。装置结构紧凑，与储缆桶紧固安装，可承受高速运作的工况，无需繁琐地固定支座，可免于保养，十分稳定可靠。

该警报装置可实现瞬间触发警报信号，马上终止动作，防止损失的扩大化，避免安全事故发生。当发生吊架垂缆脱槽后，无需采取传统方式高空作业解除故障，只需司机观察电缆状况，做吊具下降动作即可把电缆盘回储缆桶，替代了原本需多人配合的高空危险操作，提高了维护的安全性。

5 结语

使用该报警装置后，若再出现吊架垂缆出槽现象，仅需司机独立操作便可顺利使电缆盘回储缆桶，避免了因疏忽而酿成的安全事故。使用该报警装置期间未曾出现质量问题以及安全事故，可在同类型设备中进行推广。