浅谈冶金起重机超速保护装置的检验
摘要： 近几年来冶金起重机事故频发，特种设备监督检验机构对冶金起重机的检验显得尤为重要，本文针对其中的重要项——超速保护装置的检验方法进行了新的开拓。
Abstract: The metallurgical crane accidents have frequently happened in recent years, so the special equipment supervision and inspection institutes particularly paid much attention to the inspection of metallurgy crane. This paper carries on the new development of the important items: the detection method of overspeed protection device.
关键词： 超速保护装置；冶金起重机；超速开关
Key words: overspeed protection device；metallurgical crane；overspeed switch
中图分类号：TH218 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0038-02
0引言
近些年来，随着经济的发展和科技的进步，起重机作为一种重要的起重设备，广泛地应用于各种行业，给我们的工业生产带来了很大的便利，尤其是工厂矿企业。但是由此所引发的安全问题也越来越受到人们的重视。2007年4月18日，辽宁省铁岭市清河特殊钢有限责任公司发生钢水包倾覆的特别重大事故，造成现场32名工人死亡。这个惨痛的教训让我们认识到起重机安全检查的重要性，国家总局《关于冶金起重机械整治工作有关意见的通知》、《起重机械安全技术监察规程——桥式起重机》中对在用非冶金起重机械用于吊运熔融金属的部分电动葫芦提出了整治要求，其中就包括对可控硅定子调压、涡流制动器、能耗制动、可控硅供电、直流机组供电调速以及其他由于调速可能造成超速的起升机构和20t以上用于吊运熔融金属的通用桥式起重机必须具有超速保护的要求。那么，如何对冶金起重机的超速保护装置进行有效的检验呢？
1超速保护装置简述
超速保护装置是起重机的一个重要安全装置，它由超速开关和控制装置组成，超速开关检测起重机下降速度值，控制装置接收到下降速度超过规定值信号后断开起重机起升机构电源，使起升机构停止运转，避免因下降速度失控，造成被吊物坠落的事故发生。常用的超速保护装置有机械式超速开关、电磁式超速装置和光电式超速装置。机械式超速开关一般利用离心原理，当主机速度超过限定速度时，甩块向外动作打开触点使主机停止或减速运行；电磁式超速装置利用电磁原理，一般有电磁编码盘，通过计数装置测定速度，主机速度超过限定速度时，打开触点或者通过数据处理（二次仪表）使主机停止或减速；光电式超速保护装置原理与电磁式类似，只是使用了光电编码盘进行测速。
传统的起重机超速保护装置的检验方法是选择吊具下方空旷场地，并设置隔离区，起重机以额定速度空载下降，断开该开关，检验电机应能停止运转、制动器应能可靠制动，并测量制停距离应符合要求。该种方法只是对冶金起重机超速保护装置是否起作用进行了验证，但是这个方法的弊端是不能验证超速保护装置动作时，主机转速达到多少。针对此弊端，我对旧的检验方法进行了一些改进，能有效的测试出超速保护装置动作时主机的转速。
2改进后的检验方法
改进后的检验方法对机械部分的验证是在超速开关的控制回路中，串联一个足够容量（满足安全分断控制回路要求）的开关，并进行常规试验。而结合电气部分检验电机转速，则需要进一步检验。
2.1 校验设备要求
校验设备应满足如下条件：①应有一标准转速发生装置，该装置有足够的输出力矩。②应有速度检测记录装置，该装置速度测量精度应满足GB/T 22414-2008的要求。③测量仪器仪表，须检定的要在有效期内进行检定。
2.2 校验环境要求
2.2.1基本要求。应满足TSG Q7015-2008《起重机械定期检验规则》中对起重机检验条件的要求。
2.2.2 一般要求。①起重机超速保护开关的校验应在第4章检查完毕后进行；②每次校验前要检查校验设备应正常，并对记录装置调零校准。
2.2.3 特殊情况。如有下列情况之一，校验工作应在实验室进行：①现场环境不具备校验设备放置条件；②现场环境条件影响校验结果。
3校验步骤
3.1 机械式起重机超速保护开关的校验步骤
3.1.1 一般性检查。将超速开关与起重机传动装置脱离（如果有分离装置）或者拆下，进行一般性检查：外观、封记、接线、机构、触点，应符合本标准第2章要求。
3.1.2 动作速度值校验
①将超速开关可靠固定在校验仪上，与其输出轴可靠联接，装配公差控制在设备要求的范围内，实现平稳传动；注意转动方向与起重机起升机构下降方向一致。记录装置输入线与超速开关常闭触点可靠连接。
②为减少误差，数据处理方便，推荐等角速度传动。本标准有关数据处理均以等角速度传动为例。
③调整合适的初速度，启动加速装置，当速度达到一定数值，离心力克服弹簧束缚，机构使常闭触点打开，记录装置自动记录下动作速度值。校验至少重复3次，并在原始记录上记录结果。
④校验数据根据本标准第4章进行处理，根据本标准第5章判定是否合格，并出具校验报告。
3.2 光电式、电磁式起重机超速保护装置的校验步骤
3.2.1 一般性检查。光电式、电磁式起重机超速保护装置包括超速信号采集装置（一次表）和信号处理输出装置（二次表）两部分，要作为整体校验。信号处理输出装置为集成保护装置的一个单元不在本标准规定范围之内。
3.2.2 动作速度值校验。①将信号采集装置与机构分开或拆下，与校验仪输出轴可靠联接。②将信号处理输出端口与校验仪器记录装置输入端口可靠连接。③调整合适的初速度，启动加速装置，当速度达到一定数值，信号处理输出装置输出端口输出信号使记录装置停止计数，记录装置自动记录下动作速度值。校验要至少重复3次，并在原始记录上记录结果。④校验数据根据本标准第2章进行处理，根据本标准第3章判定是否合格，并出具检验报告。
4数据处理
4.1 超速开关安装在传动系统高速侧，开关动作时机构的线速度计算方法：
将实验数据去除坏值，至少测量3次，取测量值的算数平均值n0，按公式（1）换算出开关动作时机构的线速度：
V=n0πd/sm（1）
式中：v——开关动作时机构的线速度，单位：米/分钟（m/min）；n0——测量值（转速的动作速度）的算数平均值，单位：转/分钟（r/min）；d——卷筒公称直径，单位：米（m）；s——减速机构的减速比；m——滑轮组倍率。
4.2 超速开关安装在传动系统低速侧，开关动作时机构的线速度计算方法：
将实验数据去除坏值，至少测量3次，取测量值的算数平均值n0，按公式（2）换算出开关动作时机构的线速度：V=n0πd/m（2）
式中：v——开关动作时机构的线速度，单位：米/分钟（m/min）；n0——测量值（转速的动作速度）的算数平均值，单位：转/分钟（r/min）；d——卷筒公称直径，单位：米（m）；m——滑轮组倍率。
4.3 数值修约
计算结果保留小数位数与超速开关所在机构的额定速度数值相比多一位。
5结果判定
将计算结果与该机构额定速度比较，在额定下降速度的1.25～1.4倍范围内且满足第2章要求，可综合判定为合格；超出范围或不符合第2章要求，综合判定为不合格。有特殊要求的超速保护装置应满足设计文件的要求。
6总结
本检验方法的制定，弥补了技术标准有要求、检验规则无具体的检验方法的空白，对起重机安全性能的检验更加严谨，使得国家财产和人民生命安全进一步得到保障。
参考文献：
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[5]GB 50278，起重设备安装工程施工及验收规范[S].
[6]TSG Q7015-2008，起重机械定期检验规则[S].
[7]TSG Q7016-2008，起重机械安装改造重大维修监督检验规则[S].