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免爬器故障失效形式探讨

北极星风力发电网  来源:《工程设备与材料》  作者:陈维壁  2017/6/13 12:06:09  我要投稿  

北极星风力发电网讯:免爬器是一种利用电机驱动升降平台沿安装于建筑或者设备爬梯上的轨道上下运行,进行高空运送人员和物资作业的低速轻型起重机械。免爬器目前主要应用于风电领域,安装在风机塔筒内爬梯上,供风机的检修人员使用,可以极大地节省人员攀爬风机塔筒和输送检修仪器设备的体力消耗,提高了风机的检修效率。免爬器具有设计紧凑,使用方便快捷,且不改变现有塔筒结构等优点。免爬器是一种新型的升降机,由于其载重量低,不在国家监管的特种设备目录起重机械范围内,目前也没有相应的国家标准和行业标准进行规范。部分免爬器的制造厂家为了追求利润,压低成本,导致在产品在设计、制造和安装上存在一定的缺陷,在高空升降载人载物作业过程可能存在较大的安全隐患。

文章对免爬器进行介绍,并对其可能存在的故障失效形式进行分析。

1、免爬器的分类

免爬器的设备类型按导轨数量可分为单导轨导向和双导轨导向。由于双导轨导向的免爬器存在脱轨导致升降平台倾覆和人员坠落的风险,目前市场上主要产品采用单导轨导向。

免爬器的设备类型按驱动装置的布置可分为驱动固定式和驱动随行式。驱动固定式的免爬器其驱动装置安装在爬梯或者固定平台上;而驱动随行式的免爬器其驱动装置安装于升降平台上,与驱动固定式免爬器不同,驱动装置需要和升降平台同步升降。驱动随行式与驱动固定式相比,升降平台上增加了驱动装置的重量,因此相同额定载重量的免爬器产品;驱动随行式相比驱动固定式需要承受更大的载荷,因此在设计上需要对结构和零部件的强度、刚度和稳定性提出更高的要求;同时发生故障时驱动随行式的免爬器其驱动装置悬停在高空,产品往往也没有在地面或者平台上单独设置电控箱,不方便排除故障和检修。目前市场上主要产品为驱动固定式。

2、免爬器主要结构

免爬器一般由导轨、升降平台、电气控制系统、驱动装置、牵引系统等几部分组成。

导轨一般安装在爬梯上,作为免爬器升降平台的运行轨道使用,主要作用是保持升降平台的运行平稳性,一般同时也是防坠保护装置的制停作用对象。

升降平台由车身和踏板组成。车身上装有扶手、车上操纵装置和坠落保护装置等;踏板供人员站立或放置物资,一般为折叠式。作业时人员站立在踏板上握住扶手,同时通过车上控制系统操纵平台升降,当平台由于钢丝绳断裂、曳引力不足等原因发生坠落时,坠落保护装置动作将平台制停在导轨、钢丝绳或者爬梯上,人员可折叠踏板沿塔筒爬梯逃生。

电气控制系统一般由电控柜、操纵装置、限位装置等组成,对免爬器的运行进行操纵和控制。电控柜一般安装在固定平台或者爬梯上,线路通过电控柜后为免爬器提供电力,电控柜内装有电机调速控制装置;操纵装置

包括车上操纵装置和无线遥控操纵装置,车上操纵装置供人员乘坐时使用,而无线遥控操纵装置用于运送物资;限位装置用于限制升降平台的上下行程。

驱动系统一般由电机、减速器、制动器和驱动轮组成,驱动系统是免爬器的动力源。驱动系统一般通过曳引驱动的方式,利用驱动轮与钢丝绳的摩擦力拉动钢丝绳提升升降平台。

牵引系统一般采用钢丝绳,对于驱动固定式,钢丝绳绕过顶部滑轮、补偿轮和导向轮等,在升降平台上下两端固定,形成闭环。

3、免爬器故障失效分析

免爬器的故障和失效影响设备运行的稳定性,同时可能导致设备存在风险隐患,造成设备损坏、人员坠落等事故。在排除故障的同时,需要对故障和失效的原因进行分析。免爬器产品在运行过程中出现的主要故障和失效形式有以下类型。

3.1钢丝绳失效

(1)失效情况。钢丝绳失效是免爬器运行过程最主要的失效形式。轻度失效主要有钢丝绳张力不均,钢丝绳过分伸长,配有钢丝绳松绳检测装置的设备会故障停机进行保护,发生此类失效需要通过维保及时调节钢丝绳,避免和排除故障。严重失效可能出现断丝、断股、笼状畸变、绳芯挤出、扭结、部分压扁、弯折等情况缺陷。在对免爬器进行5000次的可靠性试验过程中钢丝绳出现的常见失效如图1~图4所示。对于达到严重缺陷的钢丝绳应按照GB6067.1-2010《起重机械安全规程第一部分:总则》“4.2.1.6钢丝绳的保养、维护、安装、检验、报废应符合GB/T5972的有关规定。”的要求报废更换[1]。

图1 断丝

图2 断股

图3 反向扭结

图4 外部绳股笼状畸变后导致断裂

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