解析双梁起重机滑触线粉尘清扫装置

1　引　言

近几年，随着永磁铁氧体市场需求的加大，对永磁铁氧体生产工艺中间环节即粉体制作设备改造提出了新的课题。永磁铁氧体粉体生产操作环境属半暴露型生产状态，工序间的物料输送、运输、包装，造成粉料在空气中的弥漫，在粉体制备所必须的热工设备产生的上升热气流的作用下，不断地将粒度处于微（纳）米级的粉状颗粒带至双梁起重机电源滑触线上，在滑触线上积累粘着，而滑触线自身并不具备对其导轨的自清扫功能。由于永磁铁氧体属**导体，加大了触点间的接触电阻。轻者使双梁起重机电机三相电流不平衡，电机过热，绝缘下降，重者造成双梁起重机电机缺相运行，烧毁电机。

2　缺相运行的危害

2∙1　从理论上分析缺相运行的危害

起重机供电采用三相供电形式，三相电分别供给滑触线，再经过与滑触线密切接触的滑靴传输给控制单元及电机。从理论上分析缺相运行有如下危害：

（1）星型接法缺相运行出现的现象：如图1所示，如果电机正在运行，有一相断路（如 A 相绕组在d 处断开），则 A 相绕组中就无电流，B、C 两相绕组成为串联关系，此时电机仍可继续运转，但工作着的两相绕组，每相两端电压只有190V（正常工作时相电压为220V）。由于相电压降低，旋转磁通 Φ也相应降低。但是，负载没有变，电机的输出转矩也应该不变，因此定子电流将增加。此外，从功率角度来分析，电机正常工作时，三相绕组平均分担额定功率；缺相运行时，断电相不再做功，另两相绕组负担的功率必然增大，绕组电流也必然增加。总之，一相绕组断电后，其余两相绕组的负担明显增加，此时两相绕

组的电流值是额定电流的1∙732倍。

（2）三角型接法缺相运行出现的现象：如图2所示，如 d 点断开‚则整个绕组便接在两条相线之间，这也是缺相运行。此时虽然三相绕组都在工作，但它们已不是对称绕组，而是 CA 相绕组与AB 相绕组串联，然后与 BC 相绕组并联。在这种情况下，绕组中的电流、功率不仅与正常工作时的电流、功率不同，而且两支路电流也不均衡。理论和实践都证明，绕组为三角形接线时，一旦断一相电源，各相电流都将增加，电机可能因拖不动负载而停转。如果电机停转时未立即切断电源，则电流会更大，其危害比星型接法的电机缺相运行更严重。

2∙2　实际操作中缺相运行的危害

轻度即非密集形式的磁粉粉料会增大滑触线与滑靴间的接触电阻，接触点处的温度升高，产生热量，出现氧化现象。在这一过程中，伴随有电火花，大量密集的电火花能构成温度达3000℃以上的电弧，加剧氧化，较大的接触电阻足以使电机电流升高。当飘落的磁粉积存至一定厚度，便会在个别滑触线与滑靴间形成断路，造成三相异步电动机缺相运行。

（1）电动机在实际运行中缺相运行的危害：在电动机实际运行中，如果发生缺相运行，则绕组磁场也可分成两个大小相等、方向相反的旋转磁场。但与

电动机转向相反的磁场与转子间的相对转速很大，在转子中产生的感应电动势也很大，同时电流频率几乎是电源频率的两倍，而转子的感抗很大，此时决

定转矩大小的电流有功分量很小，所以逆向转矩远小于正向转矩，从而电动机能够继续运行。但此时转速降低，电流增大，只允许电动机带一半负载运

转。如果带额定负载运行，则通过绕组的电流势必超过额定电流而造成电动机发热甚至烧毁。

（2）电动机在静止时缺相启动的危害：在电动机处于静止状态，当定子绕组为星型接线时，如果出现缺相，则正序电压与负序电压相等，所以正序旋转磁场与负序旋转磁场也相等，此时启动转矩为零，电动机无法启动。当定子绕组为三角形型接线时，如果出现缺相，基于上述绕组为星型接线时同样的原因，启动转矩为零，所以电动机也无法启动。

（3）操作环境对缺相运行判断与处理的干扰：

通过上述分析可知，在运行中若出现缺相，则电动机处于过载状态，如不及时处理，电动机绕组就会烧毁。如果电动机在启动前就有一相断路，则接通电

源后只发出嗡嗡声而不启动，此时必须立即切断电源，否则也会烧毁电动机。事实上，起重机电动机安装在厂房顶端，距地面十余米高，更由于其他生产设备的噪音干扰，操作人员很难及时发现电动机故障。为了打破这种被动局面，变被动为主动，我们必须定期对双梁起重机滑触线粉尘进行清扫。

3　起重机滑触线粉尘清扫装置的应用

3∙1　传统的双梁起重机滑触线粉尘清扫方法

采取人工清扫的办法解决双梁起重机滑触线粉尘问题，其弊端有三：①没有操作台，清扫人员要沿着距地面10余米高、30余米长无保护设施的承轨梁上行走，探身清扫三条滑触线，难度*大的是处于*下端的一根滑触线，它位于承轨梁下端1m 处，清扫工作威胁着人身安全，存在着安全隐患；②要给清扫人员报酬；③清扫滑触线时，势必要停止厂房地面的某些作业，一些工序要等待，由此增加了生产成本。

3∙2　对普遍采用的双梁起重机滑触线密闭防尘罩的经济性和实用性分析

起重机生产厂针对起重机滑触线粉尘问题采取的措施是，在原滑触线上安装密闭防尘罩，密闭防尘罩施工安装费为260元／m，厂房长度30m，所需费用7800元。从密闭防尘罩断面分析，属半包围结构，可以阻断大部分的粉尘侵袭，短时期内效果明显，但经过一定使用周期，粉尘积累在所难免，清理工作仍很艰巨。

3∙3　双梁起重机滑触线粉尘清扫方案的确立

为寻求既实用又经济的起重机滑触线粉尘清扫的新方法，从实际生产需要出发，自行设计了一套“双梁起重机滑触线粉尘清扫装置”，实现了随着天车运行，该装置自动清扫的目的。经过近一年的生产实际应用，证明本装置具有结构简单、经济实用、安全可靠等诸多优点。本装置基本上解决了这类起重机在工作条件极差环境下的电机保护问题。

4　双梁起重机滑触线粉尘清扫装置

图3为双梁起重机滑触线粉尘清扫装置结构示意图。粉尘清扫装置由三个板刷2、固定板刷卡具

3、悬臂板4、连接架5、加强板8（1为滑触线）等组合而成。板刷为普通工业用棕刷。固定板刷卡具材料为薄钢板或薄塑料板，长条型板块两边带孔，用于板刷与悬臂板间的固定。悬臂板材质为非金属板，严格要求绝缘性能良好，其一端与板刷以卡具连接，另一端与连接架以螺栓连接。连接架材质为非金属板，严格要求绝缘性能良好，连接架分别与悬臂板和双梁起重机的钢架以螺栓连接。加强板材质为非金属板，要求绝缘性能良好，分别与三个悬臂板以螺栓连接，主要起到加强和固定的作用。

双梁起重机滑触线粉尘清扫装置，全部材料费约合400元，加工、安装费150元，整个装置成本约550元。使用滑触线粉尘清扫装置，与传统起重机滑触线防尘罩相比，成本约降低92％以上。作为消耗材料的板刷使用周期约为半年，三个板刷材料费年消耗20元。

5　结　语

双梁起重机滑触线粉尘清扫装置的研制与卓有成效的运用效果，为起重机使用领域，特别是为在操作环境恶劣的情形下，提供了一种低投入、高产出的配套使用设备。