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麗江云杉坪旅游索道有限公司安技部　和潤武

摘　要：在脫掛式索道運行中由于站內(nèi)進站側(cè)和出站側(cè)的垂直導(dǎo)向輪輪襯磨損，會造成進出站兩側(cè)的吊廂加減速系統(tǒng)在脫掛區(qū)域的速度與鋼繩的運行速度不同步，進出站兩側(cè)實時測量速度與主電機的實時測量速度存在一定的差值，在設(shè)備由重載狀態(tài)變?yōu)榭蛰d或輕載狀態(tài)時，鋼繩對支架托壓索輪和驅(qū)動輪的壓力變小，當鋼繩對液壓缸的壓力低于設(shè)定壓力值（正常值約96%）時，液壓張緊裝置的電機啟動，油泵開始工作，及時調(diào)整液壓張緊系統(tǒng)的油壓，適量增加液壓缸的長度，使鋼繩的張緊程度處于索道安全運行的要求之內(nèi)。對于云杉坪索道而言，在液壓缸伸長推動小車移動時，行走小車移動速度方向在進站側(cè)和出站側(cè)相對于鋼繩運行速度方向剛好相反，而且由于導(dǎo)向輪襯磨損程度不同，造成了進出站兩側(cè)實時測量速度差值大于原先設(shè)定好保護參數(shù)，導(dǎo)致索道設(shè)備自動控制系統(tǒng)保護動作停機。

關(guān)鍵詞：輪襯磨損　負載變化　液壓缸伸長　速度方向　速度差　保護動作

脫掛式索道的速度測量系統(tǒng)主要是實時監(jiān)測索道設(shè)備運行過程中，設(shè)備的運行速度，如鋼繩的運行速度、主電機的運行速度、站內(nèi)吊廂加減速系統(tǒng)的運行速度，它一方面為索道的調(diào)速裝置采集設(shè)備運行的實時狀態(tài)量，使調(diào)速系統(tǒng)把該狀態(tài)變量與設(shè)定的速度值進行比較，如有差值及時調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角，改變輸出電壓值，調(diào)節(jié)主電機的轉(zhuǎn)速，使定電機運行按設(shè)定的速度；另一方面為索道自動控制系統(tǒng)提供實時狀態(tài)參數(shù)，從而自動控制裝置不斷地與各種保護定值比較；并加以判斷，使索道設(shè)備按照預(yù)先設(shè)定的程序安全運行。同時，以比較直觀的方式在后臺計算機或操作臺上指示出來，使運行人員清楚了解設(shè)備運行狀況，因此測速系統(tǒng)是索道電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分。 
　　

對于脫掛式索道而言，在抱索器與鋼繩掛接或與鋼繩脫開的區(qū)域內(nèi)要求抱索器的運行速度和鋼繩的運行速度基本同步，兩者之間的速度差值不允許超過保護值，否則會對鋼繩表面和抱索器鉗口造成磨損，從而會嚴重影響鋼繩和抱索器的使用壽命。要確保抱索器在脫掛區(qū)域的運行速度與鋼繩的速度相同，就要求站內(nèi)吊廂加減速系統(tǒng)在脫掛區(qū)的速度與鋼繩的速度相同。而加減速裝置的動力是通過站內(nèi)垂直導(dǎo)向輪上的皮帶輪帶動取力皮帶得來的，垂直導(dǎo)向輪輪襯的磨損，會加快加減速裝置的速度，從而也加快抱索器在站內(nèi)的運行速度。所以要保持抱索器和鋼繩的同步性，就必須嚴格控制取力的垂直導(dǎo)向輪輪襯的磨損程度。 
　　

云杉坪索道的速度測量系統(tǒng)是由主電機同軸安裝的測速編碼器，和進出站側(cè)的第二個垂直導(dǎo)向輪上安裝的各一套測速編碼器組成。

與電機同軸的測速編碼器，其脈沖頻率可達150KHZ,最高轉(zhuǎn)速6000RPM,設(shè)備運行時產(chǎn)生的脈沖信號，一路直接進入主電機驅(qū)動器調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)，參與主電機調(diào)速過程另一路進入驅(qū)動器控制系統(tǒng)，為主電機的安全運行提供實時狀態(tài)量，并且經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換成為可用速度指示表指示的模擬信號，在控制操作臺上的設(shè)備運行速度表上表現(xiàn)出來。進出站側(cè)的編碼器安裝在第二個垂直導(dǎo)向輪（圖1中的1號輪），而兩個加減速取力輪（圖1上2、3號輪）和1號輪承受的鋼繩對其壓力基本相等，因此它們?nèi)齻€輪子的輪襯磨損速度基本相同，而且它們的直徑都相等。由于通過兩根取力皮帶驅(qū)動吊廂加減速系統(tǒng)，所以編碼器測出速度等于吊廂在脫掛區(qū)域的速度，而鋼繩與取力輪2、3轉(zhuǎn)速的關(guān)系如公式V鋼繩=2πRn(n為轉(zhuǎn)速、R為取力輪半徑)所示，該編碼器可達50000PPR 、產(chǎn)生的脈沖信號頻率可達300KHZ,輸出2路脈沖信號分別進入防碰撞系統(tǒng)、緊急驅(qū)動控制系統(tǒng)、工作閘控制系統(tǒng)。 
　　

從2012年3月開始，每天索道設(shè)備運行到下午大約12:30和14:00、15:30幾個時間段驅(qū)動站會出現(xiàn)進站側(cè)和出站側(cè)脫掛區(qū)域加減系統(tǒng)速度差值過大引起故障停機，而其他時間都是運行正常。一般造成該故障的原因是：由于進出站側(cè)兩邊的安裝測速編碼器垂直導(dǎo)向輪輪襯磨損程度不一樣而引起的，所以我們對進站側(cè)和出站側(cè)的兩個垂直導(dǎo)向輪（圖1號輪）輪襯磨損程度進行了檢查，經(jīng)過用輪襯磨損檢查模板測量以后發(fā)現(xiàn)：雖然進站側(cè)的垂直導(dǎo)向輪輪襯磨損比出站側(cè)的是多一點，進站側(cè)的速度測量值比出站側(cè)、主電機的約快0.08m/s，但是還處于允許范圍之內(nèi)（保護定值是差值為0.5m/s），而且如果該故障是輪襯磨損不同引起的，平時也應(yīng)該會產(chǎn)生速度故障，現(xiàn)在只是每天下午那幾個時段才會發(fā)生，所以可排除該種原因。我們考慮是不是編碼器接線接觸不好的原因呢？我們檢查進出站側(cè)編碼器的控制電纜的所有接頭、連接部位，都沒有解決問題，最后甚至懷疑是否其中有一編碼器運行不穩(wěn)定或者是在每天那個時段有干擾信號，和電壓波動而產(chǎn)生故障停？我們先后更換編碼器、檢查屏蔽線接地，都沒有解決問題。而編碼器的電源和其控制監(jiān)測系統(tǒng)的電源是由直流24V供電，一般不存在產(chǎn)生電壓波動問題。這樣，問題好像走進死胡同里了。 
　　

在這個時候，事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機，4月份的一天，大約下午12:20左右，我們工作人員正在對設(shè)備巡視檢查，剛走到液壓張緊裝置前時，液壓張緊的電動機突然啟動，油泵運行，壓力油進入油缸，行走小車開始向后緩慢移動，開始繃緊鋼繩。就在那時索道也故障停機了，后臺監(jiān)控計算機監(jiān)控軟件顯示是：速差故障停機，那時，速差故障根源終于找到了。原因是這樣的：我們的索道設(shè)備從早上7:30開始運營以后，到下午12:30一直是滿負荷運行，到了12:30以后上行側(cè)的游客走完，下行側(cè)的游客少了，鋼繩上的負荷減少了，這樣鋼繩對液壓缸的壓力減少，支架間的鋼繩變得松馳了，液壓張緊系統(tǒng)的壓力平衡被破壞，按照設(shè)置參數(shù)鋼繩最小張力調(diào)整值是96%，液壓張緊裝置的電機啟動，油泵開始工作，壓力油進入油缸，液壓缸伸長，推動行走小車向后緩慢移動，速度大約0.24m/s，把松弛鋼繩進行張緊。就在液壓系統(tǒng)電機工作的短暫的時間里，對于進站側(cè)而言，行走小車移動速度方向與鋼繩運行速度方向相同，這樣進站側(cè)測速編碼器測出的速度等于小車速度加上鋼繩速度，公式表示為v進側(cè)=v鋼繩+v小車。對于出站側(cè)而言，小車速度的方向與鋼繩速度方向相反，從而出站側(cè)測速編碼器測出的速度等于鋼繩速度減去小車速度，用公式表示為v出測=v鋼繩-v小車，具體情況如下：

由于進出站側(cè)垂直導(dǎo)向輪輪襯磨損程度不同的原因，在平時正常運行中進站側(cè)編碼器測出的速度比出站側(cè)的編碼器測出的速度快0.08m/s,根據(jù)公式ω=v/R(ω為輪子角速度、v為鋼繩的速度、R為輪子半徑 與輪襯磨損相關(guān))不難理解。所以當液壓缸推動行走小車移動的過程中，進站側(cè)與出站側(cè)速度差值為:
　　

v差≈V進側(cè)-v出測+0.08m/s,
　　

v差≈2v小車+0.08
　　

v差≈0.56m/s
　　

而設(shè)定的保護參數(shù)為0.5m/s,實時差值大于保護參數(shù)，這樣自動控制系統(tǒng)保護動作停機。解決這個問題，有兩種方法，第一種方法：修改監(jiān)控軟件的保護參數(shù)，也就是把保護參數(shù)改為比0.5m/s大一些如0.6或0.7m/s；第二種方法：同時更換進站側(cè)和出站側(cè)每邊的1、2、3號垂直導(dǎo)向輪。比較這兩種解決方法，第一種方法只能用于短時應(yīng)急運行，長時間采用是不允許的；第二種方法能徹底解決問題。我們采用了第二種方法，更換了進出站側(cè)的六個垂直導(dǎo)向輪，這個速度差值過大故障解決好了。 
　　

通過處理這個故障，我們得到一個啟示：很多設(shè)備故障的發(fā)生是由直接因素和間接因素共同影響而產(chǎn)生的，我們在分析故障時應(yīng)該從多方面進行考慮和檢查，這樣我們才能準確、快速、徹底地解決問題。 
　　

以上是我們分析和處理速差故障事件的淺談，如有不妥之處，請各位同行指正。