客运索道挡绳板和捕捉器的分析与研究

托 (压)索轮组是客运架空索道，尤其是线路长、支架设施多的架空索道的必备部件。它支撑着牵引索、运载索及吊具，通过托举或施压的方式使钢丝绳适应地形，保持钢丝绳内的张力。

离开托 (压)索轮，客运索道要么线路不能太长，要么就寸步难行。经过多年的发展，托 (压)索轮组在轮体结构、轮体和轮衬材料、制造工艺方面得到长足进步，基本满足了目前国内各类型索道的需求。然而 ，近期国内外发生了-些客运索道事件和故障，其原因 (无论直接原因还是间接原因)指向了托 (压)索轮组上的两大安全 附件--挡绳板和捕捉器。例如2009年，日本-条脱挂式索道的钢丝绳向内脱索，-吊厢卡阻在托索轮组上，在后面吊厢跟进并与其撞击后坠落，厢毁人亡。2010年 五-”节期间，北京某索道发生钢丝绳在支架托索轮组上向内侧脱索事件，幸运的是该索道为固定抱索器吊厢索道，速度慢、受力小，而且事件被及时发现，只伤及钢丝绳，乘客幸免。如果发生在速度快的脱挂抱索器索道上，后果将很严重。

与客运索道的其他设备相 比，很多用户对挡绳板和捕捉器 的关注较少。原 因主要有两方面：首先，我国客运索道历史上因其导致的事故不多，所导致的事故也没有造成大的损失和影响，事故分析时往往把原因归结于 自然环境 (比如风雪)，《起重运输机械》 2013(4)未引起足够的重视；其次，我国大多数客运索道速度慢、运力小，使得挡绳板和捕捉器引发事故的概率较低。但是，事故概率低不等于风险程度低。事实上，因挡绳板和捕捉器失效引发的事故，轻者导致脱索，重者厢坠人亡。

不仅如此，标准规范制定、设计环节也在-定程度上忽视了挡绳板和捕捉器的-些技术细节，只作了笼统的、定性的要求，而缺少-些量化的技术要求。

1 挡绳板挡绳板是防止钢丝绳向内侧脱索的安全保护装置。脱索是客运索道比较常见的-种故障，但向内侧脱索则潜藏着很大的安全隐患。-方面，大部分国产索道的脱索探测装置 (U形针)的安放方式不具备探测到钢丝绳向内脱索的能力；另- 方面，-旦挡绳板防脱索失败，极有可能将导致吊具在托索轮组上卡阻，引发厢坠人亡的事故。

我国目前的规范对挡绳板的要求相对简单，作者认为至少还应从相关形位尺寸和抗负载能力两个方面进-步要求。

1.1 挡绳板的形位尺寸1)安装位置及尺寸挡绳板的安装方式通常有两种 ：-种是每个轮子上都装有挡绳板，见图 1a；另-种是安装在- 93 - 托 (压)索轮组进、出口第-组 (个)轮子处，如图 1b、图 1c。虽然相关规范只提到 应在托(压)索轮内侧安装挡绳板”，按字面意思理解，似乎第-种方式更合乎要求，但承袭历史原因，第二种方式也得到了认可，并且欧盟有关客运索道的标准条款也侧面证明第二种方式可龋这里要分析的是，如果采用第二种安装方式，托 (压)轮组具有两级平衡臂。图2a为十托轮组，两个小平衡臂 (即分别为四托轮组和六托轮组的平衡臂)要么通过夹板 -螺杆结构固定在大平衡臂上，要么通过轴 -孑L配合装配在大平衡臂上。无论是哪种方式，均存在两个小平衡臂上的轮组不在-条直线上的风险，比如连接螺杆失效、轴孔配合问题等，这就可能导致如图 2b所示的现象：钢丝绳在轮组中间位置 (图 2a中椭圆示处)偏向轮组内侧。如果此处没有挡绳板，钢丝绳就很可能往内侧脱索。因此，对于这种方式，应该在两组轮组的中间位置增设-个挡绳板。

(a)独立挡绳板托轮 (b)单挡绳板托轮(c)组合挡绳板托轮图 1 挡绳板的安装(b)(a)正常情况 (b)直线度欠佳的情况图2 十托轮组2)形状尺寸为了保证抱索器的顺利通过，挡绳板的进出口应有导向，导向的长度、角度都要满足-定的要求。现在有些厂家的托 (压)索轮组就存在导向角小，导向长度短的问题。如图 3椭圆中标注，导向角度 15。～30。，不宜过大，也不宜太小，导向口的长度 Z应为 1/3外抱卡的长度，且至少不. . - - 94 ..--得小于50 Ilnl。

图3 挡绳板导向口的J 寸要求挡绳板的高度日应满足 ≥bDn， 4，b是抱索器顶部厚度，D是钢丝绳的直径，n足轮衬在最大承受压力下的变形量与轮衬允许磨损量之和。

换言之，挡绳板的上沿应高过抱索器的上沿，下沿则应低于轮衬正常磨损后再扣除弹性变形的量 rz值的考虑主要是为了止脱卡圈脱出、轮子侧板可能侧落后，挡绳板仍能挡住钢丝绳的脱冉。

绳板距离轮子侧板的距离 (见图4)不宜太大，如果太大，有可能导致钢丝绳脱槽后滑入挡绳板和侧板之间，如图 5所示。按照欧盟 CEN标准，这个尺寸应小于 1/4的钢丝绳直径，儿 人于8 mm。目前，～-些厂家的产品该间隙过大，说明在设计制造过程中便没有精细要求；另外，使用安装过程中，此间隙也因其他外力过程中变形而增大，但未引起安装单位和用户的注意。

图4 捎绳板 寸参数1.2 挡绳板的能力为了防止钢丝绳内侧脱f 绳板心具备- ·定的抵抗钢丝绳沿轮轴向内侧的力 这个 力不仅体现在强度上，更体现在刚度上。根据欧盟 CEN标准，应至少为5 kN。对于 5 kN的力， --般碳钢在强度上都能满足，所以刚度显得更重要 刚度不够最直接的表现就是挡绳板容易变形，而且变《起重运输机械》 20l3 (4)图 5 绳脱槽示意图形幅度大，这点在实际使用中有所反映。

假如把挡绳板当做-个简支梁模型，则其所受的侧向力见图6。最大变形量 将发生在挡绳板的最尾端，且 Fl。/3EI式中：Z为挡绳板长度，按照-般 O0 mm的轮子，Z200 mm；E是材料的弹性模量，对于-般碳钢，E200 GPa；，为矩形截面惯性矩，取其宽为 100 mm，厚为 10 mm。则 ym 8 mm，接近欧盟 CEN标准要求的间隙值。

上- - - - 1- ～、 、 、 、、、图6 挡绳板受力模型若再加上挡绳板跟轮子间固有的8 mm间隙，变形后挡绳板与轮子间的间隙将增至16 mm，这对于-般固定抱索器式索道的钢丝绳 (直径为 30-40 mm)而言，是-个很大的间隙，意味着-旦钢丝绳跑偏至此间隙，向内脱索的可能性将大增。

也就是说，按照欧盟 CEN标准的 5 kN的力来分析，10 mm厚的挡绳板的变形已不能满足托压索轮组的使用。然而，目前我国大部分索道的挡绳板厚度在8 mm左右，有的甚至更薄，挡绳板变形现象就不足为奇了，因此，板的尺寸很有必要加宽加厚-些。

2 捕捉器在结构方面，捕捉器应满足脱索后抱索器能顺利通过。因此，捕捉器承接钢丝绳的槽面和防《起重运输机械》 2013 (4)止钢丝绳滑出的立沿面，最好都应是弧面，因为弧面的导向性最佳。最忌用方形捕捉器，不管是脱索后钢丝绳在捕捉器槽 内的通过性，还是正常运行时吊杆向内摆动的通过性均不佳。很多固定抱索器吊厢的吊杆是方管结构，当其偏摆与捕捉器碰撞后 ，容易被剐住 ，2005年黑龙江某滑雪索道、2009年河北某索道均发生过吊具被捕捉器剐落的事件。

在尺寸细节方面，我国规范仅规定了捕捉器的槽深和槽宽。此外 ，捕捉器与钢丝绳的相对位置关系也很有必要考虑，因为相对位置关系意味着捕捉器有效捕捉钢丝绳的能力。欧盟 CEN标准中的-个条款值得借鉴，该标准规定，捕捉器外沿和轮组绳槽 中钢丝绳轴线形成的平面，与垂直面的夹角 ，应大于 0.785 rad(约 38.13。)，捕捉器外沿和骑在轮组外侧侧板上钢丝绳轴线形成的平面，与垂直面的夹角 O/ 应大于 0.524 rad(约27.65。)，见图7。我国目前-些索道上就存在大直径轮子和小尺寸捕捉器相配合的现象。

I(-图7 捕捉器相对位置3 结束语现实情况表明，与客运索道站内设备相 比，线路设备在作业人员的视野之外，发生问题后不易被察觉而造成次生事故的可能性更大，因此，无论技术标准还是设计制造，需要更精细的考虑，并需要在使用过程中不断改进和完善。据悉，全国客运索道与游乐设施标准委员会对于挡绳板和捕捉器的细节要求已开始关注，并有增补标准条款的意向，这将有助于客运索道的安全，希望能眷出台。

- 95 - 变频调速起重机控制系统故障应急措施李建忠 刘 军 顾建丽中国酒泉卫星发射中心 兰州 732750摘 要：阐述了变频器内在控制结构，分析了发射场起重机变频改造后的薄弱环节 ，指 J 起 机控制系统中存在的单点故障点，同时就如何采用备份措施来提高起重设备控制系统可靠性进行了讨论关键词：变频调速；PLC；变频器中图分类号：TM921.51：TH215 文献标识码：A 文章编号：l001-0785(2013)04-0096-05Abstract：The paper describes the control structure inside the frequency converter，analyzes any weak linkS after var-iable frequency transformation for cranes in the launching site.puts forward any single-point fault points existing in cranes control system，and discusses how to improve reliability of the control system of hoisting equipment by taking backupm easures。

Keywords：variable frequency variable speed；PLC；frequency converter0 引言 1 起重机控制系统组成及控制原理近年来，随着变频器技术的发展，在起重机行业，变频调速以其优异的调速和起、制动性能、高功率因数和节能效果；广泛地应用于起重设备中。为提高发射场起重机的整体性能，新上起重机调速方式均采用变频调速。同时 自2004年起，先后对涡流调速、自激式能耗制动调速及变极调速起重机进行了变频改造。为达到发射场吊装的高可靠性要求，起重机控制系统设计时采刚了多种操作手段，以备意外故障条件下可靠地将产品归位。然而某任务吊装准备时发生的显示软件故障及 PROFIBUS-DP接触不 良故障，导致几种操作模式均不能对起重机进行控制。本文对发射场起重机控制系统构成 、变频器可控控制模式进行分析，查找单点故障环节，就控制系统应急措施进行讨论1.1 起重机控制系统组成起重机控制系统由操作员站 (手控盒)、控制处理站、I/0站、状态监测站、变频驱动单元组成，系统组成如图 1所示。通常存非标起曩机控制系统中控制台是主要的操作控制没备，控制方式通常分为控制台控制、手控盒控制、科控和控制柜控制 4种。标准起晕机通常是以手控盒为主要的操作设备，控制方式通常分为手控盒控制(或是司机事)和控制柜控制 2种。

1.2 起重机的控制流程起重机操作信号控制流程如 - ：操作 任操作员站发出动作指令，PI c中央处理站接收到陔指令后调用相应的功能块，输出相应控制宁刮 I/0站和变频驱动单元以驱动执行机构动作；同时 I/O站接收到各种状态信号，通过 PIJc的数据处理后送给状态监控站进行实时 示。操作 员向指挥报