起重机的电气控制

第七节起重机的电气控制起重机是专门用来起吊和短距离搬移重物的一种生产机械，通常也称为吊车、行车或天车。按其结构及运动形式的不同，可分为桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、旋转起重机及缆索起重机等。其中以桥式起重机的应用最为广泛并具有一定的代表性。一、桥式起重机的主要结构及运动形式桥式起重机由桥架（双称大车），装有提升机构的小车、大车运行机构及操纵室等几部分组成。1-驾驶室2-辅助滑线架3-交流磁力控制盘4-电阻箱5-起重小车6-大车拖动电动机7-端梁8-主滑线9-主梁桥架是桥式起重机的基本构件，它由主梁、端梁、走台等几部分组成。主梁跨架在车间上空，其两端联有端梁，主梁外侧装有走台并设有安全栏杆。桥架的一头装有大车移行机构、电气箱、起吊机构和小车运行轨道以及辅助滑线架。桥架一头装有驾驶室，另一头装有引入电源的主滑线。大车移行机构是由驱动电动机、制动器、传动轴、减速器和车轮等几部分组成。其驱动方式有集中低速驱动、集中高速驱动和分别驱动方式三种：集中低速驱动是由一台电动机通过减速器同时带动两个主动轮，使传动轴的转速低于电动机轴的转速，与车轮的转速相同，一般是50～100r/min。集中高速驱动是由电动机通过制动轮直接与联轴节、传动轴联接，再通过减速器与车轮联接。这样，运行机构的传动轴的转速与电动机的转速相同，一般是700～1500r/min。分别驱动是由两套独立的无机械联系的运行机构组成。每套运行机构由电动机通过制动轮、联轴节、减速器与大车车轮联接，省去了中间传动轴。但分别驱动的运行机构是用两台同样型号的电动机，用同一控制器控制。分别驱动与集中驱动相比，自重较轻，安装和维护方便，实践证明使用效果良好。目前我国生产的桥式起重机大部分采用分别驱动方式。小车运行机构由小车架、小车移行机构和提升机构组成。小车架由钢板焊成，其上装986543217有小车移行机构、提升机构、栏杆及提升限位开关。小车可沿桥架主梁上的轨道左右移行。在小车运动方向的两端装有缓冲器和限位开关。小车移行机构由电动机、减速器、卷筒、制动器等组成。电动机经减速后带动主动轮使小车运动。提升机构由电动机、减速器、卷筒、制动器等组成，提升电动机通过制动轮、联轴节与减速器联接，减速器输出轴与起吊卷筒相联。操纵室是操纵起重机的吊舱，又称驾驶室。在操纵室内，主要装有大小车运动机构和起升机构的操纵系统和有关装置，如控制器、保护箱及照明开关箱；有关安全开关，如紧急开关、电铃开关等。操纵室一般固定在主梁下方的一端，也有随小车移动的。其上方有通向走台的舱口。为了安全，舱口处装有安全开关，避免司机及维护人员上车发生触电事故。二、桥式起重机的拖动特点及控制要求1）具有合适的升降速度。空钩能快速升降，轻载的提升速度应大于额定负载的提升速度。2）具有一定的调速范围。对于普通起重机调速范围一般为3:1，而要求较高的起重机，调速范围则要求达到5:1～10:1。3）在提升之初或重物接近预定位置附近时，都需要低速运行。因此，升降控制应在30%额定速度内分为几档，以便灵活操作。高速向低速过渡应逐级减速，保持稳定运行。4）提升第一档的作用是为了消除传动间隙，使钢丝绳张紧，为避免过大的机械冲击，这一档的电动机的启动转矩不能过大，一般限制在额定转矩的一半以下。5）在负载下降时，根据重物的大小，拖动电动机的转矩可以是电动转矩，也可以是制动转矩，两者之间的转换是自动进行的。6为确保安全，要采用电气与机械双重制动，既减小机械抱闸的磨损，又可防止突然断电而使重物自由下落造成设备和人身事故。7）要有完备的电气保护与连锁环节。由于起重机使用很广泛，所以它的控制设备已经标准化。根据拖动电动机容量的大小，常用的控制方式有两种：一种是采用凸轮控制器直接控制电动机的起停、正反转、调速和制动。这种控制方式由于受到控制器触点容量的限制，故只适用于小容量起重电动机的控制。另一种是采用主令控制器与磁力控制屏配合的控制方式，适用于较大容量，调速要求较高的起重机和工作十分频繁的起重机。对于15t以上的桥式起重机，一般同时采用两种控制方式，主提升机构采用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大车小车移动机构和副提升机构则采用凸轮控制器控制方式。三、凸轮控制器凸轮控制器是一种大型手动控制电器。主要用来直接控制起重机等生产机械的电动机,它可以变换主电路的接法和转子电路中的电阻值，以达到电动机的启动、制动、调速和反转的目的。1、凸轮控制器的主要结构凸轮控制器由机械结构、电气结构、防护结构等三部分组成。其中，手柄、转轴、凸轮、杠杆、弹簧、定位棘轮为机械结构；触头、接线及联板为电气结构；上下盖板、外罩及灭弧罩为防护结构。1-静触点2-动触点3-触头弹簧4-复位弹簧5-滚子6-绝缘方轴7-凸轮当转轴在手柄扳动下转动时，固定在轴上的凸轮随绝缘方轴转动，当凸轮的凸起部位支住带动动触点杠杆上的滚子时，使动触点与静触点分开，而当转轴带动凸轮转动到凸轮凹部对着滚子时，动触点在弹簧作用下，使动静触点紧密接触，从而实现触点接通与断开的目的。若在方轴上叠装不同形状的凸轮块，则可使一系列的触点按预先规定的顺序接通和分断，把这些触点接在电动机电路中，便可达到控制电动机的目的。2、凸轮控制器的型号含义四、主令控制器凸轮控制器组成的控制线路具有结构简单、操作维护方便、经济性能好等优点，但也存在严重不足，如调速性能较差、触点容量较小等。为此，当电动机容量较大，工作繁重，操作频繁，调速性能要求较高时，采用主令控制器。它主要作为起重机、轧钢机等生产机械控制站的遥远控制。1、主令控制器的结构主令控制器的结构及动作原理基本上与凸轮控制器相同，也是靠凸轮来控制触点系统的通断。但它的触点小，操作轻便，允许每小时接电次数较多，适用于按顺序操作多个控制回路，且其触点系统多为桥式触点，并用银及其合金材料制成。一般由接触元件、凸轮、定位机构，转轴、面板及其支承件等组成。当主令控制器手柄旋转时，将带动凸轮块转动，当凸轮块转到推压小轮的位置，小轮设计序号额定电流交流J线路特征代号KT凸轮控制器带动支杆绕转轴旋转，支杆张开，从而使触点断开。在其它情况，由于凸轮块离开小轮，触点是闭合的，这样，只要安装一串不同形状的凸轮块，就可获得按一定顺序动作的触点。若这些触点用来控制电路，便可获得按一定顺序动作的电路了。2、主令控制器的型号含义五、5/3t（中级）通用吊钩桥式起重机的电气控制1、桥式起重机的供电特点桥式起重机的电源由公共的交流电网供电，由于起重机的工作是经常移动的，因此其与电源之间不能采用固定连接方式。一般采用软电缆供电，且大车在导轨沙锅内移动以及小车沿其大车上的导轨移动时，软电缆能随其伸展和叠卷。也可采用滑线和电刷供电，即三相交流电源经由三根主滑线与电刷送入操纵室中的保护箱，再经穿导线送至大车桥架上的大车电动机、大车电磁铁及交流控制站。至于小车上的提升机构、小车电动机及制动电磁铁的供电和与转子电阻的联接，则由设在桥架另一侧的辅助滑线与电刷来完成。常用的滑线由角钢、钢轨、圆钢等刚性导体组成。滑线按输送电流大小来选择其尺寸，选用的原则是：1)滑线上通过电流所引起的发热应在允许范围之内。2)滑线上引起的电压降最远点应不超过额定电压的10%。2、线路组成及动作原理同吨位起重量的桥式起重机，重级工作制与中级工作制在电气系统上的区别在于主提升机构的控制操作方式，重级为主令控制器操作控制，中级为凸轮控制器操作控制。如图3-17所示为5/3t（中级）通用吊钩桥式起重机的电气控制线路图。线路特征控制回路数设计序号类组代号LK该起重机有两个卷扬机构，主钩起重量为15吨，副钩起重量为3吨，分别由电动机M1、M2拖动。其中M1为主卷扬电动机，由KT14-60J/1型的凸轮控制器1SA操纵；M2为副卷扬电动机，由KT14-25J/1型的凸轮控制器2SA操纵；小车移行机构由电动机M3拖动，M3为小车电动机，由KT14-25J/1型的凸轮控制器3SA操纵；大车移行机构由两台电动机M4、M5分别拖动，M4、M5为大车电动机，共由KT14-25J/2型的凸轮控制器4SA操纵。凸轮控制器的闭合表如表3-7所示。表3-7凸轮控制器1SA～4SA的闭合表整个起重机用GQR6-GECDD型保护盘保护五台电动机。其中QS为紧急开关，用作事故情况下紧急断开电源；SQ7～SQ9为舱口门开关与横梁门开关；KA0、KA1～KA5为过电流继电器的触点，用作电动机的过流保护；1SA、2SA、3SA、4SA分别为主卷扬、副卷扬、小车与大车凸轮控制器触点；SQ1、SQ2为小车移行机构行程开关，用于小车终端限位保护；SQ3、SQ4为大车移行机构行程开关，用于大车终端限位保护；SQ5为副卷扬提升机构行程开关，用于提升终端限位保护。YB1～YB5分别为主卷扬、副卷扬、小车与大车电动机各自的制动电磁铁。该控制机构共设有3根主滑线，18根辅助滑线，全部采用凸轮控制器控制，控制线路动作原理简单，不再重复。桥式起重机常见故障及排除方法可参阅桥式起重机机修手册。