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公司新聞
橋式起重機(jī)電氣控制電路及典型故障分析
發(fā)布時(shí)間:2020-06-16   瀏覽:6695次

摘要:橋式起重機(jī)作為重要的起重機(jī)械,是生產(chǎn)生活中不可缺少的。橋式起重機(jī)由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)及起升機(jī)構(gòu)組成。橋式起重機(jī)的各部分動(dòng)作都是通過電氣進(jìn)行控制的,本次論述通過各機(jī)構(gòu)的工作要求對(duì)橋式起重機(jī)的電氣控制電路進(jìn)行分析,希望能夠?qū)蚴狡鹬貦C(jī)能夠有進(jìn)一步的了解。

關(guān)鍵詞:橋式起重機(jī)、電氣控制、故障 

前言:隨著現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械設(shè)備在工業(yè)企業(yè)中的作用和地位越來越重要。橋式起重機(jī)作為現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的機(jī)械設(shè)備,由于作業(yè)環(huán)境復(fù)雜,工作方式特殊,發(fā)生故障的概率很高,起重機(jī)帶病運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象普遍存在。通過對(duì)橋式起重機(jī)控制電路的分析,能夠?qū)蚴狡鹬貦C(jī)的保養(yǎng)、維修起到積極作用。 

一、起重機(jī)電器控制電路

1.1起重機(jī)結(jié)構(gòu)及工作要求

起重機(jī)是一種用來起吊和下放重物,以及在固定范圍內(nèi)裝卸、搬運(yùn)物料的起重機(jī)械。它廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、車站、港口、倉(cāng)庫(kù)、建筑工地等場(chǎng)所,是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的機(jī)械設(shè)備。 

1.1.1橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

橋式起重機(jī)主要由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和裝有起升、運(yùn)行機(jī)構(gòu)的小車及電氣部分組成。橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如同1-1所示

機(jī)架是橋式起重機(jī)的基本構(gòu)件,主要由主梁、端梁和走臺(tái)等部分組成。主梁上鋪設(shè)有供小車運(yùn)行的鋼軌,兩主梁的外側(cè)裝有走臺(tái),裝有駕駛室一側(cè)的走臺(tái)為安裝及檢修大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)而設(shè),另一側(cè)走臺(tái)為安裝小車導(dǎo)電裝置而設(shè)。在主梁一端的下方懸掛著全視野的駕駛室。

大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制動(dòng)器、減速器和車輪等部件組成。常見的驅(qū)動(dòng)方式有集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩種,目前我國(guó)生產(chǎn)的橋式起重機(jī)大多采用分別驅(qū)動(dòng)方式。分別驅(qū)動(dòng)方式指的是用一個(gè)控制電路同時(shí)對(duì)兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)、減速裝置和制動(dòng)器實(shí)施控制,分別用來驅(qū)動(dòng)安裝在橋架兩端的大車車輪。

小車由安裝在小車架上的運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)組成。小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)也由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器和車輪組成,在小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下,小車可沿橋架主梁上的軌道移動(dòng)。小車起升機(jī)構(gòu)用以吊運(yùn)重物,它有電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器組成。起重量超過10t時(shí),設(shè)兩個(gè)提升機(jī)構(gòu):主鉤和副鉤,一般情況下兩個(gè)鉤不能同時(shí)起吊重物。

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  圖1-1

 

1.1.2橋式起重機(jī)的工作類型

起重機(jī)的工作類型是表明起重機(jī)繁重程度的參數(shù),所謂繁重程度是指起重機(jī)工作在時(shí)間方面的繁忙程度與受載方面的輕重程度。

a. 輕級(jí):起重機(jī)停歇時(shí)間較大,工作次數(shù)少,很少滿負(fù)載工作,適用于裝配、修理車間等場(chǎng)所。

b. 中級(jí):起重機(jī)經(jīng)常處于不同負(fù)載下工作,工作次數(shù)中等,適用于機(jī)械工廠中金工車間等場(chǎng)所。

c. 重級(jí):起重機(jī)經(jīng)常處于滿負(fù)載情況下工作,工作次數(shù)頻繁,常用于建筑工地等場(chǎng)所。

d. 特重級(jí):起重機(jī)基本上處于滿負(fù)載情況下工作,工作次數(shù)頻繁,環(huán)境                  溫度高,常用于冶金生產(chǎn)車間。

橋式起重機(jī)起重量:小型為5—10t,中型為10—50t,重型為50t以上。大車運(yùn)行速度為100—135m/min,小車運(yùn)行速度為40—60m/min,起升機(jī)構(gòu)取物裝置上升大速度為30m/min。

 

1.2電氣控制要求

1.2.1起升機(jī)構(gòu)的控制要求

(1)空鉤能快速升降,輕載的起升速度應(yīng)大于額定負(fù)載時(shí)的起升速度,以減少輔助工作時(shí)間;

(2)應(yīng)具有一定的調(diào)速范圍,普通起重機(jī)調(diào)速范圍為3:1,要求較高的起重機(jī)調(diào)速范圍可達(dá)5:1—10:1;

(3)具有適當(dāng)?shù)牡退賲^(qū),一般在30%額定速度內(nèi)應(yīng)分為幾檔,以便靈活操作;

(4)起升檔的作用是為了消除傳動(dòng)間隙,將鋼絲繩張緊,我們稱之為預(yù)備級(jí)。這一檔的電動(dòng)機(jī),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能過大,以免產(chǎn)生過強(qiáng)的機(jī)械沖擊,一般在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下。

(5)在負(fù)載下降時(shí),根據(jù)負(fù)載的大小,起升電動(dòng)機(jī)可以工作在電動(dòng)、倒拉制動(dòng)、回饋制動(dòng)等工作狀態(tài)下,以滿足對(duì)不同下降速度的要求。

(6)為確保設(shè)備和人身安全,起重機(jī)采用斷電制動(dòng)方式的機(jī)械抱閘制動(dòng),以避免因停電造成無制動(dòng)力矩,導(dǎo)致重物自由下落引發(fā)事故。同時(shí)也還要具備電氣制動(dòng)方式,以減小機(jī)械抱閘的磨損。

大車小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu),只要求具有一定的調(diào)速范圍和分幾檔控制。起動(dòng)的級(jí)也應(yīng)具有消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙的作用。為了起動(dòng)平穩(wěn)和準(zhǔn)確停車,要求能實(shí)現(xiàn)恒加速和恒減速控制。停車應(yīng)采用電氣和電磁機(jī)械雙重制動(dòng)。

采用電磁鐵式制動(dòng)器,要求電動(dòng)機(jī)通電時(shí),制動(dòng)電磁鐵也通電,閘靴松開,電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作時(shí),制動(dòng)電磁鐵同時(shí)失電,閘輪緊抱在制動(dòng)輪上,達(dá)到斷電制動(dòng)的目的。

 

1.2.2起重機(jī)的供電方式

起重機(jī)工作時(shí)是經(jīng)常移動(dòng)的,故不能采用固定連接的供電方式。常用的供電方式,一種是用軟電纜供電,起重機(jī)移動(dòng)時(shí),軟電纜也隨著伸展與疊卷,此種供電方式僅適用于小型起重機(jī)。另一種供電方式是采用滑線和集電器(電刷)傳送電能?;€一般采用圓鋼、角鋼或輕軌做成。接上車間低壓供電電源、沿車間長(zhǎng)度方向敷設(shè)的滑線為主滑線,通過集電器將主滑線上的電能引入到大車的保護(hù)框內(nèi),為安裝在大車上的電控設(shè)備供電。對(duì)小車和起升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)及其它電器的用電,則由沿大車敷設(shè)的滑線和小車上裝置的集電器來完成。

 

二、控制線路圖的原理分析

這里以20/5t橋式起重電氣控制電路為例進(jìn)行分析。該起重機(jī)有兩個(gè)卷揚(yáng)機(jī)構(gòu),主鉤起重量為20t,副鉤起重量為5t。電路由兩大部分組成:凸輪控制器控制大車、小車、主副鉤等五臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電路;用GQR-GECDD型保護(hù)柜保護(hù)五臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作的保護(hù)控制電路。

20/5t橋式起重機(jī)的電路原理和元器件明細(xì)表分別見圖2-1和表2-1所示。

 

表2-1

代號(hào)

元件名稱

型號(hào)

規(guī)格

數(shù)量

M1

副鉤電動(dòng)機(jī)

YZR-200L-8

15KW

1

M2

小車電動(dòng)機(jī)

YZR-132MB-6

3.7KW

1

M3,M4

大車電動(dòng)機(jī)

YZR-160MB-6

7.5KW

2

M5

主鉤電動(dòng)機(jī)

YZR-315M-10

75KW

1

AC1

副鉤凸輪控制器

KTJ1-50/1


1

AC2

小車凸輪控制器

KTJ1-50/1


1

AC3

大車凸輪控制器

KTJI-50/5


1

AC4

主鉤主令控制器

LK1-12/90


1

YB1

副鉤電磁抱閘制動(dòng)器

MZD1-300

單相 AC,380V

1

YB2

小車電磁抱閘制動(dòng)器

MZD1-100

單相 AC,380V

1

YB3,YB4

大車電磁抱閘制動(dòng)器

MZD1-200

單相 AC,380V

2

YB5,YB6

主鉤電磁抱閘制動(dòng)器

MZS1-45H

三相 AC,380V

2

1R

副鉤電阻器

2K1-41-8/2


1

2R

小車電阻器

2K1-12-6/1


1

3R,4R

大車電阻器

4K1-22-6/1


2

5R

主鉤電阻器

4P5-63-10/9


1

QS1

電源總開關(guān)

HD9-400/3


1

QS2

主鉤電源開關(guān)

HD11-200/2


1

QS3

主鉤控制電源開關(guān)

DZ5-50


1

QS4

緊急開關(guān)

A-3161


1

SB

啟動(dòng)按鈕

LA19-11


1

KM

主交流接觸器

CJ20-300/3

300A,線圈電壓380v

1

KA0

總過電流繼電器

JL4-150/1


1

KA1

副鉤過電流繼電器

JL4-40


1

KA2-KA4

大車、小車過電流繼電器

JL4-15


1

KA5

主鉤過電流繼電器

JL4-150


1

KM1,KM2

主鉤正反轉(zhuǎn)交流接觸器

CJ20-250/3

250A, 線圈電壓380v

2

KM3

主鉤抱閘接觸器

CJ20-75/2

45A, 線圈電壓380v

1

KM4,KM5

反接電阻切除接觸器

CJ20-75/3

75A, 線圈電壓380v

2

KM6-KM9

調(diào)速電阻切除接觸器

CJ20-75/3

75A, 線圈電壓380v

4

KV

欠電壓繼電器

JT4-10P


1

代號(hào)

元件名稱

型號(hào)

規(guī)格

數(shù)量

FU1

電源控制電路熔斷器

RL1-15/5

15A,熔體5A

2

FU2

主鉤控制電路熔斷器

RL1-15/10

15A,熔體10A

2

SQ1-SQ4

大、小車限位開關(guān)

LK4-11


4

SQ5

主鉤上升限位開關(guān)

LK4-31


1

SQ6

副鉤上升限位開關(guān)

LK4-31


1

SQ7

艙門安全開關(guān)

LX2-11H


1

SQ8,SQ9

橫梁欄桿門安全開關(guān)

LX2-111


2

 

2.1 20/5t橋式起重機(jī)電氣設(shè)備及保護(hù)裝置

橋式起重機(jī)的大車橋架跨度較大,兩側(cè)裝置兩個(gè)主動(dòng)輪,分別由兩臺(tái)同型號(hào)、同規(guī)格的電動(dòng)機(jī)M3和M4驅(qū)動(dòng),兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的定子并聯(lián)在同一電源上,由凸輪控制器AC3控制,沿大車軌道縱向兩個(gè)方向同速運(yùn)動(dòng)。限位開關(guān)SQ3和SQ4作為大車前后兩個(gè)方向的終端限位保護(hù),安裝在大車端梁的兩側(cè)。YB3和YB4分別為大車兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電磁抱閘制動(dòng)器,當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電時(shí),電磁抱閘制動(dòng)器的線圈得電,使閘瓦與閘輪分開,電動(dòng)機(jī)可以自由旋轉(zhuǎn);當(dāng)電動(dòng)機(jī)斷電時(shí),電磁抱閘制動(dòng)器失電,閘瓦抱住閘輪使電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)停轉(zhuǎn)。

小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)M2驅(qū)動(dòng),由凸輪控制器AC2控制,沿固定在大車橋架上的小車軌道橫向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。YB2為小車電磁抱閘制動(dòng)器,限位開關(guān)SQ1、SQ2為小車終端限位提供保護(hù),安裝在小車一軌道的兩端。

副鉤升降由電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng),由凸輪控制器AC1控制,YB1為副鉤電磁抱閘制動(dòng)器,SQ6為副鉤提供上升限位保護(hù)。

主鉤升降由電動(dòng)機(jī)M5驅(qū)動(dòng),由主令控制器AC4配合交流電磁控制柜(PQR)控制。YB5、YB6為主鉤電磁抱閘制動(dòng)器,限位開關(guān)SQ5為主鉤提供上升限位保護(hù)。

起重機(jī)的保護(hù)環(huán)節(jié)由交流保護(hù)控制柜和交流電磁控制柜來實(shí)現(xiàn),各控制電路用FU1、FU2作為短路保護(hù)。總電源及各臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別采用過電流繼電器KA0-KA5實(shí)現(xiàn)過載和過流保護(hù)(過電流繼電器的整定值一般為被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)額定電流的2.25至2.5倍)。

操作室艙門蓋上裝有艙門安全開關(guān)SQ7,在橫梁兩側(cè)欄桿門上分別裝有橫梁欄桿門安全開關(guān)SQ8、SQ9,為了發(fā)生緊急情況時(shí)能立即切斷電源,在保護(hù)控制柜上裝有緊急開關(guān)QS4。以上各開關(guān)在電路中均使用常開觸頭與副鉤小車、大車的過流繼電器及總過流繼電器的常閉

圖片 2

圖2-1  20/5t橋式起重機(jī)的電路原理

觸頭相串聯(lián)。當(dāng)操作室艙門或橫梁欄桿門開啟時(shí),主交流接觸器KM將不能獲電運(yùn)行。

 

2.2 主交流接觸器KM的控制

將副鉤、小大車凸輪控制器的手柄置于“0”位,聯(lián)鎖觸頭AC1-7、AC2-7、AC3-7(9區(qū))處于閉合狀態(tài),關(guān)好橫梁欄桿門(SQ8、SQ9閉合)及駕駛艙門(SQ7閉合),合上緊急開關(guān)QS4,按下啟動(dòng)按鈕SB,交流接觸器KM線圈得電,主觸點(diǎn)閉合,兩副常開輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。

 

KM線圈得電路徑:

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KM吸合將兩相電源(U12、V12)引入各凸輪控制器,另一相電源經(jīng)總過電流繼電器KA0后(W13)直接引入各電動(dòng)機(jī)定子接線端。此時(shí)由于各凸輪控制器手柄均在零位,電動(dòng)機(jī)不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

2.3 主鉤控制電路

主鉤電動(dòng)機(jī)采用主令控制器配合電磁控制柜進(jìn)行控制,主令控制器類似凸輪控制器,其觸頭開表如圖2-1(d)。

 

2.3.1 主鉤啟動(dòng)準(zhǔn)備

將主令控制器AC4手柄置于零位,觸頭S1(18區(qū))處于閉合狀態(tài),合上電源開關(guān)QS1(1區(qū))、QS2(12區(qū))、QS3(16區(qū)),接通主電器好玩控制器電源。此時(shí)欠電壓繼電器KV線圈(18區(qū))得電吸氣,其常開觸頭(19區(qū))閉合自鎖,為主鉤電動(dòng)機(jī)M5啟動(dòng)控制做好準(zhǔn)備。(KV為電路和提供失壓與欠壓保護(hù)以及主令控制器的零位保護(hù))

 

2.3.2 主鉤上升控制

它由主令控制器AC4通過接觸器控制,控制流程如下:

 

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 若將AC4手柄逐級(jí)扳向“2”、“3”、“4