电动葫芦控制系统的设计(3)

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情况考虑欠载保护);断层阶段,错层阶段,保护压力损失;钩绳掉保护。开发更多的制动功能模型,例如:双制动锥(电动机制动轮制动+高速轴补偿制动);三闸(锥形轮制动器制动+卷筒上安全闸+高速轴上补偿制动)。根据用户的需要增加上升高度和负载数字显示功能。

(8)引导线设备、高耐磨、高强度钢丝绳导来导绳性能已经被国内许多企业探求生产电动葫芦,目前,国内已经掌握了部分的成功经验。

(9)其他部分如钩,小车设计考虑组性和多功能性。 (10)提高配件如钢丝绳、轴承、标准件的质量。

(11)变压器和其他电子元件的机械和电气的寿命,电控箱的寿命设计应考虑与卷扬机的塞体协调。

(12)重视机器的油漆和包装等外观质量。

2.3 电动葫芦的运行条件及使用领域

1.运行条件

环境温度：-20℃～+40℃ 工作制度：中级JC25% 重级：JC40%

当中级工作制度电动葫芦的起重量降低30%时，即为重级工作制度JC40的电动葫芦。重级工作制度JC40%的电动葫芦是用在工作比较繁重，负载经常在额定值或要求安全系数较高的情况下。电动葫芦结构减速器：采用三级定轴斜齿轮转动机构，齿轮和齿轮轴用经过热处理的合金钢制成，箱体，箱盖由优质铸铁制成，装配严密，密封良好。减速器自成一个部件，装卸极为方便。

控制箱：采用能在紧急情况下切断主电路，并带有上下行程保护断火限位器的装置。确保了电动葫芦的安全运行。电器元件寿命长，使用可靠。

钢丝绳：采用GB1102-74（6*37+1）X型起重钢丝绳，保证了经久耐用。 锥形电动机：起升电机采用较大起动力矩锥形转子制动异步电动机，无须外加制动器。电机负载持续率为25%，电机采用B级或F级绝缘，电机防护等级IP44/IP54。

按钮开关：手操作轻巧灵便，分有绳操纵和无线遥控两种方式。 2.应用领域

主要应用于提升、牵移、装卸重物，油罐倒装焊接，如各种大中型砼、钢结构及机械设备的安装和移动，适用于建筑安装公司、厂矿的土木建筑工程及桥梁施工、电力、船舶、汽车制造、建筑、公路、桥梁、冶金、矿山、边坡隧道、井道治理防护等基础建设工程的机械设备。

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2.4 电动葫芦的使用维护

1.新安装或大修后的电动葫芦,首先应进行几次空车试车。但在安装前,切忌通电试车。

2.正常使用前应进行125%额定负载,提升离地面约100毫米,10分钟的静载荷试验,检查是否存在问题。

3.动态负载测试是以额定负荷重量,为提升和移动反复试验,试验后检查机械传动部分,电气部分和连接是不是正常的和可靠的。

4.使用中,绝对禁止不允许环境,超过额定载荷和每小时额定合闸次数(120次)。 5.安装和维护,必须严格检查限位开关是不是灵活的和可靠的,当钩上升到极限位置,钩套管到滚筒外壳的距离必须大于50毫米(10吨,16吨,20顿必须大于120毫米)。当吊钩下降到极限位置,应保证滚筒钢丝绳安全圈,有效的安全圈必须至少2圈。

6.不允许按两个使电动葫芦同时根据相反方向的手电门按钮。 7.工作完成后必须拉开总功率闸,切断电源。

8.电动卷扬机应该由专家和机械手充分掌握安全操作规程,不允许歪拉斜吊。 9.使用中必须定期检查电动葫芦,由专业人员发现故障及时采取措施,并认真记录。

10.调整电动起重机制动下滑,应保证在额定负载下,刹车在SV/100或更少(V为稳定升降负荷一分钟距离)。

11.报废标准的钢丝绳：钢丝绳检查和报废标准根据CB/T5972-1986《起重机械用钢丝绳检验和废弃代码为实际实现。

12.电动葫芦必须保持足够的润滑油在使用,并且保持石油干净,不应包含杂质和污垢。

13.钢丝绳润滑脂应用硬毛刷或小块木头,钢丝绳的润滑严禁直接用手工作。 14.电动葫芦不工作,不允许把重物悬在空中,防止零件产生永久变形。 15.在使用过程中,如发现故障,应立即切断主电源。 16.在使用中应特别注意脆弱的部分。

17.10~20吨葫芦在长时间连续操作,自动功率现象可能发生,这属于电动机过热保护功能,这时可以下降,经过一段时间的等待后,电机冷却,可以继续工作。

2.5 电动葫芦使用的注意事项

(1)使用前检查工作

a.在操作者步行范围内和重物通过的路线上应无障碍物。

b.手控按钮上下、左右方向应动作准确灵敏，电动机和减速器应无异常声响。

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c.制动器应灵敏可靠。

d.电动葫芦运行轨道上应无异物。 e.上下限位器动作应准确。 f.吊钩止动螺母应紧固。

g.吊钩在水平和垂直方向转动应灵活。 h.吊钩滑轮应转动灵活。

i.钢丝绳应无明显缺陷，在卷筒上排列整齐，无脱开滑轮槽迹象，润滑良好。 j.吊辅具无异常现象。

k.电动葫芦的工作环境温度为－25～+40℃

l.电动葫芦不适用于充满腐蚀性气体或相对湿度大于85%的场所，不能代替防爆葫芦，不宜吊运熔化金属或有毒、易燃和易爆物品。

(2)电动葫芦不得旁侧吊卸重物，禁止超负荷使用。

(3)在使用过程中，操作人员应随时检查钢丝绳是否有乱扣、打结、掉槽、磨损等现象，如果出现应及时排除，并要经常检查导绳器和限位开关是否安全可靠。

(4)在日常工作中不得人为地使用限位器来停止重物提升或停止设备运行。 (5)工作完毕后，关闭电源总开关，切断主电源。

(6)应设专门维修保养人员每周对电动葫芦主要性能和安全状态检查一次，发现故障及时排除。

(7)电动机风扇制动轮上的制动环，不许沾有油垢，调整螺母应紧固，以免因制动失灵而发生事故。

(8)电动葫芦各润滑部分应及时加适量的润滑油，润滑油要清洁，不含其它杂质。润滑油约2个月更换一次。对起升减速器和运行减速器在使用前一定要加足够的润滑油，起重减速器内注入50号机械油(HJ-50GB443-64)。0.5t、1t、2t、3t、5t、10t电动葫芦分别注人lkg，1.5kg，2.5kg,3kg，3kg,4kg，运行减速器注入黏度为5．5～7ºE50．数量为0.3kg的润滑油。

(9)使用过程中，发现故障应及时切断主电源。

(10)电动葫芦不工作时，不允许将重物悬挂在空中，以防止零部件产生永久变形。

(11)电动葫芦使用完毕后，应停在指定的安全地方，室外应设防雨罩。 (12)禁止同时按下两个相反方向的按钮，其它可以同时操纵。

(13)检修起升减速器拆卸时不得使用螺丝刀、扁铲等打接合面，应用木锤轻轻敲打箱体凸出部分、以免破坏箱体与箱盖密封平面。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 零件的选取以及控制方案的选择

3 零件的选取以及控制方案的选择

3.1 零件的选取

根据设计情况，采用比较通用的钢丝绳型号6x19+IWS，右向捻。电动机类型电动葫芦属于小型起重机械，通常选用交流异步电动机，参考业内对于电动葫芦起升机构所选用的电动机类型在本设计中将采用ZD型锥形转子异步电动机。综合考虑采用ZD21-4型锥形转子电动机。选用单层单联卷筒,C型卷筒结构 （JB/T9006.2-1999）。

3.2 控制方案的选择

3.2.1 继电器-接触器的控制

电气控制课程是电专业的基础必修课，是继电接触器控制系统来实现的。它包含控制线路、主电路、照明电路及辅助电路组成，该系统是由接触器-继电器、主令电器和保护电器等元件组成，按照一定的控制逻辑接线组成的控制系统。其工作原理就是采用硬接线逻辑，利用继电器触点的串联或并联，及延时继电器的滞后动作等组成控制逻辑，从而实现对电动机或其他机械设备的起动、停止，反向、调速及多台设备的我顺序控制和自保护功能。

传统的继电器-接触器控制系统是由输入设备（按钮、开关等）、控制线路（由各类继电器、接触器、导线连接而成，执行各种逻辑功能的线路）和输出设备（接触器线圈、指示灯等）三部分组成。这是一种由物理器件连接而成的控制系统。

继电器控制线路成本低廉，控制方式直观、操作简单、维护调整方便，现场人员容易掌握使用等优点，它被广泛用于工矿企业的生产控制系统。但它体积较大，控制速度慢，改变控制功能必须通过改变接线来完成，比较麻烦和困难。适合简单控制。

3.2.2 PLC的控制

一直以来都是继电器-接触器来控制，20世纪60年代PLC诞生，它是一种新型的自动化控制装置，所以PLC控制是由继电器接触器控制发展而来的。目前随着PLC技术的发展和应用，PLC控制系统逐渐取代继电器接触器控制系统，在实际工作中，如何选择使用哪种方法，我们就要弄清楚这个产品要实现的功能，另外还有价格问题，如果是功能相对简单的就没有必要使用PLC了，还是用继电器－接触器控制。

可编程控制器PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术想结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差得缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人

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员的技能和习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需要按照说明说的提示，做少量的接线盒简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

采用PLC控制,电动绞车运动过程如下。

当按下启动按钮,电动葫芦从原点开始下降,下降到底,直到碰到下限位开关停止。同时打开定时器,定时器电动葫芦,上升到顶部,碰到上限开关,停止上升。此时,电动葫芦右移,直到遇到正确的限位开关,这时右移停止。电动葫芦下降碰到下限开关而停止。结束时的开关在计时器同时定时,电动葫芦上升,上升到顶部直到遇到上限位开关,而停止上升。在这一点上,电动葫芦左移、左移遇到左起源限位开关,左移停止。电动葫芦一个运动周期完成。

图3.1 电动葫芦的动作过程

继电器－接触器控制是电专业必须科目，是基础科目。是学习ＰＬＣ的前奏，学PLC可编程控制不能脱离继电器－接触器控制，两者紧密相关。初次接触电气控制此学科，必须先从低压电气入手，掌握各元件的性能结构、用途，并能正常使用与维护，有了这些基础根据需要构成线路，从而带动电动机运转，实现工业的需要。

3.2.3 PLC控制与继电器-接触器控制相结合

由于PLC控制方案与继电器－接触器控制方案存在区别：控制中采用的逻辑部件不同，继电器－接触器控制全部用硬触点和“硬”线连接；PLC内部大部分采用“软”触点和“软”线控制；控制系统的结构和体积不同，继电器－接触器控制系统使用的电气元件多，体积大且故障率大，PLC控制系统结构紧凑，使用的电气元件少，体积小。

控制中电器的触点不同，继电器－接触器控制中全部以机械式的硬触点，动作慢，弧光放电严重，寿命短，而且使用次数有限；PLC内部全部为“软”触点，动作快、寿命长，使用次数无线。

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