李慶運(yùn)

摘 要:本文講述了16t-35m門座式起重機(jī)各機(jī)構(gòu)性能及參數(shù),并介紹了原機(jī)電控系統(tǒng)的弊端,著重介紹了新門機(jī)的電控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:門座式起重機(jī)電控系統(tǒng)

中圖分類號:U294.27+5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0080-01

1 門座起重機(jī)概述

MQ16t－35m門座起重機(jī)是港口碼頭前沿裝卸一般散貨和雜貨吊鉤、抓斗兩用設(shè)備,它可以在工作范圍內(nèi)作起升、變幅、回轉(zhuǎn)的單獨(dú)或聯(lián)合動作,操作方便、動作靈活。

MQ16t－35m門座起重機(jī)適用于軌距為10.5m平行、直線、水平設(shè)置、型號為P50的軌道。該機(jī)設(shè)有兩套起升機(jī)構(gòu),另有變速箱,用于改變起升速度,卷筒為雙聯(lián)焊接,幅度改變采用齒條變幅機(jī)構(gòu),傳動效率高。該機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分采用了三排滾柱回轉(zhuǎn)支撐方式,傳動為立式行星減速箱及開式齒輪傳動,并裝有腳踏液壓臥式制動器和極限力矩聯(lián)軸節(jié),使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,動作平穩(wěn)。行走機(jī)構(gòu)由四組32輪臺車組成,其中16輪為驅(qū)動輪,各行走臺車與平衡梁及其與門架均用鉸接,使其均衡受力,設(shè)有新式的防爬裝置、錨定裝置。

2門座起重機(jī)機(jī)械性能及參數(shù)

2.1 起升系統(tǒng)

起升系統(tǒng)包括起升和鋼絲繩滑輪系統(tǒng)。起升機(jī)構(gòu)由兩部單獨(dú)的絞車組成,兩部絞車可以單獨(dú)組成或聯(lián)合開動。絞車裝有變速箱,在要起吊25T貨物時,兩變速手柄同時撥在慢檔(撥向靠電機(jī)一方),在要起吊25T貨物或使用16T抓斗時,兩變速手柄同時在快檔(撥向靠減速箱一邊),絞車在運(yùn)轉(zhuǎn)時禁止撥動變速箱手柄,只有在停車時才能撥動變速箱手柄,起重機(jī)可以方便地使用四索抓斗裝卸散貨或使用吊鉤裝卸件貨。

2.2 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)柱、水平輪和下支撐組成的回轉(zhuǎn)支撐及立式電機(jī)常開式制動器極限力矩聯(lián)軸器、小齒輪、大齒圈組成的回轉(zhuǎn)驅(qū)動。本機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝有兩套相同的驅(qū)動機(jī)構(gòu),這兩套機(jī)構(gòu)對稱布置在兩側(cè),這樣布置可減少由于轉(zhuǎn)盤的變形而產(chǎn)生對開式傳動副的嚙合影響。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部分的制動器是常開式制動器,這樣有利于司機(jī)視回轉(zhuǎn)運(yùn)動的實際情況,腳踏回轉(zhuǎn)制動踏板,以踏力的大小控制制動過程的緩急,應(yīng)當(dāng)注意的是:如司機(jī)需要離開操作位置,應(yīng)及時上緊制動器的手輪,以避免門座起重機(jī)失去回轉(zhuǎn)控制。極限力矩聯(lián)軸器是一種安全設(shè)施,只有當(dāng)起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分與機(jī)外障礙物相撞或非常操作情況,如猛烈制動時,其滑動面才起作用,以保護(hù)部件和支撐部件,不得將極限力矩聯(lián)軸器作為回轉(zhuǎn)摩擦阻尼器使用。本機(jī)還設(shè)有旋轉(zhuǎn)錨定裝置,在長時間停車,又有大風(fēng)時,可用錨定。

2.3 變幅系統(tǒng)和行走機(jī)構(gòu)

變幅系統(tǒng)包括臂架系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)和驅(qū)動裝置。臂架、象鼻梁、大拉桿、人字架組成臂架系統(tǒng),它們的幾何關(guān)系保證起重機(jī)作變幅運(yùn)動時,象鼻梁端部滑輪能沿一條近似水平的曲線移動,這樣既省變幅驅(qū)動功率,又便于操作,臂架系統(tǒng)的自重傾覆力矩由平衡系統(tǒng)平衡。平衡梁、配重、小拉桿組成了平衡系統(tǒng)。驅(qū)動裝置由電機(jī)、制動器、減速器、小齒輪和齒條導(dǎo)向裝置等部分組成,齒條導(dǎo)向裝置兼有導(dǎo)向和調(diào)整齒條與小齒輪嚙合狀況的作用。

變幅系統(tǒng)質(zhì)量大、構(gòu)件多,運(yùn)動情況復(fù)雜,為了使變幅平穩(wěn),本機(jī)采用了定子調(diào)壓及液壓推桿制動器,安置在機(jī)構(gòu)的高速軸制動器在工作中制動。齒條導(dǎo)向裝置處均設(shè)有終點前減速開關(guān)以及幅度限位開關(guān),使變幅行程至終點前予以減速及減少起重機(jī)剛性沖擊。

3 門座起重機(jī)的電控制系統(tǒng)

電控系統(tǒng)采用非連續(xù)性信號的采集和輸出的開關(guān)量控制LCshu,此系統(tǒng)缺點多如線路繁瑣、邏輯關(guān)系的改變較困難。每個動作機(jī)構(gòu)由單獨(dú)的變頻器控制:一臺電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動起升、另外一臺單獨(dú)驅(qū)動開閉,第一檔起動轉(zhuǎn)矩不低于1.0Me,分五檔調(diào)速。為滿足實際需要,裝有動力制動器,制動器由電動液壓推桿操縱。

變幅機(jī)構(gòu)為一臺電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動,制動器是電動液壓推桿操縱。第一檔起動轉(zhuǎn)矩不低于1.0Me,分五檔調(diào)速。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為兩臺電機(jī)同時驅(qū)動,同時控制。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是大慣量系統(tǒng),風(fēng)載占整個外載的70%左右,變化范圍極大。第一檔起動轉(zhuǎn)矩不能過大,三檔調(diào)速。行走機(jī)構(gòu)是平移機(jī)構(gòu),由門腿的八臺電機(jī)同時分別驅(qū)動。制動器是電動液壓推桿操縱。

4 新門機(jī)總體方案確定

4.1 起升機(jī)構(gòu)

起升機(jī)構(gòu)屬位能負(fù)載機(jī)構(gòu),不但要求高的轉(zhuǎn)速及起制動的控制精度,而且對轉(zhuǎn)矩控制要求嚴(yán)格。

起升機(jī)構(gòu)由兩個變頻器分別獨(dú)立控制兩臺電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)額定電流、實際運(yùn)行中的電流值(最大值)、變頻器運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大工作電流、為依據(jù)來進(jìn)行變頻器的選擇。當(dāng)運(yùn)行方式不同時,變頻器容量的計算方式和選擇方法不同?？刂品绞竭x擇,選用矢量控制中帶PG編碼器的矢量控制方式。電氣制動分為兩種,一種為能耗制動,另外一種為回饋制動。能耗制動特點是構(gòu)造簡單、對電網(wǎng)無污染(與回饋制動比較),成本低廉,但運(yùn)行效率低,用于容量小的電機(jī)(一般為100 kW左右)?；仞佒苿犹攸c是能四象限運(yùn)行,提高效率,但對電網(wǎng)有諧波污染,控制復(fù)雜,成本較高。用于大功率的電機(jī)(一般為200 kW以上),對于本臺門機(jī)將采用能耗制動方式。

4.2 變幅機(jī)構(gòu)

這個機(jī)構(gòu)屬于位勢和摩阻負(fù)載,對轉(zhuǎn)矩控制的要求不高,只對調(diào)速性能及機(jī)構(gòu)起制動的迅速、平穩(wěn)有較高的要求。

變幅機(jī)構(gòu)一臺電機(jī)用一個變頻器。變頻器的選擇,一般以電動機(jī)的額定功率作為選擇的依據(jù),通常選額定功率比電動機(jī)額定功率大一級的變頻器。控制方式選擇,選用矢量控制中帶PG編碼器的變頻控制方式。變幅機(jī)構(gòu)參數(shù)配備時應(yīng)著重注意設(shè)定起動時間、制動時間在保證機(jī)構(gòu)起制動平穩(wěn)的條件下盡量小,電氣制動也采用回饋制動方式。

4.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)一樣屬于位勢和摩阻負(fù)載,對轉(zhuǎn)矩控制的要求不高,只對調(diào)速性能及機(jī)構(gòu)起制動的迅速、平穩(wěn)有較高的要求。而且旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)都以風(fēng)載為主,變化范圍極大。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)兩臺電機(jī)各用一個變頻器,變頻器的選擇,一般以電動機(jī)的額定功率作為選擇的依據(jù),通常選額定功率比電動機(jī)額定功率大一級的變頻器?？刂品绞竭x擇,選用無PG矢量v/f的變頻控制方式。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的起動時間應(yīng)盡量符合實際需要,起動迅速而平穩(wěn)。機(jī)構(gòu)的電氣制動方式必須著重考慮。對不同的工況,可選擇自由制動方式與強(qiáng)制制動方式。在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)正常停止時,可選用自由停止方式,其停止時間可按實際生產(chǎn)中的運(yùn)行情況設(shè)定,以盡量滿足司機(jī)操作門機(jī)的需要為主,強(qiáng)制制動方式是回饋制動與機(jī)械上的旋轉(zhuǎn)抱帶同時使用,其制動迅速、準(zhǔn)確,使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在緊急狀態(tài)時迅速停車。行走機(jī)構(gòu)單獨(dú)選用一臺變頻器。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡崇岳.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù).北京,機(jī)械工業(yè)出版社,2005:19-40.

[2] 陳國呈,金東海.最優(yōu)化PWM模式下變頻器的輸出特性.見:首屆全國交流電機(jī)調(diào)速傳動學(xué)術(shù)會議論文集.1989:118-120.