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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(guò)電氣進(jìn)行控制的，本次論述通過(guò)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(lái)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(guò)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(lái)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(jiàn)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(lái)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(guò)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。

  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(guò)大，以免產(chǎn)生過(guò)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(wú)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(kāi)，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(guò)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(lái)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?yè)P(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(jiàn)圖2-1和表2-1所示。

表2-1

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(kāi)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(kāi)，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(kāi)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(kāi)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(lái)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(guò)電流繼電器KA0-KA5實(shí)現(xiàn)過(guò)載和過(guò)流保護(hù)（過(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)QS4。以上各開(kāi)關(guān)在電路中均使用常開(kāi)觸頭與副鉤小車、大車的過(guò)流繼電器及總過(guò)流繼電器的常閉

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(kāi)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(kāi)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(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。

KM線圈得電路徑：

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(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)接觸器控制，控制流程如下：

 若將AC4手柄逐級(jí)扳向“2”、“3”、“4