淺析鑄造吊車(chē)主制卷動(dòng)器控制

張 彬

(攀鋼釩提釩煉鋼廠,四川攀枝花617062)

淺析鑄造吊車(chē)主制卷動(dòng)器控制

張 彬

(攀鋼釩提釩煉鋼廠,四川攀枝花617062)

主要闡述了鑄造吊車(chē)在直流改交流后,電流制動(dòng)器改為電壓制動(dòng)器的控制原理,結(jié)合主卷減速機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的原理分析并提出了制動(dòng)器電氣控制要求和我廠針對(duì)制動(dòng)器控制安全的解決方案,總結(jié)了這幾年實(shí)踐中遇到的一些問(wèn)題、解決辦法和取得的效果,分析這些控制的優(yōu)缺點(diǎn)并提出一些建議,對(duì)于其它吊車(chē)相似情況的控制系統(tǒng),提供一定的借鑒和參考。

鑄造吊車(chē);制動(dòng)器;調(diào)壓裝置;PLC(可編程序控制器)

1 引言

我廠鑄造吊車(chē)采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí),機(jī)械制動(dòng)是將制動(dòng)器線圈回路串入電機(jī)主回路,當(dāng)電機(jī)得電,流過(guò)電機(jī)的電流增大,達(dá)到驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的力矩后打開(kāi)制動(dòng)器,能做到不下滑和溜鉤。自1999年以后鋼廠吊車(chē)直流改交流后,電壓控制的液壓制動(dòng)器廣泛應(yīng)用在吊車(chē)上,為保證吊車(chē)的安全性,對(duì)吊車(chē)主卷制動(dòng)器的電氣控制需做更高的要求。

2 制動(dòng)器的控制原理

目前我廠鑄造吊車(chē)主卷采用品字形減速機(jī)(其中主減速機(jī)中的棘輪棘爪在正常工作時(shí)消除由于兩個(gè)輸入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同帶來(lái)的影響,保證兩個(gè)卷筒組同步,單電機(jī)上升打開(kāi)工作電機(jī)的兩個(gè)制動(dòng)器,通過(guò)主減速機(jī)的棘輪和棘爪的不可逆帶動(dòng)另一個(gè)卷筒同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)上升,不會(huì)造成重物下滑)的主卷系統(tǒng)通常采用一套調(diào)壓裝置或者變頻器控制兩臺(tái)電機(jī)(當(dāng)其中一臺(tái)電機(jī)損壞時(shí)另一臺(tái)電機(jī)工作一個(gè)循環(huán)),每臺(tái)電機(jī)兩端兩個(gè)制動(dòng)器,制動(dòng)器的動(dòng)力回路獨(dú)立于電機(jī)動(dòng)力回路,控制信號(hào)是通過(guò)調(diào)壓裝置或變頻器輸出制動(dòng)器開(kāi)閘信號(hào)進(jìn)入PLC,再由PLC綜合其它保護(hù)信號(hào)控制制動(dòng)接觸器來(lái)接通或斷開(kāi)制動(dòng)器的動(dòng)力電源。

3 制動(dòng)器的控制要求

由于鑄造吊車(chē)吊運(yùn)的高溫液體鋼水和鐵水,同時(shí)屬于位能負(fù)載,因此打開(kāi)制動(dòng)器前要保證電動(dòng)機(jī)得電,整個(gè)主卷提升系統(tǒng)有足夠的力矩克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩,確保在啟動(dòng)瞬間重物不會(huì)下滑。

制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)要在整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)接近零轉(zhuǎn)速時(shí)制動(dòng),避免高速制動(dòng),減少對(duì)減速機(jī)的機(jī)械沖擊,同時(shí)又不會(huì)引起溜鉤。

在起吊鐵水或鋼水的過(guò)程中其中一臺(tái)電機(jī)損壞或一、二次斷路造成另一臺(tái)電機(jī)單電機(jī)工作時(shí),如果另一臺(tái)電機(jī)二次、電阻一相開(kāi)路或電機(jī)二次匝間短路沒(méi)被發(fā)現(xiàn)造成電機(jī)工作力矩減小,這時(shí)主卷系統(tǒng)打開(kāi)4個(gè)制動(dòng)器,一次減速機(jī)的棘輪機(jī)構(gòu)失去作用,將會(huì)造成重物下滑,可能造成惡性安全事故。因此單電機(jī)上升工作時(shí),只能打開(kāi)工作電機(jī)的兩個(gè)制動(dòng)器,如果單機(jī)有足夠的提升力矩將重物提起,工作電機(jī)的另一側(cè)棘爪打滑,卷筒通過(guò)一次減速機(jī)的同步軸帶動(dòng)同步旋轉(zhuǎn)。

制動(dòng)器的電氣控制回路、制動(dòng)器本身動(dòng)作出現(xiàn)異常、電動(dòng)機(jī)失力矩時(shí),能確保主卷運(yùn)行安全可控。

圖1 主卷機(jī)構(gòu)圖和棘輪棘爪剖視圖

4 制動(dòng)器的電氣控制措施

(1)將主卷的4個(gè)制動(dòng)器按照電機(jī)分成兩組控制,每一組由一個(gè)接觸器控制推動(dòng)器,避免由一個(gè)接觸器控制在粘連時(shí)4個(gè)制動(dòng)器同時(shí)打開(kāi),造成重物墮落的風(fēng)險(xiǎn)(如圖2)。

(2)在電機(jī)的動(dòng)力回路中安裝電流互感器檢測(cè)電機(jī)電流,互感器信號(hào)經(jīng)過(guò)電流放大器處理后輸給調(diào)壓裝置的控制板,作為裝置輸出打開(kāi)制動(dòng)器的必要條件,同時(shí)可以通過(guò)參數(shù)設(shè)置打開(kāi)和關(guān)閉制動(dòng)器時(shí)設(shè)置電流的大小,確保在打開(kāi)制動(dòng)器的瞬間,電機(jī)有足夠的力矩克服位能負(fù)載,關(guān)閉制動(dòng)器時(shí)電機(jī)的速度接近零速,避免高速制動(dòng),減少對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊。

(3)取電機(jī)動(dòng)力回路中方向接觸器信號(hào)做為打開(kāi)制動(dòng)器必要條件,這從線路的硬件上再次保證只有在電機(jī)得電的情況下才能打開(kāi)制動(dòng)器。

(4)取制動(dòng)繼電器、接觸器、開(kāi)關(guān)信號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)制動(dòng)器檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入PLC,與控制器零位和方向信號(hào)、調(diào)整裝置制動(dòng)器輸出信號(hào)進(jìn)行比較判斷,當(dāng)調(diào)壓裝置發(fā)出制動(dòng)器打開(kāi)指令時(shí),現(xiàn)場(chǎng)制動(dòng)器在程序設(shè)定時(shí)間未返回打開(kāi)信號(hào)或制動(dòng)器接觸器一直處于斷開(kāi)狀態(tài), PLC將發(fā)出制動(dòng)器打開(kāi)故障信號(hào)并封鎖裝置輸入信號(hào),停止裝置工作。當(dāng)調(diào)壓裝置沒(méi)有發(fā)出制動(dòng)器打開(kāi)指令時(shí),現(xiàn)場(chǎng)制動(dòng)器在程序設(shè)定時(shí)間內(nèi)卻一直返回打開(kāi)信號(hào)或制動(dòng)器接觸器一直處于常吸狀態(tài),PLC將發(fā)出制動(dòng)器接觸器粘連故障或現(xiàn)場(chǎng)制動(dòng)器卡阻不抱閘信號(hào)。在封鎖裝置輸入信號(hào)停止裝置工作,同時(shí)PLC再發(fā)出一個(gè)脫口信號(hào),斷開(kāi)制動(dòng)器動(dòng)力開(kāi)關(guān),切斷電源(如圖3)。

(5)電機(jī)損壞或更換電機(jī)試方向需要單機(jī)工作時(shí),為了確保吊車(chē)單機(jī)工作安全可靠,增加單機(jī)工作制動(dòng)器控制程序:即單機(jī)工作時(shí),首先試上升,上升正常,確認(rèn)后再下降;上升只打開(kāi)工作電機(jī)的兩個(gè)制動(dòng)器,下降時(shí)在確認(rèn)了單電機(jī)正常有足夠提升重物的能力后打開(kāi)四個(gè)制動(dòng)器下放重物,如果工作電機(jī)有缺陷沒(méi)有足夠的提升力矩提起重物,主卷系統(tǒng)只打開(kāi)了工作電機(jī)的兩個(gè)制動(dòng)器,重物在主卷一次減速機(jī)棘輪機(jī)構(gòu)的作用下不會(huì)造成重物下滑,起到保護(hù)作用(如圖4)。

圖2 制動(dòng)器分組控制圖

圖3 單雙機(jī)制動(dòng)器PLC程序圖

圖4 制動(dòng)器保護(hù)程序

5 我廠制動(dòng)器控制的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)我廠制動(dòng)器控制的安全性較高,由于機(jī)械采用“品”字形減速機(jī),有輪棘爪的作用,只要有一臺(tái)電機(jī)兩側(cè)的制動(dòng)器能夠起作用,整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)就是安全的,所以安全系數(shù)較高。

(2)我廠制動(dòng)器的電氣控制保護(hù)較多,功能完善,但故障點(diǎn)增多,有時(shí)會(huì)誤報(bào)一些制動(dòng)器故障,同時(shí)保護(hù)程序動(dòng)作時(shí)間調(diào)整難度較大,既要考慮制動(dòng)保護(hù)的安全,又要考慮誤報(bào)故障的頻次。

(3)我廠制動(dòng)器控制的安全僅限于在機(jī)械電機(jī)聯(lián)軸器以后的傳動(dòng)系統(tǒng)正常的情況下,如果二次聯(lián)軸器、卷筒聯(lián)軸器出現(xiàn)故障或減速機(jī)齒軸斷的情況,制動(dòng)器此時(shí)不起作用。

(4)我廠制動(dòng)器安裝布局簡(jiǎn)單,成本較低。

6 結(jié)束語(yǔ)

自1999年我廠直流吊車(chē)改交流吊車(chē)以后,交流制動(dòng)器大量地應(yīng)用在鑄造吊車(chē)的主卷機(jī)構(gòu)中,經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和完善保護(hù)控制,交流制動(dòng)器的控制是安全可靠的,能夠保證在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)器本身正常的情況下的制動(dòng)安全。

如果要進(jìn)一步提高鑄造吊車(chē)的整體安全性,在機(jī)械一次減速機(jī)二軸以后的傳動(dòng)系統(tǒng)異常、二次聯(lián)軸器、卷筒聯(lián)軸器出現(xiàn)故障或減速機(jī)齒軸斷、制動(dòng)器本身故障不起作用的情況下能保證不發(fā)生重物墜落的惡性事故,建議在主卷的兩個(gè)卷筒增設(shè)安全制動(dòng)器,用做應(yīng)急使用。

[1] 馮欣南.電機(jī)學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1985.

[2] 宋銀賓.電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)[M].冶金工業(yè)出版

社,1984.

Analysis of the Control about Casting Crane Main Volume Brake

ZHANG Bin
(Vanadium Recovery&Steelmaking Plant of PZH Steel,Panzhihua 617062,Sichuan,China)

This paper mainly introduces the control principle of voltage brake instead of current brake after casting crane has been transformed from DC to AC.Put forward the demand for the brake electric control according to the principle of the main volume reducer machinery structure and the solution of the brake control security about own factory,summarize the trouble,the way and the effect in practice of the recent years,analyse their pros and cons and put forward some suggestions,which shows some values as a reference for similar control system of the other crane.

casting crane;brake;voltage regulating device;PLC(programmable controller)

TH21

:A

1001-5108(2015)03-0041-04

張彬,工程師,主要從事冶金電氣設(shè)備的點(diǎn)檢和維護(hù)檢修管理方面的工作。