305吨桥式起重机电气改造设计大学论文Word下载.docx

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作者签名：

　　　　　日　期：

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：

30/5吨桥式起重机电气改造设计

姓名：

学号：

专业、年级：

机械制造及其自动化学习形式：

函授□夜大□脱产□

学习层次：

高起本□专升本□高起专□函授站：

毕业设计（论文）内容：

1.用户的30/5吨桥式起重机电气改造原因调查分析及改造技术路线拟定。

2.桥式起重机电气设备参数计算和选型。

3.桥式起重机电气系统原理图及程序设计。

4.桥式起重机电气系统改造施工及调试方案。

设计（论文）指导教师（签字）：

主管教学院长（签字）：

年月日

目　　录

兰石全

能源动力中心四川xxxx

摘要：

本文主要对一企业现有30t/5t桥式起重机，由常规YZR系列冶金起重用三相异步电动机作为电气传动，转子回路串电阻调速，线路控制器方式为主令控制器加PQR型控制方式，改造为三菱通用变频器加三菱PLC控制方式，将原来主、副钩的绕线式异步电动机改换为鼠龙式异步电动机，用PLC控制替代传统的PQR型磁力屏控制方式，用变频器直接驱动鼠龙式异步电动机实现调速。

并结合生产工艺需求，对桥式起重机的主钩、副钩电动机、主、副钩变频器、PLC等主要电气设备进行设计和选型，完成了电气控制原理图设计，PLC程序设计以及对改造设计后的桥式起重机进行通电调试。

关键词：

起重机；

常规控制；

通用变频器；

PLC；

可行性；

第一章设计项目来源

1.1项目来源概况

某企业现有一台30/5吨桥式起重机，由重庆起重机厂设计生产，于1990年安装投用至今，主要用来起吊发电机定子和转子、汽轮机透平和转子，完成必需的检修或安装等等作业。

起重机跨距22.5米；

主钩减速机型号ZQ50,速比40.17，起吊重量不超过30t，额定起吊速度7.8m/min；

副钩减速机型号ZQ85,速比48.57起吊重量不超过5t，额定起吊速度14.5m/min；

选用YZR系列冶金起重用三相异步电动机作为电气传动机，电机转子串电阻器作为实现调速方案，线路控制器方式为主令控制器加PQR型控制方式。

日常生产中，起重机使用频率高，一旦起重机出现问题，对企业连续生产带来很大影响，甚至可能造成损坏发电机、汽轮机等高价值的生产设备，将导致企业的经济效益受损。

随着使用年限增加，起重机电气故障频率逐年上升，已影响到单位24小时不间断的生产。

鉴于此，用户单位拟计划对30/5吨桥式起重机电气系统进行大修，以恢复起重机能无故障连续生产运行的基本技术要求，满足企业生产。

1.2用户单位拟定起重机的大修经济技指标

用户单位从自身企业生产规模和经营状况，拟定了桥式起重机维修后要达到以下宏观指标值：

A.起重机大修外购设备费用一次性投资不超过15万元。

B.起重机大修后，电气技术性能不得低于1990年设备安装投用时的各项指标。

C.在外购设备费用不超的情况下，应采用当前较为先进技术方案进行大修，且电气设备尽量换新。

D.起重机大修后，应使起重操作工的劳动强度有所降低，减轻起重操作工生产压力。

E.起重机大修后，5年内电气控制回故障次数年平均小于15次/年，电动机烧毁率为零。

F.起重机大修后，新安装的电气设备要便于维护检修，备品备件通用性、互换性强，尽量选用单位上已在用的相同或机相近型号规格电气设备，便于今后维修备品备件组织，减少库存备品备件资金占用。

1.3桥式起重机电气故障现状调研

1.3.1起重机操作工现状反映

起重机操作工是桥式起重机的使用和操作者，对起重机生产使用时存在故障情况反映整理如下：

A.起重机操作使用中，偶有发生瞬时溜钩现象，操作工处理一失误，将造成设备和人身伤害的重大事故，带来起重操作工很大压力，有时都不愿上起重机生产操作，想换岗位。

B.主钩、副钩未设点动功能，起重机操作工在重物作微量移动时，只能靠快速操作控制器手柄来实现，安全方面取决于操作工的熟练程度。

在精确落一大吨位物件时，需要反反复复的升降操作，才能实现，让起重机操作工和指吊工经常背有思想情绪上岗。

C.起重机在起动、停止过程中冲击大，有时机械响特大，起重机来回上下颤动感觉特别明显。

D.起重机在操作中，常出现速度变动大，要快速时，速度提不起，要慢速时，速度减不下，操作中找不着档位。

E.起重机在操作中经常陌名其妙的电磁响声，还以为又出故障。

F.起重机的调速电阻经常被烧得通火，到处都嗅得到电气被烧焦的糊味，不得已只好把电阻器的保护罩拆除，便于散热。

G.起重机近来电机老被烧毁。

H.起重机一出故障，经常停在半空中，上也上去，下也下不去，不得动弹。

I.起重机主钩、副钩、大车、小车操作分属四个独立操作控制器，操作工操作量大，紧急情况下，搞得手忙脚乱的。

1.3.2起重机电气维护检修工现状反映

对起重机电气维护检修人员收集信息，起重机日常故障维护检修集中在以下电气元件上出问题：

A.起重机电气控制接触器故障率最高，出现情况有接触器线圈烧坏、接触器主触头烧坏粘连或接触不良、接触器辅助节点闭合不良、接触器动铁芯错位、接触器安装螺栓松动脱落、接触器拉弧烧坏邻近元件或线路，加之原设计接触器选型为非常用型号，备器组织困难，更换时也挺费尽。

B.起重机过流继电器正常动作多次后，动作就会失灵，有时节点也因振动而误动。

C.起重机主钩、副钩的主令机械磨损快，出现档位定不位、档位节点闭合顺序错乱。

D.起重机大车、小车凸轮控制器触头经常烧断。

E.起重机的调速电阻经常被烧得通火，常将绝缘烧坏，甚至烧断电阻丝，烤坏连接的电缆，尤其起重机主钩、副钩的最为突出。

F.起重机近来主钩电机老被烧毁，更换上备用电机相当困难。

G.起重机一出故障，经常停在半道上，处理故障时，不能通过起重机的正常上下梯道上到起重机操作，只能高空攀爬栏杆，进到起重机上，非常不安全。

H.对起重机操作使用中，发生瞬时溜钩时，即时组织人员对起重机进行全面检查，均未发现任何故障点，然后对吊车进行满负荷试重，也未再出现溜钩现象，让检修维护人员很是困惑。

1.3.3起重机电气故障原因分析

1.3.3.1起重机电气工作原理分析

桥式起重机电气系统，如电气主回路图1和主钩、副钩控制回路及总电源保护控制回路图2所示。

从图中可以看出,起重机选用绕线式电动机，转子回路串电阻进行调速。

大车、小车控制选用凸轮控制器直接实现平移机构的起停及运行速度的控制，主钩、副钩选用常规接触器继、继电器、主令控制器组合实现升降机构起停及运行速度的控制。

保护设置有电动机过流保护、短路保护、失压保护、控制器的零位联锁、司机室及栏杆门安全开关保护等。

由于生产工艺需求，主钩、副钩设置六个调速档位，以得到不同的电动机机械特性，满足吊装重物的各种作业工况要求。

其控制工作原理为正反向接触器ZC、FC用以换接电动机定子电源的相序，控制电动机正反转，制动接触器ZDC接通三相制动电磁铁，电动机转子回路中共有七段对称连接的电阻器，前两段为反接制动电阻，分别由反接制动接触器1FCJ、2FCJ控制，后四段为起动加速电阻，由加速接触器1JSC、2JSC、3JSC、4JSC控制。

1.3.3.2起重机电气设备及其功能

结合电气主回路图1和主钩、副钩控制回路及总电源保护控制回路图2，桥式起重机电气设备及其功能分析见表1.1。

表1.1起重机电气设备及其功能

序号

符号

设备名称

型号规格

功能

1

ZD

主钩电机

YZR250M2-837KW

输出主钩拖动转矩起放重物

2

FD

副钩电机

YZR160L-611KW

输出副钩拖动转矩起放重物

3

1DD、2DD

大车电机

YZR160M2-67.5KW

输出大车拖动转矩平移大车

4

DX

小车电机

YZR160M1-65.5KW

输出小车拖动转矩平移小车

5

ZDT

主钩制动器

MZS1-45H

产生制动力矩，固定重物位

6

FDT

副钩制动器

MZD1-300

7

1DT、2DT

大车制动器

MZD1-200

产生制动力矩，固定大车位

续表1.1起重机电气设备及其功能

8

TX

小车制动器

产生制动力矩，固定小车位

9

ZR

主钩电阻器

RQ32-YZR250M2-8/6Y-4

得到不同转矩和主钩转速

10

FR

副钩电阻器

RT32-YZR160M2-6/1B

得到不同转矩和副钩转速

11

1DR、2DR

大车电阻器

RT32-YZR160L-6/2R-1

得到不同转矩和大车转速

12

XR

小车电阻器

RT32-YZR160M1-6/1B

得到不同转矩和小车转速

13

BFG

保护配电柜

GQR5-GCDD

总电源控制及保护电气总成

14

XC

总电源接触器

CJ12B-250/3

总电源的通断

15

LJ

总过流继电器

JL12-300A

总电源的过流继保护

16

1LJ、2LJ

大车过流继电器

JL12-20A

大车的过流继保护

17

3LJ

小车过流继电器

JL12-15A

小车的过流继保护

18

Kz

主钩主令控制器

LK1-12/90

主钩的控制指令人机接口

19

Kf

副钩主令控制器

LK1-12/91

副钩的控制指令人机接口

20

Kd

大车凸轮控制器

KT10-60J/5

大车控制指令及其电源通断

21

Kx

小车凸轮控制器

KT10-25J/1

22

CLP

磁力控制屏

PQR10A-250

主副钩控制及保护电气总成

23

4LJ

主钩过流继电器

JL12-200A

主钩的过流继保护

24

5LJ

副钩过流继电器

JL12-100A

副钩的过流继保护

25

ZC

正转接触器

CJ12B-100/3

主钩或副钩起升电源的通断

26

FC

反转接触器

主钩或副钩下降电源的通断

27

1FCJ、2FCJ

反接制动接触器

CJ12-80/3

主钩或副钩串不同电阻通断

28

1JSC—4JSC

加速接触器

29

ZDC

制动接