桥式起重机电气控制及电信故障分析.docx
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桥式起重机电气控制及电信故障分析
桥式起重机电气控制电路
及典型故障分析
摘要：
桥式起重机作为重要的起重机械，是生产生活中不可缺少的。
桥式起重机由桥架、大车运行机构、小车运行机及起升机构组成。
桥式起重机的各部分动作都是通过电气进行控制的，本次论述通过各机构的工作要求对桥式起重机的电气控制电路进行分析，希望能够对桥式起重机能够有进一步的了解。
关键词：
桥式起重机、电气控制、故障
前言：
随着现代机械制造技术的不断发展，机械设备在工业企业中的作用和地位越来越重要。
桥式起重机作为现代化生产不可缺少的机械设备，由于作业环境复杂，工作方式特殊，发生故障的概率很高，起重机带病运转的现象普遍存在。
通过对桥式起重机控制电路的分析，能够对桥式起重机的保养、维修起到积极作用。
一、起重机电器控制电路
1.1起重机结构及工作要求
起重机是一种用来起吊和下放重物，以及在固定范围内装卸、搬运物料的起重机械。
它广泛应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等场所，是现代化生产不可缺少的机械设备。
1.1.1桥式起重机的结构简介
桥式起重机主要由桥架、大车运行机构和装有起升、运行机构的小车及电气部分组成。
桥式起重机结构简图如同1-1所示
机架是桥式起重机的基本构件，主要由主梁、端梁和走台等部分组成。
主梁上铺设有供小车运行的钢轨，两主梁的外侧装有走台，装有驾驶室一侧的走台为安装及检修大车运行机构而设，另一侧走台为安装小车导电装置而设。
在主梁一端的下方悬挂着全视野的驾驶室。
大车运行机构由驱动电机、制动器、减速器和车轮等部件组成。
常见的驱动方式有集中驱动和分别驱动两种，目前我国生产的桥式起重机大多采用分别驱动方式。
分别驱动方式指的是用一个控制电路同时对两台驱动电动、减速装置和制动器实施控制，分别用来驱动安装在桥架两端的大车车轮。
小车由安装在小车架上的运行机构和起升机构组成。
小车运行机构也由驱动电动机、减速机、制动器和车轮组成，在小车运行机构的驱动下，小车可沿桥架主梁上的轨道移动。
小车起升机构用以吊运重物，它有电动机、减速器、卷筒、制动器组成。
起重量超过10t时，设两个提升机构：
主钩和副钩，一般情况下两个钩不能同时起吊重物。
图1-1
1.1.2桥式起重机的工作类型
起重机的工作类型是表明起重机繁重程度的参数，所谓繁重程度是指起重机工作在时间方面的繁忙程度与受载方面的轻重程度。
a.轻级：
起重机停歇时间较大，工作次数少，很少满负载工作，适用于装配、修理车间等场所。
b.中级：
起重机经常处于不同负载下工作，工作次数中等，适用于机械工厂中金工车间等场所。
c.重级：
起重机经常处于满负载情况下工作，工作次数频繁，常用于建筑工地等场所。
d.特重级：
起重机基本上处于满负载情况下工作，工作次数频繁，环境温度高，常用于冶金生产车间。
桥式起重机起重量：
小型为5—10t,中型为10—50t，重型为50t以上。
大车运行速度为100—135m/min，小车运行速度为40—60m/min，起升机构取物装置上升最大速度为30m/min。
1.2电气控制要求
1.2.1起升机构的控制要求
（1）空钩能快速升降，轻载的起升速度应大于额定负载时的起升速度，以减少辅助工作时间；
（2）应具有一定的调速范围，普通起重机调速范围为3:
1，要求较高的起重机调速范围可达5:
1—10:
1；
（3）具有适当的低速区，一般在30%额定速度内应分为几档，以便灵活操作；
（4）起升第一档的作用是为了消除传动间隙，将钢丝绳张紧，我们称之为预备级。
这一档的电动机，起动转矩不能过大，以免产生过强的机械冲击，一般在额定转矩的一半以下。
（5）在负载下降时，根据负载的大小，起升电动机可以工作在电动、倒拉制动、回馈制动等工作状态下，以满足对不同下降速度的要求。
（6）为确保设备和人身安全，起重机采用断电制动方式的机械抱闸制动，以避免因停电造成无制动力矩，导致重物自由下落引发事故。
同时也还要具备电气制动方式，以减小机械抱闸的磨损。
大车小车的运行机构，只要求具有一定的调速范围和分几档控制。
起动的第一级也应具有消除传动机构间隙的作用。
为了起动平稳和准确停车，要求能实现恒加速和恒减速控制。
停车应采用电气和电磁机械双重制动。
采用电磁铁式制动器，要求电动机通电时，制动电磁铁也通电，闸靴松开，电动机旋转。
当电动机停止工作时，制动电磁铁同时失电，闸轮紧抱在制动轮上，达到断电制动的目的。
1.2.2起重机的供电方式
起重机工作时是经常移动的，故不能采用固定连接的供电方式。
常用的供电方式，一种是用软电缆供电，起重机移动时，软电缆也随着伸展与叠卷，此种供电方式仅适用于小型起重机。
另一种供电方式是采用滑线和集电器（电刷）传送电能。
滑线一般采用圆钢、角钢或轻轨做成。
接上车间低压供电电源、沿车间长度方向敷设的滑线为主滑线，通过集电器将主滑线上的电能引入到大车的保护框内，为安装在大车上的电控设备供电。
对小车和起升机构的电动机及其它电器的用电，则由沿大车敷设的滑线和小车上装置的集电器来完成。
二、控制线路图的原理分析
这里以20/5t桥式起重电气控制电路为例进行分析。
该起重机有两个卷扬机构，主钩起重量为20t，副钩起重量为5t。
电路由两大部分组成：
凸轮控制器控制大车、小车、主副钩等五台电动机的电路；用GQR-GECDD型保护柜保护五台电动机正常工作的保护控制电路。
20/5t桥式起重机的电路原理和元器件明细表分别见图2-1和表2-1所示。
表2-1
代号
元件名称
型号
规格
数量
M1
副钩电动机
YZR-200L-8
15KW
1
M2
小车电动机
YZR-132MB-6
3.7KW
1
M3,M4
大车电动机
YZR-160MB-6
7.5KW
2
M5
主钩电动机
YZR-315M-10
75KW
1
AC1
副钩凸轮控制器
KTJ1-50/1
1
AC2
小车凸轮控制器
KTJ1-50/1
1
AC3
大车凸轮控制器
KTJI-50/5
1
AC4
主钩主令控制器
LK1-12/90
1
YB1
副钩电磁抱闸制动器
MZD1-300
单相AC,380V
1
YB2
小车电磁抱闸制动器
MZD1-100
单相AC,380V
1
YB3,YB4
大车电磁抱闸制动器
MZD1-200
单相AC,380V
2
YB5,YB6
主钩电磁抱闸制动器
MZS1-45H
三相AC,380V
2
1R
副钩电阻器
2K1-41-8/2
1
2R
小车电阻器
2K1-12-6/1
1
3R,4R
大车电阻器
4K1-22-6/1
2
5R
主钩电阻器
4P5-63-10/9
1
QS1
电源总开关
HD9-400/3
1
QS2
主钩电源开关
HD11-200/2
1
QS3
主钩控制电源开关
DZ5-50
1
QS4
紧急开关
A-3161
1
SB
启动按钮
LA19-11
1
KM
主交流接触器
CJ20-300/3
300A,线圈电压380v
1
KA0
总过电流继电器
JL4-150/1
1
KA1
副钩过电流继电器
JL4-40
1
KA2-KA4
大车、小车过电流继电器
JL4-15
1
KA5
主钩过电流继电器
JL4-150
1
KM1，KM2
主钩正反转交流接触器
CJ20-250/3
250A,线圈电压380v
2
KM3
主钩抱闸接触器
CJ20-75/2
45A,线圈电压380v
1
KM4，KM5
反接电阻切除接触器
CJ20-75/3
75A,线圈电压380v
2
KM6-KM9
调速电阻切除接触器
CJ20-75/3
75A,线圈电压380v
4
KV
欠电压继电器
JT4-10P
1
代号
元件名称
型号
规格
数量
FU1
电源控制电路熔断器
RL1-15/5
15A,熔体5A
2
FU2
主钩控制电路熔断器
RL1-15/10
15A,熔体10A
2
SQ1-SQ4
大、小车限位开关
LK4-11
4
SQ5
主钩上升限位开关
LK4-31
1
SQ6
副钩上升限位开关
LK4-31
1
SQ7
舱门安全开关
LX2-11H
1
SQ8,SQ9
横梁栏杆门安全开关
LX2-111
2
2.120/5t桥式起重机电气设备及保护装置
桥式起重机的大车桥架跨度较大，两侧装置两个主动轮，分别由两台同型号、同规格的电动机M3和M4驱动，两台电动机的定子并联在同一电源上，由凸轮控制器AC3控制，沿大车轨道纵向两个方向同速运动。
限位开关SQ3和SQ4作为大车前后两个方向的终端限位保护，安装在大车端梁的两侧。
YB3和YB4分别为大车两台电动机的电磁抱闸制动器，当电动机通电时，电磁抱闸制动器的线圈得电，使闸瓦与闸轮分开，电动机可以自由旋转；当电动机断电时，电磁抱闸制动器失电，闸瓦抱住闸轮使电动机被制动停转。
小车运行机构由电机M2驱动，由凸轮控制器AC2控制，沿固定在大车桥架上的小车轨道横向两个方向运动。
YB2为小车电磁抱闸制动器，限位开关SQ1、SQ2为小车终端限位提供保护，安装在小车一轨道的两端。
副钩升降由电动机M1驱动，由凸轮控制器AC1控制，YB1为副钩电磁抱闸制动器，SQ6为副钩提供上升限位保护。
主钩升降由电动机M5驱动，由主令控制器AC4配合交流电磁控制柜（PQR）控制。
YB5、YB6为主钩电磁抱闸制动器，限位开关SQ5为主钩提供上升限位保护。
起重机的保护环节由交流保护控制柜和交流电磁控制柜来实现，各控制电路用FU1、FU2作为短路保护。
总电源及各台电动机分别采用过电流继电器KA0-KA5实现过载和过流保护（过电流继电器的整定值一般为被保护的电动机额定电流的2.25至2.5倍）。
操作室舱门盖上装有舱门安全开关SQ7，在横梁两侧栏杆门上分别装有横梁栏杆门安全开关SQ8、SQ9，为了发生紧急情况时能立即切断电源，在保护控制柜上装有紧急开关QS4。
以上各开关在电路中均使用常开触头与副钩小车、大车的过流继电器及总过流继电器的常闭
图2-120/5t桥式起重机的电路原理
触头相串联。
当操作室舱门或横梁栏杆门开启时，主交流接触器KM将不能获电运行。
2.2主交流接触器KM的控制
将副钩、小大车凸轮控制器的手柄置于“0”位，联锁触头AC1-7、AC2-7、AC3-7（9区）处于闭合状态，关好横梁栏杆门（SQ8、SQ9闭合）及驾驶舱门（SQ7闭合），合上紧急开关QS4,按下启动按钮SB，交流接触器KM线圈得电，主触点闭合，两副常开辅助触点闭合自锁。
KM线圈得电路径：
Fu11SB11AC2-713AC3-714SQ9
18SQ817SQ716QS415KA019KA1
20KA221KA322KA423KM24
FU1
KM线圈闭合自锁路径：
W13SQ68AC1-5AC2-6SQ1SQ3AC3-6
FU11KMAC1-635
AC2-5SQ2SQ4AC3-5
7KMSQ918SQ817SQ716QS4`1
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