任务二---港口起重机械的供电与保护装置的检测

任务二港口起重机械的供电与保护装置的检测

(一)学习目标

1. 了解起重机械对移动供电装置的功能要求；

2•掌握港口起重机械的移动供电装置总受电屏与保护屏结构组成和电气功能

3.能通过查看机械电气布线，正确测绘出电气原理图。

(二)任务引导

通过教师讲解港口起重机械的供电与保护的组成和电气功能，学生查看实训机械电气实际布线，测绘电气原理图，并通过网络和相关书籍了解其它品牌和型号机械的电气设备组成。

(三)相关知识

1. 起重机械对移动供电装置的功能要求

(1) 容量要求随着起重机吨位的增加和工程应用的需要，有时几台设备共用供电滑触

线，因此移动供电容量要从几十安培到几千安培。

(2) 速度要求起重机各种装卸机械均在向高速发展，由25m/min发展到600m/ min,

移动供电装置要满足以上速度要求，并且能够保证具有与设备相同的寿命周期。

(3) 安全防护要求起重机在移动受电时，移动供电装置要具有可靠的绝缘和雨水防护，

以防止发生触电、漏电等人身事故。

(4) 信号通信要求起重机调速、报警及安全等各种控制功能，能够在移动状态通过移

动供电装置可靠地传递多种信号，要求信号不丢失、不失真。

(5) 特殊使用环境要求起重机在易燃、易爆或高温湿热环境中，移动供电装置、移动

受电状态和载流状态应能适应这些特殊环境的要求，确保安全运行。

2. 移动供电装置

根据移动供电装置的应用状况及功能特点，其分类有多种方式，大多数产品按供电方式可分为有线移动供电和无线移动供电两大类。由于有线供电方式无论从可靠性还是价格成本

方面均比无线方式优越，因此在港口机械中大量采用的是有线移动供电装置。有线式具有使

用可靠、成本低、使用寿命长、安装维修简便等特点。

有线移动供电装置可分为非滑接式和滑接式两大类。非滑接式一般采用电缆(圆电缆和扁电缆)供电，按电缆收放运动的不同，可分为挂缆滑车、卷缆装置和电缆拖链(又称柔性电缆桥架)几种。该类装置具有传输动力和控制信号可靠、无接触电弧、安全可靠、可在易燃易爆场所使用的特点，然而，移动距离不能过长，移动轨迹受到限制，电缆使用寿命有限。

滑接式移动供电装置，可分为无防护式和防护式两种。无防护式俗称裸滑线，有电车裸

滑线、供电导轨。现就港口起重机械常用的供电装置作介绍。

⑴非滑接式移动供电装置

①挂缆滑车

这种装置采用电缆供电，并固定在特制的夹具或滑轮上，夹具或滑轮沿着钢丝绳或工字钢上移动。图6-2-1为电缆滑车沿钢丝绳移动的供电情形及夹具的结构，这种装置一般用于小吨位起重机。图6-2-2为电缆滑轮沿工字钢移动的供电情形及滑轮的结构，这种装置一般适用于大吨位或机构较多的小车，可挂较多的电缆，但轨道敞露，易受冰雪、积尘堵塞。

图6-2-1钢线绳轨道

1-电缆；2-钢丝绳；3-钢线；4-滑轮；5-接线盒；6-小车

能及时卷起而被其车轮轧断，必须解决电缆卷绕的拖动问题。

电缆卷筒根据其卷绕动力可分 为重力蓄能式、弹簧蓄能式、电动式和液压式。在港口机械中前

3种最为多见。 电动电缆卷筒的结构如图 6-2- 3所示；电缆卷筒用平衡重拖动的情形如图

6-2- 4所示。 图6-2-2角钢或工

字钢轨道

1- 电缆;

2-档头；3-工字钢;

4-支架；5-接线盒;

6-小车；7-钢丝绳

②电缆卷筒

装置

起重机供电

电缆的一端固定

在电缆卷筒上，

卷筒内装有集电环 装置，电缆的芯线接在集电环的电刷上,

电刷随卷筒转动，滑环不动。 电流从电刷经滑环进 入起重机，实现了旋转部分与固定部分间电气连接。 起重机移动时，为了避免电缆放出后不

另一端接在电源接线箱上。 电缆卷筒安装在起重机一侧的支架或支腿上。

图6-2-4重力电缆卷筒结构

1-集电环装置；2-护罩；3-电缆卷筒；4-电缆； 1- 滑轮；2-支架；3-配重锤；

5-大齿轮；6-轴；7-支架；8-底座 4- 电缆卷筒；5-电缆；6-绳轮

重力蓄能式电缆卷筒利用平衡重带动， 通常在卷筒轴上装有一个同心轴的绳轮， 钢丝绳

一端固定在绳轮上，另一端绕过固定在支架上的滑轮与平衡重锤相连。

当机械离开插头箱移 动时，也借机械本身的走行动力带动卷筒转动， 使电缆自动放出，这时钢丝绳被绕在绳轮上，

重锤被举起；当机械移向插头箱时，电缆拉力减小，重锤下降，钢丝绳从绳轮上放出，而带 动电缆卷筒旋转，电缆即被绕上卷筒。

弹簧蓄能式电缆卷筒如图 6-2- 5所示，由支架、接线盒、卷筒、转轴、弹簧盒、集电 环、电刷等组

成。蜗卷弹簧外端固定在弹簧盒的圆柱面上，内端固定在旋转轴上，

动力电源 连接在电缆一端，经过轴的内孔与集电环连接， 与移动受电设备连接的一端， 在卷筒上缠绕 后，由侧孔进入卷筒内部与电刷连接。电刷在弹簧压力的作用下，

压紧在集电环上，保证两 者既可自由转动，又保持良好的接触导电。 当放电缆时，电缆受拉力，卷筒和转轴同时转动，

弹簧上紧，外力机械能变为弹簧能；当收电缆时，弹簧变形能逐步释放，驱动转轴，卷筒转 动，回收电缆。 电动式电缆卷筒有两种： 一种是采用力矩电动机， 另一种是采用普通电动机。

力矩电动 机用电阻值较大的导电材料作笼型转子的辐条及端环。 由于电阻较大，允许长期低速运转甚

至堵转，具有独特的机械特性。 力矩电动机的转速随负载增加自动降低，

在卷绕过程中对电 缆保持一定的拉力，用来配合电缆的收放最为合适。在力矩电动机与电缆卷筒之间配上一套 齿轮或其他传动装置就构成了电动式电缆卷筒。

⑵滑接式移动供电装置

①集电环

集电环又称环形集电器、中心受电器，它是一种活动触头，用来实现固定部分与转 动部

分之间的电气连接。 在具有回转机构的装卸机械（如电动轨道起重机）中，位于回转

机构上的电气设备与电源之间以及这些电气设备与固定于车架下的走行电动机之间的 连接，必须通过集电环来实现。图 6-2-6为集电环的结构，由一组铜滑环组成，各个滑

环用绝缘螺栓相互连接起来， 从每一个滑环上引出绝缘的接线头，回转机构的电气设备 通过连接导线接在这些接头上。 绝缘螺栓两端装有角钢支持板， 由这些支持板将集电环 图6-2-3电动电缆卷筒结构 图6-2-5弹簧蓄能式电缆卷简结构

1-支架；2-进线；3-轴；4-轴套；5-卷筒；6-电缆；7-集电环；

8-电刷；9-蜗卷弹簧；10-弹簧