起重机的电气控制

第七节起重机的电气控制

起重机是专门用来起吊和短距离搬移重物的一种生产机械，通常也称为吊车、行车或天车。按其结构及运动形式的不同，可分为桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、旋转起重机及缆索起重机等。其中以桥式起重机的应用最为广泛并具有一定的代表性。

一、桥式起重机的主要结构及运动形式

桥式起重机由桥架（双称大车），装有提升机构的小车、大车运行机构及操纵室等几部分组成。

1-驾驶室 2-辅助滑线架 3-交流磁力控制盘 4-电阻箱

5-起重小车 6-大车拖动电动机 7-端梁 8-主滑线 9-主梁桥架是桥式起重机的基本构件，它由主梁、端梁、走台等几部分组成。主梁跨架在车间上空，其两端联有端梁，主梁外侧装有走台并设有安全栏杆。桥架的一头装有大车移行机构、电气箱、起吊机构和小车运行轨道以及辅助滑线架。桥架一头装有驾驶室，另一头装有引入电源的主滑线。

大车移行机构是由驱动电动机、制动器、传动轴、减速器和车轮等几部分组成。其驱动方式有集中低速驱动、集中高速驱动和分别驱动方式三种：

集中低速驱动是由一台电动机通过减速器同时带动两个主动轮，使传动轴的转速低于电动机轴的转速，与车轮的转速相同，一般是50～100r/min。

集中高速驱动是由电动机通过制动轮直接与联轴节、传动轴联接，再通过减速器与车轮联接。这样，运行机构的传动轴的转速与电动机的转速相同，一般是700～1500r/min。

分别驱动是由两套独立的无机械联系的运行机构组成。每套运行机构由电动机通过制动轮、联轴节、减速器与大车车轮联接，省去了中间传动轴。但分别驱动的运行机构是用两台同样型号的电动机，用同一控制器控制。

分别驱动与集中驱动相比，自重较轻，安装和维护方便，实践证明使用效果良好。目前我国生产的桥式起重机大部分采用分别驱动方式。

小车运行机构由小车架、小车移行机构和提升机构组成。小车架由钢板焊成，其上装

有小车移行机构、提升机构、栏杆及提升限位开关。小车可沿桥架主梁上的轨道左右移行。在小车运动方向的两端装有缓冲器和限位开关。小车移行机构由电动机、减速器、卷筒、制动器等组成。电动机经减速后带动主动轮使小车运动。提升机构由电动机、减速器、卷筒、制动器等组成，提升电动机通过制动轮、联轴节与减速器联接，减速器输出轴与起吊卷筒相联。

操纵室是操纵起重机的吊舱，又称驾驶室。在操纵室内，主要装有大小车运动机构和起升机构的操纵系统和有关装置，如控制器、保护箱及照明开关箱；有关安全开关，如紧急开关、电铃开关等。

操纵室一般固定在主梁下方的一端，也有随小车移动的。其上方有通向走台的舱口。为了安全，舱口处装有安全开关，避免司机及维护人员上车发生触电事故。

二、桥式起重机的拖动特点及控制要求

1）具有合适的升降速度。空钩能快速升降，轻载的提升速度应大于额定负载的提升速度。

2）具有一定的调速范围。对于普通起重机调速范围一般为3:1，而要求较高的起重机，调速范围则要求达到5:1～10:1。

3）在提升之初或重物接近预定位置附近时，都需要低速运行。因此，升降控制应在30%额定速度内分为几档，以便灵活操作。高速向低速过渡应逐级减速，保持稳定运行。

4）提升第一档的作用是为了消除传动间隙，使钢丝绳张紧，为避免过大的机械冲击，这一档的电动机的启动转矩不能过大，一般限制在额定转矩的一半以下。

5）在负载下降时，根据重物的大小，拖动电动机的转矩可以是电动转矩，也可以是制动转矩，两者之间的转换是自动进行的。

6 为确保安全，要采用电气与机械双重制动，既减小机械抱闸的磨损，又可防止突然断电而使重物自由下落造成设备和人身事故。

7）要有完备的电气保护与连锁环节。

由于起重机使用很广泛，所以它的控制设备已经标准化。根据拖动电动机容量的大小，常用的控制方式有两种：一种是采用凸轮控制器直接控制电动机的起停、正反转、调速和制动。这种控制方式由于受到控制器触点容量的限制，故只适用于小容量起重电动机的控制。另一种是采用主令控制器与磁力控制屏配合的控制方式，适用于较大容量，调速要求较高的起重机和工作十分频繁的起重机。对于15t以上的桥式起重机，一般同时采用两种控制方式，主提升机构采用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大车小车移动机构和副提升机构则采用凸轮控制器控制方式。

三、凸轮控制器

凸轮控制器是一种大型手动控制电器。主要用来直接控制起重机等生产机械的电动机,它可以变换主电路的接法和转子电路中的电阻值，以达到电动机的启动、制动、调速和反转的目的。

1、凸轮控制器的主要结构

凸轮控制器由机械结构、电气结构、防护结构等三部分组成。其中，手柄、转轴、凸轮、杠杆、弹簧、定位棘轮为机械结构；触头、接线及联板为电气结构；上下盖板、外罩及灭弧罩为防护结构。

1-静触点 2-动触点 3-触头弹簧 4-复位弹簧

5-滚子 6-绝缘方轴 7-凸轮

当转轴在手柄扳动下转动时，固定在轴上的凸轮随绝缘方轴转动，当凸轮的凸起部位支住带动动触点杠杆上的滚子时，使动触点与静触点分开，而当转轴带动凸轮转动到凸轮凹部对着滚子时，动触点在弹簧作用下，使动静触点紧密接触，从而实现触点接通与断开的目的。

若在方轴上叠装不同形状的凸轮块，则可使一系列的触点按预先规定的顺序接通和分断，把这些触点接在电动机电路中，便可达到控制电动机的目的。

2、凸轮控制器的型号含义

四、主令控制器

凸轮控制器组成的控制线路具有结构简单、操作维护方便、经济性能好等优点，但也存在严重不足，如调速性能较差、触点容量较小等。为此，当电动机容量较大，工作繁重，操作频繁，调速性能要求较高时，采用主令控制器。它主要作为起重机、轧钢机等生产机械控制站的遥远控制。

1、主令控制器的结构

主令控制器的结构及动作原理基本上与凸轮控制器相同，也是靠凸轮来控制触点系统的通断。但它的触点小，操作轻便，允许每小时接电次数较多，适用于按顺序操作多个控制回路，且其触点系统多为桥式触点，并用银及其合金材料制成。一般由接触元件、凸轮、定位机构，转轴、面板及其支承件等组成。

当主令控制器手柄旋转时，将带动凸轮块转动，当凸轮块转到推压小轮的位置，小轮