电动葫芦毕业设计

摘要
电动葫芦是用来提升或下降重物，并能在水平方向移动的起重运输器械。

以电动葫芦作为起升机构的起重机统称为葫芦式起重机。

这种起重机的核心是电动葫芦，并多为钢丝绳电动葫芦和环链式电动葫芦，以往电动葫芦除了作为单轨架空悬挂轨道起重运输设备用之外，多用来与电动单梁起重机和电动单梁悬挂起重机配套，用于车间，仓库等场所，它具有重量小，结构简单，操作方便特点。

一般电动葫芦只有一个恒定的运行速度，广泛应用于矿企业中进行小型设备的安装，吊运和维修中。

它是由两个结构上相互联系的提升机构和移动装置组成，分别有移动电动机和提升电动机拖动。

这次对电动葫芦的设计主要对电动葫芦主回路、控制回路的分析，对电路中元件型号进行了选择和绘制了原理图、端子接线图。

对新元件的生成过程进行了详解。

关键词：电磁制动；行程限位；点动控制；双重连锁。

目录
前言 (3)
1电动葫芦的组成及运动形式 (2)
2电动葫芦的主电路及控制电路的分析 (2)
3电动葫芦的原理图工作过程及接线图 (3)
3.1电动葫芦的工作过程 (5)
4 元件的选择原则 (6)
4.1 元件明细表 (6)
4.2 元件选择原则 (6)
4.2.1 断路器的选择 (6)
4.2.2 熔断器的选择 (9)
4.2.3 常用熔断器型号及含义 (11)
4.2.4 交流接触器的选择 (11)
4.2.5 热继电器的选择 (13)
4.2.6 按钮的选择 (16)
4.2.7 导线的选择 (18)
参考文献 (20)
致谢 (21)
前言
以电动葫芦作为起升机构的起重机统称为葫芦式起重机。

这种起重机的核心是电动葫芦，并多为钢丝绳电动葫芦和环链式电动葫芦，以往电动葫芦除了作为单轨架空悬挂轨道起重运输设备用之外，多用来与电动单梁起重机和电动单梁悬挂起重机配套，用于车间，仓库等场所，随着电动葫芦性能参数的扩展，从80年代开始，这种葫芦式起重机已不再局限于作为轻小起重设备，大起重量的电动葫芦桥式起重机有代替起重量100t以下的轻，中工作级别的普通桥式起重机的趋势，因为这种起重机自重轻，建筑高度低。

随着电动葫芦结构形式的更新，特别是电动葫芦运行小车出现了多种形式的支撑和悬挂方式，大大促进了葫芦式起重机的品种类型的增多与应用范围的扩大，80 年代在国外，特别是德国，芬兰，日本，英国，法国及保加利亚等国家的厂家，不禁相继研制生产出性能新进的电动单梁，悬挂和电动葫芦桥式起重机，还派生出先进适用的葫芦门式起重机，葫芦式抓斗起重机，葫芦吊钩抓斗两用起重机，葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机，葫芦式旋臂起重机葫芦式壁行起重机，葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。

葫芦式起重机品种，类型，规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比例的增加，将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重的起重运输设备体系。

电动葫芦作为一种轻小型的起重设备，广泛用于国名经济的各个领域，而国内电动葫芦近几年的发展却十分缓慢。

上世纪60年代到70年代初，我国从前苏联引进TV型钢丝绳电动葫芦，70年代初我国自行设计了CD1型钢丝绳电动葫芦取代TV型钢丝绳电动葫芦，至目前为止CD1型电动葫芦在国内生产制造，使用已达30多年历史，期间，曾有一些厂家引进国外先进的生产制造技术，但均未获得广泛的推广应用。

电动葫芦主要分为：微型电动葫芦，HHXG型环链电动葫芦，HC型电动葫芦，DHP型环链电动葫芦，CD1、MD1型钢丝绳电动葫芦等。

电动葫芦技术水平在国内发展迟缓，其原因是多方面的：(1)国内电动葫芦企业生产、制造水平及配套的机械、电气及标准件技术基础较低； (2)近20年来，国内经济体制由计划经济转向市场经济，许多国营企业在转制初期不可能将大量的资金投入到产品开发上；(3)CDl型电动葫芦目前仍有一定的市场占有率。

近年来，国外的电动葫芦技术水平发展很快。

随着我国加入WTO，外资企业纷纷打进中国市场，国外电动葫芦对国内产品的冲击将越来越大。

国内低价、低档次的产品，已不
再有广泛的市场，用户对产品的性价比越来越重视。

所以，国内电动葫芦如不很快地适应国内、国际市场的要求进行产品更新换代，将很快被淘汰。

CD型电动葫芦能在国内市场使用近30多年，有其成功的方面，但是在其使用过程中也暴露了一些亟待改进的不足。

1电动葫芦的组成及运动形式
下面就我国自行联合设计的
CD型钢丝绳电动葫芦所述：如图所
示，它是由两个结构上相互联系的
升降机构和移动装置组成，分别由
升降电动机和移动电动机拖动。

升
降机构电动机通过减速箱拖动钢丝
卷筒。

升降的钢丝卷筒1由电动机
2经减速箱3拖动，住传动轴和电
磁制动器4的锥形圆盘相连接。

电
动葫芦是借导轮的作用在工字梁上
来回移动，而导轮由另一台电动机
5经圆柱形减速箱驱动。

电动的行
走机构设有电磁制动器，并用机械
撞块限制前后两个方向的移动行
程。

电磁制动器对主传动轴制动，在升降吊钩的极限位置装有行程限位开关，移动机构电动机经减速箱拖动行走导轮，行走导轮可以在工字轨道上来回滚动。

当它超出行程时，行程限制开关进行限位保护。

为了安全，电动葫芦采用电动控制，当操作人员离开岗位时，为了安全，电动葫芦就自动停车。

2电动葫芦的主电路及控制电路的分析
电动机M1为吊钩升降电动机，用来提升货物，由接触器KM1、KM2进行正反转控制，以实现吊钩升降。

YB为吊钩电动机M1的电磁制动器，它的线圈两端与电动机M1的两项电源线并联在一起，当M1得电时，YB也得电松阀，让电动机M1转动；M1失电时，YB也失电，靠弹簧力将M1制动。

根据电动机M1主电路控制电器主触头文字符号KM1、KM2。

SB1、SB2为吊钩电动机M1
的正反向复合启动按钮，正反向接触器KM1、KM2线圈电路间采用复合按钮和接触器双重连锁。

由于无自锁触头，因此松开按钮SB1或SB2，KM1或KM2就失电释放，电动机M就停止转动。

SQ1、SQ2为上下限位行程开关。

M2为移动机构电动机，用来水平移动搬运货物，由接触器KM3、KM4进行正反转控制，采用复合按钮和接触器双重连锁，实现电动机M2的水平移动，M2停止时不需要电磁制动，控制电路中设有限位开关SQ3、SQ4进行限位保护，防止电动葫芦移位时超出允许范围。

3 电动葫芦的原理图工作过程及接线图
图3-1 原理图
图3-2、端子接线图
3.1电动葫芦胡工作过程：(1)钓钩上升
1（1-6）+▽KM
2
，实现互锁
SB
1
YB+
1（1-2） KM
1
+其主触头闭合 M
1
正+，吊钩上升。

KM
1（7-8）+▽KM
2
，实现互锁
当吊钩上升到需要位置时，松开SB
1
SB
1
(1-6)-
SB1- YB-
SB1(1-2)- KM1-其主触头断开 M
1
正-，吊钩提升
KM
1
(7-8)-
(2)吊钩下降
吊钩下降的动作过程与吊钩提升过程相似，动作电器为SB
2、KM
2。

（3）吊钩向前移动
SB
3(1-13)+▽KM
4
,实现互锁
SB
3
+
SB
3（1-9）+ KM
3
+ M
2
+吊钩向前移动。

KM
3（15-16）+▽KM
4
，实现互锁
当吊钩前移到预定的位置时松开SB3
3（1-13）-
SB
3
-
3（1-9）- KM
3
- M
2
正-，吊钩停止移动
KM
3
（15-16）-
（4）吊钩向后移动
吊钩向后移动的动作过程与吊钩向前移动相似，动作电器为SB4、KM
4 元件的选型原则
4.1 元件明细表
表4-1元件明细表
4.2 元件选型原则
4.2.1 断路器的选择
a,一般低压断路器的选择
（1）低压断路器的额定电压不小于线路的额定电压。

（2）低压断路器的额定电流不小于线路的计算负载电流。

（3）低压断路器的极限通断能力不小于线路中最大的短路电流。

（4）线路末端单项地短路电流/低压断路器瞬时（或短延时）脱口整定电流≥1.25.
（5）脱口电流的额定电流不小于线路的计算电流。

（6）欠压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。

b,配电用低压断路器的选择
（1）长延时动作电流整定值等于0.8—1倍导线允许载流量。

（2）3倍延时动作电流整定值的返回时间不小于线路中最大启动电流的电动机启动时间。

（3）短延时动作电流整定值不小于1.1（I
jx+1*35KI
dem
）。

其中，I
jx
为线路计算负载电流；
K为电动机的启动电流倍数；I
dem
为最大一台电动机额定电流。

（4）短延时的延时时间按被保护对象的热稳定校核。

（5）无短延时时，瞬时电流整定值不小于1.1倍下级开关进线端计算短路电流值。

c,电动机保护用低压断路器的选择
（1）长延时电流整定值等于电动机的额定电流。

（2）6倍长延时电流整定值的可返回时间不小于电动机的实际启动时间。

按启动时负载的轻重，可选用可返回时间为1、3、5、8、15s中的某一档。

（3）瞬时整定电流：笼型电动机时为（8~15）倍脱扣器额定电流；绕线转子电动机时为（3~6）倍脱扣器额定电流。

d,照明用低压断路器的选择
（1）长延时整定值不大于线路计算负载电流。

（2）瞬时动作整定值等于（6~20）倍线路计算负载电流。

图4-1断路器选择示意图
4.2.2 熔断器的选择
a,熔断器类型的选择
应根据使用场合选择熔断器的类型。

电网配电一般用刀型触头熔断器；电动机保护一般使用螺旋式熔断器；照明电路一般用圆筒帽型熔断器；保护可控硅元件则应选则半导体保护快速式熔断器。

b,熔体额定电流的选择
（1）对于变压器、电路和照明灯负载，熔体的额定电流应略大于或等于负载电流。

（2）对于输配电线路，熔体的额定电流应略大于或等于线路的安全电流。

（3）在电动机回路中作短路保护时，应考虑电动机的启动条件，按电动机启动时间的
长短来考虑选择熔体的额定电流。

对启动时间不长的电动机，可按下式决定熔体的的额定电流
IN熔体=I
st
/（2.5~3）（4-1）
式中I
st
——电动机的启动电流，单位：A
对启动时间较长或启动频繁的电动机，按下式决定熔体的额定电流
IN熔体=I
st
/（1.6~2) （4-2）对于多台电动机供电的主干母线处的熔断器的额定电流可按下式计算：
In=(2.0~2.5)I
memax +∑I
me
（4-3）
注：In熔断器的额定电流；Ime电动机的额定电流；Imemax多台电动机容量最大的一台电动机的额定电流；∑I
me
其余电动机的额定电流之和。

电动机末端回路的保护，选用AM型熔断器，熔断体的额定电流In稍大于电动机的额定电流
电容补偿柜主回路的保护，如选用GG型熔断器，熔断体的额定电流In约等于线路计算电流1.8~2。

5倍；如选用AM型熔断器，熔断体的额定电流In约等于线路电流的1~2.5倍。

线路上下级间的选择性保护，上级熔断器与下级熔断器的额定电流In的比等于或大于1.6，就能满足防止发生越级动作而扩大故障停电范围的需要。

保护半导体器件用熔断器，熔断器与半导体器件串联，而熔断器熔体得额定电流用有效值表示，半导体器件的额定电流用正向平均电流表示，因此，应按下式计算熔体的额定电流：IRN≥1.57IRN≈1.6IRN式中IRN表示半导体器件的正向平均电流。

（4）降容使用
在20℃环境温度下，我们推荐熔断体的实际共作电流不应超过额定电流值。

选用熔断体时应考虑到环境及工作条件，如封闭程度空气流动连接电缆尺寸（长度及截面）瞬时峰值等方面的变化；熔断体的电流承载能力实验是在20℃环境温度下进行的，实际使用时受环境温度变化的影响。

环境温度越高，熔断体的工作温度就越高，其寿命也就越短。

相反，在较低的温度下运行将延长熔断体的寿命。

在配电线路中，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大2~3倍，以防止发生越级动作而扩大故障停电范围。

c,熔断器的选择
（1）UN熔断器≥UN线路。

（2）IN熔断器≥IN线路。

（3）熔断器的最大分段能力应大于被保护线路的最大短路电流。

4.2.3 常用熔断器型号及含义：
4.2.4 交流接触器的选择
a,选择接触器的类型
接触器的类型应根据负载电流的类型和负载轻重来选择，即是交流负载还是直流负载，是轻负载、一般负载还是重负载。

b,主触头的额定电流
主触头的额定电流可根据经验公式计算:
IN主触头≥PN电机/（1~1.4）UN电机
如果接触器控制的电动机启动、制动或反转频繁，一般将接触器主触头的额定电流将一级使用。

c,主触头的额定电压
接触器名牌上所标电压系指主触头承受的额定电压，并非吸引线圈的电压，使用时接触器主触头的额定的电压应不小于负载的额定电压。

d,操作频率的选择
操作频率就是指接触器每小时通断的次数。

当通断电流较大及通断频率较高时，会引起触头严重过热，甚至熔焊。

操作频率若超过规定数值,应选用额定电流大一级的接触器。

e,线圈额定电压的选择
线圈额定电压不一定等于主触头的额定电压,当线路简单,使用电器少时,可直接选用380V或220V的电压,如线路复杂,使用电器超过5h,可用24V、48V或110V电压(1964年国际规定为36V、110V、或127V)的线圈.
常用交流接触器的型号及含义：
4.2.5 热继电器的选择
选择热继电器作为电动机的过载保护时,应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下,并尽可能地接近,甚至重合,以充分发挥电动机的能力,同时使电动机在短时过载和启动瞬间[(4~7)IN电动机]时不受影响.
a, 热继电器的类型选择
一般场所可选用不带断相保护装置的热继电器,但作为电动机的过载保护时应选用带断相保护装置的热继电器。

b, 热继电器的额定电流及型号选择
根据热继电器的额定电流应大于电动机的额定电流,来确定热继电器的型号。

c, 热元件的额定电流选择
热继电器的热元件额定电流应略大于电动机的额定电流。

d, 热元件的整定电流选择
根据热继电器的型号和热元件额定电流,能知道热元件电流的调节范围.一般将热继电器的整定电流调整到等于电动机的额定电流;对过载能力差的电动机,可将热元件整定值调整到电动机额定电流的0.6~0.8倍;对启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车的电动机,热元件的整定电流应调整到电动机额定电流的1.1~1.15倍。

常用热继电器的型号及含义：
4.2.6 按钮的选择
常用的控制按钮有LAl8、LAl9、1320及LA25等系列，另外还具有防尘、防溅作用的LA30系列以及性能更全的LAl01系列。

控制按钮的主要技术参数有规格、结构型式、触头数及按钮颜色等。

常用按钮规格为交流电压380V、额定工作电流5A。

a, LAl9系列控制按钮本系列控制按钮适用于交流50Hz或．60Hz、电压380V或直流220V及以下、额定电流不大于5A的控制电路，作为起动器、接触器、继电器的远距离控制之用。

带信号灯的按钮，其信号灯可用于交、直流6V的信号电路。

该系列控制按钮由按钮元件和信号灯组合而成，按钮有一对常开触头、一对常闭触头和一副接触桥，信号灯装在按钮颈部，钮头兼作信号灯罩。

LAl9系列按钮技术数据见表1-75。

表4-2 LA19按钮技术数据表
b, LA20系列控制按钮 LA20系列作用同LAl9系列，但LA20系列控制按钮有单钮、双钮和三钮三种，单钮带有信号灯，装在按钮颈部，钮头兼作灯罩，有红、黄、绿和白等种颜色，双钮和三钮型的分开启式和保护式两种，钮头为方形，按钮组件有一组常开和一组常闭触头，常闭触头靠复位弹簧闭合。

LA20系列控制按钮的技术数据见表1-76：
LA20系列控制按钮型号含义：
4.2.7 导线的选择
根据导线安全载流量选择：
10下五;100上二;25、35,四、三界;70、95,两倍半;穿管、温度,八、九折。

裸线加一半.铜线升级算。

这几句口诀反映的是铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系。

根据口诀,我国常用导线标称截面(平方毫米)与倍数关系排列如下:
五倍四倍三倍二倍半二倍
例如,对于环境温度不大于25℃时的铝芯绝缘线的载流量为:截面为6平方毫米时,载流量为30安;截面为150平方毫米时,载流量为300A。

若是穿管敷设(包括槽板等敷设、即导线加有保护套层,不明露的),计算后,再打八折;若环境温度超过25℃,计算后再打九折.例如截面为10平方毫米的铝芯绝缘线在穿管并且高温条件下,载流量为：10*5*0.8*0.9=36A。

若是裸线,则载流量加大一半.例如截面为16平方毫米的裸铝线在高温条件下的载流量为:16*4*1.5*0.9=86.4A。

对于铜导线的载流量,口诀指出"铜线升级算",即将铜导线的截面按截面排列顺序提升一级,再按相应的铝线条件计算。

例如截面为 35平方毫米的裸铜线环境温度为25℃的载流量为:按升级为50平方毫米裸铝线即得：50*3*1.3=225A。

对于电缆,口诀中没有介绍.一般直接埋地的高压电缆,大体上可直接采用第一句口诀中的有关倍数计算。

比如 35平方毫米高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35*3=105A。

三相四线制中的零线截面,通常选为相线截面的 1/2左右。

当然也不得小于按机械强度要求所允许的最小截面。

在单相线路中,由于零线和相线所通过的负荷电流相同,因此零线截面应与相线截面相同。

主电路导线：2.7/5*1.3=0.415
控制电路导线：2.7/5*1.3=0.415
零线0.415/2=0.2075
当相线截面<16mm2,PE(接地)线与相线等径。

当相线截面>16mm2,且<35mm2,PE(接地)线最小截面为16mm2。

当相线截面>35mm2,PE(接地)线最小截面为相线截面的1/2。

参考文献
[1] 李振安.工厂控制技术[M].第一版.重庆：大学出版社，1995.
[2] 郑凤翼，杨洪升.怎样看电器控制电路图[M].第一版.北京：人民邮电出版社，2003.
[3] 孙余凯，吴鸣山.学看实用电气控制线路图[M].第一版.北京：电子工业出版社，2006.
[4] 李众育，孙如田.机床电器技能培训考核教程[M].第一版.新疆：新疆克拉玛依职业技术学院，2010.
致谢
此次毕业设计是我们从大学毕业走向未来重要的一步。

从最初的选题，开题到完成设计。

其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。

毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的能力，懂得了许多经验是前人不懈努力的结果。

同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。

在此，我要感谢老师和学校的领导们给了我这样一个把三年来的所学与实际应用相结合的锻炼机会，让我在完成毕业设计的过程中学到了很多很多，也要感谢同学们在此期间对我的帮助。