【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。我國(guó)起重機(jī)工業(yè)有很大的發(fā)展?jié)摿?，前景很好，但同時(shí)我國(guó)起重行業(yè)目前存在的幾個(gè)突出問(wèn)題：整體技術(shù)含量偏低，突出表現(xiàn)在產(chǎn)品的品種規(guī)格少，性能、可靠性等指標(biāo)低于發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品的水平。知名品牌寥寥無(wú)幾，能打入國(guó)際市場(chǎng)并享有一定聲譽(yù)的知名品牌幾乎沒(méi)有。產(chǎn)品低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，企業(yè)合理利潤(rùn)難保，已嚴(yán)重制約企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。對(duì)橋式起重機(jī)，特別是大功率的橋式起重機(jī)的需要量日以增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝在橋式起重機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用,所有這些因素都有里地促進(jìn)了工程起重機(jī)的發(fā)展。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有橋式起重機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)資料的分析，近年來(lái)橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）通用型起重機(jī)以中小型為主，專用起重機(jī)向大型大功率發(fā)展為了提高建設(shè)工程的裝卸和安裝作業(yè)的機(jī)械化程度，工程起重機(jī)的發(fā)展，仍然是以輕便靈活的中小型起重機(jī)為主。2）重視“三化”，逐步過(guò)渡采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)三化是指：標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化3）發(fā)展一機(jī)多用產(chǎn)品為了充分發(fā)揮工程起重機(jī)的作用，擴(kuò)大其使用范圍，有的國(guó)家在設(shè)計(jì)起重機(jī)是重視了 產(chǎn)品的多用性。4）采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝為了減輕起重機(jī)的自重，提高起重機(jī)的性能，保證起重機(jī)可靠地工作，現(xiàn)在都多采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝。2起重機(jī)控制系統(tǒng)方案選擇可編程控制器簡(jiǎn)稱——PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一PLC是在繼電器控制邏輯基礎(chǔ)上，與3C(Computer,Control,Communication)技術(shù)相結(jié)合，不斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機(jī)順序控制，發(fā)展到包括過(guò)程控制、位置控制等場(chǎng)合的所有控制領(lǐng)域。自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各單機(jī)設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。PLC的工作方式PLC源于用計(jì)算機(jī)控制來(lái)取代繼電接觸器，所以PLC具有同通用計(jì)算機(jī)的相同之處，如具有相同基本結(jié)構(gòu)和相同的指令執(zhí)行原理。但是，兩者的工作方式上確有著重要的區(qū)別，不同之處體現(xiàn)在PLC的CPU上采用循環(huán)掃描工作方式，集中進(jìn)行輸入采樣，集中進(jìn)行輸出刷新，I/O映像區(qū)分別存放執(zhí)行程序之前的各輸入狀態(tài)和執(zhí)行過(guò)程中個(gè)結(jié)果的狀態(tài)。PLC的工作掃描方式PLC的循環(huán)掃描工作方式過(guò)程，一般包裹五個(gè)階段，內(nèi)部處理與自診斷、外設(shè)進(jìn)行通信處理、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新。PLC同傳統(tǒng)繼電器的異同。繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)算的方式，一個(gè)繼電器線圈的通斷，將會(huì)影響該繼電器所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)的動(dòng)作，同觸點(diǎn)在控制線路的位置無(wú)關(guān)。PLC的CPU采用循環(huán)掃描的工作方式，一個(gè)軟繼電器線圈的通斷，只會(huì)影響該繼電器掃描的接點(diǎn)動(dòng)作，但是由于CPU的運(yùn)算處理的速度很高，使得從外觀上看，用戶程序是同時(shí)運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理:當(dāng)向三相定子繞組中通過(guò)入對(duì)稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開(kāi)始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定）.由于導(dǎo)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場(chǎng)中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)?！　⊥ㄟ^(guò)上述分析可以總結(jié)出電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為: n=從上式可見(jiàn)，改變供電頻率f,電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來(lái)看，不同的調(diào)速方式無(wú)非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)。改變定子電壓，頻率的變頻調(diào)速有能無(wú)換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，斬波調(diào)速，串波調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器，液力偶合器，油膜離合器等調(diào)速。 傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)調(diào)速方式采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，其主電路如圖1所示圖1 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的主電路3電機(jī)容量選擇及調(diào)速電阻器計(jì)算1）已知起重量=275 t 工作級(jí)別A6 主提升運(yùn)行速度=10 m/min 副鉤重=4%=11 t靜功率計(jì)算公式= =（+ ）g=（50000+11000） N =598410 NV=10m/min===（二級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)，滑輪組倍率3） 所以== KW= KW根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用YZP315S10電動(dòng)機(jī)，當(dāng)S3, JC=25%時(shí)，電動(dòng)機(jī)允許輸出功率為110KW。在基準(zhǔn)工作制S3, JC=40%時(shí) =100 KW 。2) 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校驗(yàn) 按電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)=, 對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)H=, 一臺(tái)電機(jī)m=1 == =100KW電動(dòng)機(jī)過(guò)載校驗(yàn)通過(guò)。1）已知起重量=50 t 工作級(jí)別A6 副鉤起升速度=20 m/min 副鉤重=3%= 靜功率計(jì)算公式= =（+ ）g=（50000+1500） N =505215N =20 m/min= ==（二級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)，滑輪組倍率3） 所以== KW= KW根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用YZP250M26電動(dòng)機(jī)，當(dāng)S3, JC=25%時(shí)，電動(dòng)機(jī)允許輸出功率為180KW。在基準(zhǔn)工作制S3, JC=40%時(shí)，=170 KW。2) 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校驗(yàn) 按電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)=,對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)H=,一臺(tái)電機(jī)m=1 =KW==170 KW電動(dòng)機(jī)過(guò)載校驗(yàn)通過(guò)。1）已知起重量=275 t 工作級(jí)別A6 大車運(yùn)行速度=10m/min 起重機(jī)總重 G=172857Kg 運(yùn)行靜阻力。大車運(yùn)行部分總質(zhì)量 =（+G）g=（275000+172857） N=室內(nèi)運(yùn)行，風(fēng)阻力G=0, 坡度阻力=0查得，取運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) =則 == N=2) 運(yùn)行靜功率 =10 m/min=大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)總效率取= == KW= KW3) 運(yùn)行加速功率, 查得取a= m/s，= ==KW=4) 初選電動(dòng)機(jī) =KW=式中：m電動(dòng)機(jī)數(shù)目（2臺(tái)） 平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（）根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用YZP160M16電動(dòng)機(jī)，當(dāng)S3, JC=25%時(shí)，電動(dòng)機(jī)允輸出許功