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冶金鋼絲繩電動(dòng)葫蘆設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2019-12-24 09:08 文章來(lái)源：未知 文章作者：admin 點(diǎn)擊數(shù)：
自煤廠發(fā)生鋼水包傾覆的重大事故后，國(guó)家質(zhì)檢總局加大了對(duì)用于治金行業(yè)的非治金起重機(jī)的查處力度，適時(shí)下發(fā)了（質(zhì)檢特（2007）第375號(hào)）文件，對(duì)吊運(yùn)熔融金屬的起重機(jī)進(jìn)行了嚴(yán)格
自煤廠發(fā)生鋼水包傾覆的重大事故后，國(guó)家質(zhì)檢總局加大了對(duì)用于治金行業(yè)的非治金起重機(jī)的查處力度，適時(shí)下發(fā)了（質(zhì)檢特（2007）第375號(hào)）文件，對(duì)吊運(yùn)熔融金屬的起重機(jī)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定和要求。為搶占市場(chǎng)，全國(guó)各電動(dòng)葫蘆生產(chǎn)企業(yè)也先后開(kāi)發(fā)了各類(lèi)型的治金型電動(dòng)葫蘆，但都屬于以電磁制動(dòng)或機(jī)械制動(dòng)作為安全制動(dòng)器的范疇。
1電磁制動(dòng)型冶金葫蘆
1.1結(jié)構(gòu)形式
此類(lèi)型治金鋼絲繩電動(dòng)葫蘆（見(jiàn)圖1）類(lèi)似于傳統(tǒng)CD/MD型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，整機(jī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，包含起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器控制系統(tǒng)。
1）構(gòu)成要素在減速器外側(cè)高速軸上增加一個(gè)電磁制動(dòng)器作為安全制動(dòng)器，使用耐高溫鋼芯鋼絲繩，在葫蘆的機(jī)架下添加隔熱層，增加過(guò)載保護(hù)功能，電機(jī)絕緣等級(jí)提高到H級(jí)，防護(hù)等級(jí)提高到IP54，所有鑄鐵部件改為鑄鋼或軋制，雙重起升限位，電動(dòng)葫蘆的控制類(lèi)型使用遙控器，保證了操作者的人身安全，工作級(jí)別提高至M6。
1）構(gòu)成要素在減速器外側(cè)高速軸上增加一個(gè)電磁制動(dòng)器作為安全制動(dòng)器，使用耐高溫鋼芯鋼絲繩，在葫蘆的機(jī)架下添加隔熱層，增加過(guò)載保護(hù)功能，電機(jī)絕緣等級(jí)提高到H級(jí)，防護(hù)等級(jí)提高到IP54，所有鑄鐵部件改為鑄鋼或軋制，雙重起升限位，電動(dòng)葫蘆的控制類(lèi)型使用遙控器，保證了操作者的人身安全，工作級(jí)別提高至M6。
2）工作原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)上的制動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)，作為安全制動(dòng)器的電磁制動(dòng)器可以快速響應(yīng)，從而能夠安全制動(dòng)熔融金屬以避免危險(xiǎn)。
1.2電磁制動(dòng)器工作原理
停電或有電源故障時(shí)，由制動(dòng)盤(pán)和彈簧的摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力矩，克服重物重力引起的扭矩，迅速的制動(dòng)。如圖2所示，當(dāng)制動(dòng)時(shí)，由安裝于電動(dòng)葫蘆減速器高速軸上的轉(zhuǎn)子通過(guò)銜鐵盤(pán)被彈簧壓向法蘭，摩擦力產(chǎn)生制動(dòng)力矩，在銜鐵盤(pán)與定子之間會(huì)產(chǎn)生氣隙。當(dāng)放松制動(dòng)時(shí)，線圈通直流電，產(chǎn)生的磁場(chǎng)使銜鐵盤(pán)壓縮彈簧被定子9吸附，此時(shí)轉(zhuǎn)子被松開(kāi)，制動(dòng)解除。
該制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力矩必須大于電機(jī)的額定力矩才能產(chǎn)生制動(dòng)效果，經(jīng)驗(yàn)證明安全系數(shù)必須大于2才能保證制動(dòng)的安全性。
該制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力矩必須大于電機(jī)的額定力矩才能產(chǎn)生制動(dòng)效果，經(jīng)驗(yàn)證明安全系數(shù)必須大于2才能保證制動(dòng)的安全性。
1.3優(yōu)缺點(diǎn)
雖然彈簧加壓電磁安全制動(dòng)型治金葫蘆符合（
2007）第375號(hào)文件要求，能通過(guò)國(guó)家要求的型式試驗(yàn)，成本較低，制作簡(jiǎn)單，其性能基本滿(mǎn)足調(diào)運(yùn)熔融金屬工況的要求，而被國(guó)內(nèi)一部分生產(chǎn)企業(yè)采用，但存在很?chē)?yán)重的安全隱患。
由于安全制動(dòng)器增設(shè)在傳動(dòng)鏈的高速端，中間有減速機(jī)構(gòu)，不能完全確保安全性：該安全制動(dòng)器附在減速器上，由減速器漏油引起的制動(dòng)打滑也有可能發(fā)生；支持制動(dòng)器和安全制動(dòng)器工作原理和響應(yīng)速度不同對(duì)葫蘆安全性也會(huì)產(chǎn)生較大影響：后期維護(hù)繁瑣，安裝、調(diào)試對(duì)操作者要求較高。
2機(jī)械制動(dòng)型治金葫蘆
2.1結(jié)構(gòu)形式
此類(lèi)型冶金電動(dòng)葫蘆（見(jiàn)圖3）同樣包含起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器控制系統(tǒng)。作為一種全新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，產(chǎn)品的安全性、維護(hù)方便性和配件的通用性在設(shè)計(jì)之初就被放在首位。
此類(lèi)型冶金葫蘆設(shè)置有雙起升限位和下降限位裝置，增強(qiáng)了電動(dòng)葫蘆的安全使用性能。耐高溫鋼絲繩和電機(jī)滿(mǎn)足了冶金行業(yè)的需要，在電動(dòng)葫蘆底部設(shè)置了隔熱罩，以隔離熔融金屬的直接高熱輻射。電動(dòng)葫蘆的控制類(lèi)型使用遙控或非跟隨式，以確保操作員的人身安全。
此類(lèi)型冶金葫蘆設(shè)置有雙起升限位和下降限位裝置，增強(qiáng)了電動(dòng)葫蘆的安全使用性能。耐高溫鋼絲繩和電機(jī)滿(mǎn)足了冶金行業(yè)的需要，在電動(dòng)葫蘆底部設(shè)置了隔熱罩，以隔離熔融金屬的直接高熱輻射。電動(dòng)葫蘆的控制類(lèi)型使用遙控或非跟隨式，以確保操作員的人身安全。
此類(lèi)冶金葫蘆工作原理：在正常操作期間，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由設(shè)置在錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)上的支持制動(dòng)器制動(dòng)，當(dāng)?shù)蹉^和負(fù)載超速時(shí)，卷筒由設(shè)置在其上的安全制動(dòng)器制動(dòng)，以防止重物超速下降造成事故。
2.2機(jī)械制動(dòng)器工作原理
機(jī)械制動(dòng)器包括傳感器、棘輪、牽引電磁鐵、鋼絲繩、棘爪和制動(dòng)環(huán)（見(jiàn)圖4）。制動(dòng)環(huán)固定在棘輪和蓮花盤(pán)的內(nèi)圈上，緊緊套在電動(dòng)葫蘆的卷筒上；牽引電磁鐵固定安裝在電動(dòng)葫蘆外殼上：棘爪放置在棘輪外緣旁并鉸接在電動(dòng)葫蘆外殼上，以保證與棘輪的外邊緣有一定的檢測(cè)距離。
安全制動(dòng)器作為核心部件，在電動(dòng)葫蘆正常工作時(shí)不起作用。只有在電動(dòng)葫蘆起吊重物，支持制動(dòng)器失靈或出現(xiàn)斷軸、斷齒時(shí)重物開(kāi)始自由下落，必將帶動(dòng)卷筒突然加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)（正常轉(zhuǎn)速的1.25倍），棘爪上與蓮花盤(pán)作跟蹤相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪克服彈簧拉力突然脫離，擺動(dòng)轉(zhuǎn)輪，插入棘爪并卡住棘輪，棘輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪內(nèi)圈制動(dòng)片與卷筒摩擦，強(qiáng)行限制卷筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到安全制動(dòng)的目的。如果上述動(dòng)作沒(méi)有發(fā)生，也可以通過(guò)電磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)目的。傳感器通過(guò)檢測(cè)棘輪齒數(shù)（可根據(jù)需要調(diào)節(jié)動(dòng)作齒數(shù)）獲得信號(hào)，并將其傳遞給牽引電磁鐵，電磁鐵拉動(dòng)鋼絲繩克服彈簧拉力，從而拉動(dòng)棘爪的尾部，棘爪插入并卡住棘輪，棘輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪內(nèi)圈制動(dòng)片與卷筒摩擦，強(qiáng)行限制卷筒繼續(xù)旋動(dòng)，從而也能夠達(dá)到安全制動(dòng)的目的。
安全制動(dòng)器作為核心部件，在電動(dòng)葫蘆正常工作時(shí)不起作用。只有在電動(dòng)葫蘆起吊重物，支持制動(dòng)器失靈或出現(xiàn)斷軸、斷齒時(shí)重物開(kāi)始自由下落，必將帶動(dòng)卷筒突然加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)（正常轉(zhuǎn)速的1.25倍），棘爪上與蓮花盤(pán)作跟蹤相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪克服彈簧拉力突然脫離，擺動(dòng)轉(zhuǎn)輪，插入棘爪并卡住棘輪，棘輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪內(nèi)圈制動(dòng)片與卷筒摩擦，強(qiáng)行限制卷筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到安全制動(dòng)的目的。如果上述動(dòng)作沒(méi)有發(fā)生，也可以通過(guò)電磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)目的。傳感器通過(guò)檢測(cè)棘輪齒數(shù)（可根據(jù)需要調(diào)節(jié)動(dòng)作齒數(shù)）獲得信號(hào)，并將其傳遞給牽引電磁鐵，電磁鐵拉動(dòng)鋼絲繩克服彈簧拉力，從而拉動(dòng)棘爪的尾部，棘爪插入并卡住棘輪，棘輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪內(nèi)圈制動(dòng)片與卷筒摩擦，強(qiáng)行限制卷筒繼續(xù)旋動(dòng)，從而也能夠達(dá)到安全制動(dòng)的目的。
1）棘輪齒強(qiáng)度計(jì)算
m=1.75
r（1）VzAa]
式中：m為棘輪模數(shù)，m=t/x（t為周節(jié)）；T為棘輪軸所受的轉(zhuǎn)矩；z為棘輪齒數(shù)，通常z=6~25：
o為齒寬系數(shù)，=bwm（b為齒寬）；[o]為棘輪齒材料的許用彎曲應(yīng)力。
2）棘爪強(qiáng)度計(jì)算MP，o=部+號(hào)=l0]
（2）式中：M為彎矩，P為棘輪的圓周力，W為棘爪危險(xiǎn)截面的截面系數(shù)，A為棘爪危險(xiǎn)截面的面積，[o]為棘輪齒材料的許用彎曲應(yīng)力。
2.3優(yōu)缺點(diǎn)
機(jī)械摩擦安全制動(dòng)型冶金葫蘆完全符合（2007）第375號(hào)文件要求，能通過(guò)國(guó)家要求的型式試驗(yàn)，安全可靠，性能完全滿(mǎn)足吊運(yùn)熔融金屬工況的要求，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，制造周期長(zhǎng)，占?jí)撼杀据^多，在國(guó)內(nèi)被少量有實(shí)力的生產(chǎn)企業(yè)采用。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述，用于安全生產(chǎn)的治金鋼絲繩電動(dòng)葫蘆是國(guó)家規(guī)定的輕小型起重設(shè)備，彈簧加壓的電磁制動(dòng)和機(jī)械摩擦式制動(dòng)都能夠達(dá)到安全制動(dòng)的目的，但各有利弊。彈簧加壓電磁制動(dòng)型冶金葫蘆適用于投入成本較低、加工精度要求低、制動(dòng)精度要求不高的中小企業(yè)；機(jī)械摩擦制動(dòng)型治金葫蘆適用于講究外觀、制動(dòng)精度要求高、后期維護(hù)要求簡(jiǎn)單方便的高端用戶(hù)。
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