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德马格公司的新型DR钢丝绳电动葫芦
发布时间:2011-11-17 15:40

钢丝绳电动葫芦是成批生产的轻小型起重设备,具有结构紧凑、自重轻、外形尺寸小、操作简单、适用性强、应用广泛等特点。通常安装在直线或曲线工字型轨道上用来提升和搬运重物,也可与电动单梁、悬挂、双梁、门式和旋臂起重机等配套组成各类起重机械。目前通用桥架类型的起重机采用钢丝绳电动葫芦作为起升机构已成为起重机发展的潮流。有专家认为,世界新的一轮起重机竞争将从电动葫芦开始。

自德国德马格公司1911年生产出世界上第一台钢丝绳电动葫芦以来,世界各国推出了形形色色的各种不同类型和特点的钢丝绳电动葫芦。目前钢丝绳电动葫芦的发展趋势为安全、可靠、高效、免维护和智能化。最近,德马格公司将其丰富经验和先进技术相结合,推出了第六代全新的DR型钢丝绳电动葫芦,下面结合发展趋势对该系列产品作一简单介绍。

1 系列参数

目前DR钢丝绳电动葫芦系列共有4个基型,即DR3、DR5、DR10和DR20。起重量1t-50t,工作级别M4-M7,起升高度5.8m-54m,滑轮组倍率2/1、4/1、4/2、6/1、8/1和8/2,具体参数见表1。

变频控制,部分载荷情况下达到该速度

电动葫芦的安装形式分为低建筑高度单轨小车式(K型,适用于单轨或单梁起重机),双轨小车式(Z型,适用于双梁起重机)和固定式(F型)三种。运行速度为5-30m/min或5-25m/min无级变频调速

为了满足小吨位葫芦在较低工作级别的使用需求,德马格公司还推出了一个派生系列,具体参数见表2。

表2 R钢丝绳电动葫芦派生系列参数

德马格的DR系列和以前的DH系列相比,葫芦的基型数由8个减少为4个,提高了通用化程度,更加适合大批量生产。整个系列取消了M3工作级别,相同起重量和工作级别的葫芦起升速度大大加快,一般增加50%以上,满足高效率搬运的需求。起升机构增加了变频调速的选项,运行机构全部采用无级变频调速,起、制动平稳,使葫芦吊运物品摆动小,定位精确,操作性能大大改善。

2 结构特点

DR系列的电动机、减速器和卷筒采用了C形布置方式,即电动机与卷筒平行布置。使葫芦的长度尺寸小,极限尺寸小,结构紧凑,受力位置好,分组性好,对电动机和减速器的安装维修都很方便,见图1。

图1 DR钢丝绳电动葫芦

DR葫芦的外壳采用了杆形框架结构,即减速器箱体和电控箱之间用三根圆杆相连构成葫芦的主体,卷筒安装在此框架内。这种结构不但简单,组合性好,方便葫芦的安装和维护,还避免了采用传统的复杂的焊接或冲压金属结构外壳,只需更换不同长度的圆杆就能适应不同卷筒长度和不同起升高度的需求。

为了增加葫芦的作业范围,葫芦的悬挂小车采用了低建筑高度的侧挂形式。除垂直车轮外还增加了两对水平导向滚轮,有效防止跑偏,大大改善了运行性能。葫芦采用低建筑高度小车时由于重心位置的偏移,一般需加配重。DR葫芦采用了独特的推力反滚轮,起到了有效的平衡作用,取消了笨重的配重块,减小了外形尺寸,降低了葫芦的自重。见图2。

图2 推力反滚轮

3 主要传动部件

3.1 电动机

由于锥形转子制动电机制造工艺复杂和难以适用变频调速技术,以及盘式制动器性能的不断改善,目前圆柱形转子电机在葫芦中得到了越来越广泛的运用。德马格公司改变了几十年来一直采用锥形转子制动电机的传统,在DR葫芦中采用了低振动、低噪音设计的鼠笼式圆柱形转子制动电机。双速采用12/2变极电机,变频采用4极变频电机,F级绝缘,外壳防护等级为IP55,也可根据需要选择IP65。电动机内装有每周30脉冲的数字脉冲发生器,用于监控电动机的运行状态,防止溜钩或失速的发生,在电机尾部可方便地对数字脉冲发生器进行调节。电机内的热敏保护装置可防止出现过热现象。

3.2 制动器

DR葫芦使用了电磁盘式制动器,内置的电子模块化系统使制动快速敏捷。最小制动安全系数为1.8。制动器具有制动释放监控功能。当电源被切断,制动器依靠机械制动。制动器能自动监测摩擦片的磨损量,当超过限定值时能自动报警。依靠电动机的数字脉冲发生器对制动器进行监控,由主控器打开制动器后才能启动电动机,确保使用安全。

3.3 减速器

DR葫芦采用三级螺旋齿轮传动减速器,齿轮精度7级以上,轴与齿轮的连接采用圆锥型挤压配合,适用于传递重载动载荷。无键槽使切口系数小,能抗振动,不受负载峰值的影响。双层结合和紧配合的连接能抵抗剪力。减速器的寿命在M5工作级别时超出FEM标准要求的20%。减速器采用十年免维护设计。

3.4 导绳器

导绳器的性能对葫芦的安全使用极其重要。DR葫芦的导绳器由加入润滑剂和抗磨损添加剂的特殊工程塑料制成,具有高韧性、抗断裂、耐磨损的特点。钢丝绳出口处具有表面经硬化处理并装有滚珠轴承的压紧轮,便于钢丝绳轻快平滑地移动,能适应±4度的偏向角。

3.5 电控装置

DR葫芦采取了全新的数字电路控制方式,控制系统采用了印刷电路板,并按汽车的技术规范要求进行设计,适应温度为-25至+85摄氏度。依照国际标准峰值4000V的规定对控制系统进行了电磁兼容性检测。控制系统由基本卡、处理器卡、输入输出卡及无线通讯模块等组成。例如在处理器卡上有旋转编码开关和数字集成逻辑开关,并有松绳校正、超载校正、CAN总线串行控制、线性规划系统控制、波特率、CAN总线信息分配器等。控制器有强大的系统自检功能,能够监测各部分的工作情况,如有故障或异常,控制器会自动输出故障信息并报警,指导维修人员排除故障。葫芦控制采用CAN总线技术进行系统的监测、控制和数据信号传输,具有实时性强、可靠性高、结构简单、互操作性和可用性好等特点。采用无负荷开关大大提高可靠性。电路组装全部采用插接,便于维修。控制系统可在总线或继电器两个界面间任意转换。

4 安全保护装置

电动葫芦使用量大,应用面广,使用工况复杂,也很难保证每个操作者都接受过正规培训,操作不规范的情况经常发生,从而造成严重的安全隐患。因此电动葫芦的安全保护措施实际应该超过一般起重机的要求。DR葫芦具有完备的安全保护装置。

DR葫芦均装有超载限制器,并有两种超载限制器供选用。机械式测量装置由微动开关与电子数据分析系统构成,过载时能限制葫芦继续提升重物。电子式测量装置由拉力传感器、数据分析装置组成,除起过载保护外还可设置负载极限、多负载累加以及松绳时切断电源等。当采用几个葫芦同时抬吊重物时,电子式超载限制器将会显示载荷的总和,同时钢丝绳松驰开关自动关闭。选用大型显示器还可以清楚地显示起吊重量,防止超载。

DR葫芦采用了精密减速器限位开关,当吊钩到达上、下限位时能自动切断电源使电机停止运行。该限位开关还可用来输出吊钩到某一确定高度时的位置信号用于过程控制,限位开关的重复调整精度达到±2度。该限位开关还具有错相保护功能。限位开关与脉冲发生器及其它电子元件相配,可检测起升位置、速度和角度。在限位开关上还装有葫芦提升距离累积计数器,可计算出葫芦的实际使用时间,剩余的安全工作期限,从而确定葫芦的大修周期和报废期限。根据需要,还可选装带电子数据分析系统和载荷状况存储器的监控器用于葫芦实际使用状况的监控,并确定进行预防性保养的最佳时间。

DR葫芦的全部运行信息、状态信息和故障信息都实时保存在存储器内,类似于飞机上的“黑匣子”。通过远红外或DST接口可传输到掌上电脑或笔记本电脑上,可实行有效的运行状态监控、维修保养信息显示、故障诊断和运行参数优化。当葫芦需要改变旋转方向或速度时,只是主接触器被用于切断电机电流,其他继电器的触点被转换到无载状态,因此可以选用小功率继电器,并大大延长使用寿命,也防止电器发生故障造成葫芦误动作引发事故。主接触器安装在端盖顶部,容易更换。接触器的使用寿命由计数器进行监控记录,当达到使用寿命极限后,在手电门或遥控器的显示屏上会及时发出警告,接触器更换后计数器重新开始记录并反映在控制单元上。DR葫芦在启动前控制器都会进行自检,包括电源电压高低、是否缺相、各安全保护装置的有效性及按钮的零位情况。只有通过自检,葫芦才能运行。DR葫芦还具有失压保护和自动复位功能。

DR葫芦的卷筒上还可选装安全制动器(卷筒制动器),在吊运溶化金属等特别需要安全的情况下可防止在使用过程中由于电动机或减速器故障造成重物坠落的严重事故。该制动器的动作原理是:在正常工作时,制动衬以一定的摩擦力抱紧卷筒,随卷筒转动,不起制动作用。当卷筒的下降转速超过一定值时,棘爪顶住制动器上的棘轮,使制动衬和卷筒间产生相对滑动,降低卷筒的转速,直至停止下降。待电动葫芦故障排除后,利用上升运动使棘爪和棘轮脱离啮合,恢复正常运行。

DR型电动葫芦的制动器还可选装手动制动器释放装置。当电动葫芦用于升降载人吊笼或特殊物品时,为防止突然断电使人员或物品长期悬吊在空中发生危险,可用手柄先将制动器打开,然后盘动手轮使起吊物缓慢下放。

操作的便利性和信息的畅通性是安全的前提和保障。DR葫芦的手电门采用了比例式按钮,可以实现葫芦的变频调速控制。其按钮开关为微动开关。手电门上的液晶显示屏可显示载荷的大小。DR葫芦的遥控器可实现与起重机控制系统的数据对话,发射机具有充足的扩展余地,可进行范围的监控,其SIM卡用于接收数据,红外遥控界面可与个人计算机连接。和CAN总线技术相配合使遥控发射器能够自动寻址,如果需要可用一个发射器分别控制多台起重机。遥控器采用双向信号传输和信号确认。发射器采用类似GSM手机的时间通道程序。液晶显示屏可显示载荷大小、警告及内容编号、故障及内容编号、超载、维修信号、电池余量、无线连接状态、初始化等。

和操作者直接接触的下滑轮装有特殊的滑轮罩,能随钢丝绳进出滑轮时的导出角度的改变自动调整,确保操作者的手指不会进入滑轮引发事故。该滑轮罩还能有效防止钢丝绳从滑轮上脱落。起重吊钩上还设有把手,方便操作者的安全操作。

5 结论

DR葫芦大幅提高了起升速度,增加工作寿命20%,起升机构有无级变频控制选项,运行机构全部采用无极变频控制,使新系列具有更高的生产效率和更好的运行性能。

DR葫芦采用电动机与卷筒平行布置的C形结构,大大减小了葫芦的外形尺寸,提高了标准化程度,主要传动部件全部外露,使新系列具有更大的作业范围和更小的工作盲区,便于安装维修。

DR葫芦采用高等效起动次数、低振动、低噪音设计的电动机,具有制动释放监控功能的制动器和长寿命的减速器,使新系列具有优异的免维护设计和高可用性。

DR葫芦采用数字电路控制方式和CAN总线技术进行数据和信号传输,电路组装全部采用插件连接,使新系列具有智能化的控制,可靠的信号传输,优异的可操作性能,便利的可维护性能和友好的用户使用界面。

DR葫芦采用超载限制,失压保护,错相保护,精密上下限位,使用次数累积计数,运行信息、状态信息和故障信息实时存储,无负荷开关切换等一系列安全保护装置,使新系列具有更高的安全可靠性,可实行有效的运行状态监控、维修保养信息显示、预防性诊断、故障自动识别和使用寿命预测,大大减小或消除事故发生的可能性。

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