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