1、畢業(yè)論文題 目天車的PLC控制系統(tǒng)摘 要目前工程中使用的各種起重機(jī)械很多，其中橋架型起重機(jī)是使用最廣泛的一種起重機(jī)械。習(xí)慣上叫做“天車”或“行車”。天車的大車、小車、吊鉤可聯(lián)合運(yùn)行也可獨(dú)立運(yùn)行。它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、易于維修、起重量大和不占地面作業(yè)面積等特點(diǎn)，是各類企業(yè)不可缺少的起重設(shè)備。但傳統(tǒng)的起重機(jī)械大多工作在惡劣的環(huán)境中，其操作的安全度、工作的穩(wěn)定性、工作效率、占有的勞動(dòng)力等方面的問題都隨著社會(huì)技術(shù)的進(jìn)步而凸顯出來。天車系統(tǒng)控制朝著控制器(PLC)和計(jì)算機(jī)更加自動(dòng)化的方向發(fā)展。用此取代傳統(tǒng)的人工操作，可使其工作精度、工作效率、工作可靠性有顯著的提高。本文先介紹天車的基本結(jié)構(gòu)及原理，在

2、此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)PLC控制的可能，并結(jié)合實(shí)踐證實(shí)用PLC控制天車控制系統(tǒng)的可行性。關(guān)鍵詞:天車； PLC控制；減速器； 目 錄1緒論11.1天車的基本知識(shí)1天車的種類及型號(hào)11.1.2 天車的主要技術(shù)參數(shù)21.2天車主要部分的結(jié)構(gòu)5天車的橋架結(jié)構(gòu)5天車的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)6小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)6起升機(jī)構(gòu)61.3天車主要零部件的簡(jiǎn)介81.3.1 吊鉤8滑輪與滑輪組8鋼絲繩81.3.4 卷筒81.3.5 減速器與聯(lián)軸器91.3.6制動(dòng)器91.3.7 車輪與軌道92天車的電氣設(shè)備112.1 電動(dòng)機(jī)112.1.1 電動(dòng)機(jī)的特性112.1.2 電動(dòng)機(jī)的各種工作狀態(tài)122.1.3 天車上用電動(dòng)機(jī)的基本要求132.2 控制

3、器132.2.1 控制器的分類132.2.2 凸輪控制器132.3 電阻器16電阻器的分類162.4 繼電器172.4.1 繼電器的分類172.5接觸器18接觸器的結(jié)構(gòu)182.6 保護(hù)箱19保護(hù)箱中各元器件的作用192.7 制動(dòng)電磁鐵192.7.1 制動(dòng)電磁鐵的分類193天車的電氣線路及原理203.1 主電路20定子電路20轉(zhuǎn)子電路213.2 控制電路223.3保護(hù)箱的主電路及控制電路243.4 照明信號(hào)電路25照明信號(hào)電路的作用25天車照明電路的工作原理254天車的自動(dòng)控制274.1天車的PLC控制程序274.2 PLC控制天車比普通天車優(yōu)越性4.3可編程控制器的內(nèi)部寄存器及I/O配置275

4、 結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)1緒 論1.1天車的基本知識(shí)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用各種起重機(jī)械，對(duì)物料作起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)，以減輕工人的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。起重機(jī)械的種類很多，其中橋架型起重機(jī)是使用最廣泛的一種起重機(jī)械。橋架型起重機(jī)是橫架在車間、倉庫及露天料場(chǎng)固定跨間上方，并可沿軌道移動(dòng)，取物裝置懸掛在可沿橋架運(yùn)行的起重小車上，使取物裝置的重物實(shí)現(xiàn)垂直升降和水平移動(dòng)，以及完成某些特殊工藝操作的起重機(jī)，習(xí)慣上叫做“天車”或“行車”。它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、易于維修、起重量大和不占地面作業(yè)面積等特點(diǎn)，是各類企業(yè)不可缺少的起重設(shè)備。天車的種類及型號(hào)一、橋架型起重機(jī)分為橋式起重機(jī)和門式起重機(jī)兩大類。

5、橋式起重機(jī)一般又可分為通用橋式起重機(jī)和冶金橋式起重機(jī)兩類。橋式起重機(jī)主要用于一般車間的物件裝卸、吊運(yùn)；冶金橋式起重機(jī)主要用于冶金生產(chǎn)中某些特殊的工藝操作；而門式起重機(jī)主要用于露天堆場(chǎng)等處的裝卸運(yùn)輸工作。(1)通用橋式起重機(jī)的分類：通用橋式起重機(jī)一般是電動(dòng)雙梁起重機(jī)，按照取物裝置和構(gòu)造可分為： 吊鉤橋式起重機(jī) 吊鉤橋式起重機(jī)是以吊鉤作為取物裝置的橋式起重機(jī)，它是由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)和電氣控制設(shè)備等幾部分組成。天車工一般在司機(jī)室（電氣控制設(shè)備包括在內(nèi)）內(nèi)操縱。圖1-1 吊鉤橋式起重機(jī)抓斗橋式起重機(jī) 抓斗橋式起重機(jī)是以抓斗作為取物裝置的抓斗橋式起重機(jī)，用于抓取碎散物料。其他部分與吊

6、鉤式橋式起重機(jī)完全相同。電磁橋式起重機(jī) 電磁橋式起重機(jī)是用電磁盤（又稱為重電磁鐵）作為取物裝置的橋式起重機(jī)，吊運(yùn)有導(dǎo)磁性的金屬材料，如型鋼，鋼板和廢鋼鐵等。電磁盤使用的是直流電，它由單獨(dú)的一套電氣設(shè)備控制。(2)冶金橋式起重機(jī)的分類 冶金橋式起重機(jī)通常有主副兩臺(tái)小車，每臺(tái)小車都在各自的軌道上行走，按照其用途的不同，常用的冶金橋式起重機(jī)有以下幾種：加料起重機(jī) 鑄造起重機(jī) 鍛造起重機(jī) 淬火起重機(jī) 夾鉗起重機(jī) (3)門式起重機(jī) 門式起重機(jī)是帶腿的橋式起重機(jī)，它與橋式起重機(jī)的最大區(qū)別是依靠支腿在地面軌道上運(yùn)行。門式起重機(jī)主要用于露天場(chǎng)所進(jìn)行各種物料的吊運(yùn)。 按門架形式的不同，門式起重機(jī)可分為全門式起重

7、機(jī)，雙懸臂門式起重機(jī)，和單門式起重機(jī)。按主梁形式的不同，門式起重機(jī)可分為單梁式門式起重機(jī)和雙梁門式起重機(jī)。按結(jié)構(gòu)形式，門式起重機(jī)又分為：箱性結(jié)構(gòu)雙梁門式起重機(jī)、桁架雙梁結(jié)構(gòu)的雙梁門式起重機(jī)和裝卸橋。二、天車的型號(hào)是表示起重機(jī)的名稱，結(jié)構(gòu)形式及主參數(shù)的代號(hào)。天車的型號(hào)一般由起重機(jī)的類，組，型的代號(hào)與主參數(shù)代號(hào)兩部分組成。橋架起重機(jī)的代表方式如下：類，組，型的代號(hào)均用大寫印刷體漢語拼音字母表示。該字母應(yīng)該是類，組，型中有代表性的漢語拼音字頭，如該字母與其他代號(hào)的字母有重復(fù)，也可采用其他字母。主參數(shù)代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。標(biāo)記示例：起重機(jī)QD20/5-19.5A5：表示起升機(jī)構(gòu)具有主、副鉤的起重量20

8、/5t，跨度19.5m，工作級(jí)別A5，室內(nèi)用吊鉤橋式起重機(jī)。 天車的主要技術(shù)參數(shù)天車的技術(shù)參數(shù)是天車工作性能的指標(biāo)。天車的主要參數(shù)包括：起重量、跨度、起升高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度以及工作級(jí)別等。為了保證天車的合理使用、安全運(yùn)行和防止事故的發(fā)生，天車工必須了解天車的技術(shù)參數(shù)。一、起重量起重量是指被起升重物的質(zhì)量，用G表示。（1）額定起重量 起重機(jī)所允許吊起的最大重物或物料的質(zhì)量稱為額定起重量，用Gn表示，單位為噸（t）。額定起重量不包括吊鉤、吊環(huán)之類吊具的質(zhì)量。（2）總起重兩 起重機(jī)能吊起的重物或物料，連同可分吊具和長(zhǎng)期固定在起重機(jī)上吊具或?qū)倬撸òǖ蹉^、滑輪組、起重鋼絲繩，）的質(zhì)量總和，總起重量

9、用Gt表示。表1-1為起重機(jī)的主要參數(shù)額定起重量（代號(hào)Gn）和工作級(jí)別的劃分。表1-1 起重機(jī)額定起重量和工作級(jí)別的劃分取物裝置額定起重量系列/t工作級(jí)別吊鉤單小車3.2，4，5，6.3，8，10，12.5，16，20，25，32，40，50，63，80，100，125，160，200，250A1A6雙小車2.5+2.5，3.2+3.2，3+3，4+4，5+5，6.3+6.3，8+8，10+10，12.5+12.5，16+16，20+20，25+25，32+32，40+40，50+50，63+63，80+80，100+100，125+125A4A6抓斗3.2，4，5，6.3，8，10，12.5

10、，16，20，25，32，40，50A5A7電磁吸盤5，6.3，8，10，12.5，16，20，25，32，40，50天車工了解額定起重量的概念之后，要避免因超載起吊而引起的事故。二、跨度天車的大車運(yùn)行軌道中心線之間的距離稱為天車的跨度，用L表示，單位為m 。天車的跨度L1依廠房的跨度L而定。橋式起重機(jī)跨度的標(biāo)準(zhǔn)值見表1-2，門式起重機(jī)跨度的標(biāo)準(zhǔn)值見表1-3。表1-2 橋式起重機(jī)跨度系列起重量Gn/t建筑物跨度定位軸線L/m21518212427303336跨度L150無通道10.513.516.519.522.525.528.531.5有通道1013161922252831631251619

11、222528313416025015.518.521.524.527.530.533.5表1-3 門式起重機(jī)跨度系列 （單位：m）門式起重機(jī)跨度182226303550裝卸橋跨度4050607080三、起升高度起升高度是天車取物裝置上下移動(dòng)極限位置之間的距離，用H表示，單位為m。下極限位置通常以工作場(chǎng)地地面為準(zhǔn)，上極限位置使用吊鉤時(shí)以鉤口中心為準(zhǔn)，使用抓斗時(shí)以抓斗最低點(diǎn)為準(zhǔn)。表1-4為起重機(jī)的起升高度。表1-4 起重機(jī)的起升高度 （單位：m）起重量Gn/t吊鉤抓斗電磁一般起升高度加大起升高度一般起升高度加大起升高度一般起升高度主鉤副鉤主鉤副鉤50631251602501216202214182

12、22424303026323218263016四、工作速度工作速度是指起重機(jī)各機(jī)構(gòu)（起升、運(yùn)行等）的運(yùn)行速度，用v表示，單位為m/min。天車的工作速度根據(jù)工作要求而定：一般用途的天車采用中等的工作速度，這樣可以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率不致過大；安裝工作有時(shí)就要求很低的工作速度；吊運(yùn)輕件，要求提高生產(chǎn)效率，可取較高的工作速度；吊運(yùn)重件，要求工作平穩(wěn)，作業(yè)效率不是主要矛盾，可取較低的工作速度。表1-5為吊鉤起重機(jī)的工作速度。表1-5 吊鉤起重機(jī)的工作速度 （單位：m/min）起重量Gn/t類別工作級(jí)別主鉤起升速度副鉤起升速度小車運(yùn)行速度起重機(jī)運(yùn)行速度50高速中速低速M(fèi)6M4M5M1M36.316512.5

13、1.6510208166.312.54063325010258012563100205063125高速中速低速M(fèi)6M4M5M1M35102.55128166.312.55103240253210206310050802040160高速M(fèi)63.246.3832405080160250中速低速M(fèi)4M5M1M31.62.50.6315846.32025101640632032抓斗及電磁起重機(jī)的速度，見表1-6。表1-6 抓斗及電磁起重機(jī)的速度 （單位：m/min）抓斗起升速度電磁吸盤起升速度小車運(yùn)行速度起重運(yùn)行速度25501632405080125五、工作級(jí)別天車的工作級(jí)別是表示天車受載情況和忙閑程

14、度的綜合性參數(shù)，是根據(jù)天車的利用等級(jí)和天車的載荷狀態(tài)來定的。天車工在了解天車工作級(jí)別之后，可根據(jù)所操作天車的工作級(jí)別正確使用天車，避免超出其工作級(jí)別而造成天車損壞事故。起重機(jī)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別分為八級(jí)，用M1M8表示。1.2天車主要部分的結(jié)構(gòu)天車主要由大車、小車和電氣部分等組成。大車包括橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等；小車包括小車架、起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等；電氣部分由電氣設(shè)備和電氣線路組成。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)安置在橋架走臺(tái)上，起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)安置在小車架上。天車的橋架結(jié)構(gòu)天車的橋架是一種移動(dòng)的金屬結(jié)構(gòu)，它承受載重小車的重量，并通過車輪支承在軌道上，因而是天車的主要承載結(jié)構(gòu)。按照主梁的數(shù)目，橋架分為單梁和雙梁

15、。電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)的橋架主要由兩根主梁和兩根端梁組成。主梁和端梁剛性連接，端梁的兩端裝有車輪，作為支承和移動(dòng)橋架用。主梁上有軌道供起重小車運(yùn)行用。橋架的結(jié)構(gòu)形式主要取決與主梁的結(jié)構(gòu)形式。橋架主梁的結(jié)構(gòu)形式繁多，主要有四桁架式和箱形梁式兩種，以及由這兩種基本形式發(fā)展起來的空腹桁架式。箱形梁結(jié)構(gòu)橋架是天車橋架的基本形式，它具有制造工藝簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、易于安裝和檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。在580t的中、小起重機(jī)系列天車中，主要采用這種結(jié)構(gòu)形式，但它的自重較大?？崭硅旒苁浇Y(jié)構(gòu)主要由工字主梁，空腹輔助桁架和上下水平桁架組成，它具有自重輕，整體剛度大以及制造，裝配，檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。100250t通用橋式起重機(jī)和冶

16、金起重機(jī)多采用這種結(jié)構(gòu)形式。端梁是橋架的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)可分為箱形結(jié)構(gòu)和桁架結(jié)構(gòu)兩種，端梁與主梁剛性焊接，構(gòu)成一個(gè)完整的橋架。門式起重機(jī)屬于橋架型起重機(jī)，其主梁的構(gòu)造及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與橋式起重機(jī)基本相同，只是金屬結(jié)構(gòu)部分多了兩條支腿。天車的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)天車的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)大車的車輪沿軌道運(yùn)行。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)軸、制動(dòng)器、角型軸承箱和車輪等零部件組成，其車輪通過角型軸承箱固定在橋架的端梁上。天車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)分為集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩種形式。集中驅(qū)動(dòng)就是由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)輪；分別驅(qū)動(dòng)就是由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)輪。小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)安裝在小車上，而吊運(yùn)重

17、物的橫向運(yùn)動(dòng)是由小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)，支撐和制動(dòng)等裝置。小車的四個(gè)車輪（其中半數(shù)是主動(dòng)車輪）固定在小車架的四角，車輪一般是帶有角形軸承箱的組成部件。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)安裝在小車架的臺(tái)面上，由于電動(dòng)機(jī)軸和車輪軸不在同一水平面內(nèi)，所以使用立式三級(jí)圓柱齒輪減速器。在電動(dòng)機(jī)軸和車輪軸之間，用全齒輪聯(lián)軸器或浮動(dòng)軸的半聯(lián)軸器連接，以補(bǔ)償小車架變形及安裝的誤差。在小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中使用減壓推動(dòng)器操縱的制動(dòng)器，這些車輪裝在一個(gè)或一個(gè)以上的平衡梁上，平衡梁與小車架鉸接，使車輪壓接近均勻。起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)貨物升降的， 它是天車中最基本 的機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)主要 由驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置

18、，卷繞裝置，取物裝置及制動(dòng)裝置等組成。此外，根據(jù)需要還可裝設(shè)各種輔助裝置，限位器，起重量限制器，速度限制器，稱重裝置等。起升機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與減速器的高速軸相連，而減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒，將鋼絲繩卷上或放下，經(jīng)過吊鉤組，使吊鉤上升或下降。卷筒一般安裝在轉(zhuǎn)軸上，卷筒軸一端支撐在雙列調(diào)心球軸承上，另一端與減速器低速軸通過特種聯(lián)軸器連接。在起重量超過10t的天車上，通常設(shè)主副兩套起升機(jī)構(gòu)。主起升機(jī)構(gòu)的起重量大，副起升機(jī)構(gòu)的起重量小，但速度較主起升機(jī)構(gòu)快些。副起升機(jī)構(gòu)主要用來起吊較輕的貨物或做輔助性的工作，從而提高效率。1.3天車主要零部件的簡(jiǎn)介 天車的主要零部件包括：吊具、鋼絲繩、滑

19、輪、卷筒、減速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)器及車輪等。了解這些零部件的結(jié)構(gòu)、性能及安全技術(shù)等，有助于天車的使用于維護(hù)。 吊鉤吊鉤是天車用的最多的取物裝置，是起重機(jī)的最主要零件之一，一旦折斷將造成重大事故，所以必須經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行安全檢查。根據(jù)形狀，吊鉤可分為單鉤和雙鉤兩種。單鉤偏心受力；雙鉤對(duì)稱受力，鉤體材料利用充分。鍛造單鉤用于起重量375t的中小型天車。片式單鉤用于起重量為50175t的天車；片式雙鉤用于起重量為100300t的天車。吊鉤組是吊鉤與動(dòng)滑輪的組合體。吊鉤組有長(zhǎng)型和短型兩種，長(zhǎng)型吊鉤組采用短鉤，支撐在吊鉤橫梁上，滑輪組支撐在滑輪軸上，它的高度較大，使有效起升高度減小。短型吊鉤組有兩種：一種用長(zhǎng)

20、吊鉤；另一種用短吊鉤。長(zhǎng)吊鉤的滑輪直接裝在吊鉤橫梁上，高度大大減小，但是只能用于雙倍率滑輪組；短吊鉤只能用于小倍率滑輪組和小起重量。吊鉤可繞垂直或水平軸線旋轉(zhuǎn)，便于系物工作?；喤c滑輪組滑輪是用來改變鋼絲繩方向的，有定滑輪和動(dòng)滑輪兩種。定滑輪只改變力的方向，動(dòng)滑輪可以改變；力的大小。由鋼絲繩，定滑輪與動(dòng)滑輪組成的滑輪組是天車起升機(jī)構(gòu)的重要組成部分。用來均衡兩支鋼絲繩張力的滑輪，可作為均衡滑輪?；営奢嗇炤嗇椉訌?qiáng)肋繩槽和輪掾組成?；喗M的種類 滑輪組又一定數(shù)量的定滑輪 動(dòng)滑輪 和鋼絲繩組成。根據(jù)滑輪組的作用分為省力滑輪組和增速滑輪組兩種。在省力滑輪組中繞入卷筒的繩索分支為主動(dòng)部分，而動(dòng)滑輪為從動(dòng)

21、部分。增速滑輪組常用于液壓和氣動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)?；喗M又分為單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組兩種。單聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的繩索分支數(shù)為一根。用其升降物品時(shí)將發(fā)生水平移動(dòng)和搖晃，使操作不便。雙聯(lián)滑輪組繞入卷筒的分支數(shù)有兩根，采用雙聯(lián)滑輪組升降物品時(shí)惟有水平移動(dòng)。鋼絲繩鋼絲繩用于起升機(jī)構(gòu)和捆扎吊運(yùn)物件，故要求其有較高的強(qiáng)度和擾性。鋼絲繩由許多很細(xì)的鋼絲捻成，易于彎曲。鋼絲有光面和鍍鋅兩種。鍍鋅鋼絲多用于易腐蝕環(huán)境。 卷筒卷筒的作用是卷繞鋼絲繩，傳遞動(dòng)力，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。卷筒通常為圓柱形，有單層卷繞和多層卷繞兩種，天車多用單層卷繞卷筒。單層卷繞卷筒的表面通常切出螺旋槽，以增加鋼絲繩與卷筒的接觸面積，

22、保證鋼絲繩排列整齊，防止相鄰鋼絲繩互相摩擦，從而提高鋼絲繩的使用壽命。減速器與聯(lián)軸器一、減速器減速器是天車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主要部件之一，它的作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，減少傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。天車上常見的減速器有：臥式圓柱齒輪減速器，型號(hào)為ZQ，改進(jìn)的型號(hào)為JZQ；三級(jí)立式圓柱齒輪減速器，型號(hào)為ZSC；角變位圓柱齒輪減速器，型號(hào)為ZBQ；臥式圓弧圓柱齒輪減速器，型號(hào)為ZQH。二、 聯(lián)軸器聯(lián)軸器是軸與軸之間的聯(lián)接器，在天車上用來聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸與減速器高速軸以及減速器低速軸與工作機(jī)構(gòu)等。聯(lián)軸器按其工作性質(zhì)可分為兩大類：一種是剛性聯(lián)軸器，不能補(bǔ)償軸向和徑向位移；另一種是補(bǔ)償式聯(lián)軸器，可以補(bǔ)償軸向和徑向位移。制動(dòng)器天車在工作

23、中需要經(jīng)常地起動(dòng)和制動(dòng)，因而廣泛應(yīng)用各種類型的制動(dòng)器。制動(dòng)器的用途是：起升機(jī)構(gòu)中的制動(dòng)器保證吊運(yùn)的重物能隨時(shí)停在空中；運(yùn)行機(jī)構(gòu)中的制動(dòng)器使其在一定時(shí)間內(nèi)或一定的行程內(nèi)停下來；露天工作或在斜坡上運(yùn)行的天車上的制動(dòng)器還有防止風(fēng)力吹動(dòng)或下滑的作用。制動(dòng)器是依靠摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)作用的，為了能用較小的制動(dòng)器達(dá)到較好的制動(dòng)效果。通常將制動(dòng)器裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的高速軸上。某些安全制動(dòng)器則裝在低速軸或卷筒軸上，以防傳動(dòng)系統(tǒng)斷軸時(shí)物品墜落。 車輪與軌道一、車輪車輪也叫走輪，是天車大、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一，它承受大、小車重量及載荷，并將其傳遞到軌道上。二、軌道天車軌道大量采用鐵路鋼軌，軌頂是凸的。重型天車的大小車

24、軌道，承受輪壓較大時(shí)，常采用天車專用軌道。軌頂也是凸的，但曲率半徑較鐵路鋼軌大。也有用方鋼或扁鋼做天車軌道的。這種軌道軌頂是平的。底面較窄，只宜支承在鋼結(jié)構(gòu)上，不能鋪在混凝土基礎(chǔ)上。2天車的電氣設(shè)備2.1 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力設(shè)備。電機(jī)有交直流之分，交流電機(jī)有異步、同步兩種，交流異步電機(jī)又分為籠型和繞線型兩種。繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)是天車上使用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)，故本節(jié)內(nèi)容也主要以繞線型電動(dòng)機(jī)為重點(diǎn)。 電動(dòng)機(jī)的特性(1)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的定子繞組接通電源后所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，其函數(shù)方程式：n=f(T)。用直角坐標(biāo)形

25、式所表示的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的函數(shù)曲線，稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線，如圖2-1所示。其橫坐標(biāo)以電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的比值，即以T/Tn=T*( Tn為額定轉(zhuǎn)矩)來表示，而縱坐標(biāo)則以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的相對(duì)值n*來表示，即 n*=n/n0x100%式中 n電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n0同步轉(zhuǎn)速 當(dāng)電壓等于額定電壓（即U=Un）、頻率等于額定頻率（即f=fn），定子繞組按規(guī)定方法接線時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組本身的電阻，這個(gè)機(jī)械特性n= f(T*)稱為固有特性。改變參數(shù)得到的機(jī)械特性n= f(T*)稱為人為特性。異步電動(dòng)機(jī)的人為特性有多種，但應(yīng)用最多的是轉(zhuǎn)子電路串入電阻后的人為特性。圖2-1 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特

26、性曲線(2)工作機(jī)械的負(fù)載特性 所謂工作機(jī)械就是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)而運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械。如天車的起升機(jī)構(gòu)，大車和小車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)等，這些都稱為工作機(jī)械。工作機(jī)械的負(fù)載折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為工作機(jī)械特性，即n=f（TL）。 電動(dòng)機(jī)的各種工作狀態(tài)天車用電動(dòng)機(jī)常處的工作狀態(tài)有電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，再生制動(dòng)狀態(tài)，反接制動(dòng)狀態(tài)和單相制動(dòng)狀態(tài)幾種。(1)電動(dòng)機(jī)狀態(tài) 由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行的情況，稱為電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的機(jī)械特性如圖2-2所示。在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電能借助于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)傳遞給轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，再帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)天車的起升機(jī)構(gòu)起升，或大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，負(fù)載對(duì)電動(dòng)機(jī)來說起阻力矩作

27、用，這時(shí)電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差S在00.1之間，機(jī)械特性只出現(xiàn)在第一象限（正轉(zhuǎn)）和第三象限（反轉(zhuǎn)）。圖2-2 電動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性(2)再生制動(dòng)狀態(tài) 從操作實(shí)踐中可知，天車起升機(jī)構(gòu)吊有負(fù)載，在電動(dòng)機(jī)不通電時(shí)松開制動(dòng)器，則負(fù)載只要克服摩擦阻力就會(huì)飛快地自由墜落，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n超過同步轉(zhuǎn)速n0 是很危險(xiǎn)的。如果松開制動(dòng)器，電動(dòng)機(jī)按負(fù)載下降方向通電，則負(fù)載的速度就不會(huì)墜落得那么快了，說明這時(shí)電動(dòng)機(jī)有制動(dòng)作用。(3)反接制動(dòng)狀態(tài) 起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)狀態(tài) 額定起重量為15t的天車吊起13t的重物起升到半空后，再漫漫地把控制器受柄扳向零位，這時(shí)可以看到負(fù)載

28、上升的速度逐漸降低，當(dāng)控制器手柄扳到上升的第一檔位置時(shí)，負(fù)載不但不上升反而下降。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩方向與其轉(zhuǎn)速方向相反，轉(zhuǎn)差率大于1.0 ，電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速。(4)單相制動(dòng)狀態(tài) 所謂，單相，就是三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的一相斷開，只有其余兩相定子繞組接通電源的情況。三相異步電動(dòng)機(jī)發(fā)生單相狀態(tài)與電動(dòng)機(jī)原來的狀態(tài)、轉(zhuǎn)子回路總電阻及負(fù)載性質(zhì)有很大關(guān)系。天車主令控制器控制的起升機(jī)構(gòu)控制屏采用的是單相制動(dòng)工作檔位，用于輕載短距離低速下降，與反接制動(dòng)狀態(tài)相比，不會(huì)發(fā)生輕載上升的弊端。而在重載時(shí)會(huì)發(fā)生吊物迅猛下降的重物墜落事故。 天車上用電動(dòng)機(jī)的基本要求 天車的工作特點(diǎn)是：周期

29、性斷續(xù)運(yùn)行；頻繁起動(dòng)和改變運(yùn)轉(zhuǎn)方向；頻繁的電氣和機(jī)械控制；超負(fù)荷；下放重物時(shí)，還經(jīng)常出現(xiàn)超速；顯著的機(jī)械振動(dòng)和沖擊；工作環(huán)境多灰塵；有的還含有金屬粉塵；環(huán)境溫度范圍大等。為滿足天車以上的工作特點(diǎn)，要求天車用電動(dòng)機(jī)有它獨(dú)特的特性：1）天車電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)大，以適應(yīng)頻繁地重載下起動(dòng)、制動(dòng)和改變運(yùn)轉(zhuǎn)方向，滿足減少起動(dòng)時(shí)間和經(jīng)常過載的要求。2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度與直徑之比較大，以得到較小的加速時(shí)間和較小的起動(dòng)損耗。3）允許的最大安全轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的倍數(shù)較高，定子與轉(zhuǎn)子均具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。4）天車用電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級(jí)不低于IP44。2.2 控制器控制器是一種具有多種切換線

30、路的控制電器，它用以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，調(diào)速，換向和制動(dòng)，以及線路的連鎖保護(hù)，進(jìn)而使各項(xiàng)操作按規(guī)定的順序進(jìn)行。 控制器的分類控制器分類很多，如按其控制方法的不同可分為：直接控制、半直接控制和間接控制三種。按控制器觸頭形式的不同可分為：平面控制器、鼓形控制器、凸輪控制器和主令控制器。天車上一般采用后兩種。 凸輪控制器 (1)凸輪控制器的結(jié)構(gòu) 凸輪控制器是由機(jī)械、電器、防護(hù)三部分組成的，如圖2-3。圖2-3 交流凸輪控制器a）KTJ1-50/1型 b）KT12-25J型1-聯(lián)板 2、14-手輪 3、13-轉(zhuǎn)軸 4、8-滅弧罩 5、10-動(dòng)觸頭 6、12靜觸頭 7-外罩 9-觸頭 11-凸輪其中：機(jī)械

31、部分有手輪、轉(zhuǎn)軸、凸輪；電器部分有動(dòng)觸頭、靜觸頭、聯(lián)板等；(2)凸輪控制器的作用 它的作用是：控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)、換向、調(diào)速；控制電阻器并通過電阻器來控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流過大，并獲得適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩；凸輪控制器與限位開關(guān)聯(lián)合工作，可以限制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)位置，防止電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)越位而發(fā)生事故；保護(hù)零位起動(dòng)，防止控制器手柄不在零位時(shí)，切斷電源以后重新送電，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)生事故。(3)凸輪控制器的特點(diǎn)控制繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子串接不對(duì)稱電阻，以減少凸輪控制器觸頭的數(shù)量。一般為可逆對(duì)稱電路，平移機(jī)構(gòu)正、反方向檔位數(shù)相同，具有相同的速度，從一檔至五檔速度逐漸增加如圖2-4，在下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于回

32、饋制動(dòng)狀態(tài)，穩(wěn)定低速，如需準(zhǔn)確停車，只能靠點(diǎn)動(dòng)操作來實(shí)現(xiàn)。重載時(shí)需慢速下降，可將控制器打至上升一檔，使電動(dòng)機(jī)工作在反接制動(dòng)狀態(tài)。圖2-4 凸輪控制器的觸頭分合展開圖(4)凸輪控制器的工作原理 凸輪控制器的控制方法很多，下面以直接控制方法為例來分析凸輪控制器的工作過程。所謂直接控制法就是電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)以及調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都是通過凸輪控制器本身觸頭的閉合與分?jǐn)鄟碇苯涌刂频?。每個(gè)觸頭的作用是不同的，如圖3-4所示，其中X代表觸頭閉合。正轉(zhuǎn)、零位、反轉(zhuǎn)欄內(nèi)的數(shù)字表示控制器的不同位置。例如正轉(zhuǎn)一側(cè)的“5”，即表示在正轉(zhuǎn)方向的第五檔，并且在這檔位時(shí)有八對(duì)觸頭閉合，即1、3、5、6、7、8、9和1

33、1。根據(jù)凸輪控制器各種觸頭在電路中的作用，可分為定子回路觸頭、轉(zhuǎn)子回路觸頭、控制回路觸頭三種。其中：1、2、3、4觸頭為定子回路觸頭，用于控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、起動(dòng)、制動(dòng)；5、6、7、8、9觸頭為轉(zhuǎn)子回路觸頭，用于切換電阻，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；10、11、12觸頭為控制回路觸頭，用做零位保護(hù)。圖2-5所示為KT1225J型凸輪控制器的控制原理圖。按下按鈕SB1，控制線路由V1FU1SB1觸頭（12）SB2SAKOCKMFU2W1，形成閉合回路，接觸器KM線圈得電吸合，其主觸頭KM閉合，主回路接通電源，同時(shí)輔助觸頭KM閉合，實(shí)現(xiàn)自保電氣聯(lián)鎖。當(dāng)手柄置于正轉(zhuǎn)第1檔時(shí)，控制器的控制回路1觸頭34接通，

34、控制回路自V1FU1KM觸頭（43）SO2KMSB2SAKOCKMFU2直至W1控制回路仍保持閉合，接觸器持續(xù)工作。此時(shí)由控制器定子觸頭閉合狀況可知，電源V3與V接通，W3與W接通，U3與U，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)手柄置于反轉(zhuǎn)第一檔時(shí)，電源V3與W接通，W3與V接通，U3直通U，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。圖 2-5 KT12-25J型凸輪控制器的控制原理圖2.3 電阻器電阻器是由電阻元件、換接設(shè)備及其他零件組合而成的一種電器。它接在天車用的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中，其作用是限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)電流的大小。電阻器的選擇，與天車的工作效率及使用壽命有很大關(guān)系，而整個(gè)電器設(shè)備的工作特性又和電阻器與電動(dòng)機(jī)

35、及控制器之間的正確連接有很大關(guān)系。電阻器的分類天車上的電阻器按其用途可分為起動(dòng)用的電阻器和起動(dòng)、調(diào)速用的電阻器兩種。起動(dòng)用的電阻器 起動(dòng)用的電阻器是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)把電阻全部串入轉(zhuǎn)子電路中，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不斷的增加，逐級(jí)切除，當(dāng)電阻器全部被切除后，電動(dòng)機(jī)就處在額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行，所以這種電阻是短時(shí)使用電器。起動(dòng)、調(diào)速用的電阻器 這種電阻器接在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中，起動(dòng)和調(diào)速都用，所以它是連續(xù)使用的用電器。天車上一般都使用這種電阻器。如果按材料的不同，電阻器又可分為鑄鐵電阻器、康銅電阻器和鐵鉻鋁合金電阻器三種。康銅是銅鎳合金，康銅絲是理想的電阻材料，各方面的性能都很好。由于銅、鎳都是貴重金屬，所以制

36、成康銅絲，用于小電動(dòng)機(jī)的電阻。起重機(jī)用電阻器有ZX2、ZX4康銅電阻器。由于ZX12型電阻器具有性能可靠，無自勵(lì)振動(dòng)噪音，產(chǎn)生的寄生電感小、零件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抽頭調(diào)節(jié)方便、重量輕、成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為取代其他電阻器的新型產(chǎn)品。電阻器的工作情況也就是它的切換情況。其切換方法有：短接切除法、不平衡切除法兩種。按其控制器的檔位不同，切除短接或接入外接的電阻，使其阻值按工作的需要減少或增加，從而使電動(dòng)機(jī)變換運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，以滿足天車工作所需要的力矩和轉(zhuǎn)速。2.4 繼電器當(dāng)某些參數(shù)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，能自動(dòng)動(dòng)作，從而使電路發(fā)生變化的電器稱為繼電器。它是根據(jù)一定信號(hào)，如電流、電壓、時(shí)間、溫度和速度等來接通或斷

37、開小電流電路和電器的控制元件的，繼電器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)廣泛。繼電器一般不用來直接控制主電路，而是通過接觸器或其他繼電器來對(duì)主電路進(jìn)行控制。同接觸器相比，繼電器的觸頭容量小，一般不需要設(shè)置滅弧裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，但對(duì)繼電器動(dòng)作的準(zhǔn)確性則要求較高。 繼電器的分類繼電器按其用途的不同，可分為保護(hù)繼電器和控制繼電器兩大類。保護(hù)繼電器中有過電流繼電器和熱繼電器，控制繼電器中有時(shí)間繼電器和中間繼電器。熱繼電器是用來反映被控制對(duì)象發(fā)熱狀態(tài)的保護(hù)電器。天車的電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程當(dāng)中，因操作頻繁及過載等原因，會(huì)引起定子繞組中的電流增大、繞組溫度升高等現(xiàn)象。如果過載是時(shí)間較長(zhǎng)或電流過大，使繞組溫

38、升超過允許值時(shí)，將會(huì)損壞繞組的絕緣，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)燒毀。電路中雖然有熔斷器，但熔絲的額定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52.5 倍，所以不能可靠地起到保護(hù)作用，采用熱繼電器就能起到電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。天車上用的是JR16系列熱繼電器，該系列是三相結(jié)構(gòu)，并帶有差動(dòng)是斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)。JR16型熱繼電器除用作電動(dòng)機(jī)的均衡保護(hù)外，還可以作為斷相運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的過載保護(hù)。時(shí)間繼電器是利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理來延緩觸頭閉合或斷開的自動(dòng)控制電器。它有電磁式、空氣阻尼式、晶體管式等多種類型。天車控制屏多采用JT3 系列直流電磁式時(shí)間繼電器。這種繼電器在線圈通電后，其延時(shí)閉合觸頭瞬時(shí)斷開，延時(shí)斷開斷開

39、觸頭瞬時(shí)閉合；線圈斷電后，其延時(shí)閉合觸頭延時(shí)閉合，延時(shí)斷開觸頭延時(shí)斷開，所以本繼電器僅在斷電釋放時(shí)才有延時(shí)作用，延時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)短可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.5接觸器接觸器是一種自動(dòng)電器，通過它能用較小的控制功率控制較大功率的主電路。在天車上，接觸器用來控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、加速和減速過程。由于它是用電磁控制的，所以能遠(yuǎn)距離控制和頻繁動(dòng)作，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)。接觸器的結(jié)構(gòu)CJ12系列交流接觸器的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，它是條架式平面布置圖，在一條扁鋼上安裝在右邊的是電磁系統(tǒng)，主觸頭系統(tǒng)在中間，聯(lián)鎖（輔助）觸頭在左邊，銜鐵停檔可以轉(zhuǎn)動(dòng)，便于維修。接觸器的電磁系統(tǒng)由“”型動(dòng)、靜鐵心及吸引線圈組成。動(dòng)、靜鐵心均

40、有彈簧緩沖裝置，能減輕磁系統(tǒng)閉合時(shí)的碰撞力，減少主觸頭的振動(dòng)時(shí)間。接觸器的主觸頭系統(tǒng)為單斷點(diǎn)串聯(lián)磁吹結(jié)構(gòu)，配有縱縫式塑料滅弧罩。聯(lián)鎖觸頭為雙斷觸頭式，有透明的防護(hù)罩。聯(lián)鎖觸頭的常開（動(dòng)合）、常閉（動(dòng)斷）可按51、42或33任意組合，其額定電流為10A。觸頭系統(tǒng)的動(dòng)作，由接觸器電磁系統(tǒng)的扁鋼方軸帶動(dòng)。圖2-6 CJ12系列交流接觸器的結(jié)構(gòu)2.6 保護(hù)箱保護(hù)箱又稱為保護(hù)盤、控制箱、配電盤。它是用來配電、保護(hù)和發(fā)出信號(hào)的電氣裝置，而且也是一種較為復(fù)雜的成套電器。它的箱體是用型鋼和薄鋼板焊接而成的。它由短路器、過電流繼電器、熔斷器、變壓器等組成。過電流繼電器保護(hù)電動(dòng)機(jī)過載；熔斷器起短路保護(hù)作用；變壓器

41、一次側(cè)是380V ，二次側(cè)分為220V和36V ，分別供給照明燈和信號(hào)燈用。保護(hù)箱與凸輪控制器或主令控制器配合使用，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)和短路保護(hù)，以及失壓、零位、安全、限位等保護(hù)。保護(hù)箱中各元器件的作用刀開關(guān)起隔離電源的作用，空載時(shí)可將供電電源斷開，以便有緊急情況和檢修時(shí)。主接觸器在正常時(shí)用以接通或斷開電源；非正常情況下與緊急開關(guān)配合，可切斷各機(jī)構(gòu)的電源，同時(shí)兼作失電壓、欠電壓保護(hù)。只有在所有過電流繼電器和終點(diǎn)開關(guān)未動(dòng)作（觸頭閉合），艙口門關(guān)好，緊急開關(guān)合上，控制器在零位，且電源電壓正常的情況下，天車工按下啟動(dòng)按紐，主接觸器才能吸合。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的兩相分別由兩個(gè)過電流繼電器保護(hù)，所有電動(dòng)機(jī)的第

42、三相則由另一個(gè)共用過電流繼電器保護(hù)。熔斷器作為控制電路以及照明信號(hào)電路的短路保護(hù)用。2.7 制動(dòng)電磁鐵制動(dòng)電磁鐵與制動(dòng)器聯(lián)合使用，目的在于使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確的停車和能控制起升機(jī)構(gòu)在空中按生產(chǎn)實(shí)際的需要隨時(shí)停在空中任意地方。一般制動(dòng)電磁鐵吸引線圈的引入線是從電動(dòng)機(jī)的定子接線中引出的，所以，電磁鐵的供電或停電是隨電動(dòng)機(jī)停電而停電，隨電動(dòng)機(jī)供電而工作的。 制動(dòng)電磁鐵的分類 制動(dòng)電磁鐵根據(jù)電流種類的不同，可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵兩大類。交流電磁鐵又分為單相交流電磁鐵和三相交流電磁鐵兩種。根據(jù)行程的長(zhǎng)短和電磁鐵的性質(zhì)，電磁鐵又可分為長(zhǎng)行程制動(dòng)電磁鐵、短行程制動(dòng)電磁鐵、液壓制動(dòng)電磁鐵等幾種。

43、3天車的電氣線路及原理3.1 主電路主電路（動(dòng)力電路）是用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作的電路，它包括電動(dòng)機(jī)繞組和電動(dòng)機(jī)外接電路兩部分。外接電路有外接定子和外接轉(zhuǎn)子電路，簡(jiǎn)稱定子電路和轉(zhuǎn)子電路。定、轉(zhuǎn)子電路根據(jù)控制電動(dòng)機(jī)功率的不同，又分為接觸器控制和凸輪控制器控制。定子電路由接觸器控制，轉(zhuǎn)子電路由凸輪控制器控制。定子電路定子電路是由三相交流電源、隔離開關(guān)QS、過電流繼電器的線圈KOC1、KOC2，正反向接觸器的主觸頭KMF、KMR及電動(dòng)機(jī)定子繞組等組成。轉(zhuǎn)子電路是由轉(zhuǎn)子繞組、外接電阻器及凸輪控制器的主觸頭等組成，如圖3-1所示。圖3-1 主電路電路圖隔離開關(guān)QS是主電路與電源接通和斷開的總開光；過流繼電器K

44、OC1、KOC2作電動(dòng)機(jī)過流保護(hù)用；正反向接觸器的主觸頭、KMF、KMR均為動(dòng)合（常開）觸頭，兩者之間具有電器互瑣。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器的主觸頭KMF閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器主觸頭KMR閉合時(shí)，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子電路用凸輪控制器主觸頭控制轉(zhuǎn)子電路的外接電阻，來實(shí)現(xiàn)限制起動(dòng)電流和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)子電路是指通過凸輪控制器主觸頭的分合來改變轉(zhuǎn)子電路外接電阻的大小而實(shí)現(xiàn)限制起動(dòng)電流及調(diào)速的電路。如圖3-2所示，轉(zhuǎn)子電路的外接電阻是由三相電阻器組成的，三相電阻的出線U2、V2、W2連接在一起，另外三個(gè)出線端U1、V1、W1用三根導(dǎo)線經(jīng)電刷一集電環(huán)分別與轉(zhuǎn)子繞組u、v、w相連接。(1)轉(zhuǎn)子電路的

45、接線方式 轉(zhuǎn)子電路的外接電阻有不平衡（不對(duì)稱）和平衡（對(duì)稱）兩種接線方式。不平衡接線方式用凸輪控制器控制，電動(dòng)機(jī)的功率較小。平衡接線方式用接觸器控制，電動(dòng)機(jī)的功率較大。平衡接線方式的三相電流是平衡（對(duì)稱）的，采用這種方式，接觸器的主觸頭可接成開口三角形和閉口三角形兩種電路，如圖3-2所示。圖3-2 平衡接線方式a）開口三角形 b）閉口三角形(2)轉(zhuǎn)子電路串接不對(duì)稱電阻的調(diào)速過程及調(diào)速原理 轉(zhuǎn)子電路串接不對(duì)稱電阻起動(dòng)，能以較少數(shù)量的換接元件來得到較多的加速級(jí)。而當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，由于轉(zhuǎn)子繞組電阻較小，起動(dòng)級(jí)數(shù)也隨之增加。不然起動(dòng)時(shí)的電流和轉(zhuǎn)矩將過大，影響起動(dòng)的平穩(wěn)性，還會(huì)引起機(jī)械特性的變化，在

46、半速時(shí)轉(zhuǎn)矩下降，致使不能順利地起動(dòng)。3.2 控制電路天車電路中控制電路（也叫做聯(lián)鎖保護(hù)電路）的作用：(1)過電流保護(hù) 當(dāng)電路短路或電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過載，主電路自動(dòng)脫離電源。實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)作用的電器有熔斷器、過電流繼電器和熱電器等。(2)零壓保護(hù) 在停電（電壓為零）或電壓過低的情況下，主電路自動(dòng)脫離電源。零電壓繼電器（或接觸器）起零壓保護(hù)作用。(3)零位保護(hù) 防止控制器不在零位，電動(dòng)機(jī)定子電路接通，使轉(zhuǎn)子電路在電阻較小的情況下送電。(4)行程保護(hù) 限制大、小車或起升機(jī)構(gòu)在所規(guī)定的行程范圍內(nèi)工作，行程開關(guān)（或終端開關(guān)）起行程保護(hù)作用。(5)艙口開關(guān)和安全欄開關(guān) 當(dāng)艙口蓋（或欄桿）打開時(shí)，主電路不能送電；

47、已送電的主電路當(dāng)艙口蓋（或欄桿）打開時(shí)，能自動(dòng)切斷電源，防止天車工或檢修人員上車觸電。緊急開關(guān)供在緊急情況下迅速切斷電源用。圖3-3是5t天車的控制電路原理圖圖3-3 50KN天車的控制電路原理圖控制電路由保護(hù)電路（包括零位觸頭、串聯(lián)回路）、大車電路、小車電路、升降電路等四部分組成。其中保護(hù)電路有起動(dòng)按鈕SB，大車用凸輪控制器零位觸頭（動(dòng)斷）Q3，小車用凸輪控制器零位觸頭（動(dòng)斷）Q1，起升機(jī)構(gòu)用凸輪控制器零位觸頭（動(dòng)斷）Q2，緊急開關(guān)SA，艙口蓋（或欄桿）開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3，各過流繼電器觸頭（動(dòng)斷）KOC、KOC2、KOC3、KOC1接觸器KM線圈。大車電路有兩個(gè)Q3聯(lián)鎖觸頭及SQL、

48、SQR兩個(gè)限位開關(guān)觸頭。小車電路有兩個(gè)Q2聯(lián)鎖觸頭及SQFW、SQBW兩個(gè)限位開關(guān)觸頭。升降電路有兩個(gè)Q1聯(lián)鎖觸頭及一個(gè)上升SQUP限位開關(guān)觸頭。合上隔離開關(guān)QS，控制電路與電源接通，當(dāng)大、小車及升降用凸輪控制器的手柄置于零位，緊急開關(guān)SA及艙口蓋（或欄桿）的行程開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3處于閉合狀態(tài)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB，電源L1熔斷器FU1啟動(dòng)按鈕SB各凸輪控制器零位觸頭Q1Q3緊急開關(guān)SA艙口蓋（或欄桿）行程開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3各過流繼電器觸頭（動(dòng)斷）KOC、KOC2、KOC3、KOC1接觸器KM線圈熔斷器FU2電源L2。接觸器線圈KM得電吸合。主觸頭KM閉合接通電源，輔助觸頭KM閉

49、合實(shí)現(xiàn)自鎖，啟動(dòng)按鈕SB及Q1Q2零位觸頭不再起作用，大車電路、小車電路、升降電路等串接入接觸器KM線圈電路。這時(shí)各機(jī)構(gòu)并不動(dòng)作。當(dāng)大、小車凸輪控制器的手柄處于零位，將升降機(jī)構(gòu)凸輪控制器的手柄置于上升位置時(shí)，控制電路由公用線（V1）經(jīng)SQUP、Q1Q2、SQFW（或SQBW）SQL（或SQR）、Q3KM觸頭SASQ1、SQ2、SQ3KOC、KOC2、KOC3、KOC1接觸器KM線圈形成閉合回路，KM仍保持吸合狀態(tài)（由于升降電路中控制“降”操作的Q1已斷開，KM觸頭閉合，KM不從L1供電）。由升降機(jī)構(gòu)用凸輪控制器Q2控制電動(dòng)機(jī)以某一速度往上升方向轉(zhuǎn)動(dòng)，吊鉤上升。當(dāng)大車凸輪控制器手柄置于向左、小車

50、凸輪控制器手柄置于向前、升降機(jī)構(gòu)凸輪控制器手柄置于上升位置時(shí)，由公用線V1經(jīng)SQUPQ1Q2、SQFWSQL、Q3SASQ1、SQ2、SQ3KOC、KOC2、KOC3、KOC1接觸器KM線圈，形成閉合回路，控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，以保證大車、小車、吊鉤按手柄操縱方向運(yùn)行。當(dāng)大車向右、小車向后、吊鉤下降時(shí)，工作原理與上述過程相似，由KMQ1Q2、SQBWSQR、Q3等電器元件形成閉合回路，控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，以保證大車、小車、吊鉤按手柄所操縱的方向運(yùn)行。從圖3-3從控制電路原理圖可以看出，當(dāng)機(jī)構(gòu)向某方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其相應(yīng)的行程開關(guān)即接入控制電路，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)至行程終點(diǎn)時(shí)，行程開關(guān)即斷開，接觸器KM斷電

51、釋放，也就實(shí)現(xiàn)了行程保護(hù)的目的。這時(shí)應(yīng)將各控制器扳回零位，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB，使主電路重新送電，將機(jī)構(gòu)向相反方向開車，天車方可繼續(xù)工作。天車的整機(jī)電路是由以上介紹的照明回路、主電路、控制回路三部分組成的。3.3保護(hù)箱的主電路及控制電路 (1)保護(hù)箱中的主電路圖3-4為保護(hù)箱中的主電路，圖中的QS為中電源開關(guān)總電源開關(guān)不工作時(shí)用來切斷電源，檢修時(shí)作為隔離開關(guān)。KM為線路接觸器，用于接通和斷開電源，同時(shí)它還能起到失電壓、欠電壓保護(hù)的作用。KOC為總過電流繼電器；KOC1、KOC4為各支路的過電流繼電器；KOC2、KOC3為分別驅(qū)動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)用的過電流繼電器。U、W兩個(gè)端頭接天車大車走行凸輪

52、控制器，再將大車走行凸輪控制器的電源接到主回路U、V端。如果大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)集中驅(qū)動(dòng)，則KOC2、KOC3的接線方式要改成為與KOC1、KOC4一樣的 接線方式。圖3-4 保護(hù)箱中的主電路 (2)保戶箱中的控制電路在圖3-5中，HL為信號(hào)燈，只要一接通電源，信號(hào)燈就亮。SA為緊急開關(guān)，供在出事故時(shí)緊急停電和正常情況下分析電源用。按鈕SB在正常情況下接通電源用。Q1-Q3分別為小車、起升、大車機(jī)構(gòu)用凸輪控制器的零位（常閉）觸頭。SQ1、SQ2、SQ3分別為艙口蓋、橫粱門的安全開關(guān)。KOC、KOC1、KOC2、KOC3、KOC4分別是過電流繼電器及各機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)過電流繼電器的常閉觸頭。KM為線路接觸器，

53、在正常工作時(shí)用來接通及分析電路，非正常情況下用來緊急切斷電源兼做失壓保護(hù)。SQUP、SQFW、SQBW、SQL、SQR分別是起升、大車、小車的限位開關(guān)。當(dāng)機(jī)構(gòu)向某方向運(yùn)行時(shí)，則與此方向相應(yīng)的限位開關(guān)和控制器輔助觸頭接入電路，而向相反的方向運(yùn)行的控制器輔助觸頭斷開。當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行至某個(gè)方向的極限位置時(shí)，相應(yīng)的限位開關(guān)斷開而使線路接觸器分?jǐn)?，整個(gè)天車停止工作。此后，必須將全部控制器置于零位重新送電，機(jī)構(gòu)才可向另一方向運(yùn)行。為了安全可靠，有的天車起升機(jī)構(gòu)安裝兩個(gè)限位開關(guān)，如不安裝限位開關(guān)（或限位開關(guān)失靈），起升機(jī)構(gòu)在失靈的情況下吊鉤上升不停，就容易發(fā)生吊鉤“上天”的事故。圖3-5保護(hù)箱中的控制電路3.4

54、 照明信號(hào)電路天車的照明電路是天車電氣線路的一部分，它是由照明、橋下照明和駕駛室照明等幾部分組成的。照明信號(hào)電路的作用（1）橋上照明 供操作者和維修人員檢查和檢修設(shè)備用。（2）橋下照明 供操作者觀察橋下工作情況和下面工作者捆綁物件時(shí)用。（3）駕駛室照明 包括電鈴和信號(hào)燈等，供操作者與地面工作人員聯(lián)系或發(fā)出危險(xiǎn)信號(hào)用。天車照明電路的工作原理圖4-6是天車的照明電路圖。由圖3-6可見，它的電源是由變壓器供給的，變壓器一次側(cè)經(jīng)刀開關(guān)SA和熔斷器FU1接在保護(hù)箱內(nèi)的電源刀開關(guān)下端，二次側(cè)兩組繞組，分別為36V和220V。36V供聲響指示器HA和信號(hào)燈HL等用；220V供照明燈EL1、EL2、EL3用。開關(guān)S1、S2、S3分別為控制聲響指示器、信號(hào)燈、照明燈的手動(dòng)開關(guān)，使用時(shí)合上開關(guān)即可。XS1、XS2、XS3為插座。在變壓器二次側(cè)安裝有熔斷器FU2，作短路保護(hù)作用。圖3-6 天車照明電路4天車的自動(dòng)控制4.1天車的PLC控制程序4.2 PLC控制天車比普通天車優(yōu)越性1、針對(duì)天車電氣控制技術(shù)落后的問題，采用變頻器對(duì)多功能天車拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，大車、小車調(diào)速采用變頻調(diào)速，滿足了天車作業(yè)的需要，也滿足對(duì)位準(zhǔn)確和作業(yè)安全的需要。變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)相應(yīng)快等突出特點(diǎn)，且具有明顯的節(jié)能功能。同時(shí)還具有保證在零速時(shí)提供滿轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩記憶及故障自診斷的功能。 2、電氣制動(dòng)與電磁抱閘