王松雷1,2 沈 寒3
1 江苏省特种装备平安监视查验研讨院无锡分院 无锡 214174
2 国度桥门式起重机器产物质量监视查验中心 无锡 214174
3 姑苏柯纳间谍业技术有限公司 姑苏 215134
摘 要：针对一路欧式钢丝绳电动葫芦制动下滑量超标的问题，阐发了引起制动下滑量超标的缘故原由，给出相识决计划。并从机器、电气和节制等方面阐发了缩短制动光阴、减小制动下滑的办法，侧重阐发了整流器和制动器相应延时给制动减速光阴和制动下滑量带来的影响。
症结词：欧式电动葫芦；溜钩；制动下滑；电磁制动器
中图分类号：TH211+.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2020）18-0077-04
Y 系列圆柱电机和电磁制动器组合而成的电磁制动电机是欧式电动葫芦的尺度设置装备摆设，跟着电机极数和转速的赓续立异，例如2 极/12 极双速电机的利用，电磁制动器常常不克不及与电机较好的匹配，造成电动葫芦在高、低速转换，突然制动等环境下，制动器不克不及保证尺度要求的制动下滑量，造成溜钩。
1 存在的问题
在对一台20 t 欧式钢丝绳电动葫芦进行为载实验时，因为电气接耳目员对欧式电动葫芦机能及电气节制不够认识，从而造成电动葫芦从低速转入高速运行、从高速转入低速运行、从高速运行进程中突然泊车、以及运行进程中突然断电等操作中会呈现溜钩。
该电动葫芦的设置装备摆设为： 电念头型号LYP365.1/YHC160L1 － 12/2/B150，电念头为双速国产电念头，极数为2 极/12 极，功率为2.0/12.5 kW，转速分离为430/2 855 r/min，起升减速比216.6；制动器为入口直流电磁圆盘式制动器，动态制动扭矩150 N-m，静态制动扭矩225 N-m，制动器电压AC220V 转DC205V，配PMB 全波整流器，直流侧开关。
2 缘故原由阐发
针对上述故障，因为是新样机，技术职员依据履历，起首鉴定是电气节制问题，且锁定在电磁制动器的节制上。参照电念头阐明书和电磁制动器阐明书，现场对制动器和电控进行排查，发现电磁制动器整流模块的5 和6 端子之间的端接片未拆除，整流模块的5 和6 端子未依照图纸接到电气节制箱的153 和151 端子。
1）未将整流模块的5 和6 端子接入电气节制箱，不克不及经由过程电气节制节制电磁制动器的直流侧开关，不克不及实现制动器的快速制动。
2）制动器交流电源直接与电机接线柱衔接，在不受直流侧开关节制的环境下，只受交流侧开关节制。电动葫芦无论在高速、低速、上升、降落、结束的各个状况，电磁制动器与电念头同时得电、同时失电。在没有直流侧开关节制实现快速制动的环境下，会呈现在低速切换至高速的进程中，电磁制动器刹时上闸，若此时制动器打开光阴早于电念头得电光阴，则造成高速电念头不克不及实时得电。相称于重物吊起后，制动器打开，而电念头未运转，发生的扭矩为零，导致电念头随重物作用反向扭转，从而造成溜钩。
3）在没有直流侧开关实现快速制动的环境下，当突然结束时，因为重力势能和惯性的作用，电念头并未能立刻结束，电念头发生发电状况，制动器继续得电，不克不及立刻制动，故发生溜钩。
4）在起升时，因为制动器与电念头同时得电，电念头尚未树立足够的向上转矩，制动器已开闸造成溜钩。
3 问题的办理
将电气原理图依照图1 和图2 进行改良，且满意：交流打仗器KM13 通电延时整准时间为1.7 ～ 2 s，交流打仗器KM15 断电延时整准时间为0.5 ～ 0.7 s。按图1 和图2 所示电气原理图接线，将电磁制动器的5 和6 端子衔接电气节制箱的153 和151 接线端子。
图1 节制原理图
图2 接线原理图
4 缩短制动光阴的办法研讨
4.1 制动光阴阐发
电磁制动器的制动总光阴是机器和电气综合影响的成果，制动总光阴一样平常与节制方式、整流模块的相应光阴、制动上闸光阴以及制动力矩年夜小等因素有关。制动进程总光阴可表现为
式中：tz 为制动进程总光阴，指从制动器驱动装配断电开端至制动轴转速为零的光阴；t1 为相应光阴，指从制动器驱动装配断电开端至制动器开端动作的光阴；t2 为制动器闭合动作光阴，指制动器闭合动作开端至制动衬垫开端打仗制动偶件并树立制动力矩的光阴；t3 为制动减速光阴，指制动器实施现实制动的光阴。制动器制动弹簧的回弹速率为
式中：A、ψ 为与弹簧参数及地位有关的随机变量；ω 为弹性模量；
式中：J 为转动体系及负载的转动惯量，n 为制动偶件的制动初转速，Md 为动态制动力矩，Mz 为转动体系的阻力矩。
综上所述，制动器相应光阴t1 取决于制动器节制方式以及电控体系和整流模块的相应光阴；制动器闭应时间t2 取决于制动弹簧和开释行程，主要为弹簧的参数、紧缩量、开释行程等；制动减速光阴t3 主要取决于制动力矩。
4.2 缩短制动光阴的办法
1）由直流电源直接供电，电磁制动器和电念头自力供电；
2）由电控箱将交流电转换成直流电给电磁制动器供电；
3）由交流电源供电，由整流模块转换为直流电给制动器供电。通常环境下，制动器衔接交流侧开关，与电念头同时得电、同时失电，经由过程电念头开关节制，交流侧开关节制如图3 所示；为了实现快速制动，一样平常采纳直流侧开关，直流侧开关节制直接有电控节制，与电念头之间自力节制，可以实现与电念头之间的时序节制，直流侧开关的吸应时间比交流侧吸应时间快约6 ～ 10倍。直流侧开关如图4 所示。
整顿模块一样平常分为半波整流器、全波整流器和过励磁整流器，如需更快的相应光阴，可选用过励磁整流器，过励磁整流器与尺度半波整流器相比，开释光阴要比正常的半波整流器要短50%，且制动器的耐磨损才能增长一倍，寿命延伸；与尺度全波争流器相比，制动光阴缩短约30%, 发烧量小，能耗低落约25%。
图3 交流侧开关
图4 直流侧开关
4.3 缩短闭应时间的办法
制动闭应时间与制动器间隙年夜小及弹簧力度有关，间隙年夜弹簧事情长度增长，制动力度减小，制动闭应时间长。间隙小弹簧事情长度减小，制动力度增长，制动闭应时间短，刹车后果好。间隙过小则易造成制动吸合后制动件与摩擦面相互摩擦、制动部门发烧、摩擦片过度磨损和摩擦系数热衰减、制动力降落，延伸制动减速光阴。依据履历，一样平常间隙0.5 mm 左右比拟适宜。
4.4 缩短制动减速光阴的办法
4.4.1 增年夜制动力矩
由式（3）可知，在其他前提不变的环境下，增年夜制动力矩可缩短制动减速光阴，即有
式中：Me 为额定制动力矩，动态制动力矩一样平常为额定制动力矩的90% 左右；m 为弹簧个数；N 为摩擦副的个数；μ 为摩擦系数；R 为制动盘有用摩擦半径；P 为弹簧正压力；K 为弹簧弹性系数；Δ L 为弹簧紧缩量。
增长制动力矩，减小制动光阴，可增长弹簧的个数、增长弹簧的弹力、增年夜摩擦系数、增长摩擦副个数和增年夜摩擦盘有用摩擦半径等办法。
4.4.2 削减制动器拖磨
电念头启动时制动器开闸晚于电念头运转，制动器将造成拖磨，使得摩擦盘磨损变薄，制动力矩减小，延伸了制动减速光阴。削减制动器拖磨的办法有：
1）缩短整流模块的相应速率，进步制动器的开闸速率，避免制动器启动晚于电机运转，电机拖着制动器转动。选用整流速率快的整流模块，如过励磁整流器。
2）增年夜制动器电磁吸力，增年夜开闸速率。增年夜制动器电磁线圈的线径，减小制动器的事情气隙等。
3）优化节制方式，实现快速制动。采纳自力开关节制，采纳直流侧开关零丁节制制动器的开闭。
4）制动器时序节制，节制好制动器和电念头启停的光阴。经由过程光阴继电器等节制逻辑，节制制动器和电念头的启动次序和光阴差。
5）增年夜制动力矩，减小制动减速光阴，从而削减制动器拖磨光阴。
5 制动下滑量研讨
制动器的制动下滑量主要分为制动器断电到制动器上闸这一段光阴（相应光阴t1+ 闭应时间t2）的加快下滑量S1，和制动减速阶段的下滑量S2。
5.1 制动下滑光阴
假设制动器断电到制动器上闸的这一段光阴为△ t，由式（3）可知此时制动减速光阴为
因为制动器上闸延时△ t 而引起的制动减速光阴会年夜幅增长，则增长量
本文双速电机高速2 855 r/min，低速430 r/min，起升减速器速比i ＝ 216.6，取g ＝ 9.8 kg/m2，式（8）得0.74 △ t 和4.9 △ t，也便是说制动减速光阴增长了0.74 △ t 倍和4.9 △ t 倍，假如延不时间△ t ＝ 1 s，则制动减速光阴可以增长约5 倍。
5.2 制动下滑间隔
制动下滑间隔可表现为
式中：v0 为电机断电时重物的降落速率。D 为卷筒名义直径，m 为倍率，vmax 为制动减速的初速率。从上述公式可以看出，制动延时将造成很年夜的制动下滑间隔。
6 结论
1）电磁制动器制动下滑主要缘故原由是制动器的制动力矩、整流器的相应光阴、制动器闭合动作光阴、制动器和电机的时序节制等的综合因素。2）电气上缩短制动器制动光阴，可以采纳相应快的整流器，如过励磁整顿器，可以采纳直流电源直接供电，或电控箱交流转直流后给制动器供电。3）节制上缩短制动器制动光阴，可以采纳直流侧开关，可以由电控箱零丁对制动器时序节制。
4）机器上缩短制动光阴，可以增年夜制动器线圈的电磁力，增年夜制动力，减小制动器事情气隙。5）制动器上闸延时对制动器的制动减速光阴和制动下滑量影响伟大。
参考文献
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