某船闸采用是的卷扬机启闭。卷扬机垂直提升拽引闸门,主要是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、起升滑轮组等组成。改造过程中针对制动器系统进行了重要的创新改造。
制动器按照构造特征,可分为带式制动器、块式制动器、蹄式制动器和盘式制动器四种。
船闸采用的是短行程交流电磁铁抱闸式制动器(如图1所示),并以带式制动器作为手刹辅助。
电磁铁抱闸式制动器作为主制动器,在关掉电动机电源时,由外力所产生的摩擦阻力矩足以克服机器的惯性力矩以及负载的惯性力矩。停机后,人工推拉操纵杆以驱使带式制动器刹车,起到双保险作用。这种双保险措施能够安全可靠、迅速有效地发挥制动器的作用,多用于通航船闸:
(1)在卷扬机停止工作时,能可靠的刹住卷扬机,并继续保持这种制动状态,即正常停车制动。
(2)在发生紧急情况时,能迅速而合乎要求的刹住卷扬机,即安全制动。
然而在实际的操作过程中,由于手刹距离控制柜较远,操作起来比较麻烦,操作人员往往废置了手刹,这给生产带来不安全隐患。
自动化改造就是要让操作人员在控制柜前进行简单的按钮操作,以电动代替手动,不用走太多的距离完成手动刹车的功能,消除不安全隐患。
如何电动?电动的推力能满足手刹的要求吗?可控性如何?是否经济……这些都是改造所要考虑的重要的问题。电动推杆就能很好解决上述问题。
电动推杆图2,英文名LinearActuator,它是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。其工作原理是:电动机经齿轮减速后,带动一对丝杆螺母。把电机的旋转运动变成直线运动,利用电动机正反转完成推杆动作。可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用,可以实现远距离控制、集中控制或自动控制。
改造中,只要把手动的操纵杆连接在电动推杆上,以电动代替手动,就可以实现远程控制。
如何选用合适的电动推杆?首先要考虑推杆的推力。平时手动操作时,只需要约30Kg力,移动约20cm就可完成手刹动作。电动推杆一般其最大推力可达6000N,约为600Kg力,这样,完全不用担心电动推杆的推力达不到手刹推力的要求;一般电动推杆标准行程在100~400mm,也无需担心手刹行程要求。经过综合考量,选用DT50电动推杆就可满足要求。(DT系列推杆参数见下表,部分)
实际的改造中,电动推杆的自带的限位开关不能很好地完成控制动作。这是因为电机通过减速齿轮后带动安装于内管的小丝杆,带动与之连接一起的做轴向运行螺母,至所设定的行程时螺母触角压住限位开关断开电源,电机停止运动(反向与之相同)。而这两个限位开关之间的距离很小,很难通过调节限位开关之间的距离来控制推杆行程位置。
为有效地控制推杆的行程,必须舍弃电动推杆自带的限位开关,重新安装行程开关。行程开关可以选用滚轮式行程开关,最好是上转臂可调的滚轮式行程开关,它可以在行程开关初步固定好后,再进行微调,确保对推杆的行程进行精确限位。
经创新改造后,实现了下述功能:远程控制刹车:提闸、落闸前松刹车及提闸、落闸后紧刹车就不需要再跑到手动刹车处,只要轻轻地点按钮就可实现。省去了操作人员折返跑麻烦的同时,也提高了效率。
推杆到达松限位或紧即位时,分断推杆电机电路,推杆停止工作,同时给PLC信号:紧限位时,不可操作提闸或落闸;松限位时,才可进行提闸或落闸操作。这样有效地避免了还在紧刹车状态下进行提闸落闸的误操作,提高了操作的安全性。
自动化控制模式下,更可以一键完成“松刹车→闸门操作(升、降)→闸门停止→紧刹车”的流程,大大地提高了工作效率。
实践证明,操作人员高度认可使用电动推杆来完成刹车,节约了时间,提高了效率,也让闸门运行更为安全可靠。
参考文献
[1]王丁,王磐炬.电动推杆在包装产品摩擦系数测试中的应用[J].机电产品开发与创新,2010(4).
[2]贾米娜,郭锋.实用电动推杆[J].机械管理开发,2006(2).
[3]张开富,张开忠.用电动推杆实现俯仰传动[J].零八一科技,2006(3).
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