1.引 言
抓斗桥式起重机常用来装、卸煤、灰、矸石等重物,是货运港口、码头、发电厂、工矿企业生产过程中不可缺少的工程机械。桥式起重机的抓斗升降、开闭、大车、小车运行的原传动控制均为继电器、接触器控制,抓斗操作方式为双手柄联动台操作。为了保证机械运行的平稳,系统采用转子串电阻起动方式,由于绕线式电动机是通过接触器来切换电动机转子上串接的电阻,切换十分频繁。其故障率居高不下。另外由于抓料全过由全部由人工操作,用于抓斗提升和开闭钢丝绳的受力很难达到均衡控制,易出现钢丝绳断裂、电机受损等现象。上述问题既增加了维修量也给生产带来了一定程度的损失。
四绳抓斗通过钢丝绳与电机联接,主吊与开闭电机之间没有固定的联系,没有合适的检测开关,在抓斗抓取物料的全过程中的每个阶段,要求两个电机的出力状况都是不同的,需要不断地改变电机的控制方式和出力情况,但传统的串电阻控制方式无法满足这种力矩控制的要求,因此抓斗主吊与开闭两电动机的协调完全依靠司机的熟练程度以及操作水平。所以司机的劳动强度大,注意力需高度集中,容易疲劳,特别是夜间作业,更是如此。
随着计算机控制技术、交流调速技术和电力电子技术的发展,在保证设备安全使用、可靠运行的前提下,实际生产中用户普遍要求提高桥式起重吊车的作业效率、自动化程度、节能效果和减少维修量。在变频技术蓬勃发展的今天,变频传动取代了以往的串电阻、自激调速等传动方式,实现了平稳运行和软启动、低故障高效率驱动。
可编程控制器也被广泛地使用到抓斗吊车的控制系统之中,无论是采用传统的串电阻传动方式还是采用变频器传动方式,都需要仔细研究抓斗闭合的每个过程对电机出力的要求。目前国内部分抓斗起重机采用了PLC和变频器,但没有解决以上所述的核心问题,所以仍然无法解决原系统存在的问题,而且因为制动器控制不合理,造成变频器频繁烧毁等问题。
2.传统控制方式存在的问题
综合行业特点,目前传统的抓斗控制主要存在以下问题:
(1)抓斗传动系统由闭合机构、提升机构两部分组成,两套系统的提升能力分别按照抓斗起重量的60%设计,在匀速提升过程中,各承担50%的功率,工作过程中,如果抓斗闭合不严即进入提升阶段会造成物料遗漏,如果提升过晚又会造成闭合系统独立承担大于50%的提升量的功率,久而久之,会造成闭合机构的电机、钢丝绳等的寿命减短,同样的:在