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電纜卷筒范文第1篇

關鍵詞：起皺；扭曲變形；電纜變形；斗輪機電纜

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A

1 筒電纜使用場合

目前卷筒電纜主要用于斗輪機、港機、鋼包車、電動鏟運機等設備，隨著設備來回運行，卷筒進行收線、放線運動。電纜在運行過程中承受正拉力與彎曲變形。

2 纜外護起皺、電纜變形的原因

根據(jù)市場用戶反映，斗輪機、港機、鋼包車、電動鏟運機等場合使用的卷筒電纜都相應出現(xiàn)了護套起皺、電纜扭曲變形的質量問題，造成了設備無法正常作業(yè)。

通過對斗輪機電纜使用現(xiàn)場進行勘察，可能造成電纜出現(xiàn)護套起皺、電纜扭曲變形的原因有以下幾點：

（1）電纜柔軟性及結構穩(wěn)定不夠。柔軟性不夠，在移動彎曲過程中，電纜變形抗力較大；電纜結構不穩(wěn)定，在彎曲時，電纜結構發(fā)生畸變，纜芯“拱起”，造成電纜彎曲變形。

（2）卷盤電纜受力分析：電纜卷筒的卷繞力用來克服電纜自重等引起的作用在電纜上的張力、卷筒支座軸承處的摩擦力、起-制動引起的慣性阻力等。將電纜卷繞到卷筒上去，要十分精確的計算卷繞力矩比較困難，目前采用比較粗略的計算法。

設電纜卷筒中心安裝高度（離地面）為H（m），卷滿電纜的卷筒最外層直徑為D纜（m）。

則卷繞力矩：

M纜=D纜/2?（qH+S基）?9.8 （1）

其中：M纜―力矩（N?m）；D纜―卷筒最外層直徑（m）；q―電纜單位重量（kg/m）；S基=5kg～10kg―考慮克服除電纜自重以外的卷繞阻力折算到電纜上的基本張力。電纜截面大的取值大，截面小的取值小。

目前斗輪機所采用的電纜卷筒多為磁滯式。由于磁滯式電纜卷筒是恒力矩的，力矩M=F?L（M表示力矩；F表示力值；L表示從轉動軸到著力點的距離）；當力矩恒定時，外層電纜在收放過程中受力最小，內層電纜在收放過程中受力最大。因此隨著電纜纏繞半徑的變化，電纜所受的張力也在變化。如圖3、圖4的受力分析。

同時F?cosθ=F0（由外向內θ3F1），卷筒進行電纜收放時，從卷盤外圈向內圈，電纜與導纜架之間的夾角越來越小，根據(jù)力學正交分解分析得知，由外層向內層電纜受力也逐漸增大。

通過電纜受力分析，得知卷盤內層電纜受力與彎曲變形程度較外層要大。如果電纜卷筒的內徑太小，再加上電纜卷筒的力矩也調的很大，那么內圈的電纜張力將會大于電纜允許抗拉力，造成電纜受力過大、彎曲變形。

（3）電纜卷筒的調試?，F(xiàn)場調試人員往往將電纜卷筒力矩調的很大，造成電纜張力過大。

綜合考慮上述影響因素，并對電纜發(fā)生彎曲變形的區(qū)域進行認真分析，得出以下結論：電纜的扭曲變形區(qū)域主要出現(xiàn)在卷盤的次內層，通過對設備的運行觀察，在設計時電纜米數(shù)留有余量，卷盤最內層1～3圈電纜始終纏繞在卷盤上，不進行卷繞運動，因此電纜沒有出現(xiàn)彎曲變形；次內層變形嚴重，主要是因為次內層較外層受力與彎曲變形程度較大，所以出現(xiàn)了圖1中次內層電纜嚴重扭曲變形的現(xiàn)象。

3 改進措施

針對以上原因，相應的提出以下改進措施及注意事項：

（1）卷筒電纜，導體采用GB/T 3956-2008標準規(guī)定的6類軟銅導體，成纜節(jié)徑比控制在10～12倍，護套采用TPU、氯化聚乙烯、彈性體等材料，來提高電纜的柔軟性；纜芯分組采用正規(guī)排列絞合結構，纜芯外繞包一層涂膠棉布帶，護套采用雙層結構，內外護套之間采用編織高強度纖維抗扭層，來保證電纜結構的穩(wěn)定性。

（2）卷盤筒徑的設計

（3）導纜架安裝位置設計

卷盤由外向內彎曲變形程度逐漸增大，為了減小電纜彎曲變形的程度，卷盤內層電纜與導纜架之間形成的角度不小于60°。同時導纜架半徑不小于電纜彎曲半徑的12倍。

（4）卷盤力矩控制，卷盤力矩采用M1、M2兩個檔位（M1>M2），當卷盤上電纜米數(shù)超過電纜總長度的1/2，卷盤力矩為M1；當卷盤上電纜米數(shù)小于1/2電纜總長度，電氣控制系統(tǒng)自動將卷盤力矩切換為M2。

（5）現(xiàn)場調試人員可以根據(jù)圖5來確定調節(jié)電纜卷筒力矩大小。實際卷繞過程中，由于卷繞力矩作用，使電纜懸垂一段距離，懸垂線的水平投影l(fā)的長短與卷繞力矩M纜大小有關。M纜大則電纜拉的越緊，l就長。

（a）力矩太小，電纜過松；（b）力矩太大，電纜過緊；（c）力矩適中，電纜過度平穩(wěn)。

結語

通過對電纜結構的優(yōu)化設計，及設備自身的設計、調試、電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化改進，卷筒電纜出現(xiàn)外皮起皺、扭曲變形的現(xiàn)象是可以避免的。

參考文獻

[1]吳建生.工程力學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

電纜卷筒范文第2篇

[關鍵詞]電纜卷放車； 改造； 國產(chǎn)化

中圖分類號：TH218 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）17-0013-02

1. 概述：

2008年哈爾烏素露天礦從加拿大購置了兩臺電纜卷放車，型號為TSZ-07，發(fā)動機功率：335HP。主要為礦區(qū)大型電鏟鉆機提供供電服務工作。具體工作為礦區(qū)現(xiàn)場各種規(guī)格電纜的運輸，將為電鏟鉆機供電的電纜敷設到道路旁邊的擋土墻上（擋土墻高度大于2.5m，寬度大于4m）以及從高掌子上收放電纜。

鄂爾多斯準格爾地區(qū)氣候屬大陸性氣候，冬季時間長且寒冷，夏季短且酷熱，白天與夜間溫差較大。該車常年在煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)，采掘場現(xiàn)場坑洼多、路面不平整、多障礙、多尖石、灰塵較大，作業(yè)環(huán)境惡劣，因此該車的各種性能要求比較高。

整車由：下部拖板車、上部電纜卷放工作裝置、自吊機構、備用滾筒、電氣及液壓等幾部分組成。如圖1所示：

電纜卷放工作裝置位于車輛后部的平臺上，包括電纜卷放導向架、卷筒、驅動單元、操作室及機械手等部分構成的一體可回轉平臺。

電纜卷放時為人工控制電纜排放，排放速度可根據(jù)電纜外徑的不同、由人工設定。電纜卷筒平臺能夠旋轉±90度，能夠從卡車左，右，后三側進行電纜的鋪設和卷放。電纜卷筒由液壓馬達所帶的小齒輪驅動。液壓馬達由底盤發(fā)動機分動箱驅動的液壓泵提供動力。電纜卷放系統(tǒng)安裝力矩限制器，以防電纜被拉傷。卷放電纜的線速度為0～30m/min，無級調速。將300米電纜卷繞在車上的時間不大于15分鐘。在位于卡車后部的操作室里控制電纜卷放，卷放速度，卷筒水平旋轉，電纜抓手移動。

對電纜卷放系統(tǒng)的控制方式為有線和無線遙控兩種控制方式，在電纜卷放操作室放置有線控制面板對電纜卷放系統(tǒng)進行控制，同時也要配置一個無線控制操作器在地面對電纜卷放系統(tǒng)進行控制，遙控主機是由美國的HETRONIC公司生產(chǎn)的， 型號是NOVA L， （paddle）。

2. 存在問題

電纜車電纜滾筒回轉支架回轉裝置改造前結構如圖2、圖3：

電纜滾筒回轉支架回轉裝置改造前采用回轉支承連接回轉支架及底盤部分，利用液壓油缸推動轉動臂來實現(xiàn)電纜滾筒回轉支架的回轉。

2.1. 回轉支承問題

該結構由于原有回轉支承尺寸偏小，傾覆力矩太大，導致電纜滾筒回轉支架經(jīng)常出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，并且在行駛過程中左右擺動尺度大，安全穩(wěn)定性能極差。同時由于液壓缸行程及轉動臂回轉幅度的限制，導致電纜滾筒回轉支架只能在180度范圍內回轉。

2.2. 自吊機構問題

電纜卷放車的滾筒備用裝置、自吊機構液壓系統(tǒng)來驅動，該車已投入使用將近6年， 在日常使用過程中液壓系統(tǒng)平凡出現(xiàn)故障，造成故障的自吊機構無法修復，導致與其配合使用的電纜備用滾筒長期處于閑置狀態(tài)，不適合在惡劣環(huán)境中運行。由于電纜卷放車為進口設備，在國內購買配件比較困難，維修工對進口設備的維修技術薄弱，而且很難通過書本或網(wǎng)絡搜尋到相關的技術資料和維修手冊等，這極大地影響到了電纜卷放車的完好率。在實際生產(chǎn)作業(yè)過程中，電纜卷放車的機械手、自吊機構在露天煤礦利用率較低，長期處于閑置狀態(tài)，在日常工作未帶來大便利。

2.3. 回轉機構問題

由于電纜卷放車的上車回轉機構也采用液壓系統(tǒng)來驅動，在回轉機構在制動過程中，由于液壓系統(tǒng)的間隙較大造成了上部電纜卷放工作裝置的不穩(wěn)定，左右搖晃.在日常使用過程中，一旦出現(xiàn)液壓管路堵塞、液壓閥損壞等情況，就會造成上車回轉裝置失控從而發(fā)生自轉現(xiàn)象，對作業(yè)的設備、人員造成了非常大的安全隱患.

2.4. 托板結構問題

電纜卷放車拖板較長，重心靠后，在作業(yè)過程中車身的穩(wěn)定性較差，對路面要求較高，靈活性較差，給司機在操作過程中造成了很大的難度.

針對電纜卷放車存在的以上幾個問題，通過我們多年來的工作經(jīng)驗以及對電纜卷放車的長期使用與觀察，我們在現(xiàn)場提出了以下對應的改造方案.

3. 改造方案

將電纜車上車回轉系統(tǒng)整體進行國產(chǎn)化改造，并拆除副梁部分。清洗電纜卷放車，拆除電纜滾筒回轉支架、回轉油缸、回轉臂、回轉支承、原液壓油管、多路換向閥及其附件，整體拆除電纜車副梁部分；割除原電纜車變形擋泥板及擋泥板支架，刨去電纜滾筒回轉支架上已變形斷裂的加強板，按照實際尺寸切除副梁原電纜滾筒備用支架及安放折疊式隨車吊部分；由于原有滾筒回轉機構強度差，導致電纜滾筒回轉機構經(jīng)常出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，并且在行駛過程中左右擺動尺度大，安全穩(wěn)定性能差。針對以上狀況特設計并更換非標加大的回轉減速機及回轉馬達；更換手動多路換向閥兩組及操作室一件，制造回轉減速機上、下連接法蘭及液壓回轉接頭。

對底盤部分進行改造，按照具體設計尺寸將原電纜車底盤后橋部分整體向前移動，并將原傳動軸縮短，然后將后懸多余部分切除；對原電纜滾筒及回轉支架更換，變成和現(xiàn)使用電纜車滾筒統(tǒng)一；對原電纜車副梁進行整形，并加固，焊接擋泥板支架，上表面原回轉位置焊接回轉減速機下法蘭及其支撐矩形管；安裝副梁部分、電纜回轉滾筒支架、液壓回轉接頭、手動多路換向閥、液壓元件、液壓膠管及其他附件。

3.1. 電纜車電纜滾筒回轉支架回轉裝置改造后結構如下：

改造后電纜滾筒回轉支架采用蝸輪蝸桿減速機與底盤進行連接，然后通過液壓馬達驅動蝸桿實現(xiàn)360度回轉?；剞D式減速機采用回轉支承及環(huán)面包絡蝸桿結構，能達到多齒接觸，具有傳動扭矩大，運行平穩(wěn)等特點，能承受較大的徑向、軸向載荷以及較強的傾覆力矩。并且該回轉減速機是按電纜滾筒回轉支架尺寸定制的非標加大型回轉減速機，能夠保證電纜車在行駛過程中的安全穩(wěn)定性。結構示意圖圖4所示：

4. 改造后的車輛

4.1. 電纜卷放裝置：

通過加大回轉支承的尺寸，增大了回轉支承與托板的接觸面積，同時對上車回轉支承采取加固處理，提高了電纜卷放車上車回轉裝置的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，尤其在收放下掌子電纜時，由于掌子面的垂直距離一般為60m左右，電纜卷放車收放電纜時要承受60m電纜的自重，所以對回轉裝置的牢固、穩(wěn)定要求特別高，改進后電纜卷放車在收放電纜時回轉裝置非常穩(wěn)定，對路面要求也比較低，在采掘現(xiàn)場的顛簸路面行駛、作業(yè)過程中回轉支架避免緊固處開焊及螺栓松動、斷裂等現(xiàn)象。

4.2. 自吊機構改造

把電纜卷放車的滾筒備用裝置、自吊機構液壓系統(tǒng)來驅動拆除之后，為電纜卷放車的托板空出了很大的空間，然后將電纜卷放車的后橋部分整體前移，車身縮短，重心向前移動，提高了電纜卷放車的穩(wěn)定性和靈活性，減少了司機在操作過程中的難度。

4.3. 回轉機構的改造

電纜滾筒回轉支架通過用蝸輪蝸桿減速機代替以前的液壓傳動系統(tǒng)與底盤連接，首先避免了在回轉裝置制動時因液壓系統(tǒng)的間隙較大造成了上部電纜卷放工作裝置的不穩(wěn)定、左右搖晃情況，通過蝸輪蝸桿的齒嚙合來提高了回轉裝置靈敏性，此外，減少了因液壓油管、液壓閥堵塞或損壞造成回轉裝置失控的現(xiàn)象的發(fā)生，提高了設備的安全性能，同時渦輪蝸桿屬于剛性結構，在運行過程中比較可靠，對維護的要求也比較低，比較適合在露天煤礦惡劣作業(yè)環(huán)境中運行。同時改造過程中全部采用國產(chǎn)化配件，為今后設備的配件購置方面提供了極大的便利，而且也將低了配件成本。維修人員通過對電纜卷放車的改造之后，對其的工作機構、原理有了深刻的了解，方便了今后對電纜卷放車的維護及維修工作，提高了設備的利用率。

4.4. 電纜卷放操作站

電纜卷放操作站位于上車平臺帶有安全防護網(wǎng)的操作室內，視野良好，在操作時可以觀察到電纜的卷放情況。操作室內部裝備座椅，并可通過內部無線通訊系統(tǒng)與卡車駕駛室溝通聯(lián)系。考慮到路面顛簸問題，在設計制造上避免了上車過于搖擺造成螺栓松動和玻璃震碎等情況發(fā)生。操作室內配置燃油加熱裝置（可連續(xù)8小時不間斷加熱），保證冬季上車采暖。

裝備工作燈，提高操作人員夜間工作視野。操作人員工作平臺采用防滑設計；后部安裝液壓驅動電纜卷放導向架，通過油缸的伸縮動作實現(xiàn)全方位控制引導電纜進行卷放。不用時將其收回并鎖定。其他的液壓油管進行了加固處理，避免因上車回轉平臺轉動時造成掛碰損傷。上車回轉平臺與地面高度為4.09米，長約8米，在作業(yè)過程中對操作及設備均不會造成影響?；剞D齒圈直徑不小于1.20米。

4.5. 上車各部件的改進

電纜卷放工作裝置位于車輛后部的平臺上，包括電纜卷放導向架、卷筒及驅動單元、操作室等部分構成的一體可回轉平臺，上車回轉平臺配置機械限位和電動限位開關，以防旋轉過度損傷設備。電纜卷筒周圍設置安全通道和護欄，便于操作人員通行和檢查設備，并安設扶梯，便于上下設備；電纜卷放時為人工控制電纜卷放，電纜在卷筒上能自動排放，自動排放裝置的排放速度可根據(jù)電纜外徑的不同、由人工設定。

5. 結 語

改造后的電纜卷放車操作室高度有所降低，同時縮短了副梁距離，增加了車輛穩(wěn)定性，提高了電纜車安全操作可靠性。上車操作室人性化設計，增加了對講系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和夜間照明系統(tǒng)，增加了操作人員的可控性。車輛進行了加固，且回轉平臺縮短了離地間隙，有效增加了設備穩(wěn)定性，確保設備在作業(yè)過程中安全操作，在整個改造過程中全部采用國產(chǎn)配件進行改造，并由本單位維修工參與改造，為以后電纜卷放車的配件更換及維修技術提供了保障，提高設備的出動率與使用率。

參考文獻

[1] 方桂花.液壓傳動 [M]. 地震出版社，2002.05.01

[2] 濮良貴.紀名剛.機械設計[M].高等教育出版社，2006.12.

[3] 鄒慧君機構系統(tǒng)設計與應用創(chuàng)新[M].機械工業(yè)出版社，2008.09.

[4] （美）斯克萊特.（美）奇羅尼斯.鄒平（譯）.機械設計實用機構與裝置圖冊[M].機械工業(yè)出版社，2007.04.

作者簡介

電纜卷筒范文第3篇

關鍵詞：電氣控制，絞車，拖體

 

一． 拖體絞車功能設計需求

在拖曳式多參數(shù)剖面測量系統(tǒng)的定型研制中，為滿足系統(tǒng)整體小型化安裝和使用的需要，拖體絞車采用了雙層導流套排纜的設計方式，提出了對絞車實時的張力、纜長和纜速等信號進行的測量顯示的要求，并要提供和上位機的數(shù)據(jù)通信功能，以便系統(tǒng)總控軟件對絞車的狀態(tài)信息進行遠程實時監(jiān)控和采集。本電氣控制設計主要通過PLC的模塊化功能設計，保證了絞車所需功能的實現(xiàn)。

二． 絞車的基本電氣控制特性

拖體絞車采用了SEW變頻電機和變頻控制器。SEW電機具有變速穩(wěn)定、噪聲小、體積緊湊等優(yōu)點，特別是減速機的工藝水平和齊全的型號滿足了多領域的應用需求。

在電氣控制功能方面，SEW電機可以采用專用的變頻器控制，也可采用第三方的變頻控制設備。SEW的變頻器附帶有專用的配置軟件，多樣的控制連接總線，便于構成多電機系統(tǒng)或者復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)。免費論文參考網(wǎng)。絞車電機的工作參數(shù)可以通過變頻器擴展面板或者上位機的配置軟件來連線進行。

根據(jù)絞車工作基本需求，在絞車控制柜面板上設置正、反轉，變速調節(jié)，緊急停車等控制按鈕，另外根據(jù)人性化的工作需要，對電源連接和系統(tǒng)功能正常設置監(jiān)視燈，以便于操作人員及時了解絞車的工作狀態(tài)，分析解除系統(tǒng)故障。

三． 絞車的擴展電氣控制功能

絞車設備中為采集收放纜長度以及拖纜所受張力的信息，添加了纜長測試單元和力傳感器。針對絞車的雙層排纜結構和力傳感器安裝特性，傳感器數(shù)據(jù)的修正和放纜狀態(tài)相互關聯(lián)。由此設計了纜長和張力的采集和自動修正程序，保證了絞車參數(shù)的準確可靠性，滿足設備正常工作需要。

1、纜長和纜速測量

纜長測量是根據(jù)電機轉動的圈位信號換算而得。在電機上安裝了編碼器，能隨著電機的轉動情況產(chǎn)生脈沖信號，PLC中的計數(shù)單元對脈沖信號進行計數(shù)處理，換算出電機轉動圈數(shù)對應的走纜長度。

纜速的測量的是根據(jù)定時間隔算得的纜長變化量，通過PLC的間接計算獲得。

這其中，由于絞車采用了雙層排纜技術，兩層排纜卷筒的直徑有較大差異，需要在排纜卷筒切換前后，更替纜長計算的參數(shù)，保證獲得的數(shù)據(jù)準確性。在實際設計中采用了固定纜長自動切換和手動纜長切換兩種方式，在絞車纜長切換位置基本不變的情況下，在固定的纜長位置切換計算參數(shù)，自動獲得纜長和纜速信息，而在絞車纜長切換位置存在較大誤差時，允許手動修正排纜切換點，保證誤差的及時消除。

2、張力測量

在絞車卷筒出纜位置和前端導纜輪之間添加了固定位置的測力輪，測力輪的軸直接采用了一個力負載傳感器，通過配套的后置放大電路，將信號以電平方式傳給PLC的AD轉換單元，從而獲得張力信號。

張力測力輪的安裝方式和張力的修正密切相關。張力的準確修正需在傳感器安裝固定以后，通過實驗測試實際拖纜張力和傳感器測得的法向應力，比較相互間關系，通過插值擬合獲得準確的修正公式。絞車排纜卷筒的直徑變化，也會使修正公式發(fā)生變化，在實際應用中要對不同卷筒分別進行張力擬合，還需和纜長換算一樣，同步卷筒的切換狀態(tài)，實現(xiàn)張力修正公式的自動切換。

3、顯控通信功能

為使絞車操作人員及時獲得絞車收放纜過程的狀態(tài)，通過在控制臺面板上添加觸摸顯示屏將PLC獲得的纜長、纜速及張力信號及時反饋給操作人員。通過在PLC上添加通信單元，將信號數(shù)據(jù)以485方式傳送給遠端的上位機，來進行遠程監(jiān)控和信息保存。

四． 絞車電氣設計經(jīng)驗

在絞車的實際加工生產(chǎn)和調試過程中，結合實際的生產(chǎn)和測試條件，對絞車的各項設計功能進行了及時的調整和改進，不僅保證了產(chǎn)品更好的質量和性能，并且獲得了許多有益的設計心得和經(jīng)驗。

1、系統(tǒng)的選型

本套設計方案的實施，選用了三菱公司的PLC產(chǎn)品。三菱PLC在中國市場上得到非常廣泛的應用，產(chǎn)品的眾多系列品種保證了整套電氣設計功能的實現(xiàn)便利性和靈活性，對于系統(tǒng)設計的功能擴展和可靠性保證起到了很好的保障作用。

2、PLC編程的方法

絞車的擴展功能多利用PLC來實現(xiàn)，在PLC的算法設計上類似于單片機的底層編程方式，需要對PLC的硬件性能和工作特殊方式較深入的了解，在算法的實現(xiàn)上要更多考慮到系統(tǒng)優(yōu)化。如在纜速的換算過程中，由于要在更新速率和顯示精度上達到匹配協(xié)調，需要充分了解計算單元的精度位數(shù)，實際問題出現(xiàn)的數(shù)據(jù)范圍，調整計算次序來保證運算精度。

3、張力換算方法

準確的進行張力測量是一個程序復雜，實踐性強的問題。要獲得準確的張力，不僅要有好的傳感器，還要有好的設計安裝，最后還需要有一個細致的測試修正過程。在本絞車設計中，張力傳感器采用瑞士的LB系列軸應力傳感器，該傳感器本身具有良好的線性精度設計，應力變化的準確性非常高。絞車的張力測量設計采用了纜對壓力輪法向壓力的方式，通過設計的定角度安裝位置，保證了對纜張力轉化參數(shù)的一致性。在后期的張力校準調試中，對兩層卷筒分別進行了多工作位置，多導向輪角度的工作張力測試，最后獲得的擬合公式僅采用一次多項式就達到了設計指標提出的±10%測量值誤差的精度。

五． 絞車電氣設計的改進提高

雙層導流套排纜絞車的設計是拖體絞車的創(chuàng)新設計，在這第一次設計中難免存在不盡完善的地方。作為電氣控制設計部分能夠改進和提高之處有很多。免費論文參考網(wǎng)。

l電氣接插件的選型和改進

絞車電氣由于初次設計，對于配套成熟產(chǎn)品的選型方面了解得不夠深入，選用的電氣、信號接插電纜都限于點對點連接，這樣在絞車的電纜拆裝方面有不夠方便簡潔的問題。絞車電機本身的控制電纜就有四組：電源三相進線、電機控制的三相線、剎車控制線、風機三相線，外加傳感器的編碼器線和張力傳感器線，以及和遠端通信的信號線，堆在控制柜后的電纜就密密匝匝。在安裝和拆卸時不僅繁瑣，而且容易出現(xiàn)錯誤。如果采用了合適的接插設備，不僅在安裝上簡便、安全，而且外觀上也整齊大方。在產(chǎn)品的專業(yè)性上就顯得更為到家。免費論文參考網(wǎng)。

l軟件的設計和優(yōu)化

基于PLC的軟件設計，專一性比較強，程序的優(yōu)化提高的需要有一定時間的應用熟練和磨合提高。同樣功能的軟件，在代碼上的優(yōu)化，小則提高運行的速度和效率，大則可以避免出現(xiàn)bug和系統(tǒng)錯誤的危險。要開發(fā)出人機界面友好，簡潔易用的軟件也需要多了解真實工作中操作習慣和安全規(guī)范，絞車軟件的完善提高也需要經(jīng)歷這樣一個應用－反饋－改進的過程。

l控制功能方式的改型和提高

絞車的電氣控制功能有很多可以提升和變通改進的地方，通過本型絞車電氣功能的設計，在將來的絞車電氣控制設計中可以有更多的發(fā)揮應用。比如通過遠端連線和監(jiān)控可以實現(xiàn)操控人員的遠程絞車收放，通過無線控制設備的添加，可以滿足操控人員靈活換位等等。如同軟件設計，控制方式的搭配變化也可以孕育出滿足不同類型需要的控制功能，使得產(chǎn)品有更廣闊的市場空間。

參考文獻：

[1]10kN電動拖曳絞車試驗大綱，QF4.028.010MX-SY

[2]SEW Movidrive MDX60B/61B 操作手冊，版本01/2005

[3]三菱微型可編程控制器手冊，2006版

電纜卷筒范文第4篇

關鍵詞 無線通信 堆取料機 通訊裝置

PLC在工業(yè)企業(yè)中的廣泛應用，為工業(yè)自動化帶來革命性的影響。PLC的通訊組網(wǎng)更加使得用戶從多個單一的設備轉化為一個有機的協(xié)調的自動化系統(tǒng)。大多數(shù)PLC都提供通訊接口，因此PLC的組網(wǎng)本身并不困難。但是對于頻繁遠距離移動設備，例如燒結廠堆、取料機PLC與地面?zhèn)魉驮O備PLC之間的通信則是一個技術難題。

堆、取料機是燒結廠球團原料場的重要設備。在球團原料場有一臺堆料機、一臺取料機、一臺堆取合一。堆料機將二次料場提供的混勻礦堆放在球團原料場上，由取料機供給球團車間生產(chǎn)球團礦，堆取合一將球團車間生產(chǎn)的成品球團礦堆放在成品料場上，在高爐需要時提供。由于堆、取料機是大型移動設備，各堆、取料機均需要與地面聯(lián)系（我們稱之為堆取料機的機－地通信），傳遞機上懸臂膠帶機與地面膠帶機的運行信號，使系統(tǒng)流程能夠集中控制，實現(xiàn)機上懸臂膠帶機與地面膠帶機的聯(lián)鎖，以及在上位監(jiān)控計算機的畫面上顯示設備狀態(tài)。這些信號對于現(xiàn)代化生產(chǎn)組織是必不可少的，對于生產(chǎn)組織以及避免設備或生產(chǎn)事故的發(fā)生有著重要作用。

一、有線通訊系統(tǒng)存在的主要問題

由于原設計采用有線通信，各堆取料機與地面膠帶機的聯(lián)鎖信號（AC220V開關量信號）都必須通過控制扁電纜及相應的電纜卷筒、力矩電機、控制變頻器、過張力保護裝置才能送到地面電氣室。自球團車間投產(chǎn)以來，堆取料機的機－地通信故障頻繁，這個問題一直是嚴重影響堆取料機正常生產(chǎn)組織及設備的日常維護，不能實現(xiàn)原設計的控制功能，特別是在雨季，通信扁電纜兩端感應電壓接近200V, 經(jīng)常使繼電器錯誤吸合，發(fā)出誤信號。特別是當機上膠帶機或地面膠帶機停機后，繼電器仍然保持吸合狀態(tài)，不能讓上游設備停機，造成下料漏斗堵塞或膠帶機壓死、漫料的事故，影響正常的生產(chǎn)組織。同時也存在著當發(fā)生人身或設備事故時，不能及時停機的嚴重安全隱患。由于卷纜裝置復雜，故障多，保護裝置易發(fā)生誤動作，增加了維護人員的維護量。且通信扁電纜壽命短等原因。嚴重制約了燒結廠的生產(chǎn)組織及流程程序化作業(yè)。

由于堆取料機是大型移動設備，各堆取料機均需要與地面聯(lián)系（我們稱之為堆取料機機－地通訊），傳遞機上懸臂膠帶機與地面膠帶機的運行信號，使系統(tǒng)流程能夠集中控制，實現(xiàn)機上懸臂膠帶機與地面膠帶機的聯(lián)鎖，以及在上位監(jiān)控計算機的畫面上顯示設備狀態(tài)。這些信號對于現(xiàn)代化生產(chǎn)組織是必不可少的，對于生產(chǎn)組織以及避免設備或生產(chǎn)事故的發(fā)生有著重要作用。但是，由于原設計采用有線通訊，各堆取料機與地面膠帶機的聯(lián)鎖信號（AC220V開關量信號）都必須通過控制扁電纜及相應的電纜卷筒、力矩電機、控制變頻器、過張力保護裝置才能送到地面電氣室。自綜合原料場投產(chǎn)以來，堆取料機的機－地通訊故障頻繁，這個問題一直是困擾堆取料機正常生產(chǎn)組織及設備維護的痼疾。不能實現(xiàn)原設計的控制功能，在雨季，通訊扁電纜兩端感應電壓接近200V，經(jīng)常使繼電器錯誤吸合，發(fā)出誤信號。特別是當機上膠帶機或地面膠帶機停機后，繼電器仍然保持吸合狀態(tài)，不能讓上游設備停機，造成漏斗堵塞或膠帶機壓死、漫料的事故，影響正常的生產(chǎn)組織。同時也存在著當發(fā)生人身或設備事故時，不能及時停機的嚴重安全隱患。卷纜裝置復雜，故障多保護裝置易發(fā)生誤動作，增加維護人員的維護量。且通信扁電纜壽命短等原因。嚴重制約了燒結廠的生產(chǎn)組織及流程程序化作業(yè)。

鑒于有線通訊存在的以上問題，我們決定將堆取料機的機－地通訊改為不用通訊扁電纜傳輸信號的遠程通訊。通過多方查詢，并進行了大量的可行性分析后，決定采用澳大利亞阿波羅（ELPRO）公司生產(chǎn)的E105U遙測模塊組成遠程通訊網(wǎng)，配合綜合原料場已有的Modicon PLC MB+網(wǎng)，傳輸8臺堆取料機相關的連鎖信號，取消原來的控制扁電纜及相應的電纜卷筒、力矩電機、控制變頻器、過張力保護裝置等設施。

二、E105U通訊系統(tǒng)在球團原料場中的應用

（一） E105U遙測模塊簡介

E105U無線遙測模塊是一個可替代電纜安裝的低價位遙測模塊。它可以使用無線電波將數(shù)字量(開關、觸點)、脈沖量和模擬信號進行連接。除了無線通信，E105U模塊還提供RS485接口，可用多芯雙絞線與E105S系列模塊相連，實現(xiàn)有線通訊。E105U系列無線遙測模塊裝于一高強度壓制鋁盒中，有一個插頭式的端子插座，安裝、接線和維修方便。裝置具有容易使用和安裝簡便的特點。

E105U的輸入、輸出信號都經(jīng)過光電隔離，抗干擾能力強，能適應較惡劣的工業(yè)環(huán)境。它的信號傳輸使用CRC錯誤校驗，傳輸協(xié)議可靠，即使存在一定外部干擾，也可以保證正確通訊。每一個模塊都具有一個無線收發(fā)器，在傳輸頻道空閑時才向目標模塊傳輸信息。在目標模塊收到信息后，它要檢查信息的有效性，然后返回一個應答信號。如果源模塊沒有收到應答信號，源模塊就再傳四次。利用這種簡單可靠的通訊協(xié)議，可以保證可靠的傳輸信息，甚至在噪聲較大的環(huán)境中它也能可靠工作。

E105U采用實時通訊。當輸入信號改變時，E105U就傳輸資料。即數(shù)字量(開關、觸點)狀態(tài)從關到開或當模擬輸入值的變化量超過預先設置的值時，105U才傳輸資料。E105U工作在500MW時，通迅距離最大為10公里，工作在100MW時，通迅距離最大為5公里。E105U模塊在組網(wǎng)時，每個模塊都可以設置一個系統(tǒng)地址和一個單元地址，保證每一個模塊在網(wǎng)絡中都有一個唯一的地址。E105U提供的是實時通信，沒有記錄系統(tǒng)E105U也可以定期改變傳輸信息來檢查輸入值和通信路徑的完整性。

（二）系統(tǒng)框圖

（三）系統(tǒng)工作原理

根據(jù)綜合原料場的實際情況，確定的系統(tǒng)方案圖見圖2。這個方案采用10只E105U模塊組成一個遠程通訊網(wǎng)，每只模塊都設定了獨立的地址。由于一個E105U模塊只有4個I/O信道，這個方案在綜合原料場中控室安裝了2只E105U模塊，每個模塊分別對應4臺堆取料機。各臺堆料機上的E105U模塊與中控室E105U模塊的最遠直線距離不足700米，可以保證各臺E105U的正常通訊。

安裝在料場中控室的2＃、7＃模塊通過PLC MB＋網(wǎng)上的6＃節(jié)點輸入、輸出模塊（B809、B808）與MB+網(wǎng)上的PLC或上位監(jiān)控機通訊，完成系統(tǒng)聯(lián)鎖信號的的傳輸，以及上位監(jiān)控計算機的設備狀態(tài)畫面顯示信號。各臺堆取料機上分別安裝1只E105U模塊。每個模塊通過機上PLC I/O點與機上PLC通迅。

系統(tǒng)工作時，中控室1＃、7＃ E105U模塊將收到的機上E105U模塊發(fā)送來的懸臂膠帶機運行信號通過MB＋網(wǎng)6＃節(jié)點PLC輸入點送入MB+網(wǎng)，并將來自6＃節(jié)點PLC輸出點的集中起動堆取料機懸臂膠帶機的信號發(fā)送出去；堆料機上的E105U模塊，接受來自機上PLC輸出點的懸臂膠帶機運行信號，并發(fā)送出去，將收到的連鎖起、停懸臂膠帶機的信號通過機上PLC 輸入點送入機上PLC。

（四）堆料機工作工程

啟動懸臂皮帶時，KA繼電器吸合發(fā)出信號到機上E105U，E105U接受到信號時，傳輸?shù)街锌厥?，由中控室E105U接收到信號送到6#節(jié)點PLC。中控監(jiān)控機接收到信號啟動上游流程。

（五）取料機工作工程

當中控室啟動地面皮帶時，傳送一個信號到中控室E105U，當E105U接收到后發(fā)送信號到取料機上E105U。當E105U接收到信號后，送入機上PLC取料機允許工作，取料機啟動開始工作。取料機啟動時KA繼電器吸合發(fā)出信號到機上E105U，E105U接收到信號時，傳輸信號到中控室由中控室E105U接收到信號傳送到6#節(jié)點PLC上。

三、效果分析

使用通訊裝置一年來后，效果明顯。經(jīng)過改造后，因堆取料機機－地通訊不正常而影響生產(chǎn)的時間大為減少。由于堆取料機機－地通訊能可靠的傳輸系統(tǒng)聯(lián)鎖信號，消除了以前因通訊不正常，存在的生產(chǎn)、設備及人身事故隱患。由于取消了電纜卷筒、力矩電機、控制變頻器,所以降低了材料備件成本。經(jīng)過改造后，事故停機減少，便于原料場生產(chǎn)組織。 降低了設備的檢維修量，因遠程通訊運行中不需要監(jiān)護，降低了操作工人的工作強度。

四、結束語

使用遠程通訊技術，替代長距離電纜傳輸信號，在國內是比較新的技術應用。現(xiàn)在使用的E105U組成的遠程通訊網(wǎng)，很好的解決了綜合原料場8臺堆取料機與地面膠帶機聯(lián)鎖的機－地通訊問題。但是一只E105U模塊只有4個I/O信道，現(xiàn)在只做到了傳輸連鎖信號，而不能傳送堆取料機在料條上的位置，以及俯仰、回轉角度等數(shù)據(jù)，離全面監(jiān)控堆取料機運行情況，實現(xiàn)堆取料機的無人操作還有一定距離。

參考文獻：

電纜卷筒范文第5篇

關鍵詞：凈空高度分析；回轉架結構及起升機構分析

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

一、參數(shù)及方案介紹

（一）參數(shù)介紹

本設計所涉及的參數(shù)包括：

1.大車軌面的上部凈空值；2.小車軌距值；3.大車基距值；4.起升機構的回轉速度值；5.大車運行速度值；6.小車運行速度值；7.起升速度值；8.軌面標高值；9.專用吊梁上兩個滑輪組的中心距值；10工作制度；11.起升高度值；12.跨度值；13.起重量值。

（二）特殊要求

1、設備的總重量不得大于38噸，其誤差就控制在±5%以內；

2、大車軌面的上部凈空值要求2350毫米。

（三）技術方案要求

在此設計技術方案中，起重機的起升機構的2套起升機構靠1臺22kW的電機來驅動，2卷筒軸線位于同一直線，即圖1，回轉行走機構則利用高腳行走輪3個。

圖1 中標方案起升機構

二、技術方案分析

（一）優(yōu)點

利用1臺電機來驅動2套起升機構，能夠保證2套起升機構運行同步；3個車輪的回轉機構則能夠有效避免回轉架存在“三條腿”的問題。

（二）缺點

1、采用了3個高腳回轉行走輪的回轉架，其回轉架重心提高、總體高度增加是必然的，同時由于大車軌面的上部凈空值僅有2350毫米，因此基本無法安排其總體尺寸。另外，3個支點的設計并不利于總體布置；

2、考慮到回轉架的受力狀態(tài)問題，必然要增加回轉架梁高度；

3、雙外齒盤接手、低速軸雙出頭的減速機配套的難度較大，且對標準內齒圈接手卷筒組的使用也形成一定難度。需要另行定制、設計長卷筒，會使外協(xié)工作量與成本增加；

4、技術方案中的起升機構在下降吊鉤時，卷繞于卷筒上的鋼絲繩外側分支會向外側沿著卷筒軸線移動，移動量會對回轉環(huán)形軌道的直徑確定產(chǎn)生影響，此時只有將回轉環(huán)形軌道直徑加大，方可使2吊鉤中心距要求得到滿足，以確保行走架與外側鋼絲繩無刮蹭問題。同時，小車架與小車軌距也需要相應加寬，小車架的自重就會相應增加，吊鉤的有效工作范圍隨之縮小。

（三）結論

由于受限于本設計中的硬性條件，即設備總重量小于38噸且誤差控制在±5%以內、大車軌面的上部凈空值2350毫米，經(jīng)對該方案的總體分析結果，決定不使用常規(guī)方案設計。

三、新設計方案分析

（一）總體設計分析

1、新設計方案相較于前一個起重機設計方案來說，在一定程度上對高度富余量、回轉架供電架的上橫梁高、起升機構至最高點距離、起升機構中心高、回轉架高度、回轉車輪的凸出架高度、回轉軌道高度、回轉軌道的墊厚、小車行走架的高度、小車輪踏面與架下蓋板板底距離、小車運行軌道的高度、主梁上蓋板的厚度、大車軌面到端梁的上平面距離等等，從而使新設計的可回轉起升機構雙梁式起重機的設計更為合理。

2、大車橋架。本設計中的大車橋架所采用的是雙梁橋式起重機的中軌箱型梁的標準設計，大車輪距值為6100毫米，小車軌距值為3600毫米。

3、小車架。回轉環(huán)形軌道的中徑值為3400毫米，小車輪距值為5000毫米，小車軌距值為3600毫米。其承軌橫梁與縱梁結構為偏軌箱型梁，從而盡量使回轉環(huán)形軌道的直徑縮小。即圖2。

圖2圖3圖4

4、回轉架。本設計回轉架結構為回轉車輪角梁4個與矩形回轉主車架組合，按要求將4個角梁鏜孔后，再進行組焊，即圖3。

回轉架及4個回轉角梁的上下平面各自位于同一平面，相較于原常規(guī)方案中的高腳設計有著更佳的水平剛性。設計采用單輪緣圓柱型的回轉車輪，外置輪緣，不存在啃齒問題。而車輪組則是部分改動了定型雙輪緣車輪組產(chǎn)品而成的，外協(xié)方便且設計工作量小。4個回轉車輪軸線分布呈十字沿圓周分布，確保輪壓均衡。位于回轉架同一端的回轉車輪與回轉軌道接觸點連線，是與設計在其上部卷筒中心線位于同一個鉛垂平面之內的，因此回轉架縱梁幾乎不用對彎矩進行承受，所以梁高可以較小，小車整體高度也能有效降低，自重相應減輕。

5、起升機構。中心對稱布置5噸起升機構2套于回轉架的兩端，即圖4，制動器采用較低外形高度的。

6、回轉架供電。本設計中的起升機構能夠180回轉，鋼絲繩自2套起升機構上垂下，當起升機構完成同向旋轉180度時，鋼絲繩運動軌跡就會合為圓柱體，通常情況下，回轉架的供電裝置能夠對小車行走架與圓柱體間的中空部分進行巧妙利用，進行弧形電纜滑車、弧形拖纜、大直徑滑環(huán)等，在本設計中考慮到最優(yōu)化設計，故不采用上述設置。

以本設計特點為依據(jù)，考慮到產(chǎn)品在全壽命期內便于維修，甚至免于維護，應調整設計方案以實現(xiàn)在設計階段對產(chǎn)品成本進行有效控制的同時，確保設備運行的可靠性，在大車軌面的上部凈空存在余量的條件下，放棄滑環(huán)供電設計。此外，設計構思了新型供電裝置，其在小車行走架上固定，上跨回轉架，到回轉架的中心位置電纜向下入回轉架中間空檔，再分別向上部回轉電機與卷揚機構供電，即圖5。此供電方式充分利用了電纜的彎曲性能與許用扭轉，不僅使供電可靠性增強，而且使運營與制造成本降低。

四、新設計方案缺點及措施

（一）缺點

在工作過程中，2套起升機構不同步，或其中一機構因故停機；總起重不過載，但某起升機構過載。

（二）措施

機械系統(tǒng)獨立的起升機構在同步作業(yè)時，嚴禁單鉤作業(yè)，或在非工作狀態(tài)下可單獨微調，使同步恢復；吊杠失衡明顯時，應同時停止2機構的工作；某機構發(fā)生故障，另一機構立即停止工作；吊重不平衡，某機構超載，應同時停止2機構工作；吊重平衡，2機構均超載，應立即停止工作；起升機構工作狀態(tài)下，嚴禁回轉機構工作。

結語：此類新設計的起升機構可回轉的雙梁橋式起重機的性能較原先有了更大的改觀。本設計對于起重機開展了功能原理與結構的創(chuàng)新，兼顧到了用戶與制造商的效益，是對起重機設計的更高層次追求。

參考文獻：