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電纜卷筒類型原理及橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法<一>、電纜卷筒的類型及其工作原理
電纜卷筒的產(chǎn)品種類相對(duì)較多，比較常見(jiàn)的有配重式、磁滯式、變頻式、力矩式等等。大體上可將電纜卷筒分為以下兩種類型：一種是彈簧驅(qū)動(dòng)式電纜卷筒，其常被用于控制電纜的放出和卷起，這種類型的電纜卷筒在起重機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用較多；另一種是電機(jī)驅(qū)動(dòng)式電纜卷筒，其基本工作原理如下：力矩電機(jī)具有變轉(zhuǎn)矩輸出的特性，在高轉(zhuǎn)速的情況下會(huì)輸出小轉(zhuǎn)矩，在低轉(zhuǎn)速的情況下會(huì)輸出大轉(zhuǎn)矩，這種機(jī)械特性能夠滿足電纜卷筒的要求。當(dāng)設(shè)備正向接近地面電纜錨位時(shí)，力矩電機(jī)處于正常工作狀態(tài)，通過(guò)減速機(jī)放大轉(zhuǎn)矩后帶動(dòng)卷盤(pán)旋轉(zhuǎn)，在卷盤(pán)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中收卷電纜。力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨著電纜卷繞自徑的不斷增大而降低，并輸出與此相適應(yīng)的較大轉(zhuǎn)矩，以此確保大車運(yùn)行速度與收攬速度趨于一致，始終保持恒定的收攬張力。當(dāng)設(shè)備反向遠(yuǎn)離地面電纜時(shí)，力矩電機(jī)保持不變的電動(dòng)勢(shì)方向，與此同時(shí)大車運(yùn)行拖拽電纜會(huì)產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，并且反向轉(zhuǎn)矩大于正向轉(zhuǎn)矩，這時(shí)可隨著大車運(yùn)行同步釋放出電纜。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)式電纜卷筒具備力矩電機(jī)與大車控制系統(tǒng)相互獨(dú)立的特點(diǎn)，在操作過(guò)程中只需要通過(guò)總電源開(kāi)關(guān)引出電源即可，提高了操作的便捷性和可靠性。在大車接通電源后，力矩電機(jī)即為通電狀態(tài)，正常開(kāi)展卷盤(pán)工作，不論大車處于何種操作情況下，如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停車等，力矩電機(jī)均會(huì)保持在相序不變的通電狀態(tài)；在大車通電結(jié)束后，力矩電機(jī)會(huì)也隨之?dāng)嚯?，此時(shí)卷盤(pán)處于制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)式電纜卷筒主要適用于橋式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)、門(mén)座式起重機(jī)、壩頂門(mén)機(jī)、堵取料機(jī)、冶金機(jī)械、水工機(jī)械、裝卸船機(jī)、礦山機(jī)械等大型設(shè)備。然而，由于各種因素的影響，使得電纜卷筒經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，這在一定程度上影響了設(shè)備的正常運(yùn)行。為此，必須針對(duì)電纜卷筒的故障原因，采取有效的措施加以解決處理。
起升運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括機(jī)構(gòu)系統(tǒng)和零部件系統(tǒng)，是保證起升各裝卸動(dòng)作的有效保障。根據(jù)通用起升機(jī)構(gòu)特點(diǎn)可分為起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)，液壓系統(tǒng)(包括吊具伸縮旋轉(zhuǎn)、掛艙保護(hù)等)和托繩機(jī)構(gòu)也是出現(xiàn)故障較多的部位，應(yīng)急機(jī)構(gòu)的配置狀況是相應(yīng)機(jī)構(gòu)應(yīng)急操作的安全保證。各運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主零部件主要由制動(dòng)器、減速器(齒輪)、聯(lián)軸器、軸承、滑輪等組成，另外起升、俯仰及牽引式小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)還由卷筒、鋼絲繩等組成，大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)還有車輪組成。
<二>、橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
1、轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
小車減速機(jī)的安裝位置主要有兩種，一是安裝在小車主動(dòng)輪的中間；另一種則是安裝在小車主動(dòng)輪的一側(cè)。前者可以使減速機(jī)的輸出、轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力比較均衡；后者則具有安裝、維修保養(yǎng)較為方便的優(yōu)勢(shì)，但小車車體的平穩(wěn)性較差。減速機(jī)的安裝方式?jīng)Q定額小車的轉(zhuǎn)動(dòng)方式。
2、主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
橋梁勘查戰(zhàn)略中主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展性決定了橋梁工程操作行業(yè)發(fā)展程度與發(fā)展速度。主梁結(jié)構(gòu)分為單、雙橋梁架兩種類型，均由主梁與端梁構(gòu)成主梁主要供起重小車運(yùn)行，而端梁則發(fā)揮運(yùn)行的支撐作用。主梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有以下三種：(1)箱形結(jié)構(gòu)：在箱形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，普遍采用的是正軌箱形雙梁的形式，上下兩翼的緣板與兩側(cè)的腹板構(gòu)成主梁。上翼的中心布置著小車的導(dǎo)軌，這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單易于批量生產(chǎn)，但存在重量較大的缺點(diǎn)。
(2)四析架式結(jié)構(gòu)：是一種由四片平面析架組成的封閉結(jié)構(gòu)且上層結(jié)構(gòu)設(shè)有走臺(tái)板，具有質(zhì)量輕剛性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
(3)空腹析架結(jié)：同屬于封閉結(jié)構(gòu)，但除了主腹板為實(shí)腹工字形設(shè)計(jì)外，其余的鋼板設(shè)計(jì)成為多窗口的無(wú)斜桿的空空腹結(jié)構(gòu)，上下均鋪設(shè)走臺(tái)板，電氣設(shè)備的運(yùn)行裝備安裝在橋架內(nèi)部，較四析架式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更輕，剛度更大，是我國(guó)最為常見(jiàn)的主梁結(jié)構(gòu)。
3、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)合整體的實(shí)際布局對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，調(diào)度體系必須具有較強(qiáng)的針對(duì)性才能在起重機(jī)開(kāi)發(fā)與利用的整體機(jī)制中形成穩(wěn)定的構(gòu)架體系，有效的解決設(shè)備操作問(wèn)題，起重驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式主要有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩邊主動(dòng)輪的集中驅(qū)動(dòng)、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)輪的分別驅(qū)動(dòng)，以及制動(dòng)、減速、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的三合一的驅(qū)動(dòng)方式。
4、運(yùn)作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
較強(qiáng)的科技性是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度的顯著特點(diǎn)，與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作結(jié)構(gòu)的特色與運(yùn)作模式，共同構(gòu)成了現(xiàn)代化的起重機(jī)利用體系，同時(shí)也是加速機(jī)械化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。電力是橋式起重機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)能源，由司機(jī)進(jìn)行室內(nèi)操作。四個(gè)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪組成了起重機(jī)的運(yùn)作結(jié)構(gòu)，若是輪壓過(guò)大還需增加車輪進(jìn)行降壓。
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