钢丝绳电动葫芦的技术现状及发展方向景德镇

钢丝绳电动葫芦的技术现状及发展方向

钢丝绳电动葫芦的技术现状及发展方向 2011： 钢丝绳电动葫芦作为一种轻小型起重设备，广泛用于国民经济各个领域，而国内钢丝绳电动葫芦近几年的发展却十分缓慢。上世纪60年代到70年代初，我国从前苏联引进了TV型钢丝绳电动葫芦，70年代初我国自行设计了CDl型钢丝绳电动葫芦取代TV型钢丝绳电动葫芦，至目前为止CDl型钢丝绳电动葫芦在国内生产制造、使用已达30多年的历史。其间，曾有一些厂家引进国外先进的生产制造技术，但均未获得广泛的推广应用。钢丝绳电动葫芦技术水平在国内发展迟缓，其原因是多方面的：(1)国内钢丝绳电动葫芦企业生产、制造水平及配套的机械、电气及标准件技术基础较低； (2)近20年来，国内经济体制由计划经济转向市场经济，许多国营企业在转制初期不可能将大量的资金投入到产品开发上；(3)CDl型钢丝绳电动葫芦目前仍有一定的市场占有率。近年来，国外的钢丝绳电动葫芦技术水平发展很快。随着我国加入WTO，外资企业纷纷打进中国市场，国外钢丝绳电动葫芦对国内产品的冲击将越来越大。国内低价、低档次的产品，已不再有广泛的市场，用户对产品的性价比越来越重视。所以，国内钢丝绳电动葫芦如不很快地适应国内、国际市场的要求进行产品更新换代，将很快被淘汰。CDl型钢丝绳电动葫芦能在国内市场使用近30多年，有其成功的方面，但是在其使用过程中也暴露了一些亟待改进的不足。1 重型钢丝绳电动葫芦存在的不足(1)系列化问题 品种少、规格不齐。CDl型钢丝绳电动葫芦起重量只有0.5 t、1t、2t、3 t、5t、10t6种，起升高度的覆盖范围为6—30m，起升速度：1-5t单速为8m／min，双速为8／0．8m／mini 10t单速7m／min，双速为7／0．7m／min。虽然国内一些厂家在10t基础上发展了16t、20t扩充系列的大吨位电动葫芦，但仍不能形成较完整合理的钢丝绳电动葫芦产品系列，与国外的起重量范围0．25-80t及多种起升高度和起升速度组合相比存在很大的差距。(2)工作级别 CDl型钢丝绳电动葫芦没有进行工作级别的划分，不适应实际使用工况，多数情况下造成不合理的使用。按新的工作级别划分规则，CDl型钢丝绳电动葫芦的工作级别为M3，而国外的钢丝绳电动葫芦能适应的工作级别范围为M3。。M6。(3)基型的变换 CDl型钢丝绳电动葫芦滑轮组结构形式及倍率单一(0.5t-5 t滑轮组倍率为2／1；10t倍率为4／2)。安装方式只有悬挂和固定式2种，变化少，可开发功能低。而国外钢丝绳电动葫芦滑轮组结构及倍率组合方式多样，安装方式除悬挂与固定式外，还有低净空安装、双吊点形式及其他特殊用途的钢丝绳电动葫芦。而CDl型钢丝绳电动葫芦在这些方面基本是空白。(4)结构设计 CDl型钢丝绳电动葫芦的结构设计虽然较TV型钢丝绳电动葫芦有了较大改进，但其外形美观性差，圆形结构不便于安装、运输，外形的局限性严重阻碍了基型的变化。而国外的钢丝绳电动葫芦，多为方形结构设计，既美观便于安装、运输，还能很好地适应模块化设计，便于基型的组合和变换，大大拓宽了钢丝绳电动葫芦的使用范围。(5)配套电动机 CDl型钢丝绳电动葫芦配套的锥形转子电机，单速为4极，双速为1／10的子母机，而国外钢丝绳电动葫芦电机采用2极电机，双速采用双绕组和变极式，这样结构简单、体积小、自重轻，有利于降低制造成本。另外，CDl型钢丝绳电动葫芦配套电机在绝缘等级和防护等级及噪声方面与国外葫芦相比差距仍很大。(6)减速器，CDl型钢丝绳电动葫芦减速器制 造精度和传动效率低，噪声大，齿轮参数设计不甚合理，特别反映在有效提高承载能力和各级齿轮与齿轮副之间的强度均等方面。(7)安全保护措施 CDl型钢丝绳电动葫芦只有上、下限位保护，超载保护。而国外钢丝绳电动葫芦除有上述保护功能，还具有错相、缺相、过 热保护、多制动系统保护等。(8)电气控制 CDl型钢丝绳电动葫芦电控箱外观协调性差，电气元件的使用寿命较低，故障率高。(9)零部件设计 CDl型钢丝绳电动葫芦的吊钩、电动小车装置等关键零部件，成组设计及互换性较差，且结构较笨重。2 国内钢丝绳电动葫芦发展方向(1)系列设计合理化。推荐参数：起重量从0.25—80t，起升高度6-63m，利用较少的基型覆盖整个系列。起升速度多样化推荐值：单速8m／min、10m／rain、12.5m／min；双速1／10、1／3、1／4速比变化。双速方案应考虑子母机、双绕组及变极式，或采用变频无极调速技术。设计时参考GB3811—1983《起重机设计规范》工作级别划分，将工作级别覆盖范围扩充到M3-M6。(2)结构形式应能满足多种工况如：低净空、双吊点等多种安装固定方式；可遥控操纵、绝缘型、防腐防潮、耐高温高热、防爆等多种功能的产品。(3)外形设计改变传统的圆形设计，采用方形结构形式，模块化设计，增加零部件的通用性，布置方式由原来的电机一中间轴一减速器一卷筒的形式，改为电机一减速器一卷筒的布置方式，既有利于有效地提高钢丝绳电动葫芦起升高度，又避免高速轴长轴传动，可提高运行的平稳性和可靠性，降低制造成本。增加滑轮倍率范围，提高单机使用范围。(4)采用优质高强度钢丝绳，按GB3811—1983标准要求，在满足抗拉强度安全系数的前提下，尽可能减小钢丝绳直径，采用相适应的卷筒直径与钢丝绳直径之比及滑轮直径与钢丝绳直径之比，以利于缩小整机结构和自重。(5)优化齿轮设计提高齿轮的承载能力。齿轮可采用40Cr或42CrMn、40MnB材质，调质和表面淬火处理或氮化，原采用的20CrMnTi或20MnTiB材质虽然在齿轮的抗弯强度和接触强度方面较理想，但是受国内基础加工水平影响，齿轮加工精度低，渗碳淬火热处理变形量难控制，后序又无磨齿工艺，难免存在齿轮噪声大、效率低等缺点。新材质及热处理方法已在国内许多厂家推广。此外，采用硬齿面与中硬齿面配对啮合的齿轮副，高速级齿轮采用剃齿工艺，齿轮螺旋角选在12~左右，这些都是提高齿轮传动平稳性的有效途径。齿轮传动箱体、箱盖结构设计应有利于噪声的吸收与减振，传动轴承应提高精度等级。(6)电机采用2、4、6极锥形转子电机以适用各种不同工况。电机绝缘等级应提高至F级和11级，防护等级提高至IP54；电机设置过热保护元件；电机的设计应考虑有效提高有用功率，降压能力和起、制动能力；提高电机设计温升，充分发挥电机的潜能；电机的降噪除了在设计、加工、制造精度上要提高外，还应从设计上考虑降低电磁噪声和风道涡流噪声的措施。电机的设计也应遵循工作级别划分原则，提高单机使用用途。(7)增加电气保护措施，除上下限位保护外，还应增加超载保护(个别情况下考虑欠载保护)；错相、缺相、失压保护；吊钩防脱绳保护。开发多制动功能机型如：双制动(电机锥形制动轮制动+高速轴上补偿制动)；三制动(锥形制动轮制动+高速轴上补偿制动+卷筒上安全闸)。根据用户需要增加起升高度、负载数字显示功能o(8)高耐磨、高强度导绳器材料及导绳器导绳性能一直是国内许多生产电动葫芦的企业探讨的课题，目前，国内已掌握了一部分成功经验o(9)其他零部件如吊钩、小车等设计要考虑成组性和通用性。(10)提高配套件如钢丝绳、轴承等标准件质量。(11)提高接触器、变压器等电控元件的机械寿命和电寿命，电控箱的外形设计应考虑与葫芦塞体的协调。(12)注重整机的油漆、包装等外观品质。(end)

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