安明瑞(山東省新泰市第一中學(xué),山東新泰 271221)

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提升機(jī)軸編碼器技術(shù)改造與應(yīng)用

安明瑞
(山東省新泰市第一中學(xué),山東新泰 271221)

【摘 要】以PLC變頻為控制系統(tǒng)提升機(jī)電控系統(tǒng)中,由軸編碼器實(shí)時(shí)采集提升機(jī)深度、提升機(jī)速度等信號(hào),并將模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,提供給提升機(jī)主控板,通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算、比較,實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)限速、過(guò)速、減速、過(guò)卷保護(hù),作為提升機(jī)速度、位置的檢測(cè)元件,軸編碼器是否能正確使用和維護(hù),關(guān)系到提升機(jī)的運(yùn)行安全,本文從軸編碼器的原理、安裝和改造等幾個(gè)方面進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】提升機(jī) 軸編碼器 技術(shù)改造

1 課題提出

暑假期間有幸參與了實(shí)習(xí)單位的1#提升機(jī)技術(shù)改造，對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行、調(diào)試、技術(shù)改造等有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。

該單位1#提升機(jī)電控采用了北京合康電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器變頻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由三塊光纖板，一塊信號(hào)板，一塊主控板和一塊電源板組成，光纖板通過(guò)光纖與功率單元傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)，每塊光纖板控制一相的所有單元。光纖板周期性向單元發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)或工作模式。單元通過(guò)光纖接收其觸發(fā)指令和狀態(tài)信號(hào)，并在故障時(shí)向光纖板發(fā)出故障代碼信號(hào)。

信號(hào)板采集變頻器的輸出電壓、電流信號(hào)和光電編碼盤信號(hào)，并將模擬信號(hào)隔離、濾波和量程轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)用于變頻器控制、保護(hù)，提供給主控板數(shù)據(jù)采集。

軸編碼器作為信號(hào)采集工具，在提升機(jī)保護(hù)方面起著重要作用。提升機(jī)由軸編碼器實(shí)時(shí)采集提升機(jī)深度、速度等信號(hào)，并將模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提供給提升機(jī)主控板，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算、比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)限速、過(guò)速、減速、過(guò)卷保護(hù)。原提升機(jī)軸編碼器安裝于提升機(jī)深度指示器連桿上，用加工好的小軸穿過(guò)軸編碼器，采用固定螺絲將軸編碼器固定在一起，由于采用這種連接方式在使用過(guò)程中往往因小軸的不同心度，出現(xiàn)軸編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)受力，出現(xiàn)固定螺絲松動(dòng)現(xiàn)象，致使軸編碼器采集的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，且容易出現(xiàn)軸編碼器損壞問(wèn)題，在改造前曾多次因軸編碼器采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確出現(xiàn)提升機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)故障以及軸編碼器損壞現(xiàn)象。

圖1 原軸編碼器

圖2 改造后的軸編碼器

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)研究，我與該單位工程技術(shù)人員共同提出了軸編碼器分段式軟連接固定方式建議，通過(guò)對(duì)軸編碼器的安裝位置及連接方式進(jìn)行改造，有效解決了軸編碼器采集數(shù)據(jù)偏差及軸編碼器損壞的問(wèn)題，保證了提升機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 技術(shù)改造方案

2.1 改變軸編碼器安裝位置

原軸編碼器安裝于提升機(jī)深度指示器傳動(dòng)桿上，即將傳動(dòng)桿自中間鋸開，加工與軸編碼器內(nèi)徑一致的小軸穿過(guò)軸編碼器，兩端分別使用螺絲與傳動(dòng)桿固定在一起，使用中因軸編碼器與小軸自身的重量造成兩軸編碼器的不同心，出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集偏差及軸編碼器受力損壞，改造前見圖1。

通過(guò)改造，將軸編碼器安裝于深度指示器傳動(dòng)桿一側(cè)，深度指示器傳動(dòng)副輪采集數(shù)據(jù)，并將軸編碼器除螺絲固定部分以外小軸全部磨細(xì)，由原來(lái)的軸徑50mm減少為5mm，極大的減輕了自身的重量，并通過(guò)增加軸編碼器固定支架的方式，對(duì)軸編碼器進(jìn)行有效支撐和固定，有效解決了因軸編碼器與小軸自身重量出現(xiàn)的軸編碼器不同心問(wèn)題。

2.2 對(duì)軸編碼器連接方式的改造

原兩軸編碼器連接采用“鐵對(duì)鐵”連接方式，即使用固定螺絲直接將穿過(guò)軸編碼器的小軸連接在一起，這樣使兩軸編碼器因不同心受力時(shí)沒有任何緩沖，所有的力直接作用于軸編碼器上，導(dǎo)致軸編碼器受力損壞。

使用三根小軸分別穿過(guò)軸編碼器，連接部分增加小對(duì)輪，并使用普通的自行車內(nèi)胎膠皮作為連接物，即“軟連接”，即使軸編碼器受力時(shí)，因膠皮具有自由伸展、變形的特點(diǎn)，所有的力不會(huì)直接施加在軸編碼器上，有效地解決了軸編碼器受力損壞的問(wèn)題。改造后見圖2。

3 應(yīng)用效果

(1)通過(guò)改造將原來(lái)的軸徑50mm減少為5mm，極大的減輕了自身的重量，并通過(guò)增加軸編碼器固定支架的方式，對(duì)軸編碼器進(jìn)行有效支撐和固定，有效解決了因軸編碼器與小軸自身重量出現(xiàn)的軸編碼器不同心度問(wèn)題。

(2)通過(guò)改造使用三根小軸分別穿過(guò)軸編碼器，連接部分增加小對(duì)輪，并使用普通的自行車內(nèi)胎膠皮作為連接物，即“軟連接”，有效地解決了軸編碼器受力損壞的問(wèn)題。

4 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

(1)1#提升機(jī)房所用軸編碼器市場(chǎng)單價(jià)為6000元，自安裝之日起，已因軸編碼器受力而損壞三次，僅此一項(xiàng)年可節(jié)約費(fèi)用為6000 ×3×2＝36000元。

(2)軸編碼器改造之前，因軸編碼器故障導(dǎo)致提升機(jī)采樣數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、可靠而不能正常啟動(dòng)，每次按照該單位內(nèi)部管理制度要求，提升機(jī)因故障停運(yùn)一小時(shí)罰款1000元計(jì)算，年經(jīng)濟(jì)損失在20000元以上。

僅此兩項(xiàng)年可節(jié)約費(fèi)用56000元以上。

4.2 社會(huì)效益

通過(guò)對(duì)1#提升機(jī)軸編碼器進(jìn)行改造，確保了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確、可靠性，杜絕了提升機(jī)主控裝置因采用數(shù)據(jù)偏差而出現(xiàn)的故障停車，及保護(hù)作用時(shí)間、位置不準(zhǔn)確、及時(shí)等問(wèn)題。

作者簡(jiǎn)介:安明瑞(1998—),男,漢族,山東新泰人,山東省新泰市第一中學(xué)2013級(jí)高三學(xué)生。