電動推桿改變船閘手剎車制動模式

摘 要：當前很多船閘在閘門開啟后，為確保閘門安全都要通過人工拉上手剎車，而大多數船閘經過改造已經實現閘門操作全自動化控制，由于手剎車離控制室較遠，往往因手剎問題給閘門啟閉帶來不安全因素，筆者通過對制動器系統進行改造，將手動的操縱桿連接在電動推桿上，經多次試驗，最終于完成將手動剎車改為遠程自動控制剎車。

關鍵詞：船閘；手剎車；電動推桿；自動控制

某船閘采用是的卷揚機啟閉。卷揚機垂直提升拽引閘門，主要是由電動機、連軸器、制動器、減速器、卷筒、起升滑輪組等組成。改造過程中針對制動器系統進行了重要的創新改造。

制動器按照構造特征，可分為帶式制動器、塊式制動器、蹄式制動器和盤式制動器四種。

船閘采用的是短行程交流電磁鐵抱閘式制動器（如圖1所示），并以帶式制動器作為手剎輔助。

電磁鐵抱閘式制動器作為主制動器，在關掉電動機電源時，由外力所產生的摩擦阻力矩足以克服機器的慣性力矩以及負載的慣性力矩。停機后，人工推拉操縱桿以驅使帶式制動器剎車，起到雙保險作用。這種雙保險措施能夠安全可靠、迅速有效地發揮制動器的作用，多用于通航船閘：

（1）在卷揚機停止工作時，能可靠的剎住卷揚機，并繼續保持這種制動狀態，即正常停車制動。

（2）在發生緊急情況時，能迅速而合乎要求的剎住卷揚機，即安全制動。

然而在實際的操作過程中，由于手剎距離控制柜較遠，操作起來比較麻煩，操作人員往往廢置了手剎，這給生產帶來不安全隱患。

自動化改造就是要讓操作人員在控制柜前進行簡單的按鈕操作，以電動代替手動，不用走太多的距離完成手動剎車的功能，消除不安全隱患。

如何電動？電動的推力能滿足手剎的要求嗎？可控性如何？是否經濟……這些都是改造所要考慮的重要的問題。電動推桿就能很好解決上述問題。

電動推桿圖2，英文名Linear Actuator，它是一種將電動機的旋轉運動轉變為推桿的直線往復運動的電力驅動裝置。其工作原理是：電動機經齒輪減速后，帶動一對絲桿螺母。把電機的旋轉運動變成直線運動，利用電動機正反轉完成推桿動作。可用于各種簡單或復雜的工藝流程中做為執行機械使用，可以實現遠距離控制、集中控制或自動控制。

改造中，只要把手動的操縱桿連接在電動推桿上，以電動代替手動，就可以實現遠程控制。

如何選用合適的電動推桿？首先要考慮推桿的推力。平時手動操作時，只需要約30Kg力，移動約20cm就可完成手剎動作。電動推桿一般其最大推力可達6000N，約為600Kg力，這樣，完全不用擔心電動推桿的推力達不到手剎推力的要求；一般電動推桿標準行程在100～400mm，也無需擔心手剎行程要求。經過綜合考量，選用DT50電動推桿就可滿足要求。（DT系列推桿參數見下表，部分）

實際的改造中，電動推桿的自帶的限位開關不能很好地完成控制動作。這是因為電機通過減速齒輪后帶動安裝于內管的小絲桿，帶動與之連接一起的做軸向運行螺母，至所設定的行程時螺母觸角壓住限位開關斷開電源，電機停止運動（反向與之相同）。而這兩個限位開關之間的距離很小，很難通過調節限位開關之間的距離來控制推桿行程位置。

為有效地控制推桿的行程，必須舍棄電動推桿自帶的限位開關，重新安裝行程開關。行程開關可以選用滾輪式行程開關，最好是上轉臂可調的滾輪式行程開關，它可以在行程開關初步固定好后，再進行微調，確保對推桿的行程進行精確限位。

經創新改造后，實現了下述功能：遠程控制剎車：提閘、落閘前松剎車及提閘、落閘后緊剎車就不需要再跑到手動剎車處，只要輕輕地點按鈕就可實現。省去了操作人員折返跑麻煩的同時，也提高了效率。

推桿到達松限位或緊即位時，分斷推桿電機電路，推桿停止工作，同時給PLC信號：緊限位時，不可操作提閘或落閘；松限位時，才可進行提閘或落閘操作。這樣有效地避免了還在緊剎車狀態下進行提閘落閘的誤操作，提高了操作的安全性。

自動化控制模式下，更可以一鍵完成“松剎車→閘門操作（升、降）→閘門停止→緊剎車”的流程，大大地提高了工作效率。

實踐證明，操作人員高度認可使用電動推桿來完成剎車，節約了時間，提高了效率，也讓閘門運行更為安全可靠。

參考文獻

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