提升机轴编码器技术改造与应用

安明瑞(山东省新泰市第一中学,山东新泰 271221)



提升机轴编码器技术改造与应用

安明瑞
(山东省新泰市第一中学,山东新泰 271221)

【摘 要】以PLC变频为控制系统提升机电控系统中,由轴编码器实时采集提升机深度、提升机速度等信号,并将模拟信号进行转换,提供给提升机主控板,通过数据计算、比较,实现对提升机限速、过速、减速、过卷保护,作为提升机速度、位置的检测元件,轴编码器是否能正确使用和维护,关系到提升机的运行安全,本文从轴编码器的原理、安装和改造等几个方面进行了介绍。

【关键词】提升机 轴编码器 技术改造

1 课题提出

暑假期间有幸参与了实习单位的1#提升机技术改造，对提升机的运行、调试、技术改造等有了一个全新的认识。

该单位1#提升机电控采用了北京合康电气技术有限公司生产的高压变频器变频系统，控制系统由三块光纤板，一块信号板，一块主控板和一块电源板组成，光纤板通过光纤与功率单元传递数据信号，每块光纤板控制一相的所有单元。光纤板周期性向单元发出脉宽调制信号或工作模式。单元通过光纤接收其触发指令和状态信号，并在故障时向光纤板发出故障代码信号。

信号板采集变频器的输出电压、电流信号和光电编码盘信号，并将模拟信号隔离、滤波和量程转换。转换后的信号用于变频器控制、保护，提供给主控板数据采集。

轴编码器作为信号采集工具，在提升机保护方面起着重要作用。提升机由轴编码器实时采集提升机深度、速度等信号，并将模拟信号进行转换，提供给提升机主控板，通过数据计算、比较，实现对提升机限速、过速、减速、过卷保护。原提升机轴编码器安装于提升机深度指示器连杆上，用加工好的小轴穿过轴编码器，采用固定螺丝将轴编码器固定在一起，由于采用这种连接方式在使用过程中往往因小轴的不同心度，出现轴编码器转动受力，出现固定螺丝松动现象，致使轴编码器采集的数据不准确，且容易出现轴编码器损坏问题，在改造前曾多次因轴编码器采集数据不准确出现提升机无法正常启动故障以及轴编码器损坏现象。

图1 原轴编码器

图2 改造后的轴编码器

经过现场反复研究，我与该单位工程技术人员共同提出了轴编码器分段式软连接固定方式建议，通过对轴编码器的安装位置及连接方式进行改造，有效解决了轴编码器采集数据偏差及轴编码器损坏的问题，保证了提升机的正常运转。

2 技术改造方案

2.1 改变轴编码器安装位置

原轴编码器安装于提升机深度指示器传动杆上，即将传动杆自中间锯开，加工与轴编码器内径一致的小轴穿过轴编码器，两端分别使用螺丝与传动杆固定在一起，使用中因轴编码器与小轴自身的重量造成两轴编码器的不同心，出现数据采集偏差及轴编码器受力损坏，改造前见图1。

通过改造，将轴编码器安装于深度指示器传动杆一侧，深度指示器传动副轮采集数据，并将轴编码器除螺丝固定部分以外小轴全部磨细，由原来的轴径50mm减少为5mm，极大的减轻了自身的重量，并通过增加轴编码器固定支架的方式，对轴编码器进行有效支撑和固定，有效解决了因轴编码器与小轴自身重量出现的轴编码器不同心问题。

2.2 对轴编码器连接方式的改造

原两轴编码器连接采用“铁对铁”连接方式，即使用固定螺丝直接将穿过轴编码器的小轴连接在一起，这样使两轴编码器因不同心受力时没有任何缓冲，所有的力直接作用于轴编码器上，导致轴编码器受力损坏。

使用三根小轴分别穿过轴编码器，连接部分增加小对轮，并使用普通的自行车内胎胶皮作为连接物，即“软连接”，即使轴编码器受力时，因胶皮具有自由伸展、变形的特点，所有的力不会直接施加在轴编码器上，有效地解决了轴编码器受力损坏的问题。改造后见图2。

3 应用效果

(1)通过改造将原来的轴径50mm减少为5mm，极大的减轻了自身的重量，并通过增加轴编码器固定支架的方式，对轴编码器进行有效支撑和固定，有效解决了因轴编码器与小轴自身重量出现的轴编码器不同心度问题。

(2)通过改造使用三根小轴分别穿过轴编码器，连接部分增加小对轮，并使用普通的自行车内胎胶皮作为连接物，即“软连接”，有效地解决了轴编码器受力损坏的问题。

4 经济、社会效益

4.1 经济效益

(1)1#提升机房所用轴编码器市场单价为6000元，自安装之日起，已因轴编码器受力而损坏三次，仅此一项年可节约费用为6000 ×3×2＝36000元。

(2)轴编码器改造之前，因轴编码器故障导致提升机采样数据不准确、可靠而不能正常启动，每次按照该单位内部管理制度要求，提升机因故障停运一小时罚款1000元计算，年经济损失在20000元以上。

仅此两项年可节约费用56000元以上。

4.2 社会效益

通过对1#提升机轴编码器进行改造，确保了数据采集的准确、可靠性，杜绝了提升机主控装置因采用数据偏差而出现的故障停车，及保护作用时间、位置不准确、及时等问题。

作者简介:安明瑞(1998—),男,汉族,山东新泰人,山东省新泰市第一中学2013级高三学生。