三、<SJ>P-XKDF全金屬結(jié)構(gòu)高端主令控制器
發(fā)布日期： 2025-2-20 本文被閱讀 92 次
專利號(hào)： ZL2021 2 230 3289.2
主令控制器（也稱操作手柄）是起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)皇冠上的明珠，也是起重機(jī)司機(jī)室內(nèi)聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)上重要且核心的電控部件，研發(fā)門檻極高，制造難度大。<SJ>P-XKDF中型全金屬結(jié)構(gòu)主令控制器系我公司專家團(tuán)隊(duì)以法國施耐德XKDF中型主令控制器為基礎(chǔ)，并參考國內(nèi)同類機(jī)型，立足創(chuàng)新，超越為目標(biāo)，堅(jiān)持自主開發(fā)，多輪改進(jìn)提高，歷經(jīng)6年才研發(fā)成功。并與2019年底定型，轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。產(chǎn)品的堅(jiān)固性、可靠性、耐用性，遙遙高于進(jìn)口產(chǎn)品，是名符其實(shí)的國貨精品。產(chǎn)品用于交流頻率50HZ或60HZ，交流電壓至380V；直流電壓至220V。輸出開關(guān)量信號(hào)或模擬量信號(hào)，控制起重運(yùn)輸機(jī)械電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、換向、調(diào)速和制動(dòng)。
一、標(biāo)準(zhǔn)及適用條件：
1、標(biāo)準(zhǔn)：符合IEC947，IEC337-1NFC63-140標(biāo)準(zhǔn)；德國標(biāo)準(zhǔn)VDE660第二部分。執(zhí)行中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T13480-2018；(不采用標(biāo)準(zhǔn)中75萬次的機(jī)械壽命規(guī)定)。公司內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)方向操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命800萬次，不采用法國施耐德XKDF機(jī)械壽命300萬次標(biāo)準(zhǔn)，電壽命600萬次。
2、環(huán)境條件：作用溫度-40°C-+85°C。
3、防護(hù)等級(jí)：上部IP54。
二、各機(jī)型產(chǎn)品照：
三、型號(hào)及觸頭分合程序表：
1. 型號(hào)舉例及意義：
2. 觸頭分合程序表：
以上程序如不能滿足客戶需求，客戶定制主令時(shí)可自行提供觸頭分合程序。
四、分類、手柄操作方式及凸輪軸布置形式：
1、分類：<SJ>P-XKDF系列主令控制器按手柄控制起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)數(shù)量分為單機(jī)構(gòu)控制器和雙機(jī)構(gòu)控制器。
2、手柄操作方式：
單機(jī)構(gòu)控制器，操作一個(gè)凸輪軸開關(guān)，手柄“一”字形操作，用SK表示；
雙機(jī)構(gòu)控制器，操作兩個(gè)凸輪軸開關(guān)，手柄分為聯(lián)動(dòng)操作，用AK表示和“十”字形操作，用KK表示。
3、凸輪開關(guān)組布置形式：
凸輪開關(guān)組布置形式不采用法國施耐德全水平布置形式。<SJ>P-XKDF雙機(jī)構(gòu)主令控制器凸輪開關(guān)組布置形式AB向（前后操作）垂直型布置，CD向（左右操作）水平布置。
4、操作手柄：零位機(jī)械聯(lián)鎖手柄（上提解鎖）。上提下手球順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后，手柄處于長時(shí)間解鎖狀態(tài)。此種狀況上提下手球，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，手柄處于鎖定狀態(tài)。
五、產(chǎn)品創(chuàng)新特點(diǎn):
1. 全金屬框架結(jié)構(gòu)，小型滾珠軸承支承，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，扎實(shí)。
2. 等強(qiáng)度、等壽命設(shè)計(jì)，高可靠性，超耐用。零部件設(shè)計(jì)無壽命短板部件。
3.碳鋼齒輪傳動(dòng)付，體積小，壽命長。
4.獨(dú)創(chuàng)中心臂扭簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，耐用，可靠。復(fù)位準(zhǔn)確，零位永不飄移。
5.凸輪片交錯(cuò)布置，緊固可靠，不掉凸輪片。
6.采用雙搖臂，鋼棘輪及拉簧組成檔位控制和末檔限位裝置,先進(jìn)可靠。
7.操作順滑，檔位清晰。操作力符合人體工學(xué)。
8.使用壽命超長，高性價(jià)比。機(jī)械壽命800萬次，電壽命600萬次。質(zhì)保期內(nèi)無故障長期運(yùn)行。
六、控制器主要技術(shù)參數(shù):
1.控制器的基本參數(shù)見下表：
2.檔位
3.適用于連續(xù)工作制和斷續(xù)周期工作制。操作頻率不大于每小時(shí)1200次，負(fù)載因數(shù)為40%。
4.手柄操作力11—13N，符合人體工學(xué)。
5.控制器的機(jī)械壽命為800萬次，電壽命為600萬次。
6.檔位清晰，扭簧自復(fù)位準(zhǔn)確，零位永不漂移。
七、外形及安裝開孔尺寸：
七、配套電器元件：
1、配套觸頭組：正宗施耐德觸頭組。型號(hào)ZB2-BE102C,采用NC常閉觸點(diǎn)。參數(shù)：240V ,3A,發(fā)熱電流10A。
2、 配套電位器：（軍 用品質(zhì)）
型號(hào)：WDY-35S-612-OZ
技術(shù)參數(shù)：
電位器制造商：寧波市北侖機(jī)械電器有限公司
八、選型指南及訂貨須知：
1、選型指南：
大中型塔式起重機(jī)、港口門座起重機(jī)、工業(yè)起重機(jī)主機(jī)配套和維修客戶選用機(jī)型為：
a.需要主令輸出開關(guān)量信號(hào)的請選用：手柄自復(fù)位雙機(jī)構(gòu)和手柄自復(fù)位單機(jī)構(gòu)主令控制器。
b.港口散裝機(jī)要求主令控制器輸出模擬量信號(hào)的請選用帶電位器機(jī)型。
2、客戶須知：
a.訂購主令控制器需提供型號(hào)、分合程序、訂貨數(shù)量、供貨日期等。
b.操作時(shí)，操作桿下手球上提，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到位，解鎖后再操作。工作結(jié)束后，下手球上提逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，主令鎖定。本機(jī)操縱桿上設(shè)有備用軸卡，解鎖后上推軸卡，可使操作手柄長期處于解鎖狀態(tài)。因手柄具有自動(dòng)復(fù)位功能，可保操作安全。
c.用戶使用中應(yīng)做好正常維護(hù)工作。每半年定期向手柄自動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)付、棘輪及手柄桿上的耐磨銅套等摩擦部位清潔后涂抹潤滑脂，防止機(jī)件在干摩擦狀態(tài)下運(yùn)行，可延長使用壽命。
d.主令接線應(yīng)使用管型接線端子。
九、超長質(zhì)保期及有關(guān)說明：
1、產(chǎn)品用于高價(jià)值塔式起重機(jī)配套或維修備件使用，質(zhì)保期5年，推薦使用8-12年；
2、產(chǎn)品用于港機(jī)和冶金起重機(jī)正常維護(hù)下質(zhì)保期3年，推薦使用5-6年。
質(zhì)保期首年年內(nèi)產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，現(xiàn)場無法修復(fù)時(shí)，無條件換貨。兩年后，出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，免費(fèi)提供配件或返公司維修。返廠維修期間，公司可提供周轉(zhuǎn)主令使用。超過質(zhì)保期的有償服務(wù)。
公司對(duì)自己精工制作的產(chǎn)品的質(zhì)量有信心，有底氣。有能力承受超長質(zhì)保期增加的成本支出。
歡迎各尊貴的客戶選用，謝謝您們！
附件：<SJ>P-XKDF主令控制器研發(fā)介紹
為了幫助尊敬的客戶全面了解該產(chǎn)品，更準(zhǔn)確選型，現(xiàn)將<SJ>P-XKDF全金屬結(jié)構(gòu)主令控制器研發(fā)過程及有關(guān)情況報(bào)告如下：
（一）.背景
上世紀(jì)九十年代后，在中國起重機(jī)電器行業(yè)普及的主令控制器主要有兩種，一種是法國施耐德的XKDF中型主令控制器，另一種是中國人在借鑒XKDF基礎(chǔ)上自主研發(fā)的YGK3（含QT3A）。進(jìn)口的法國施耐德XKDF中型主令控制器由于凸輪開關(guān)組水平布置，平面體積過大，不適應(yīng)塔機(jī)聯(lián)動(dòng)臺(tái)的窄小機(jī)箱。但在國內(nèi)港機(jī)、工業(yè)起重機(jī)上得到大范圍應(yīng)用。伴隨著中國房地產(chǎn)行業(yè)的興起，建筑起重機(jī)井噴式發(fā)展，YGK3是當(dāng)時(shí)專為建筑起重機(jī)聯(lián)動(dòng)臺(tái)配套的主令控制器機(jī)型，造成一機(jī)難求。由于進(jìn)口機(jī)價(jià)格高，供貨周期長，這給國內(nèi)企業(yè)仿造帶來了機(jī)遇。
由于XKDF國內(nèi)仿制品質(zhì)量不夠過關(guān)，這給價(jià)格適中的 YGK3機(jī)型提供了不斷向中小港機(jī)和工業(yè)起重機(jī)的領(lǐng)域發(fā)展契機(jī)。YGK3適宜在操作頻率低，白天單班運(yùn)行的塔機(jī)工作。在塔機(jī)上，用戶反映可用兩年半左右的時(shí)間。一但用在港機(jī)和工業(yè)橋式起重機(jī)上，由于其操作頻繁，工作時(shí)間長，耐用性差的問題就暴露出來了。但在中國市場上有個(gè)怪現(xiàn)象，講價(jià)格的多，講質(zhì)量的少。如低價(jià)格QT3A和個(gè)體戶組裝的YGK3硬是憑著低價(jià)位在河南長垣工業(yè)起重機(jī)（含中小港機(jī)）配套市場上占有絕大部分份額。但在終端客戶考察中，客戶對(duì)起重機(jī)配置的劣質(zhì)控制器很惱火。維修勤，維修成本大和設(shè)備停機(jī)時(shí)間長。他們從心底渴望能用上質(zhì)量過硬的產(chǎn)品。所以在港口起重機(jī)的出廠配套中客戶仍然選擇進(jìn)口品牌。終端客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的需求，正是我們研發(fā)好產(chǎn)品的機(jī)遇。相反，如果國內(nèi)現(xiàn)有主令控制器質(zhì)量過關(guān)，我們就沒有新研發(fā)的必要了。
為了準(zhǔn)確的弄清現(xiàn)有產(chǎn)品的具體質(zhì)量問題，我公司科技人員對(duì)從終端客戶手中拿到的多臺(tái)廢舊主令控制器進(jìn)行逐個(gè)拆解分析研究。對(duì)從生產(chǎn)企業(yè)采購的新樣機(jī)，我們都進(jìn)行了臺(tái)架帶電壽命試驗(yàn)考核，分析臺(tái)架試驗(yàn)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題及原因。質(zhì)量問題梳理如下：
1. XKDF和YGK3機(jī)型共同存在的突出的質(zhì)量問題就是手柄自動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)問題。XKDF手柄復(fù)位機(jī)構(gòu)存在很多的故障問題。XKDF是拉簧自復(fù)位機(jī)構(gòu)，其產(chǎn)生故障的原因主要是自復(fù)位的各機(jī)件結(jié)構(gòu)可靠性差造成的。而YGK3的早期故障70%的都是手柄自復(fù)位裝置不能正確復(fù)位的問題。其主要原因在于用扭簧的長扭臂作為復(fù)位動(dòng)力驅(qū)動(dòng)件產(chǎn)生的惡果。扭臂早期的疲勞變形就是造成復(fù)位不到位的原因。YGK3生產(chǎn)廠家也多次嘗試改進(jìn)，但始終未能解決問題。2023年，國內(nèi)建筑起重機(jī)主導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)的電子主令控制器又選用了YGK3長扭臂扭簧自復(fù)位結(jié)構(gòu)，所不同的是新增加了調(diào)零恢復(fù)裝置。據(jù)廠方維修人員講，新塔機(jī)出廠后，平均使用8個(gè)月時(shí)間就出現(xiàn)手柄不回零故障，因仍在一年的質(zhì)保期內(nèi)，廠方質(zhì)保維修人員就得爬到高空塔機(jī)司機(jī)室內(nèi)去調(diào)整復(fù)位螺釘。質(zhì)保期過后，再出現(xiàn)問題，不熟悉此結(jié)構(gòu)的塔吊司機(jī)不知道怎樣調(diào)整。還得有其他維修人員爬上維修，爬一次塔吊，其費(fèi)用就要好幾百元，這就是麻煩事。
2. YGK3掉凸輪片問題。 YGK3的凸輪片是一對(duì)或多對(duì)凸輪片對(duì)稱布置，即兩個(gè)凸輪片共用一個(gè)8*8方軸上的M4螺孔，短螺釘從兩邊分別緊固。螺釘進(jìn)入絲孔小于4㎜，一旦松動(dòng)，就掉凸輪片。我們對(duì)YGK3新樣機(jī)在臺(tái)架試驗(yàn)中就出現(xiàn)過凸輪片掉落的問題。
3. 檔位鎖定機(jī)構(gòu)不合理的問題。YGK3主令檔位鎖定是靠凸輪開關(guān)組框架末端設(shè)置的半圓形塑料棘輪和壓簧作用下塑料棘爪實(shí)現(xiàn)的。為增強(qiáng)檔位手感，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部位加裝扇形彈簧片，在彈簧片的槽內(nèi)進(jìn)出的鋼球發(fā)出檔位響聲。由于上下不同步，互相干涉。末端的檔位控制機(jī)構(gòu)靠松曠補(bǔ)償干涉，實(shí)際上不起鎖檔作用，所以有的QT3A生產(chǎn)廠家干脆就省去下端棘輪鎖檔裝置。另外套筒內(nèi)的鋼球在操作過程中，一旦跳出來，擠在彈簧片和軸承支座內(nèi)端面上，造成機(jī)構(gòu)突然卡阻，形成較大機(jī)械事故。我公司在對(duì)YGK3樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)到20萬次時(shí)，就出現(xiàn)鋼球卡阻的機(jī)械故障，造成試驗(yàn)臺(tái)停機(jī)。
4. 還有一處欠妥的地方，末位檔限位由機(jī)殼上部的塑膠塊方孔斜面通過限制操作手柄桿實(shí)現(xiàn)，XKDF和YGK3都采用了這種形式。在主令壽命后期，因機(jī)件磨損，有可能造成末位檔無電氣信號(hào)的情況。
5. 蕞后一個(gè)棘手問題，YGK3扇形增速齒輪在方軸套裝的間隙過大，大約操作70萬次以后出現(xiàn)松曠，從而影響末位檔，造成無電氣信號(hào)和操作手柄無法自動(dòng)復(fù)位到正確零位位置。此時(shí)，主令控制器必須被換掉。這是造成主令使用壽命大約只有70萬次的根本原因。
XKDF和YGK3機(jī)型也有個(gè)結(jié)構(gòu)亮點(diǎn)就是觸頭組的工作結(jié)構(gòu)。主令配置的是施耐德橋式觸頭組。型號(hào)ZB2BE102C,觸點(diǎn)的分合是由凸輪片推動(dòng)觸頭座上的銅滾輪上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。臺(tái)架試驗(yàn)表明，在主令試驗(yàn)中，觸頭開距幾乎不變。因此正宗的施耐德觸頭組可以達(dá)到和主令同壽命。另一方面，YGK3和QT3A工藝簡單，進(jìn)入門檻低。塑料件多，生產(chǎn)成本不高，所用國內(nèi)生產(chǎn)廠家眾多，有的個(gè)體戶也可組裝成品，因此售價(jià)極低。YGK3的主導(dǎo)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)較好，但售價(jià)高點(diǎn)，就是因?yàn)閮r(jià)格問題，河南長垣眾多起重機(jī)生產(chǎn)廠家為了降低制造成本，只選便宜的，主導(dǎo)廠家生產(chǎn)的主令就不被選用。這是中國市場的畸形和悲哀。通過以上梳理分析，我們基本摸清了XKDF和YGK3的各種質(zhì)量情況，給我們自主研發(fā)增加了底氣。
（二）、自主研發(fā)產(chǎn)品市場定位、質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)設(shè)計(jì)方案:
市場定位：港口起重機(jī)、工業(yè)及冶金起重機(jī)和高價(jià)值建筑起重機(jī)。
質(zhì)量目標(biāo)：打造一款結(jié)構(gòu)堅(jiān)固扎實(shí)，性能可靠耐用，在整個(gè)壽命周期中無故障運(yùn)行，終生免修的高端全金屬結(jié)構(gòu)的中型主令控制器。
技術(shù)方案：（1）結(jié)構(gòu)造型：依據(jù)市場定位擬定。港口起重機(jī)和冶金起重機(jī)司機(jī)室比較寬大，聯(lián)動(dòng)臺(tái)多是寬機(jī)箱。安裝孔為偏孔，主令控制器凸輪開關(guān)組多為水平布置，如法國施耐德XKDF中型主令控制器和德國S+B公司經(jīng)典操縱桿VNSO凸輪開關(guān)組均為水平布置。
如圖一：
凸輪開關(guān)組全水平布置的結(jié)構(gòu)形式，不適用建筑起重機(jī)窄小機(jī)箱和開正孔的工業(yè)起重機(jī)機(jī)箱。而適用范圍廣的主令控制器造型只能選圖二和圖三的凸輪組合開關(guān)組布置形式。YGK3(含QT3A)雙機(jī)構(gòu)主令機(jī)型就采取了圖二雙立布置形式。這種布置形式適應(yīng)各類起重機(jī)的寬窄機(jī)箱，對(duì)于開偏孔的寬體聯(lián)動(dòng)臺(tái)機(jī)箱也能適應(yīng)。但雙立布置形式的缺點(diǎn)是：左右操作方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較長，制造工藝性差，機(jī)殼體積大，不美觀緊湊。本機(jī)在結(jié)構(gòu)選型時(shí)，考慮到廣大用戶已習(xí)慣了圖二的布置形式，所以第 一輪設(shè)計(jì)時(shí)仍保留了圖二的布置。但重點(diǎn)選中的是圖三的布置形式：機(jī)箱整體軸承化，左右操作的傳動(dòng)付和前后操作傳動(dòng)均設(shè)計(jì)在機(jī)殼內(nèi)，中心臂扭簧復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)箱的另一側(cè)。檔位控制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在凸輪開關(guān)組的末端。操作手柄直徑由10mm改為12mm，橡膠防塵罩由普通橡膠材料改為好的硅橡膠制造，所用的運(yùn)動(dòng)部件支承均選用小型滾珠軸承，凸輪開關(guān)組框架由鋼板沖壓焊合，裝配時(shí)與機(jī)型緊固后打上定位銷，以防使用中松動(dòng)，一切從產(chǎn)品的堅(jiān)固耐用考慮。
（2）凸輪片、觸頭組和觸頭座選定
凸輪片的選擇有兩種方案，一是施耐德XKDF型，另一種是YGK3型。XKDF型凸輪片是裝配工根據(jù)客戶選定的閉合形式現(xiàn)場組裝，要求裝配工專業(yè)水平較高，裝配調(diào)試也比較麻煩，我們決定放棄這種凸輪結(jié)構(gòu)。YGK3型凸輪片為單個(gè)凸輪片，用螺釘緊固在凸輪軸上，由韌性好、耐摩的工程塑料制造。臺(tái)架試驗(yàn)和用戶調(diào)研中均未發(fā)生凸輪片本身的質(zhì)量問題。易裝配，對(duì)裝配工的技術(shù)水平要求不高。本新主令就沿用YGK3型凸輪片，未重新設(shè)計(jì)凸輪片。
XKDF型觸頭組、銅滾子和觸頭座結(jié)構(gòu)形式已被實(shí)踐證明性能良好，決定采用。
（3）.檔位選定：XKDF檔位有1-5檔，手柄轉(zhuǎn)角1-0-1 12°；2-0-2 18°；3-0-3 24°；4-0-4 30°；5-0-5 36°.齒輪付增速比i=3.25，與手柄轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的凸輪軸轉(zhuǎn)角（凸輪軸裝有凸輪片）為：39°，58.5°，78°，97.5°，117°。
本新主令的檔位設(shè)定上不采用XKDF的方案。而是設(shè)定為1-5檔和1-2檔兩種模式。
a）.當(dāng)1-5檔時(shí)，直接選用YGK3的成熟技術(shù)方案。1—5檔手柄轉(zhuǎn)角為8°，16°，24°，32°，40°。齒輪付增速比為i=2，凸輪軸對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角為16°，32°，48°，64°，80°。凸輪片安裝方式，用M4螺釘緊固。
b）當(dāng)1-2檔模式時(shí)，手柄轉(zhuǎn)角15°，27°，齒輪付增速比仍為i=2，凸輪軸對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角為30°，54°。此時(shí)凸輪片選用<SJ>P-QT18凸輪片，凸輪片在凸輪軸上安裝方式為套裝，并用開口擋圈軸向鎖定。
（4）檔位控制：檔位控制和末位檔限制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在凸輪開關(guān)組框架的末端，不采用XKDF單棘爪鎖檔方式，采取雙搖臂雙滾子，鋼板棘輪用拉簧鎖檔。末位檔限制由安裝板上死停檔柱和在棘輪上鉚接的兩停檔柱完成。
（5）手柄自動(dòng)回零機(jī)構(gòu)：采用中心臂扭簧手柄自動(dòng)回零機(jī)構(gòu)。扭簧參數(shù)：有效圈數(shù)n=5.9,左旋，初始扭矩T1=1640N/MM2,工作扭矩T2=2234N.MM，彈簧內(nèi)側(cè)的彎曲應(yīng)力為1147N.MM。彈簧初始扭矩和工作扭矩可變，手柄操作力出廠設(shè)計(jì)為11-13N。客戶如有降低手柄操作力要求，扭簧的初始扭矩可下調(diào)，手柄操作力可降低到10-11N，操作更順滑省力。本機(jī)構(gòu)極為可靠、耐用，手柄復(fù)位承保準(zhǔn)確。零位終生不漂移。（本機(jī)構(gòu)為專利保護(hù)項(xiàng)目）
（6）手柄操作機(jī)構(gòu)組件：手柄為零位機(jī)械聯(lián)鎖手柄，上提式解鎖。操縱桿直徑12mm,剛性好。橡膠防塵罩用好硅橡膠制造，與主機(jī)同壽命，用金屬壓蓋安裝壓緊。
(三)、研發(fā)過程：
公司專家團(tuán)隊(duì)對(duì)該主令有研發(fā)沖動(dòng)始于2008年。直到2014年下半年，山東濟(jì)寧三好電器科技公司組建后，全面研發(fā)工作才正式啟動(dòng)。首輪技術(shù)設(shè)計(jì)2014年年底完成。
1.第 一輪試制：2015年上半年完成第 一輪試制。主令結(jié)構(gòu)造型是:雙機(jī)構(gòu)主令控制器在設(shè)計(jì)時(shí)將AB向（前后操作）凸輪開關(guān)組框架采用立式布置，而CD向（左右操作）凸輪開關(guān)組采用水平布置。此種立式+水平布置作為主導(dǎo)機(jī)型。但考慮到市場上占據(jù)很大份額的YGK3、QT3A均為雙立式布置，所以第 一輪設(shè)計(jì)還是保留了YGK3的雙立布置形式。而單機(jī)構(gòu)主令只采用立式布置形式。增速齒輪傳動(dòng)付用中碳鋼制造。淘汰了YGK3塑料傳動(dòng)付。在1-5檔時(shí)凸輪片仍沿用國內(nèi)YGK3的成熟凸輪片，凸輪片的布置形式仍沿用了YGK3背靠背安裝形式。傳動(dòng)箱為鋼板激光割后拼接，氬弧焊接而成。箱體未密閉。裝配時(shí)觸頭組框架與傳動(dòng)箱用螺釘緊固后，打定位銷防移位。末位檔限制裝置由棘輪上兩個(gè)檔柱和安裝板上停檔柱組成。檔位控制由雙搖臂、棘輪、滾輪、拉簧構(gòu)成。凸輪片的排列仍保持原機(jī)布置形式，但復(fù)位機(jī)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。自復(fù)位機(jī)構(gòu)由中心臂扭簧、扭簧導(dǎo)軸、撥盤、限位機(jī)構(gòu)構(gòu)成。扭簧外徑Φ40mm,鋼絲直徑d=3mm,有效圈數(shù)n=5.9
圈。鋼絲材料為50Grva（合金鋼彈簧鋼絲）。零位檔時(shí)的預(yù)緊扭矩1640N.mm，扭簧剛度15.6N.mm/rad。
此時(shí)簧復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)殼內(nèi)部。
雙機(jī)構(gòu)兩種布置形式都進(jìn)行了試制，首批共試制31臺(tái)，隨機(jī)抽取一臺(tái)雙立布置形式的樣機(jī)進(jìn)行臺(tái)架帶電壽命考核。共試驗(yàn)200萬次，試驗(yàn)中出現(xiàn)一片凸輪脫落，復(fù)位機(jī)構(gòu)試驗(yàn)后期復(fù)位已不太正常。
新產(chǎn)品在公司網(wǎng)站和產(chǎn)品選型手冊中進(jìn)行了介紹。首批30臺(tái)試制品投放市場試用。主要用在港口吊機(jī)、鋼廠天車和塔機(jī)上。2個(gè)月后，有兩只單機(jī)構(gòu)主令控制器操作桿根部收口處折斷，分析原因?yàn)槭直鷹U材質(zhì)差，鋼管直徑為10毫米，內(nèi)孔5mm,壁太薄，直徑有些偏小。還有一臺(tái)復(fù)位扭簧從中心臂應(yīng)力集中處斷裂。因新制品樣機(jī)扭簧設(shè)計(jì)在機(jī)殼內(nèi)部，現(xiàn)場無法更換。
2.第二輪試制：根據(jù)第 一輪產(chǎn)品出現(xiàn)的問題，公司進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。第二輪試制從2015年至2016年完成，操縱桿直徑變?yōu)?2毫米，材料為國標(biāo)冷拉圓管。自復(fù)位機(jī)構(gòu)仍設(shè)計(jì)在機(jī)箱內(nèi)，其扭簧材料改為韌性較好的65Mn，防止在中心臂發(fā)生應(yīng)力集中處斷裂。為減少左右操作方向傳動(dòng)軸尺寸，淘汰掉雙立布置形式。雙機(jī)構(gòu)主令凸輪開關(guān)組全部改為用戶已認(rèn)可的立式+水平布置形式。凸輪片在凸輪軸上安裝形式由對(duì)稱改為錯(cuò)開布置，改用長M4螺釘緊固。第二輪小批量生產(chǎn)，并隨機(jī)抽樣一臺(tái)，再一次臺(tái)架試驗(yàn)200萬次，這次臺(tái)架試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，投放市場后也未出現(xiàn)質(zhì)量問題。
3.第三輪小批量試制：第三輪設(shè)計(jì)和試制從2016年下半年到2017年上半年完成。第三輪設(shè)計(jì)改變蕞大。齒輪傳動(dòng)箱改為封閉型。并將手柄復(fù)位機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)箱內(nèi)移到機(jī)箱外，呈懸臂結(jié)構(gòu)，利于復(fù)位機(jī)構(gòu)的潤滑維護(hù)。為改善操作手感，扭簧鋼絲直徑降為2.8mm。
第三輪產(chǎn)品試產(chǎn)后，仍隨機(jī)抽樣一臺(tái)做臺(tái)架壽命試驗(yàn)，200萬次壽命試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)明顯質(zhì)量問題。試驗(yàn)結(jié)束后，檢查發(fā)現(xiàn)扭簧復(fù)位有阻滯現(xiàn)象。經(jīng)清潔加潤滑油后復(fù)位正常。
投放用戶使用后，個(gè)別產(chǎn)品使用2個(gè)月后又出現(xiàn)了早期手柄回零故障。故障產(chǎn)品返廠后檢查分析原因，是因扭簧在工作時(shí)產(chǎn)生軸向抗力，造成扭簧導(dǎo)軸兩端的復(fù)位撥盤傾斜。當(dāng)撥盤和導(dǎo)軸端面的間隙大于0.4㎜時(shí)，隨著扭簧內(nèi)圈和導(dǎo)軸外圓早期磨損后，扭簧兩端簧圈擠向撥盤和導(dǎo)軸端面的間隙中，加大了復(fù)位阻力，造成復(fù)位阻滯。這是個(gè)關(guān)鍵問題，也是個(gè)不好解決的問題。
為了解決第三輪試制中出現(xiàn)的自復(fù)位機(jī)構(gòu)早期失效問題，針對(duì)復(fù)位機(jī)構(gòu)復(fù)位阻滯的原因，我們嘗試了多種措施都不行，蕞后的方案是把扭簧導(dǎo)軸兩端設(shè)計(jì)出臺(tái)階，中心臂扭簧裝于兩個(gè)臺(tái)階之間，扭簧預(yù)緊和復(fù)位時(shí)產(chǎn)生的軸向抗力由導(dǎo)軸兩端臺(tái)階的內(nèi)端面承受。扭簧的中心臂越過導(dǎo)軸兩端臺(tái)階外圓，穿入撥盤上的孔中，從而帶動(dòng)撥盤動(dòng)作。撥盤不再承受扭簧軸向力的擠壓。這一創(chuàng)新措施十分奏效，徹底解決復(fù)位機(jī)構(gòu)復(fù)位阻滯問題。手柄自復(fù)位機(jī)構(gòu)質(zhì)量問題在國內(nèi)外的所有主令控制器上至今都沒能徹底解決問題，這一直是主令控制器的壽命短板，也是行業(yè)內(nèi)世界性的難題。終于被我們突破了，手柄自復(fù)位機(jī)構(gòu)達(dá)到了和主令等壽命。
第四輪設(shè)計(jì)定型和批量生產(chǎn)：定型設(shè)計(jì)和批量試制工作，從2019年初到2019年底完成。
2019期間，為滿足港口門座起重機(jī)對(duì)主令控制器輸出模擬信號(hào)要求，在定型機(jī)型基礎(chǔ)上研制出帶電位器機(jī)型，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了200萬次臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)很成功。產(chǎn)品同時(shí)投放市場，受到港機(jī)客戶的高度肯定。
XKDF全金屬結(jié)構(gòu)高端主令控制器，從2014年開始研發(fā)到2019年底完成全部研發(fā)工作，整個(gè)研發(fā)過程前后歷經(jīng)6年。研制期間反復(fù)與客戶溝通，聽取意見和建議，不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和完善。在2019年底，整個(gè)研發(fā)過程結(jié)束。并轉(zhuǎn)入正常批量生產(chǎn)階段。
該機(jī)型客戶定位為高端用戶。主令控制器設(shè)計(jì)制造中盡量減少塑料件，增加機(jī)械加工件，工藝難度有所增加。裝配選用的緊固件、軸承和零部件均選用好件，制造成本有所提高。
四、樣機(jī)試驗(yàn)：
為了驗(yàn)證批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性、機(jī)械壽命、電氣壽命是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，從批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中隨機(jī)抽樣一臺(tái)，對(duì)其進(jìn)行800萬次的臺(tái)架機(jī)械壽命和電氣壽命試驗(yàn)。
五、產(chǎn)品技術(shù)水平及客戶評(píng)價(jià)：
1、客戶評(píng)價(jià)：
產(chǎn)品批量投放市場后，客戶普遍反映該產(chǎn)品質(zhì)量過硬。
例如：江西九江一家鋼企的鐵礦石裝卸碼頭上有20臺(tái)港口門座起重機(jī)，聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)主令原配置的為YGK3型主令（含帶電位器機(jī)型）。后招標(biāo)采購其他廠家生產(chǎn)的YGK3作為維修備件。據(jù)用戶反映，國內(nèi)主令主導(dǎo)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。由于操作頻繁，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長，一般只能用6—7個(gè)月（相當(dāng)于每個(gè)機(jī)構(gòu)大約操作75萬次）。就因質(zhì)量問題必須換掉。后來，通過招標(biāo)，采購國內(nèi)別的廠家產(chǎn)品，質(zhì)量問題更多。兩個(gè)多月就壞掉?，F(xiàn)場維修人員說搶修不過來，忙的焦頭爛額，嚴(yán)重影響碼頭鐵礦石裝卸作業(yè)。
2020年8月，批量換裝24臺(tái)<SJ>P-XKDF全金屬結(jié)構(gòu)高端主令控制器（含20臺(tái)帶電位器機(jī)型）。到2023年底運(yùn)行3年多，運(yùn)行中全部無故障?，F(xiàn)仍繼續(xù)使用中。性價(jià)比超高。用戶由剛開始因?qū)a(chǎn)貨信心不足，供貨時(shí)對(duì)我公司承諾的三年質(zhì)保期持懷疑態(tài)度，后來轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃日J(rèn)可，高度評(píng)價(jià)為：“國內(nèi)好品牌?！笨蛻艨扇ゴa頭現(xiàn)場考察。
2、產(chǎn)品技術(shù)水平
<SJ>P-XKDF全金屬結(jié)構(gòu)高端主令控制器產(chǎn)品性能、檔位清晰度和人體工學(xué)與法國施耐德XKD小型主令控制器處于同一水平。
整機(jī)堅(jiān)固性、手柄復(fù)位機(jī)構(gòu)的可靠性都遠(yuǎn)高于國外水平。
壽命方面：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T13480-2018規(guī)定：主令控制器每個(gè)方向操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命不應(yīng)小于75萬次。法國施耐德XKDF機(jī)型機(jī)械壽命300萬次。<SJ>P-XKDF主令機(jī)械壽命達(dá)到800萬次，電壽命達(dá)到600萬次的超高水平。
二零二四年三月二十日
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