二、<SJ>P-XKBE輕型主令控制器
發(fā)布日期： 2025-2-20 本文被閱讀 353 次
一、概述
<SJ>P-XKBE輕型主令控制器是山東濟寧三好電器科技有限公司集眾家之長自主研發(fā)的室內(nèi)操作臺專用機型。是法、德進口輕型主令控制器的升級換代產(chǎn)品。用于交流50HZ（60HZ），額定電壓380(440V)及以下的各種二次回路，可實現(xiàn)電機啟動、換向、調(diào)速、制動等操作控制。通常安裝于起重機室內(nèi)控制臺，臺面下安裝，臺面上操作。用于就地控制或遠程控制。也廣泛用在其他設(shè)備控制臺上，如飛機場旅客登機橋操控臺。該產(chǎn)品是法國施耐德XKBE、德國S+B公司VCSO操縱桿和德國杰斯曼公司V11多軸控制器等機型的替代品。也是一款名副其實的強國品牌產(chǎn)品。
執(zhí)行標準：JB/T13480-2018；IEC337-1 ； NEC63-146；VDE0660。
環(huán)境條件：作用溫度-40°C-+85°C。
防護等級：遵循IEC529，操作臺面上部IP54，操作臺面下部應(yīng)安裝于防塵防潮的空間中。
二、各機型產(chǎn)品圖片：
三、分類、型號及定義:
1、分類：輕型主令控制器按控制起重機運行機構(gòu)數(shù)量分類，可分為單機構(gòu)和雙機構(gòu)兩大類。其中單機構(gòu)控制器操動一個凸輪組合開關(guān)，雙機構(gòu)控制器操動兩個凸輪組合開關(guān)。
按檔位形式分類可分為兩種機型：
機型一：、手柄有檔位手感、檔位保持可靠。（即操作員手松開操縱桿后，手柄能在相應(yīng)檔位可靠停留）
機型二：手柄自復(fù)位。細分有三種結(jié)構(gòu)形式：1).手柄自復(fù)位、有檔位手感 2)手柄自復(fù)位+帶電位器 3).航空手柄自復(fù)位
2、型號舉例及意義：
3、觸頭組分合程序表
以上各程序供客戶選用時參考?？蛻舳ㄖ浦髁顣r也可自擬程序，定制主令。
四、主要技術(shù)參數(shù)：
1.觸頭電流 AC-15,交流250V 2A; DC-13 直流24V 1A; 額定發(fā)熱電流 10A。
2.機械壽命：輕型主令控制器適用于連續(xù)工作制和斷續(xù)周期工作制，額定操作頻率不超過1200次/小時。負載因數(shù)40%?？刂破髟陬~定操作頻率下，機械壽命(即運動機構(gòu)在每個方向的操作次數(shù))手柄自復(fù)位機型為500萬次，檔位保持機型為200萬次（操作手柄在一個操作方向，操控電機一次起動到停止算一次操作）。
3.觸頭組電壽命：在額定操作頻率下（正常使用情況）高配款，觸頭組電壽命500萬次（配置的觸頭組動觸橋直挺桿前端帶有金屬嵌件）；標配款的觸頭組電壽命200萬次。
4.檔位：每個操作方向蕞多有3個檔位，手柄轉(zhuǎn)角：1-0-1 12°；2-0-2 20°；3-0-3 28°因沒有齒輪增速傳動付，手柄轉(zhuǎn)角與凸輪軸轉(zhuǎn)角同步 。
5. 每運動方向蕞多有三個觸頭組總成，每個觸頭總成有兩付橋式雙斷點觸點付。
6.手柄類型主要有兩種：零位機械聯(lián)鎖手柄（下手球上提解鎖型，手柄處在零位檔時零位觸點付閉合）和航空手柄。機械聯(lián)鎖手柄為主要形式。
7.手柄操作軌跡：
(1)AK 聯(lián)動操作 ，操縱桿可同步控制兩個運動機構(gòu)。
a.替代法國施耐德XKB機型。聯(lián)動操作限位到2檔。前后（AB向）操作和左右（CD向）操作可同時到達2檔位置。當AB向到達3檔時，CD向只能到達1檔。而AB向到達1檔，CD向可到達3檔。
b.替代德國VCSO操縱桿和德國杰斯曼V11多軸控制器以及客戶有要求的情況下，聯(lián)動操作時，AB向和CD向可同步到達3檔高速檔位置。
(2)KK“十”字操作。
(3)SK“一”字形操作。
8.手柄操作力，符合人體工程學(xué)。
機型一：有檔位手感、檔位保持機型。在棘輪搖臂背部增加輔助壓簧，檔位保持可靠，操作人員松手后，手柄能穩(wěn)固停留在所在的檔位上，即使有一定振動情況下也不會脫檔。操作力為12N，符合人體工學(xué)。
機型二：手柄自復(fù)位型。為確保操作手柄自復(fù)位可靠，聯(lián)動操作順滑，符合人體工學(xué)，手柄操作力設(shè)計在10-10.5N（自復(fù)位機型結(jié)構(gòu)設(shè)計上，搖臂無輔助壓簧）。
五、結(jié)構(gòu)特點：
1）.<SJ>P-XKBE輕型主令控制器是一種符合IEC/EN60947-5-1標準的堅固的開關(guān)裝置。結(jié)構(gòu)緊湊、扎實、小型化。性能好，可靠性高、超長使用壽命。操作力符合人體工學(xué)。
2）.采用小型金屬機殼，AB向和CD向的凸輪軸轉(zhuǎn)動支承滾動軸承化。檔位控制機構(gòu)中的棘輪由碳鋼板制作，雙搖臂在拉簧的作用下，由雙滾子控制檔位，檔位保持機型增加了輔助壓簧鎖檔，不滑檔。
3）.手柄自復(fù)位裝置選用本公司極為成熟的中心臂扭簧復(fù)位裝置，復(fù)位可靠、準確，設(shè)計壽命500萬次。在整個使用生命周期中，手柄始終處于準確的零位檔位置，零位永不漂移。檔位保持機型設(shè)計壽命200萬次，壽命周期內(nèi)，檔位保持可靠。
4）.觸頭組由易損件升級為正常零部件。
5）.操縱桿上的防塵罩選用好的硅橡膠制作，質(zhì)軟耐用，高溫低溫環(huán)境均適用。
6）.凸輪軸觸頭組塑料件選用日本帝人聚碳酸酯材料制造。
六、外形及安裝尺寸：
七、配套電器元件：
1.觸頭組總成
配置的觸頭組原型是德國杰斯曼V6多軸控制器上的觸頭組。材料采用日本帝人聚碳酸酯后，其電器壽命提高到180-200萬次，作為標配款機型選用。對于高配款機型的觸頭組進一步升級改造，在動觸橋塑料挺桿前端嵌入金屬嵌件，其壽命提高到800萬次。達到與操縱桿機械壽命基本相同。由易損件升級為正常零部件。
標配款觸頭組挺桿不帶嵌件，標配款供經(jīng)銷商向終端客戶供應(yīng)維修備件。
電位器技術(shù)參數(shù)：
電位器制造商：寧波市北侖機械電器有限公司
八、安裝、操作、維護保養(yǎng):
1、安裝：
1).機械聯(lián)鎖手柄主令安裝：將防塵罩下端從安裝壓蓋上脫出，暴露安裝壓蓋，松掉安裝壓蓋上的4-M4緊固螺釘，然后將安裝壓蓋從操作手柄上取下。此時將操縱手柄連同防塵罩一起從操作臺面安裝孔中由下向上穿出。然后將安裝壓蓋重新套上，用4-M4螺絲將安裝壓蓋和主令固定在操作臺面上。蕞后將防塵罩重新套裝在壓蓋上，（先套好四個角，然后再將防塵罩四邊貼緊在安裝壓蓋上）。蕞后對主令的各觸點按照主令的分合程序進行接線，運行調(diào)試。
2）.航空手柄機型安裝：擰下安裝壓蓋上的4-M4緊固螺釘，并將安裝壓蓋從航空手柄中取下（航空手柄不得拆卸）。將航空手柄通過操作臺面φ70的安裝孔中從下面向上穿出。然后將卸下的安裝壓蓋重新套入航空手柄上，再用4-M4螺釘通過58*58或67*67的φ5孔將安裝壓蓋和主令殼體固定在操作臺面上。蕞后將防塵罩重新套裝在安裝壓蓋上。手柄操作自如，主令的安裝即可完成。
3）.觸頭組接線：本觸頭組接線方式系德國形式。觸頭組接線時請選用U型接線端子并擰緊。不支持使用管型接線端子。
4）.觸頭組的更換：
a.拆卸觸頭組:上推觸頭組兩側(cè)的拆卸塊到位后，向下抽觸頭組，即可從主令觸頭組安裝座上卸下。
b.安裝觸頭組：觸頭組兩腳對準黑色觸頭安裝座，上推到位即可。
3、操作：
（1）.機械聯(lián)鎖手柄的操作：方式一、上提操作手柄上的下手球，順時針旋轉(zhuǎn)90°，到位后手松開下手球，此時操作桿處于解鎖狀態(tài)。即可握住上手球進行操作。工作結(jié)束后，為防止誤操作，下手球向上少提起，逆時針旋轉(zhuǎn)90°，手松開后，操作桿進入鎖定狀態(tài)。方式二、提起下手柄，并將上下手柄一起握住，可直接操作，松開下手柄，主令鎖定。
（推薦采用方式一）
（2）. 航空手柄的操作：航空手柄無零位鎖定裝置，可直接操作。
4、維護保養(yǎng)：主令每年應(yīng)進行保養(yǎng)，對復(fù)位扭簧、棘輪和機殼內(nèi)的各運轉(zhuǎn)部位進行清洗，涂潤滑脂（保養(yǎng)機殼內(nèi)的零部件需要打開防塵罩）。
九、質(zhì)量承諾:
產(chǎn)品出廠全部合格。手柄自復(fù)位機型承受住了臺架500萬次的帶電負荷破壞性壽命試驗。選用好的零部件和高質(zhì)量標件及和主令同壽命觸頭組組裝的高配款機型質(zhì)保期三年，質(zhì)保期內(nèi)，正常維護下可無故障運行。有檔位手感、檔位保持機型承受住了臺架200萬次的帶電負荷破壞性壽命試驗。質(zhì)保期兩年。標配款質(zhì)保期均為18個月。 質(zhì)保期內(nèi)按國家規(guī)定，實行三包，必要時具體質(zhì)保細節(jié)可在訂貨合同中約定。
十、選購指南:
該產(chǎn)品系室內(nèi)操作臺專用輕型主令控制器。也可安裝在其他設(shè)備上使用，如飛機場旅客登機橋操作臺上。
本產(chǎn)品設(shè)計中側(cè)重于產(chǎn)品的機構(gòu)堅固性、可靠性和耐用性高等各項技術(shù)指標的要求。并兼顧小型化。但在輕量化上有所欠缺，所以不支持便攜式操控臺選用。
關(guān)于機型的選用，本產(chǎn)品有兩種機型。
第 一種機型：檔位保持可靠型、有檔位手感，輸出開關(guān)量信號。適用于習(xí)慣該類檔位保持機型的操作人員使用。另一個優(yōu)點是設(shè)備運行距離較長時，操作員可選定合適的檔位，松開手柄，手柄停留在設(shè)定的檔位上，設(shè)備自動運行。
第二種機型：手柄自動復(fù)位型，一般適應(yīng)于頻繁操作的重要起重機設(shè)備上。主令操縱桿可輸出開關(guān)量信號、模擬信號和數(shù)字信號。
本室內(nèi)操作臺專用輕型主令控制器蕞多有三個檔位。對于室內(nèi)操控臺需要配置4-6檔的操縱桿時可選用本公司更堅固的<SJ>P-VNSO經(jīng)典操縱桿。<SJ>P-XKBE和 <SJ>P-VNSO兩類操縱桿均為實力領(lǐng)銜品牌，均可作為室內(nèi)操作臺可選品牌。
十一、聯(lián)系方式：
制造商：山東濟寧三好電器科技有限公司
通訊地址： 山東省濟寧市任城區(qū)觀音閣街道辦事處求賢路（海貝爾骨科醫(yī)院對過）
網(wǎng) 址：m.buybuyday.com 郵箱：sanhaodq@163.
電 話：0537-2356369 13173187611 18053778167
附件：<SJ>P-XKBE輕型主令控制器產(chǎn)品研發(fā)報告
尊敬的客戶請閱讀本研發(fā)報告并耐心的看完，可幫助您了解業(yè)內(nèi)輕型主令控制器的各種情況，了解室內(nèi)操作臺專用輕型主令控制器的研發(fā)、設(shè)計、試驗全過程。能為您正確選購該類產(chǎn)品提供很好的幫助。研發(fā)報告如下：
（一）.研發(fā)背景
1、起重機電控操作歷史回顧：
a.凸輪控制器時代
在起重機操控方面，每一種新的操控電器的進步都是伴隨著改善操作人員勞動強度的需求而產(chǎn)生的。以工業(yè)起重機為例，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，重要的橋式起重機都需要有司機室。上世紀80年代，天車司機室內(nèi)安裝的全是凸輪控制器。一個司機駕駛室內(nèi)一般裝3-5個凸輪控制器。工作起來操作者要反復(fù)操控多個凸輪控制器，非常辛苦。直到本世紀初，新出廠的橋式起重機中凸輪控制箱還占據(jù)大約50%的比例。隨著技術(shù)的進步，改善天車司機勞動強度的需求日益急迫。
b.全凸輪控制器型聯(lián)動控制臺的出現(xiàn)
從上世紀七十年代末八十年代初，中國起重機市場上就出現(xiàn)了凸輪控制器型的聯(lián)動控制臺。操縱聯(lián)動臺上的操作手柄控制起重機的運行。一個操作手柄可控制1-2個電機的運行，勞動強度有很大的改善。特別是機構(gòu)多、操作頻繁的起重機更為顯著，很受司機歡迎。但因為當時聯(lián)動控制臺價格偏高影響了推廣。直到上世紀90年代，聯(lián)動臺價格有所下降后，新出廠的橋式起重機才開始逐漸選用。但這類聯(lián)動臺的操作力仍達到了3-5KG，操作起來仍感費勁。無疑，聯(lián)動臺的出現(xiàn)，是起重機操控電器上一次很大的進步。
c.全主令控制器型聯(lián)動控制臺的出現(xiàn)
本世紀初，法國和德國主令控制器引進到中國，受到中國多家企業(yè)仿制。從此全主令控制器型聯(lián)動臺開始應(yīng)用在工業(yè)橋式起重機上。該聯(lián)動臺操作手柄減短，手柄操作力降到1.3KG以下，操作起來輕便靈活，省力。進一步改善了天車司機的勞動強度。當然，由于工況情況的不同，如塔式起重機、港口起重機，一開始國內(nèi)就使用了全主令控制器聯(lián)動臺。
d.室內(nèi)操作臺的應(yīng)運而生
進入本世紀二十年代前后，隨著室內(nèi)操作臺和便攜式操作臺的興起，國外輕型主令控制器引進到中國。特別是室內(nèi)操作臺快速發(fā)展，一些高污染、高溫、腐蝕環(huán)境行業(yè)的起重設(shè)備，為了改善操作人員的工作環(huán)境，由室外空中駕駛室轉(zhuǎn)為地面室內(nèi)操作臺操作。在工業(yè)起重機領(lǐng)域中，隨著監(jiān)控、攝像、變頻技術(shù)的普及，室內(nèi)遠程控制操作已成為一種快速發(fā)展趨勢。室內(nèi)操作臺專用的輕型主令控制器應(yīng)運而生。
2、各類輕型主令控制器國內(nèi)市場占有率及仿造情況：
本世紀二十年代前后，國內(nèi)市場上的輕型主令控制器主要有四個國家的產(chǎn)品。他們是法國的施耐德XKBA(E)系列的輕型主令控制器；德國S+B公司的VCSO輕型操縱桿；德國杰斯曼公司的多軸控制器V11，意大利TER（特爾）CK主令控制器。從市場占有情況來看，法國的施耐德XKB A(E)系列的輕型主令控制器約占80%以上，德國S+B公司的VCSO型操縱桿所占百分之十幾，而其他品牌國內(nèi)市場很少見到。從質(zhì)量上看，德國的產(chǎn)品堅固性、可靠性、耐用性較好，當然價格也較高。而法國施耐德的XKB產(chǎn)品使用壽命明顯短一些。從施耐德的技術(shù)資料上看，施耐德的輕型主令控制器機械壽命僅有100萬次。在市場調(diào)研中，據(jù)大多數(shù)用戶反映，在頻繁操作情況下，施耐德XKB A(E)輕型主令控制器多數(shù)使用一年多的時間就需要更換。當然，有的場合操作不頻繁，可能用的時間長一些。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，國外進口的輕型主令控制器都達不到客戶要求的堅固、耐用的要求。市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，德國S+B公司的VCSO壽命可達2—3年以上，而杰斯曼V11質(zhì)量情況未收集到相關(guān)信息。
國內(nèi)廠家生產(chǎn)的輕型主令控制器全是仿制品，從2008年前后，國內(nèi)陸續(xù)有廠家仿制。主要仿制法國施耐德的產(chǎn)品，中國南北方均有廠家仿制，南方有2-3家，北方有2家。直到2018年，國內(nèi)才有一家仿制德國杰斯曼公司多軸控制器V11。近年，浙江又有個別企業(yè)仿造。而德國S+B公司的VCSO型操縱桿和意大利TER（特爾）CK主令控制器直到現(xiàn)在國內(nèi)還未發(fā)現(xiàn)有廠家仿造。由于施耐德主令國內(nèi)仿造廠家較多，2023年法國施耐德公司宣布主令控制器產(chǎn)品停止向中國大陸地區(qū)供貨。
3、國內(nèi)在用的輕型主令控制器質(zhì)量狀況：
先看一下國內(nèi)大量使用的XKB輕型主令控制器質(zhì)量狀況：
江西九江一鋼企軋鋼車間室內(nèi)操作臺安裝的是法國進口的XKBE系列的輕型主令控制器，型號是XKBE16110。該主令為雙機構(gòu)“十”字形操作，3個檔位，有檔位手感，屬檔位位置保持機型。操作臺操作員介紹說工廠使用的一直是法國進口產(chǎn)品，新主令換上用一年多，不到兩年時間就因質(zhì)量故障得換下來。該廠曾試著換裝了國內(nèi)仿造品，使用兩個月就出現(xiàn)了質(zhì)量問題，因崗位重要，從此再不敢使用國內(nèi)仿制品。這也可能是個個例。
另一個例子是：2022年，我公司從深圳拿回一臺從機場旅客登機橋上卸下來的施耐德XKBE主令，從外觀看使用時間不長。型號是XKBE34229,手柄自復(fù)位，帶2個電位器機型，屬聯(lián)動操作。換下來的原因是因為一個操作方向沒有模擬信號。經(jīng)我們拆解檢查，發(fā)現(xiàn)是電位器軸上的小齒輪松動造成。這說明產(chǎn)品的可靠性不高。據(jù)客戶講，這類產(chǎn)品在登機橋上一般也只能使用一年多的時間。在2023年法國施耐德停止供貨后，供應(yīng)商向客戶買了國內(nèi)一臺仿制品，由于對質(zhì)量不放心，始終未敢上機。
再看一下VCSO操縱桿。2018年，山西一焦化廠運焦車上，使用的是德國S+B公司的VCSO型操縱桿，型號是VCSO9614SKEBZ40單機構(gòu)， “一”字形操作，4檔，有檔位手感，屬檔位保持型（人松開操縱桿后，操縱桿能可靠的停留在各檔位上）。缺點是操作力太大，達14N，且操作不順滑，手感不好。用了近三年時間被換下了，換下來的原因是末檔無信號。換裝成我公司相似功能產(chǎn)品后，客戶將換下來的進口主令寄回我公司，供我們做產(chǎn)品研發(fā)時參考。
對于德國杰斯曼公司V11多軸控制器和意大利TER（特爾）CK主令控制器，國內(nèi)用戶極少，未收集到進口產(chǎn)品的相關(guān)質(zhì)量信息。但有V11仿制品的質(zhì)量信息。在2018年，我公司一客戶購到德國V11多軸控制器的國內(nèi)仿制品，從外觀造型看，客戶講高大上。兩個月后，聽客戶反映說質(zhì)量不行，原因是不適用于頻繁操作。
以上就是國內(nèi)在用的各類輕型主令控制器的大概的質(zhì)量情況。從客戶的反映看，德國的輕型操縱桿在結(jié)構(gòu)堅固性、耐用性上比法國的XKB輕型主令控制器要好很多，但也滿足不了客戶耐用性的質(zhì)量訴求。綜合以上，國內(nèi)各類輕型主令控制器均存在結(jié)構(gòu)堅固性、耐用性不足的短板，這正成為終端客戶的痛點和關(guān)注點。
4、各輕型主令控制器不堅固、不耐用的原因分析：
各輕型主令控制器的質(zhì)量問題產(chǎn)生原因還得從其應(yīng)用場合及其技術(shù)設(shè)計用途方面進行分析：
輕型主令控制器問世是為同時滿足便攜式操作臺和室內(nèi)操作臺而開發(fā)出的新品。首先是保證一時興起的便攜式操作臺的需求。便攜式操作臺本世紀初開始引進中國，主要在工業(yè)起重機上應(yīng)用。一度很盛行。一臺便攜式操作臺一般要裝2只輕型主令控制器，由人背著或者跨在胸前進行操作，用于控制行車運行。便攜式控制臺一般都用在重要工作場合作業(yè)的行車上，操作頻繁。便攜式控制臺要求輕型主令控制器必須輕量化、小型化。輕量化、小型化是輕型主令控制器設(shè)計時的剛性指標。設(shè)計者為了產(chǎn)品的輕量化，必須盡可能多的選用工程塑料制造主令零部件。如S+B公司VCSO輕型操縱桿只有操作手柄是鋼件外，其余幾乎全是塑料件。又如施耐德XKB輕型主令控制器除機殼用鋁合金，操縱桿用鋼件，其余的也都是工程塑料制作。至于小型化方面，設(shè)計者也采取了多種措施，如XKBE主令的觸頭組將多個橋式雙斷點壓縮在一個塑料底座上。又如VCSO為小型化，專門設(shè)計三種小型觸頭盒，機殼也由增強尼龍制造。
單從對主令控制器的認識上來講，乍一看，主令控制器不就是發(fā)出指令信號的一種電器開關(guān)裝置嗎？實際上則沒有那么簡單，它是一種以非常堅固扎實的機械結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的特殊電器開關(guān)裝置。主令控制器由于是人工手動操作，每次操動，主令各機構(gòu)一下子從靜止狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)換到運動狀態(tài)，操作力對機構(gòu)的沖擊是很大的。沒有堅固的機械結(jié)構(gòu)做基礎(chǔ)，無法耐受住長期的操作沖擊。主令控制器出現(xiàn)質(zhì)量問題，除了機械磨損因素外，機構(gòu)堅固性欠缺也是一個重要因素。室內(nèi)操作臺上安裝的輕型主令控制器，其重量由操作臺承擔，所以室內(nèi)操作臺對主令控制器的輕量化、小型化要求不那么重要。相反，機構(gòu)堅固性、可靠性、耐磨性升級為首要考慮的問題。室內(nèi)操作臺都是用在頻繁操作的重要場合，操控的都是擔負重要吊裝任務(wù)的起重設(shè)備。從用戶調(diào)查來看，現(xiàn)有的各類型輕型主令控制器（含操縱桿）都還不能真正全面的滿足室內(nèi)操作臺的質(zhì)量需求。
5.便攜式操作臺和室內(nèi)操作臺應(yīng)用變化趨勢：
2017年，我們在大連鋼廠進行市場調(diào)研時，在軋鋼車間看到一部天車配置的是便攜式操作臺。便攜式操作臺上裝有兩只輕型操縱桿，操作員胸前挎著便攜式操作臺，一邊頻繁操作，一邊躲著車間地面的障礙物，滿車間跑著。由于車間較長，操作員來回走動距離遠，勞動強度很大，而且極不安全。我們當時就感覺這種操作方式不適用。大家知道，對于吊裝任務(wù)不太重的工礦企業(yè)，車間用的多為單梁起重機，多用遙控器或按鈕排操作，一般沒有固定操作員，但操作者須有操作資格證。這就是說，便攜式操作臺對于吊裝任務(wù)繁重的企業(yè)不適用，而吊裝任務(wù)不重的一般工業(yè)企業(yè)又不選用，所以市場前景不看好。被淘汰是遲早的事。隨著監(jiān)控技術(shù)和變頻器技術(shù)的普及，一些環(huán)境差、由污染的場合的起重設(shè)備如垃圾吊、化工企業(yè)，鋼鐵冶金企業(yè)等企業(yè)，凡有條件的都會逐步轉(zhuǎn)向室內(nèi)操作臺操控起重機。新出廠的重要起重機和舊起重機的升級改造會逐漸向室內(nèi)操作臺轉(zhuǎn)變。因此，開發(fā)能滿足室內(nèi)操作臺需求的專用輕型主令控制器會變得急迫和重要。
6、輕型主令控制器和中型主令控制器差別：
輕型主令控制器和中型主令控制器差別，在客戶推介中，有的客戶曾問到此問題。為了使客戶能簡潔明了的了解輕型主令控制器和中型主令控制器的結(jié)構(gòu)差異，介紹如下：
輕型主令控制器顧名思義就是輕量化。小型化，檔位少，結(jié)構(gòu)簡化。不同是輕型主令控制器機殼內(nèi)無齒輪增速傳動付。正因為省去了增速齒輪傳動付，給輕型主令控制器增加很大的制造難度。以法國施耐德的XKBE輕型主令控制器與XKDF中型主令控制器為例給以說明：
從檔位上講，XKDF有5個檔位和6個檔位兩種。以5檔為例。操作手柄的轉(zhuǎn)角從1-5檔分別為12°,18°,24°,30°,36°，而凸輪軸和凸輪片相應(yīng)轉(zhuǎn)角分別則是：39°,58.5°,78°,97.5°,117°。凸輪軸上的轉(zhuǎn)角是操作手柄連接的增速齒輪（扇齒形狀）帶動凸輪軸上的小齒輪增速后得到的大轉(zhuǎn)角。由于增速齒輪傳動付的存在，主令尺寸和重量都將加大很多。而輕型主令控制器如XKB檔位少，只有3個檔位，手柄轉(zhuǎn)角分別為12°,24°,28。因為沒有增速齒輪傳動付，所以手柄轉(zhuǎn)角也是裝有凸輪片和棘輪的凸輪軸的轉(zhuǎn)角。正因為棘輪上轉(zhuǎn)角小，輕型主令控制器的檔位控制裝置制造工藝和難度加大很多。特別是有檔位手感、檔位保持機型（操作者松手后，主令能在相應(yīng)檔位停?。┕に囯y度更大。要求機殼兩側(cè)凸輪軸及凸輪軸上安裝的凸輪片、棘輪必須有極高同軸度，除零位檔以外，在每個檔位上，凸輪片的觸點閉合工作角度只有3-4°。所以說，輕型主令控制器制造難度大于中型主令控制器。因為設(shè)計難度大，這也是國內(nèi)生產(chǎn)廠家多采取仿造國外品牌，不自主創(chuàng)新研發(fā)的原因。
7、法國、德國輕型主令控制器拆解情況：
為了開發(fā)出一款堅固、耐用的操作臺專用機型投向市場。為此，在研發(fā)前期進行市場調(diào)研、走訪客戶，確定產(chǎn)品的市場定位。在技術(shù)設(shè)計階段，為了掌握法、德產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)計思路，我們對三種進口機型進行了拆解分析。被拆解主令均為客戶從運行的設(shè)備上因質(zhì)量故障換下來后送我們做研究的。拆解它們，對于我們研究產(chǎn)品的設(shè)計思路、制造工藝提供幫助，并便于了解質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因，找到解決的辦法。
拆解的輕型主令控制器樣機共有三臺：第 一臺是法國施耐德XKBE主令，型號是XKBE16110。由江西九江一鋼企提供。該主令為雙機構(gòu)“十”字形操作，有檔位手感，屬檔位保持型；第二臺也是法國施耐德主令，由深圳提供，是機場旅客登機橋上淘汰下來的。型號是XKBE34229,下按式手柄，手柄自復(fù)位，可聯(lián)動操作，無檔位手感，配2只法國XKZA15電位器（阻值1千歐）；第三臺是德國S+B公司的輕型操縱桿，由山西一焦化廠提供。型號是VCSO9614SKEBZ40，單機構(gòu)， “一”字形操作，有檔位手感，屬檔位保持型。對德國杰斯曼公司多軸控制器V11，未收集到實物，只在網(wǎng)上收集到了產(chǎn)品有關(guān)技術(shù)資料和技術(shù)參數(shù)。
拆解XKBE16110發(fā)現(xiàn)，主令機殼由鋁合金材料壓鑄而成，除操作手柄桿外，其他零部件幾乎均為工程塑料制造。觸頭組中5組觸點付集中設(shè)計在一個觸頭座上。拆解未發(fā)現(xiàn)觸頭組有問題，但發(fā)現(xiàn)檔位機構(gòu)的塑料爪前端完全磨損壞了，已檔位不清，且檔位保持失效。分析認為，塑料棘爪工作部分是R2.5的球面尖端。套筒內(nèi)的壓簧以20N的壓力使每個棘爪尖端緊貼在R30圓弧面的棘輪牙槽上滑動換擋。一次單向操作棘爪就滑行30MM弧線長度，而棘爪前端面不足3mm，二者的磨損程度相差十幾倍。所以塑料棘爪的壽命僅是塑料棘輪的1/15，因此棘爪的早期損壞是必然的，從而造成主令使用壽命短。施耐德公司也很誠實，說明書注明XKBE主令機械壽命為100萬次，相當于客戶頻繁操作，一年多的操作次數(shù)。
拆解 XKB34229發(fā)現(xiàn)：主令的手柄自復(fù)位機構(gòu)設(shè)計非常特殊，其復(fù)位功能的實現(xiàn)是依靠每個塑料棘爪套筒內(nèi)的壓簧以2KG的壓力使棘輪前端球頭緊壓在R30內(nèi)圓弧上產(chǎn)生的下滑分力實現(xiàn)。每個操作方向有對稱的兩個棘爪同步工作。復(fù)位機構(gòu)設(shè)計的確很巧妙，但不耐用，一旦弧面磨出溝紋或出現(xiàn)干摩擦，手柄復(fù)位就會出現(xiàn)問題。本機使用時間不長，被換下來的原因倒不是復(fù)位機構(gòu)出現(xiàn)問題，拆解發(fā)現(xiàn)是一個操作方向電位器無模擬信號輸出。經(jīng)檢查其原因是該電位器軸上的小齒輪塑料緊固裝置松動而造成的故障。這說明，其緊固結(jié)構(gòu)存在不可靠的問題。
這樣看來施耐德公司的XKBE檔位保持型和手柄自動回零兩種機型存在的突出問題還是出在檔位控制和自動復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)計上。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計過于精巧也確實存在可靠性差的問題。但觸頭組聚合一體的設(shè)計應(yīng)該是很先進的，但缺點是壞一個觸點組，整機就報廢，且不好維修，這也是不好的一面。
拆解德國S+B公司VCSO9614SKEBZ40輕型操縱桿：
操縱桿防塵罩已徹底壞掉，檢查發(fā)現(xiàn)末檔無電器開關(guān)量信號，拆解發(fā)現(xiàn)是觸點壞掉。另外還發(fā)現(xiàn)，三檔凸輪片因與棘輪檔位不同步，因觸點在檔位上無信號，工人裝配時，對凸輪片角度進行了修理。凸輪片上被裝配工修挫的痕跡還明顯存在。這說明產(chǎn)品棘輪檔位和凸輪片相對應(yīng)的工作部位同步性達不到要求，所以需要裝配時，工人現(xiàn)場修銼。據(jù)用戶講，該機被拆下來時，在焦化廠的煤焦車上已用了2年多的時間，這也到了其使用壽命。觸頭組有三種不同的規(guī)格，但均為橋式雙斷點。凸輪片為扇形（2mm厚），緊密套裝在凸輪軸上。因凸輪片太薄，觸頭組的動觸橋頂桿前端與凸輪片接觸應(yīng)力偏大，造成不耐磨，其電壽命估計在150萬次左右，和用戶告知的使用年限基本相吻合。此操縱桿觸頭組屬于易損件，有快換拆卸結(jié)構(gòu)。另外，棘輪檔位控制和保檔機構(gòu)十分可靠，這是個亮點設(shè)計。
VCSO9614SKEBZ40的檔位控制機構(gòu)由半徑R26的塑料扇形棘輪和單個塑料搖臂組成，搖臂端部有一只主壓簧，為提檔位保持可靠性，搖臂中間背部設(shè)有一只輔助壓簧。搖臂上裝有一只直徑為6mm的滾輪，在棘輪上滑動，處在棘輪凹槽中時實現(xiàn)檔位保持。共有4個檔位，其檔位角度分別為12°,18°,24°,30°,36°檔位手感清晰。在每個檔位上，操作員松開手，操作桿都能可靠的停留在相應(yīng)檔位上。且檔位機構(gòu)耐用，缺點是操作力較大，達15N，操作不順滑，有卡頓感覺（但不卡頓）。為了輕量化，機殼用增強尼龍制造，各轉(zhuǎn)動部位均為滑動套支承。整體結(jié)構(gòu)還算堅固、可靠。
德國杰斯曼的V11多軸控制器從在網(wǎng)上收集到的資料看，主令殼體位于中間，殼體內(nèi)有檔位控制和運轉(zhuǎn)機構(gòu)。每個操作方向觸頭盒布置在機殼的兩側(cè)，一側(cè)有兩組，另一側(cè)有一組。每一個觸頭組有兩個觸點付，每個觸點付，對應(yīng)一個凸輪片，凸輪片安裝在凸輪方軸上。整機結(jié)構(gòu)緊湊，并小型化、輕量化。
總之，我們感覺，法國、德國進口的輕型主令控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，在小型化、輕量化方面都做的相當?shù)轿?。但在堅固性、耐用性方面都存在明顯不足。相比較，德國產(chǎn)品堅固性、耐用性好過法國產(chǎn)品。國內(nèi)仿造的機型因為是照葫蘆畫瓢，都繼承了進口機型的設(shè)計缺點，此外因制造工藝不如國外，從而又增加了質(zhì)量隱患。
二、技術(shù)設(shè)計方案：
通過以上各方面的分析，給本次自主研發(fā)確定了思路和開發(fā)目標。
本次研發(fā)的思路是：公司專家團隊深知開發(fā)操作臺專用輕型主令控制器走仿造的路，達不到研發(fā)的目的。只能走自主研發(fā)的路子。確定以法國、德國的機型為參考機型。結(jié)構(gòu)造型以德國V11多軸控制器為主要參考對象，吸取德國VCSO輕型操縱桿和法國輕型主令控制器上的設(shè)計亮點，并結(jié)合我們以往對各類主令控制器多年研發(fā)經(jīng)驗，堅持不崇洋、不媚外，相信外國人能做到的，中國人一樣能做到的信念，堅信我們一定能開發(fā)出一款理想的室內(nèi)操作臺專用輕型主令控制器。在技術(shù)設(shè)計上，對產(chǎn)品的堅固性，可靠性，超長耐用性、產(chǎn)品性能、人機工程五個方面放到首位考慮和優(yōu)先保證。產(chǎn)品的小型化、輕量化放在第二位考慮。產(chǎn)品應(yīng)用范圍定位在室內(nèi)操作臺。不支持便攜式操作臺。
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計：
結(jié)構(gòu)造型主要參考德國杰斯曼V11多軸控制器機型，借鑒S+B公司的VCSO輕型操縱桿的檔位控制結(jié)構(gòu)。杰斯曼V11結(jié)構(gòu)造型設(shè)計是中間為鋁合金機殼，四側(cè)布置觸頭組。由于其單個觸頭組較厚，為此在每個操作方向上機殼一側(cè)布置2付觸頭組，另一側(cè)布置一付觸頭組。運動機構(gòu)和檔位控制機構(gòu)設(shè)計在機殼內(nèi)。操縱桿為零位機械聯(lián)鎖手柄，上提式解鎖。VCSO觸頭組也是布置在機殼兩側(cè)，但有一組布置在機殼底部。機殼內(nèi)是檔位控制和操縱裝置。其操縱手柄也是機械聯(lián)鎖手柄，上提解鎖。
本公司操作臺專用主令的結(jié)構(gòu)造型主要有兩種機型，一是檔位保持型，二是手柄自復(fù)位型。具體構(gòu)造參見如下示意圖和文字說明：
<SJ>P-XKBE輕型主令控制器機型一主要由Ⅰ.操作機構(gòu)， Ⅱ.機殼部分，Ⅲ.轉(zhuǎn)動機構(gòu) ，Ⅳ.凸輪開關(guān)組，Ⅴ.檔位保持機構(gòu)五大部分組成。
1）、操作機構(gòu)由上手球1、下手球2、操縱桿3、硅膠防塵罩4、定位桿5組成。
2）、機殼部分由增強尼龍安裝板22、機殼20、定位件16構(gòu)成。尼龍安裝板用4-M4螺釘6穿過操作臺面板8與機殼20固定在一起。底部定位件16用4-M4螺釘與機殼底部固定在一起。
3）、轉(zhuǎn)動部分由機殼內(nèi)的曲軸7、十字件15，左側(cè)凸輪軸11、右側(cè)凸輪軸18、左側(cè)滾動軸承9、右側(cè)滾動軸承19構(gòu)成。左右側(cè)凸輪軸和曲軸7硬連接在一起，前后凸輪軸與十字件15硬連接在一起，在機殼兩側(cè)滾動軸承的支承下，可以靈活轉(zhuǎn)動。
4）、凸輪開關(guān)組位于示意圖中的左側(cè)和后側(cè)，由凸輪片10、黑色觸頭座12、觸頭組框架13、觸頭組14組成。凸輪片通過方孔緊緊套裝在凸輪軸上。觸頭組安裝在觸頭組框架上的觸頭座12上。
5）、檔位保持機構(gòu)17由棘輪、雙搖臂杠桿、搖臂滾子、搖臂拉簧及棘輪上的停檔構(gòu)成的組件24及防護板23和輔助壓簧25構(gòu)成。實現(xiàn)檔位控制和末位檔限位功能。輔助壓簧的作用是助力拉簧增強檔位保持的可靠性。
機型一結(jié)構(gòu)布置特點：觸頭開關(guān)組集中布置在機殼一側(cè)，機殼另一側(cè)是檔位控制機構(gòu)，兩側(cè)的凸輪軸都處于懸臂工作狀態(tài)。滾動軸承設(shè)計在緊靠機殼部位，此種布置方式可使結(jié)構(gòu)盡可能小型化。這種結(jié)構(gòu)，其技術(shù)工藝難點在于要求機殼兩側(cè)的凸輪軸必須有極高的同軸度和對稱性，否則，圖中右側(cè)的檔位控制裝置和左側(cè)的凸輪片之間不能很好的同步工作。
自復(fù)位機型2結(jié)構(gòu)布置基本同機型一，所不同的是滾珠軸承1和滾珠軸承2設(shè)計在凸輪軸軸頭兩端。在檔位控制側(cè)增裝了手柄自復(fù)位機構(gòu)21。手柄自復(fù)位機構(gòu)由撥盤、中心臂扭簧、扭簧導(dǎo)軸等零件構(gòu)成。所有轉(zhuǎn)動部分均在兩端滾珠軸承的支承下工作。整體結(jié)構(gòu)剛性好，同軸度高，工作十分可靠。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計中的有關(guān)技術(shù)說明
1）.檔位選定：法國施耐德XKBE輕型主令控制器在國內(nèi)市場為主導(dǎo)機型。每個操作方向上檔位多為三個檔位，手柄轉(zhuǎn)角分別為1-0-1 ，12°；2-0-2 ， 20°；3-0-3 ， 28°。凸輪軸轉(zhuǎn)角與手柄轉(zhuǎn)角相同。我們考慮到變頻技術(shù)已大量采用，大多數(shù)情況下三個檔位已夠用。所以，檔位和安裝尺寸直接采用XKBE的數(shù)據(jù)。
2）.檔位保持機型的檔位控制機構(gòu)：法國XKBE檔位保持型主令控制機構(gòu)耐用度不夠，我們不予采用。我們?nèi)赃x取本公司成熟的由雙搖臂、滾子、鋼板棘輪和拉簧組成的檔位控制機構(gòu)和可靠的末位檔位限位裝置。但此處有個難題，那就是棘輪檔位角度較小，棘輪外圓直徑又受限，造成棘輪的牙槽既窄又淺，搖臂滾子嵌入牙槽的深度不夠，對于檔位保持型，鎖檔牢固性不理想。操作者松手后，有脫檔可能。為此我們參考德國S+B公司的VCSO在搖臂背面增加輔助壓簧，增強檔位保持可靠性的處理辦法，我們也在棘輪搖臂杠桿背面中間部位各增加一只輔助壓簧，正是在輔助壓簧的幫助下，棘輪檔位被可靠鎖住。操作者松開手柄后，操縱桿仍能穩(wěn)穩(wěn)停留在各個檔位上。此時手柄操作力控制在12N，操作順滑。聯(lián)動操作也不費力。符合人機工程。
3）.手柄自復(fù)位機構(gòu)：手柄自復(fù)位裝置開始我們研究分析了S+B的壓簧復(fù)位裝置和 XKDF的拉簧復(fù)位裝置。經(jīng)過反復(fù)比較后，蕞終還是采用我公司獨創(chuàng)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)中心臂扭簧復(fù)位裝置，此處進行了小型化改進設(shè)計。復(fù)位可靠，特別耐用。實現(xiàn)了操作省力，回零準確，零位永不漂移。
4）.觸頭組：觸頭組原型為德國杰斯曼V6多軸控制器的觸頭組。德國原機上觸頭組屬于易損件。觸頭組設(shè)計有快拆卸結(jié)構(gòu)。為了增加觸頭組的使用壽命，我們對觸頭組做了優(yōu)化改進，即在動觸橋挺桿與凸輪片接觸的尖端部位增加一個φ2.5的圓柱形、開口的空心金屬嵌件，硬度RC35以上。這一改進，觸頭組電壽命在150萬次的基礎(chǔ)上猛增到800萬次，達到和主令整機同壽命。
5）.凸輪片：重新設(shè)計凸輪片，凸輪片工作部位厚度為3mm,選用日本帝人聚碳酸酯制造。由于主令各檔之間角度太小，只有8°，凸輪片的觸點閉合工作角只有4°，因此凸輪片制造精度要求極高。凸輪片通過方孔緊密套裝在8*8的凸輪方軸上，并用開口擋圈軸向限位。
6）.主令帶電位器結(jié)構(gòu)：電位器工作轉(zhuǎn)角由凸輪軸上的增速齒輪帶動電位器軸固定的小齒輪實現(xiàn)的，其傳動比6.27.電位器工作角度±160°，傳動付為鋼制齒。齒輪付正確嚙合不需要調(diào)整，靠有關(guān)機件的制造精度保證。
7）.精度問題：本機中金屬機殼是各結(jié)構(gòu)組件安裝的基礎(chǔ)件。因此在每一操作方向上，左右側(cè)和前后側(cè)機殼上定位孔的同軸度控制在φ0.05以內(nèi)。而機殼兩側(cè)的組件均用止口與機殼上的定位孔定位，并用M4的螺釘緊固在機殼上。而機殼內(nèi)的回轉(zhuǎn)機構(gòu)上的凸輪軸，由滾珠球軸承支承。滾珠軸承安裝位置由機型決定。并確保機殼一側(cè)凸輪方軸套裝的多個凸輪片和機殼另一側(cè)方軸上套裝的棘輪（含復(fù)位導(dǎo)軸）同步工作。由于1-3檔各檔位之間只有8°，凸輪片的工作部位必須與棘輪上的檔位對應(yīng)。而凸輪片使觸頭組發(fā)出電信號的工作角度只有4°左右，兩端稍微不同步或不對稱，主令就不能正常工作。這也是輕型主令控制器制造工藝超高的原因所在。技術(shù)設(shè)計上我們采取了很多技術(shù)措施，確保各個零部件的制造精度和裝配精度都達到技術(shù)設(shè)計標準。
（三）產(chǎn)品試制簡介：
1、產(chǎn)品試制：公司產(chǎn)生研發(fā)操作臺專用輕型操縱桿想法起始于2017年，期間國內(nèi)不斷的有客戶向我公司求購輕型主令控制器，也有不少客戶直接建議我們盡快著手研發(fā)該產(chǎn)品。公司深知自主研發(fā)輕型主令控制器的風險和難度，所以直到2019年，公司才蕞后下決心自主研發(fā)。并組織人員開始進行社會調(diào)研，客戶訪問。新產(chǎn)品應(yīng)用市場目標定位，對新樣品拆解分析，并確定技術(shù)開發(fā)路線。
2020年正式進入技術(shù)設(shè)計階段。根據(jù)已確定的技術(shù)設(shè)計方案，按照等強度等壽命的原則，對各個零部件進行技術(shù)設(shè)計。當年就完成了第 一輪的技術(shù)設(shè)計任務(wù)。
2021年試制出幾臺新樣機，投放到公司網(wǎng)站上推廣。隨機抽一臺樣機在公司專門的壽命試驗臺上進行帶負荷200萬次壽命試驗，目的重點檢驗各零部件的強度 ，磨損情況。通過試驗發(fā)現(xiàn)設(shè)計上存在的問題，為第二輪設(shè)計改進提供技術(shù)支持。另外，產(chǎn)品放到網(wǎng)站上，目的主要是聽取市場反應(yīng)。收到國內(nèi)很多客戶詢價、求購?？蛻羟筚忁┒嗟氖翘娲▏┠偷耎KBE的產(chǎn)品。我們認為第 一輪產(chǎn)品還不夠成熟，因此第 一輪產(chǎn)品，一直未向客戶供貨。
2022年開展了第二輪的改進設(shè)計，第二輪改動很大。2022年上半年，經(jīng)過半年的優(yōu)化改進設(shè)計，下半年轉(zhuǎn)入小批量生產(chǎn)并向客戶供貨，。到2023年6月份，投放市場的近數(shù)百臺，出廠全部合格，使用中均未出現(xiàn)質(zhì)量問題。得到客戶的深度認可，產(chǎn)品的質(zhì)量和手感得到客戶的贊同。從此各機型轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)，并大量向客戶供貨。
2、因客戶需要很多年的使用，才能考核出產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性和耐用性。為了更快掌握產(chǎn)品的各項技術(shù)指標，必須進行臺架壽命試驗。我們選取兩種機型的各一臺樣機，對其做臺架帶負載壽命試驗考核，詳見產(chǎn)品試驗記錄表。
四、產(chǎn)品壽命試驗分析表：
綜合評價：
根據(jù)市場反饋，投入市場的新產(chǎn)品質(zhì)保期內(nèi)質(zhì)量可靠、耐用性得到客戶的深度認可和普遍好評。產(chǎn)品有品牌力，更有競爭力。按照公司臺架試驗結(jié)果，可以推斷，手柄自復(fù)位型高配款輕型主令控制器在頻繁操作的工況下，其正常使用年限在5年以上。檔位保持機型正常使用可在2年以上。
在小型化方面檔位保持機型與德國杰斯曼V11機型外形尺寸相當，手柄自復(fù)位型由于增設(shè)了中心臂扭簧自復(fù)位機構(gòu)，尺寸稍有增加。在輕量化方面，由于本機追求堅固扎實、可靠耐用，實現(xiàn)軸承化，增加機加工件，造成輕量化上有所不足。但與中型主令控制器相比不僅外形尺寸大為減少，整機重量也下降30%-40%。綜合看<SJ>P-XKBE操作臺專用主令控制器在性能、人機工程學(xué)等方面達到國外機型同等先進水平。在堅固性，可靠性，超耐用性及性價比諸方面均遙遙高于國內(nèi)外品牌，成為國內(nèi)室內(nèi)操作臺可選品牌。
二零二四年九月
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