门座起重机专业知识第一章门座起重机概述第一节门座起重机各部分构造简介门座起重机是港口码头数量和利用最多的、构造繁芜、机构最多的、最范例的电动装卸机器。它具有较好的事情性能和独特的优胜构造，通用性好，被广泛地用在港口杂货码头。门座起重机的事情机构具有较高的运转速率，起升速率可达1.17m/s，变幅速率可达0.92m/s，利用率高，逐日夜可达22h，台时效率也很高，一样平常可达100t/h以上；它的构造是立体的，不多占用码头的面积，具有高大的门架和较长间隔的伸臂，因而具有较大的起升高度和事情幅度，能知足港口、码头、船舶和车辆的机器化妆卸、转载，充分利用港口、码头园地，适应船舶的空载、满载作业，以及地面车辆的通畅哀求；还具有高速灵巧、安全可靠的装卸能力，对提高装卸生产率，减轻繁重的体力劳动都具有重大的意义。但门座起重机也有它的缺陷，如造价高，用钢铁材料多，要较大的电力供给，一样平常轮压较大，须要坚固的地基，附属设备也较多，如变电所、电缆、隧道、坑道、电源等。一、布局及事理门座起重机又简称为门吊、门机，是电力驱动、有轨运行的臂架类起重机之一。它的布局大体上可以分为两大部分：上部旋转部分和下部运行部分。上部旋转部分安装在一个高大的门形底架（门架）上，并相对付下部运行部分可以实现360任意旋转。门架可以沿轨道运行，同时它又是起重机的承重部分。起重机的自重和吊重均由门架承受，并由它传到地面轨道上。门座起重机正是由此门形底座而得门座起重机的上部旋转部分包括臂架系统、人字架、旋转平台、司机室等，还安装有起升机构、变幅机构、旋转机构。下部运行部分紧张由门架和运行机构组成。门架底部能通火车，轨距有3过一列火车轨距为6m，称单线门架，能通过并排两列火车的轨距为10.5m，称双线门架，能通过并排三列火车的轨距为16m，称三线门架。码头前沿的门座起重机门架多属双线门架。门座底部装有行车车轮或运行台车，运行机构使整台起重机可以沿着地面上的轨道运行。门座起重机的事情事理是：通过起升、变幅、旋转种运动的组合，可以在一个环形圆柱体空间实现物品的升降、移动，并通过运行机构调度整机的事情位置，故可以在较大的作业范围内知足运移物品的须要。二、分类门座起重机根据构造类型的不同，可分为下面几种：1.以门架的构造类型为紧张标志门座起重机可以分为全门座和半门座起重机。后者不具备完全的门架，它的两条运行轨道不在同一水平面上，一条铺设在地面上，另一条铺设在库房或特设的栈桥上。2．以起重臂的构造类型为紧张标志门座起重机可分为四连杆组合臂架式门座起重机和单臂架式门座起重机两种。前者的最大优点是臂架下面的净空高度较大，因而在一定的起升高度哀求下，起重机的总高度较低，但构造繁芜，重量较大，而单臂则与上述相反。目前，海内大多采取四连杆组合臂架式起3.以上部旋转部分相对下部运行部分旋转的支承装置的构造类型为紧张标志门座起重机可分为转柱式门座起重机、定柱式门座起重机、转盘式门座起重机和大轴承式门座起重机。转盘式门座起重机构造繁芜，加工制造困难，目前较少采取；转柱式和定柱式整体稳定性好，是目前常用的形式，个中转柱式运用最多；大轴承式构造新颖、构件少，重量轻，具有广阔的发展前景。第二节门座起重机的技能参数门座起重机的技能参数是解释门座起重机事情性能的指标，也是设计和选用起重机的依据。起重机的紧张参数有：起重量、幅度、起升高度、各机构的事情速率、事情级别及生产率。此外，轨距、基距、形状尺寸、最大轮压、自重等也是主要参数。以M10－30港口门座起重机为例。表1-1给出了该型门机的紧张技能参数。表1-1M10-30型港口门座起重机技能性能表起重量（t）10吊钩25起升高度（m）抓斗16最大30幅度（m）最小8.5轨距（m）10.510.5起升速率（m/min）60（最小低落3.5）变幅速率（m/min）52回转速率（r/min）1.48运行速率（m/min）27JZR252-8回转JZR251-8电动机型运行JZR231-6最大轮压（KN）221起重机最大高度（m）45起重机总重（t）195一、起重量起重量是指起重机安全事情时所许可的最大起吊货色的质量，单位为“kg”或“t”，用“Q”表示。起重量不包括吊钩、吊环之类吊具的质量，但包括抓斗、料斗、料罐、工属具之类吊具的质量。在每一台起重机上都必须明确标出其起重量的数值。起重机起重量己有国家标准系列。表1-2列出门座起重机起重量系列。表1-2门座起重机重量系列（JB773－65）1016254063100160制造厂从利用角度出发，为了利用方便，提高事情效率，吊重与起重量相匹配。当起重量较大时，配有两套起升机构。个中，起重量较大的称为主起升机构或主钩，起重量较小的称为副起升机构或副钩。副钩的起升速率较快，可以提高轻货的吊运效率。主、副钩的起重量用一个分数来表示。例如15/3t，表示主钩的起重量为15t，副钩的起重量为3t。某些门座起重机的起重量是随幅度变革的，这时的额定起重量是指最小幅度时的最大起重量，有时也用几个数分别表示几个幅度范围内的起重量。如16t门座起重机的标注：16/10－9～22/30。意为在9～22m幅度内起重量为16t，在9～30m幅度内起重量为10t。二、幅度幅度是指起重机旋转轴线至取物装置中央线之间的间隔，单位是“m”，用“R”表示。绝大多数起重机的幅度是随起重臂所处的位置在一定范围内变革的。当起重臂外伸处于最远极限位置时，从起重机旋转中央到取物装置中央线中间的间隔称为最大幅度（Rmax）；当起重臂收回处于最近极限位置时，从起重机旋转中央到取物装置中央线之间的间隔称为最小幅度（Rmin）。旋转起重机的幅度是在最小幅度和最大幅度之间变革的。这类起重机的名义幅度指的是最大幅度值。起重机的幅度不是一个伶仃的参数，与起重量密切干系。一样平常情形下，随着幅度的增加，起重量减少，从设计方面考虑，起重机的幅度根据所需求的事情范围确定。港口门座起重机的最大幅度根据船舶尺寸确定。随着海运奇迹的发展，船舶吨位和尺寸在不断增大，相应地哀求起重机的事情幅度和起重量不断加大。最小幅度受到起重机的布局限定，应力减小，从而扩大事情范围。例如，国产港口门座起重机的最大幅度从20世纪60年代的25m已增加到现在的35m。三、起升高度起升高度是指起重机取物装置高下极限位置之间的间隔，单位是“m”，用“H”表示。下极限位置常日取为事情园地的场面或运行轨道顶面，吊钩以钩口中央为准，抓斗以最低点为准。港口门座起重机的取物装置必须低落到船舱底事情，它的下极限位量在地面以下，此时，须要标出轨面上和轨面下的起升高度，分别用H下＝H。如M10－30门座起重机起升高度H为43m，个中轨面以上起升高度H上为28m，轨面以下起升高度H下为15m。在确定起重机的起升高度时，要考虑到下列成分：起吊物品的最大高度、须要超越障碍的高度、吊具所占的高度等。对付港口门座起重机还要考虑船舶 在低潮、高潮、空载、满载时的不同情形。表1-3 示出了港口门座起 重机的幅度和起升高度数值。 表1-3 港口门座起重机的幅度和起升蒿度（JT5001—75） 起重量（t） 1016 25 最大 25 25 30 25 30 30 事情幅 起升高轨面上 22 22 25 22 28 28 15四、事情速率 起重机的事情速率包括起升、变幅、旋转和运行 个机构的事情速率。 起升速率是指起吊额定重量的物品时，吊具上升的速率，单位 升”表示。起升速率常日都很高，由于它关系到起重机的生产率。但起升 速率常常受到电动机功率限定，大致与起重量成反比，即： 升＝常数旋转速率是指起重机旋转部分每分钟的转数，单位是“r/min”， 旋表示。旋转速率规定：起重机在水平园地上，10m 高度处的风速在3m/s 以上，臂架处于最大幅度且带载时的转速。旋转速率的快慢要适宜， 若旋转速率太快，则很难使货色保持平稳，装卸时不屈安；若旋转速 度太慢，则影响装卸效率，不适应港口装卸作业的哀求。门座起重机 的旋转速率一样平常掌握在2r/min 旁边。 变幅速率是指吊具自最大幅度至最小幅度间的均匀速率，单位 变”表示。门座起重机的变幅速率一样平常掌握在O.75～0.92m/s 之间。 运行速率是指整台起重机沿固定轨面每秒钟运行的间隔，单位 行”表示。门座起重机大车在装卸作业中是不需运行的，只有当调度位置 时才需大车运行。大车运行机构是属于非事情性的，故大车运行速率 不太高，一样平常掌握在0．33～0.5m/s。 起重机的各事情机构，其事情速率应相互折衷，以免因某一机 构太快或太慢而影响起重机的全体事情循环韶光。 五、生产率 生产率是表明起重机事情能力的主要指标，单位是“t/h”，常日 以符号“A”表示。 起重机的生产率，不仅决定于起重机本身的性能（起重量、事情 速率、事情行程等），而且与货色的种类、事情条件、生产组织以及 司机的闇练程度等多种成分有关。理论上，生产率可用下式打算。 对付件杂货： 平---每次吊运货色的均匀重量，t；φ---充填系数，一样平常取为0.85； 六、轨距轨距指的是门座起重机大车运行轨道中央线之间的水平间隔， 单位是“m”。港口码头上的门座起重机的轨距多数是10．5m 基距是指起重机同一轨道上前后两组行走轮中央线之间的间隔，单位是“m”。轨距和基距的数值对有些起重机设计时选取是一样 的。例如M10－30 门座起重机，基距和轨距便是相等的，都是10．5m。 八、轮距 轮距是指起重机相邻两轴心线之问的间隔，单位是“m”。 所谓轮压便是起重机的一个运行车轮对运行轨道的压力。它是设计车轮装置的依据，是轨道支承构造和土培植计的主要原始数据。 起重机每条支腿上的压力都不是一个常数。门座起重机由于臂架的幅 度及旋转角度的改变，引起支腿的压力变革。因此，要在最不利事情 条件下或最不利非事情条件下算出支腿最大腿压，从而求出最大轮 压，最大轮压不能超过码头的承载能力。则受到起重机金属构造强度 及刚度的限定。 十、形状尺寸 在这里仅以 10t 港口门座起重机为例。门座起重机的形状尺寸 是指起重机外部的轮廓尺寸，紧张包括最小幅度时起重臂最高点距轨 道顶面的尺寸、最大幅度时起重臂最远点距旋转中央线的尺寸、尾部 旋转半径尺寸、门架净空尺寸、司机室高度以及在一条运行轨道上运 行机构台车的边缘长度等（见图1-1）。 图1-1 M10－30 门座起重机总图 电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重 量限定器；7.变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置； 11.抓斗稳定器；12.抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构； 16.运行机构 第二章 门座起重机的起升机构 第一节 起升机构概述 一、起升机构任务 任何起重机器都是依赖起升机构升降货色的。起升机构是起重机 不可短缺的事情机构，没有它就不能称其为起重机了。起升机构是最 主要的机构，并且它的事情好坏将直接影响到整台起重机的事情性 起升机构常日有以下几个方面的任务：（1）从地面上起升重物以及把重物从空中放回到地面上，与其 他机构合营实现货色的位移。 （2）机构能够以各种不同的速率起升和低落重物。 （3）能够在起升运动状态和低落运动状态下制动，使货色勾留 在空中任意位置。 （4）在电动机溘然断电的情形下，重物能够悬在空中。 （5）当电机通电后，悬空状态下的重物，能够连续起升或低落， 全体机构规复正常事情状态。 二、起升机构的组成 起升机构紧张由下列部分组成：驱动装置、传动装置、卷绕系统、 取物装置、制动装置和赞助装置。 起升机构的驱动装置是指用来实现货色升降的原动机。在电动起 重机器中，驱动装置便是电动机。 传动装置是用来联系原动机与卷筒的，并使其具有高转速、小转 矩的原动机的动力转变为低速、大转矩使令卷筒迁徙改变的装置。其任务 是通报转矩和速率。起重机器紧张采取的是机器传动，根据起重量的 大小采取开式传动和闭式传动两种。 三.起升机构事情事理 电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。机构事情时，减速 器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷入或放出，经由滑轮系统，使吊钩 实现上升或低落。机构停滞事情时，制动器使吊钩连同货色悬吊在空 中，吊钩的升降靠电动机改变转向来达到。 图2-4 起升机构布局简图 1-电动机；2-联轴节；3-制动器；4-减速器；， 钢丝绳；6 吊钩组；7-卷筒 第二节 起升机构钢丝绳的卷绕办法 根据起重机起重量的不同或用场不同，各种起重机的起升机构 钢丝绳卷绕办法差别很大，归纳起来有如下几种。 根据起升机构卷绕系统中的钢丝绳根数的不同，可将起升机构 卷绕办法分为单绳卷绕、双绳卷绕、四绳卷绕3 种类型。 单绳卷绕系统中只有一根钢丝绳。卷绕在卷筒上的钢丝绳经由 导向滑轮后与取物装置连接起来，实现货色的升降。为了提高起重量 和增大全体起升机构传动系统的速比，常日在卷绕系统中加人滑轮 双绳卷绕系统中有两根钢丝绳，它有两种卷绕形式：一种是两根钢丝绳缠绕在一个双联卷筒上；另一种是两根钢丝绳分别缠绕在两 个独立的卷筒上（见图 2-5）。上海港机厂生产的 M10－30 重机起升机构便是这种形式。前者构造紧凑、经济，常日运用在桥式起重机中；后者多用在吊钩、抓斗两用的起重机中。 图2-5 双绳卷筒卷绕系统示意图 第三节 起升机构的总体支配 起升机构的总体支配是受其事情特点、利用环境和利用哀求制 约的。在港口装卸生产中，杂货码头哀求必须有吊钩、抓斗两用的起 升机构，散货码头哀求有抓斗的起升机构。此外，起升机构的总体布 置在很大程度上取决于驱动装置的形式。 起重机的驱动形式可分为两类：集中驱动（由一台原动机带动 几个机构）与分别（单独）驱动（每个机构有各自的原动机）。 目前，集中驱动只用于以内燃机为原动力的流动式起重机，其 布局特点是传动装置与操纵系统繁芜；分别驱动常日用于供电方便的 起重机，因各机构用单独的电动机驱动，它的优点是支配方便，安装 和检修随意马虎。港口所用的门座起重机起升机构采取的便是分别驱动形 式。下面先容几种紧张的起升机构支配。 —、吊钩、抓斗两用起升机构 这种起升机构既适用于吊钩又适用于抓斗两种哀求，最常用的 是独立驱动的双电机起升机构。它是由两套完备相同的普通起升机构 组成的。利用吊钩时，两套独立的起升机构同时升降，带动吊钩升降。 利用抓斗时，个中一套作为起升绞车带动起升卷筒；另一套作为闭合 绞车带动闭合卷筒。图2-7 示出上海港机厂生产的吊钩、抓斗两用的 M10－30 型门座起重机起升机构支配简图。 图2-7 M10－30 型门座起重机起升机构简图 1-制动器；2－减速器；3－联轴节；4－电动机；5-卷筒 二、吊钩起升机构 吊钩起升机构是最普通最常用的起升机构。其事情事理前面已 先容过，这里不再阐述。下面仅就多速起升机构做一先容。 在港口装卸生产中，须要大量的通用吊钩、抓斗两用门座起重 机。但是为了适应各种货种装卸哀求，常备用分外起升机构的起重机， 多速起升机构便是个中的一种它能根据不同重量的货色，在不同事情 幅度内以不同的起升速率事情。改变事情速率常日有两种方法：一种 是直接掌握驱动电机—-电气方法；另一种是机器传动方法，通过改 变速比达到变速。下面先容后一种港口常用的方法。 变速齿轮箱： 它的布局及事理与汽车的变速器相似，只是常日 只有两个速率，布局较大略。常日用离合器或滑动齿轮转换速率，转 换只能在无载的条件下进行。应该装设闭锁装置，担保在有载的条件 下不能进行转换，以免离合器或滑动齿轮脱开时发生货色坠落的事 三、抓斗起升机构双电机驱动：由两套相同绞车组成的抓斗起升机构 为了利用双 绳抓斗，起升机构必须具备两套相同的绞车，分别驱动抓斗上的两根 钢丝绳的运动（见图 2-9）。个中起升绳连接在抓斗的头部，用来保 持抓斗的位置，闭合绳则卷绕在抓斗内的滑轮组后固定在抓斗的下横 梁上。这种构造在门座起重机、等大型起重机器中普遍采取。其事情 事理是：电动机通过联轴节与减速器的高速轴相 图2-9 双电机驱动示意图 （a）-卷筒；2-定滑轮；3-钢丝绳；4-导向滑轮； 5-抓斗；6-动滑轮；7-吊钩 （b）1-制动器；2-减速器；3-联轴节；4-电动机； 5-卷筒；6-限位器 连，减速器的低速轴与卷筒相连。当电机通电旋转时，通过联轴节、 减速器，带动卷筒旋转，将缠绕在卷筒上的钢丝绳卷进或放出，从而 实现货色的上升或低落。当机构停滞事情时，制动器将使吊具连同货 物悬吊在空中。货色的升降是靠电动机改变转向来达到的。当超载或 超起升高度时，超负荷限定器将使电动机自动断电，起到安全保护作 2-10示出抓斗事情中起升绳与闭合绳张力变革的情形。在抓 取结束开始起升时，闭合绳的张力为满斗全部重量，即 升过程中，电动机的负荷特性使两电动机的负荷趋于均匀，图2-10 事情中起升绳张力变革 S1-起升绳；S2-闭合绳；G-抓斗重量；Q-货色重量；K-动载系数 使起升绳与闭合绳的张力趋于相等，各为 1/2（G＋Q）。在开斗卸料 的初始阶段，起升绳张力略有升高，但随后即降至即是空斗重量G， 而闭合绳的张力则由1/2（G＋Q）直线低落至松弛状态。 抓斗是一种全自动的取物装置，它的抓取与卸料动作完备由起重机司机操纵，并依赖机器的力量自动进行，不须要任何赞助职员帮忙， 避免了繁重的体力劳动，同时也节省了赞助韶光，大大提高了装卸生 产率。因此，抓斗是港口装卸作业中十分主要的取物装置。抓斗除用 来装卸大量的散粒物料外，还用来抓取圆木、废钢等非散粒物料。它 被广泛地用于港口。抓斗自重较重，抓斗起重机的起重量即是抓斗自 重与抓取物料重量之和，一样平常情形下抓斗自重与抓取物料重量靠近。 因此，抓斗的紧张缺陷是自重较重。 一、抓斗的种类 1，根据抓取物料的不同，抓斗可分为矿石抓斗、废钢抓斗、煤 炭抓斗、粮食抓斗、圆木抓斗等。但通用的标准抓斗则根据抓取物料 的容量V 分为：轻型抓斗（V＜1 200 kg/m 、中型抓斗（V＝1200～2000 kg/m ）、重型抓斗（V＝2000～2600 kg/m ）及特重型抓斗（V＞2600kg kg/m 2．根据颚板数目的不同，抓斗可分为：双颚抓斗和多颚板抓斗（或多爪抓斗）（见图6-9）。多颚板抓斗颚板数为3 个以上，大多数 颚板数做成6 个。双颚抓斗紧张用来抓取容量较小的散粒物料，如粮 食、煤炭等。多颚板抓斗紧张用来装卸容重大或形状尺寸大的货色， 如大块矿石、废钢等。 图6-9 抓斗 a-双颚抓斗；b-多颚抓斗 3．根据构造和操作特点，双颚抓斗可分为双绳抓斗、四绳抓斗。 个中最常用的是双绳抓斗，它生产率高，但须要配备两套起升机构； 四绳抓斗须要两套双联卷筒起升机构。 下面阐述双绳抓斗的布局和事情事理（四绳抓斗事情事理与双 绳抓斗相同）。 二、双绳抓斗的布局和事情事理 双绳抓斗是由抓斗头部、撑杆、下横梁、颚板所组成的。颚板 对称地分别与下横梁和撑杆铰接，全体抓斗悬挂在两根钢丝绳上，这 两根钢丝绳分别叫做起升绳和闭合绳。起升绳和闭合绳经由滑轮绕在 与之相对应的两个卷筒上，也便是起升卷筒和闭合卷筒。双绳抓斗的 抓取与卸料动作是利用这两个卷筒及两根钢丝绳来操纵的，个中起升 绳直接固定在抓斗的头部，闭合绳以滑轮组的形式绕于头部和下横梁 之间（倍率常日为2～6），尾端固定在头部或下横梁上。 抓斗的作业环境恶劣，在事情时受到强烈冲击和严重磨损，因 此哀求具有良好的韧性和耐磨性。 颚板常日用钢板制成，为了增强刚性和耐磨性，边缘用厚钢板 加强，刃口最好采取高锰钢 ZGMn13 制成。刃口一样平常是平直的，只有 抓取难抓的物料（如大块物料或坚实的料堆）时，才装上高锰钢的钢 爪。钢爪可以是焊去世的，也可以制成铆接或螺栓连接的。对付抓取粮 食的抓斗，为了避免泄露，刃口制成搭接式的。 撑杆承受压力，因此哀求它有足够的断面尺寸。由于撑杆重一 些对付抓取性能是比较有利的，常日都用实心圆钢或方钢制成。在力 求减轻抓斗自重的情形下，也可以采取厚壁管或由两个角钢或槽钢焊 成方管。 6-10示出双绳抓斗的事情事理图。其事情循环可分为四步进 图6-10双颚抓斗事情过程 第一步：抓斗以伸开状态低落到货堆上，见图 6-10（a）。这时 起升绳和闭合绳以同样速率低落，抓斗完备伸开。空抓斗的重量完备 第二步：抓取物料，见图6-10（b）。这时起升绳不动，闭合绳 上升（向起升方向开动闭合卷筒），抓斗逐渐闭合。在自重浸染下， 抓斗插入料堆，抓取物料。 第三步：载货上升，见图6-10（c）。起升绳和闭合绳同步上升， 抓斗完备闭合，把满载的抓斗升到预定的高度，此时应把稳闭合绳的 速率不低于起升绳的速率，以免抓斗在升高过程中有自动开斗卸货现 象的发生。在这个步骤的初期，载货抓斗的全部重量由闭合绳承担， 然后载荷由两根绳均匀分担。 第四步：开斗卸料，见图6-10（d）。起升绳不动，闭合绳低落， 颚板逐渐伸开，物料卸出。此时，载货抓头的全部重量均由起升绳承 担，抓斗不才横梁、颚板、货色重量的浸染下，自动伸开并将货色卸 依次经由四个步骤，抓斗即完成了一个事情循环，重新处于准备抓货的状态。总之，起升绳与闭合绳以相同速率同时上升或低落时， 抓斗就保持一定的开闭程度起升或低落；当起升绳不动，闭合绳低落 或上升则使抓斗打开或闭合。其动作如表6-4。 表6-4 抓斗状况 空中伸开 逐渐闭合 满载上升 逐渐伸开 不动不动 闭合绳 低落 低落 上升上升 上升 低落双绳抓斗的起升绳与闭合绳常常成双支配，使抓斗事情时更稳 定，抓斗不易打转，同时钢丝绳直径较细，可使卷筒和滑轮直径随之 减小，这时共有4 根钢丝绳，称为四绳抓斗。其事情事理与双绳抓斗 是一样的。 变幅机构是用来实现臂架俯仰，以改变事情幅度的机构。它紧张有两 个方面的浸染：一是在知足起重机事情稳定性的条件下，改变幅度， 以调度起重机有效起重量或调度取物装置事情位置；二是在起重量的 最大幅度与最小幅度之间运移货色，以扩大起重机的作业范围。港口 装卸用门座起重机变幅机构的浸染紧张是指后者，它与其他机构联合 作业，实现货色的运移。 港口门座起重机的变幅机构为摆动臂架式变幅机构。紧张由摆 动臂架、驱动装置、传动装置、制动装置所组成。此外，还有操纵设 备、安全装置等。 二、对事情性变幅机构的哀求 为了适应事情性变幅的须要，变幅机构应知足下面两点哀求： 1．载重水平位移 使载重在变幅过程中沿水平线或靠近于水平线的轨迹移动。 2．臂架自重平衡 使臂架系统的总重心高度在变幅过程中保持不变或变革很小。 第二节 载重水平位移的补偿事理 为使载重在变幅过程中沿水平线或近似水平线移动，可以采取 多种形式来达到，但基本上可以归纳为两种类型：起升绳补偿法和组 合臂架法。在这里紧张向大家先容一下港口常用的组合臂架法。 组合臂架法的基本事理是：采取组合式臂架，依赖组合臂架端 点在变幅过程中，沿水平或靠近水平线的轨迹移动，从而使载重在变 幅过程中的高度不变或变革很小。 组合臂架法最常见的有两种：刚性拉杆式组合臂架和挠性拉索 带曲线形象鼻架式组合臂架。港口装卸生产利用的门座起重机大多采 用刚性拉杆式组合臂架——四连杆机构。 图3-1 刚性拉杆的组合臂架补偿事理 图3-1所示为采取刚性拉杆式组合臂架来使载重水平变幅的补偿 事理图。组合臂架是由主臂架、直线型象鼻架和刚性拉杆三部分组成 的。连同机架 ea 一起考虑，组合臂架实际上构成一个四连杆机构。 其补偿事理是：当臂架摆动时，象鼻架端部滑轮的轨迹是一个双叶曲 线，如果臂架系统的尺寸和支点 的位置选择适宜，则在双叶曲线中相称于起重机有效事情幅度的 ef 部分，靠近一水平线。因此， 臂架端点在变幅过程中，靠近于水平线移动。此时，如果起升绳平行 于主臂架（或刚性拉杆）支配，则在变幅过程中，起升绳的各部分长 度均不发生变革，从而实现载重靠近于水平线移动。 这种方案的紧张优点是：臂架下的事情空间较大，钢丝绳的 悬挂长度不变，货载摆动征象减小。其缺陷是：臂架为葙型构造， 自重较重，构造繁芜，迎风面积也较大，在变幅过程中，臂架难 以沿严格的水平线变幅。 第四节 变幅机构的传动形式 为使臂架绕其铰轴摆动来改变起吊货色的位置，就必须有一 套专门的驱动机构。 3-5为齿条传动的变幅机构简图。臂架直接由齿条推动，齿 条文由装设在机器房顶上的电动机通过一个封闭式的三级圆柱齿轮 减速器减速后，带动一个小齿轮，由小齿轮的旋转运动驱动齿条做直 线运动，从而推动臂架绕其轴心摆动。对付较大型的起重机，齿条常 制成针齿的形状，以便制造和维修事情。 图3-5 齿条传动的变幅机构驱动简图 1-电动机；2-液压推杆制动器；3-圆柱齿轮减速器； 4-齿型连轴节；5-齿条 由于在变幅时振动和冲击都较大，以是在齿条头部装设橡胶缓 冲装置或液压缓冲装置。其余，为了避免由于齿条超程而使臂架脱落， 确保变幅机构安全事情，齿条在变幅有效区段内两端都设有行程开 这种传动办法的紧张优点是：构造紧凑，重量轻，可以双向受力，效率高。缺陷是：由于存在齿间间隙，起、制动时有冲击；齿条 传动是开式传动，事情条件差，以是齿面易磨损。 这种传动办法由于可以在效率较高的条件下，得到相称紧凑的结 构，因而，在事情性变幅机构中得到广泛的运用。 第四章 起重机的旋转机构 第一节 旋转机构概述 旋转机构是用来支承旋转部分重量，并使令旋转部分相对付不 旋转部分做旋转运动的事情机构。它的浸染是使被起吊的货色环绕起 重机的旋转中央做旋转运动，以达到在水平面内运移货色的目的。 旋转机构是起重机的紧张事情机构之一。它只有与其他机构配 合作业，才能将货色运送到起重机事情空间范围内的任何地方。当单 独用旋转机构事情时，己被起吊的货色移动范围只是一个狭窄的圆环 4-1（a））；当旋转机构和变幅机构、起升机构联合浸染时，其事情范围是环形圆柱体空间，在平面内是一个较宽的圆环（图4-1 （b））；当旋转机构与运行机构、起升机构联合浸染时，其事情范围 扩大到相称大的空间（图4-1（c））。 图4-1 旋转机构事情空间示意图 起重机的旋转机构，不论其构造如何，均是由旋转支承装置和 旋转驱动装置两部分所组成的。旋转支承装置是用来担保起重机的旋 转部分和不旋转部分的对中，并把旋转部分的力（包括垂直力、水平 力和倾翻力矩）通报给起重机的不旋转部分的装置。旋转驱动装置是 实现起重机旋转部分相对付不旋转部分迁徙改变的实行机构。 图4-2 具有转柱式旋转机构的门座起重机简图 1-机房；2-转柱；3-上支承环；4-下十字横梁；5-门腿 4-2为具有转柱式旋转机构的门座起重机构造简图。它的旋 转部分由臂架系统、机房和转柱等组成，与转盘式旋转支承装置的旋 转部分比较多了一个转柱；不旋转部分是由上支承环、下十字横梁和 门腿组成的门座。在转柱上，与上支承环相应的位置设置滚轮，滚轮 与装在不转的上支承环内的滚道组成上支承装置。转柱下部在与下十 字横梁连接的地方，装有向心轴承和推力轴承，组成转柱的下支承装 置。旋转部分依赖上、下支承装置支承在门座上。垂直载荷由下支承 的推力轴承承受，倾翻力矩和水平力由上支承的水平滚轮和下支承的 向心轴承承受。旋转部分相对付不旋转部分的旋转，同样是靠安装在 机房内的旋转驱动机构使令与固定在门架上的大齿圈啮合的小齿轮 绕大齿圈做行星式的迁徙改变来实现的。 第三节 旋转驱动装置的构造形式 旋转驱动机构是用来实现起重机旋转部分相对付不旋转部分转 动的动力和速率的传动装置。这种装置能知足起重机低速正反转、制 动平稳、安全可靠的哀求。从受力方面考虑，旋转驱动机构必须战胜 如下阻力矩：一是旋转支承装置中的摩擦阻力矩；二是风阻力矩；三 是由道路坡度或浮船倾斜造成的旋转阻力矩。 旋转驱动机构的形式和布局，紧张是根据起重机的用场、事情 特点、起重量的大小来确定的。在实际中运用最广泛的是机器驱动。 它是由下列部分组成的：原动机、联轴节、制动器、减速器和末了一 级齿轮传动。为了担保旋转机构的可靠事情和防止过载，在传动系统 中一样平常还装设极限力矩联轴节。原动机采取电动机。 根据所采取的原动机、减速器及驱动元件的不同，机器驱动的 旋转机构有以下几种紧张驱动形式：卧式电动机-带制动轮的联轴器- 制动器-带极限力矩联轴器的涡轮蜗杆减速器-末了一级大齿轮传动； 立式电动机一联轴器一水平安装的制动器一轴线垂直支配的立式减 速器（可带极限力矩联轴节）一末了一级大齿轮传动；卧式电动机一 极限力矩联轴器一制动器一圆柱圆锥齿轮减速器一末了一级大齿轮 传动等。 港口门座起重机大多采取立式电动机--联轴器--水平安装的制 动器--轴线垂直支配的立式减速器（可带极限力矩联轴节）--末了一 级大齿轮传动。 图4-8 采取立式电机的旋转驱动机构 图4-8 示出具有这种形式的传动图。采取这种方案优点是平面 支配紧凑，霸占机房平面面积小，且传动效率高。立式减速器可以采 用二级或三级圆柱齿轮传动、圆柱行星齿轮传动、摆线针轮行星传动、 少齿差行星传动或谐齿轮传动等新型传动装置。极限力矩联轴节设在 第一级齿轮传动的大齿轮上，为担保足够的摩擦力矩，不使中间轴的 轴承受过大的轴向力，上、下摩擦锥体安装在第一级齿轮传动的大齿 轮的齿圈内侧。 这种传动方案是起重机旋转机构比较空想的驱动办法，在大型起 重机中已得到了广泛的运用。为了使传动元件受力合理，降落尺寸， 常采取两套驱动机构，用两个行星齿轮驱动。上海港机厂制造的M10 －30 型门座起重机和一些入口门座起重机均采取了这种驱动形式（图 4-9）。 图4-9 立式电机驱动机构 1-螺钉；2-螺丝；3-连接螺钉；4-底盘；5-下支承座；6-套筒； 7-球面支承垫圈；8-球面支承座圈；9-曲形枢轴；10-轴承垫圈；11- 顶块；12-顶丝；13 电缆导管 第五章 起重机的运行机构 第一节 运行机构概述 在装卸作业中，每每哀求起重机能够调度事情位置，改变事情地 点，以扩大作业范围，提高装卸效率。因此，在起重机中常日都装有 运行机构，运行机构的任务是使起重机做水平运动。 运行机构按照构造特点分为无轨运行机构和有轨运行机构两大 类。港口装卸用门座起重机运行机构均为有轨运行机构。有轨运行机 构起重机可沿着铺设的钢轨上运行。 由于这种运行机构的车轮和轨道都是钢铁制成的，故其运行阻 力小，承载能力大，构造紧凑。只管与无轨运行机构比较较事情范围 受到轨道的限定，但是仍是港口起重机的紧张运行形式。 门座起重机的运行机构属非事情性运行机构只是用来调度起重 机的事情位置。 运行机构的事情速率随起重机的用场确定。非事情性运行机构 为了筒化构造，减轻自重，常日采取较低的运行速率。 门座起重机运行机构的驱动形式是由独立的驱动装置分别驱动 各个支点上的车轮。由于这种驱动构造大略，支配方便，在港口起重 机器运行机构中得到了广泛的运用。 运行机构不论是何种构造，都是由运行支承装置和运行驱动装 置两大紧张部分组成的。运行支承装置的机器部分对付有轨运行机构 起重机紧张是均衡梁、车轮和轨道。运行驱动装置包括电动机、减速 器与制动器等。 第三节 运行驱动装置 有轨式运行驱动装置紧张包括原动机、制动器、联轴节、传动 装置等。有轨运行起重机的运行机构大多数采取电动机驱动。为适应 起重机运行机构重复短暂周期性事情的特点，与其他机构一样，互换 电驱动的起重机其原动机也采取起重和冶金机器专用的三相交流异 步电动机，型号为绕线式异步电动机JZR 或鼠笼式异步电动机。前者 由于其转子电阻可以调节，因此起动电流不大，且便于调速，故得到 广泛运用。后者布局大略，价格便宜，但起动电流大，不便于调速， 且不能承受较大的起动次数，因此，一样平常仅在功率不大或事情不十分 繁重的情形下利用。 为使起重机迅速准确地停车，运行机构中必须安装制动器。常用 的制动器为JWZ 型互换短行程双磁双块制动器，靠弹簧上闸，电磁铁 松闸。YWZ 型电动液压推杆双瓦块制动器也得到广泛运用，它是靠弹 簧上闸，电动液压推杆松闸的。与前者比较，后者具有制动平稳、工 作可靠、制动力矩大、形状尺寸小等突出优点，被广泛地运用在各种 港口起重机中。 门座起重机运行机构联轴节多数利用弹性柱销联轴节，且与制动 轮制成一体，这样大大地缩小了整体尺寸，构造紧凑。制动轮一样平常安 装在电动机的高速轴上，因高速轴所需制动力矩小，制动器可得到较 小的尺寸。 传动装置紧张采取圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动、蜗轮蜗杆减 速器加开式齿轮传动、三合一减速器传动等。 门座起重机上常用的传动装置为蜗轮蜗杆减速器加开式齿轮传 动。图5-3 为港口常见的门座起重机运行机构支配图。这种方案由于 采取蜗轮蜗杆传动，因此传动效率较低，且沿轨道方向的尺寸较大。 为了得到构造紧凑、传动效率高的驱动形式，近年来， 图5-3 门座运行机构 1-电动机；2－制动器；3－蜗轮蜗杆减速器；4-主动车轮； 5－从动车轮均衡架；6-防风夹轨器 在入口门座起重机的运行机构中，涌现了“三合一”减速器，即将电 动机、减速器、制动器三件合为一体。其优点是体积小，重量轻，结 构紧凑，安装方便，形状都雅。目前，海内正在研制这种减速器。这 种减速器采取立式电动机驱动，通过带有一级圆锥齿轮传动的减速 器，再经一级开式齿轮传动的驱动方案。 第六章门座起重机的安全装置 第一节防风锚定装置 防风锚定装置是大型起重机的一种主要安全保护装置，它的浸染 是将起重机牢牢地固定在作业园地。港口起重机均在露天园地或码头 前沿作业，常常承受风载荷浸染。由于起重机构造弘大，迎风面历年夜， 承受的风载荷也就很大，很随意马虎在风力浸染下移动滑行。如果不采取 必要的安全保护方法，就有被破坏乃至被吹翻的危险。国内外大型起 重机由于没有防风锚定装置，被大风吹走，滑移、碰击到轨道端部后 倾翻的事件很多。因此，露天作业的大型起重机器必须装设防风锚定 装置，以便随时将起童机固定起来，防止被狂风吹走。 一、防风锚定装置的种类 1.根据浸染办法，分为自动浸染与非自动浸染两大类 自动浸染的防风装置在起重机停滞运行或断电时自动地将起重 机止住。这样的防风装置能在溘然的狂风情形下起到保护浸染。它操 作方便，只要按掌握按钮即可。但它们一样平常都有布局繁芜、自重重、 本钱高档缺陷。非自动防风装置（一样平常多为手动的）布局大略，重量 轻，紧凑，价廉，随意马虎维修。但操作麻烦，费力费时。 2.根据事情事理不同分类 分为即防风固定装置、防风压轨器和防风夹轨器3 二、常用防风锚定装置简介1.防风锚定装置 该装置是将起重机与作业园地地面连接起来，布局大略，安全可 靠。但与园地连接部位，必须在建筑码头时同时造好。范例的构造形 式见图8-1。利用时需4 套装置，分别安装在大车运行机构的4 上同时利用。图8-1（a）为插销装置（大型起重机常用插板代替插 销，并且用杠杆来插入与插出）。插销装置应沿轨道园地上两侧每隔 一定间隔装设下个，以便在大风来到时能及时将起重机锁住。 图8-1 防风锚定装置 （a）插销装置；（b）链条式锚定装置；（c）插板装置 8-1（b）为链条式锚定装置。它利用链条将起重机与地面固定点连接起来，达到固定起重机的目的。 2.手动胶楔 手动胶楔是一种大略、有效的防风工具，将它插入车轮和道轨之 间，当起重机受风力移动后，车轮滚上胶楔，使车轮与轨道间的滚动 摩擦变成胶楔与轨道间的滑动摩擦，阻力增大，阻挡门座起重机连续 移动。手动胶楔的缺陷是须要靠人工插入和拔出，利用未便利，其余 它与运行机构没有电器联锁，有时会因失落误造成事件。 压力轮固定在起重机上，其下部有凹型楔块，它们之间有一定间隙。凹型楔块通过挠性件挂在上真个电动推杆（或电动液压推杆）上， 当运行电动机事情时电动推杆也事情，将楔块提起离开轨面，，使之 与压力轮相打仗，此时，起重机可以正常运行；当起重机停滞运行时， 电动推杆反转使楔块放下（若采取电动液压推杆，此时楔块在自身重 力浸染下），落在轨面上，与起重机呈浮动连接。当起重机在风力作 用下移动时，楔块不动，压力轮将沿着楔块斜面爬坡，压力轮对楔块 的垂直压力使楔块与轨面产生摩擦力，当摩擦阻力能平衡风力时，起 重机就停滞移动。楔块提起和放下时与运动机构通过限位开关联锁， 以担保防爬器正常事情并防止运行机构误动作。 楔块防爬器布局大略，制造本钱低，可靠性高，特殊是当轨道低 于码头平面时，夹轨器无法事情，它却可以正常事情。但是，它与胶 楔一样，当有台风时，起重机仍可能与楔块一起沿轨面滑动，故必须 安装其它防风锚定装置。 第二节 超负荷限定器 起重机的事情负荷是一个确定的数值，作业过程中货色的重量不 能超过额定负荷值，否则就可能造成机损、货损及人身伤亡事件。那 么，若何担保起吊的货色重量不超过额定起重量呢？现在国家劳动安 全部门已经明确规定，在大中型起重机器上必须装有防止起重机超载 作业的安全装置。这就从根本上肃清了超负荷作业的隐患。 防止起重机超载作业的安全装置有两种：一种是起重量限定器 （即超负荷限定器）；另一种是起重力矩限定器。后者用于臂架类起 重机中。随着幅度的增加，许可的起重量减少。港口装卸门座起重机 的起重量一样平常不随幅度变革，故很少运用。现仅就港口装卸门座起重 机利用的超负荷限定器先容如下。 一、超负荷限定器的种类 超负荷限定器种类很多，按事情事理紧张分为机器式和电子式2 种。机器式紧张有杠杆式、偏幸式和凸轮式3 种装置的事情事理相同，即载荷直接或间接地浸染于杠杆或者偏幸轮、凸轮上，当 引起的力矩超过事先调度好的阻力矩时，缓冲装置活塞杆受力运动， 从而碰撞限位开关，使起升机构断电，达到停车的目的。电子式超负 荷限定器利用半导体和微型电子打算机等元件。它的事情事理紧张 是：通过压力传感器来采集旗子暗记样本，即将载荷旗子暗记变为电旗子暗记，经 过运算处理。当载荷分别达到额定起重量事先调定的某些数值时，超 负荷限定器分别发出预报和报警旗子暗记，终极通过掌握电路自动割断起 升电源，迫使起升机构停滞事情。 机器式超负荷限定器布局大略，但有体历年夜、重量大等缺陷，大 多数装在中小型起重机上。电子式超负荷限定用具有集成化，调度方 便，体积小等特点。此外，电子式超负荷限定器较之机器式超负荷限 制器反应灵敏，安装方便。 二、范例机器式超负荷限定器简介 1.杠杆式超负荷限定器 图8-2 杠杆式超负荷限定器 起升钢丝绳；2-压绳滑轮；3-连杆；4-推杆；5-弹簧装置；6-起负荷开关；7-缓冲油缸 图8-2 示出国产M10－30 门座起重机上采取的杠杆式起重量限定 器构造简图。其事理是：起升钢丝绳1 从起升卷筒松出后，经由压绳 滑轮和导向滑轮，末了与吊钩装置或抓斗连接。当吊重超负荷时，钢 丝绳压向压绳滑轮，压绳滑轮滑转，迫使连杆3 向下迁徙改变，连杆一端 与推杆4 相连；当连杆向下迁徙改变一角度时，推杆战胜弹簧力浸染也相 应低落一段间隔，碰断超负荷终点开关，从而使起升机构停滞运转， 货色就不能上升，达到掌握起重量超负荷的目的。 2.PCI-1002 超载限定器 我港门座起重机多采取杭州新华仪表厂生产的 PCI-1002 超载限 制器。其紧张事理是该仪器配以电阻应变片式荷重传感器，能在起重 设备承载到额定值的 90％时，发生发火声光报警旗子暗记，提示操作职员不 要超载。若负荷连续上升到额定值的110％时，仪器发出掌握旗子暗记， 逼迫割断起重设备上升机构的电源，达到保护人身安全和设备安全的 目的。 PCI-1002 超载限定用具有如下特点： 1）高可靠设计，使得仪器能在恶劣环境中长期稳定利用； 2）精良的动载适应性； 3）清晰的数字显示，使得操作职员随时理解起重机器的载荷情 4）调度周期可长达一年以上；技能指标 1）电源电压：AC220V –20%～+20% 2)功率: <10VA 3)传感器类型:电阻应变片式荷重传感器、100Ω<传感器阻抗 <700Ω、灵敏度:0.5mV/V～3.5mV/V 4)传感器勉励电源:DC10V,最大负载电流100mA,短路保护 5)显示办法:31/2 位LED 显示 6)综合偏差: <5% 7)抗滋扰能力:共模抑制比>100db, 串模抑制比>60db 8)继电器触点输出:AC220V 0.1A 或48V 0.5A 9)事情环境温度: –20～+60 10)形状尺寸:高220mm宽145mm深75mm 11)重量:2.1kg 12)调度期:大于12 个月 按照利用解释书调试校准后, PCI-1002 超载限定器即可投入正 常事情。 第三节 限位装置 起重机在作业过程中，难免有司机操作失落误、掌握失落灵的征象发 生。为了避免这类事情的发生，必须在各个机器中装设保护装置—- 限位装置。常用的限位装置有如下几种。 一、行程限位器 行程限位器便是一个行程开关。行程开关用在各种掌握电路中， 作为掌握运动机构的行程，变换其运行方向或速率之用。如在门座起 重机中，起升高度和低落深度的极限位置的限位，起重臂的增幅与减 幅的极限位置的限位，都是采取行程开关来完成的。 各种行程开关只管其形状和内部接线各有不同，但基本构造和工 作事理是相同的。 图8-3 行程开关示意图 （a）行程开关形状图（b）行程开关构造图 1-常闭触头；2-常开触头；3-触桥；4-复位弹簧；5-推杆 图8-3 分别示出行程开关形状图和行程开关构造图。行程开关都 有一个封闭的铁壳，里面各有一副或几副常开和常闭触头。动触头与 推杆相连，静触头装在胶木座上，当推杆被运动机构的撞块推动时， 使常闭触头断开（常开触头闭合），从而割断（或接通）某掌握电路， 使电动机断电，或者改变转向及速率。当撞块浸染消逝，推杆在弹簧 浸染下恢复原来状态。 二、起升高度限位器 起升高度限位器的浸染是防止司机操作轻忽或其他缘故原由而使吊 钩过卷扬，从而担保起重机在设计容许的起升高度范围内事情。吊钩 过卷扬时，可能拉断起升钢丝绳使吊钩与重物一起落下，或者挤碎滑 轮，也可能使起重臂后倾，乃至发生起重机倾覆的事件，造成重大损 失落。因此，规定起重必须装有起升高度限位器，使吊钩起升到一定高 度时能自动割断电动机电源而停滞事情。在门座起重机上还装有低落 深度限位器，担保钢丝绳在卷筒上留有一定的安全圈数（一样平常为2～ 起升高度限位器有几种类型：压绳式限位器、螺杆式限位器和重锤式限位器。 1．压绳式限位器 图8-4 压绳式限位器 1-卷筒；2-起升绳；3-小滑轮；4-光杆；5、6-起升、低落限位 8-4是压绳式限位器事情事理图。起升钢丝绳卡在小滑轮槽 中，小滑轮套在光杆上，沿光杆两端装有行程开关，位置可以调节。 当吊钩起升或低落时，起升钢丝绳沿卷筒旁边移动，钢丝绳带动小滑 轮沿光杆旁边移动，当达到起升（或低落）极限位置时，小滑轮碰到 起升限位开关（或低落限位开关）的推杆，而使常闭触头断开，割断 电源打仗的线圈电路，电动机断电停滞事情。 2.螺杆式限位器 图8-5 螺杆式限位器 1-卷筒轴；2-卷筒限位支板；3-方头螺杆；4-固定光杆； 5-移动螺母；6-限位开关；7-调度螺母；8-外壳 图8-5 为螺杆式限位器的事理简图。方头螺杆的方头套在卷筒的 轴端方孔内。当卷筒旋转时，螺杆也随着迁徙改变，与螺杆啮合的螺母由 于光杆的导向浸染，沿螺杆轴向旁边移动。当取物装置上升到极限位 量时，螺母触动限位开关的推杆，使常闭触头断开，割断电路，电动 机停滞事情，从而达到掌握起升高度的目的。如需改变起升高度，只 要调度螺母到限位开关的间隔即可。 3．重锤式限位器 图8-6 重锤式限位器 1-重块；2-限位开关；3-挡板；4-角钢；5-重锤 图8-6 为重锤式限位器事理筒图。重块1 由于本身的重量将限位 开关的右活动臂压在挡板3 上，使开关的触头处于闭合状态。重块1 的位置用套环来固定，套环套住吊钩的钢丝绳。当吊钩升到最高位置 时，角钢4 碰到重块1，并将它托起。这时由于开关在活动壁上重锤 的浸染，使杠杆转过一个角度，闭合触头断开，割断掌握电路，使电动机停滞事情。
