【正文】 轉(zhuǎn)場困難，對于周轉(zhuǎn)時間較長的堆 場，設(shè)備利用率較低。 (4)、 目前英國泰晤士港集裝箱碼頭和 MorrisAutomation公司已完成了世界上第 1個雙提升吊具 在無人駕駛?cè)詣?軌道式集裝箱門式起重機 上應(yīng)用的試驗，可同時吊運 2個 20ft集裝箱，額定起吊能力為 50t。 軌道式集裝箱門式起重機 是最近幾年才被大量應(yīng)用于港口集裝箱 碼頭和集裝箱貨場的，但其發(fā)展迅速，已成為許多碼 頭和貨場的首選機型。 俯仰變幅起重臂的變幅速度也就是起重臂升起和降落的速度，一般落臂速度要快于升臂速度。當(dāng)?shù)蹉^需要放到地面以下吊取重物時，則地面以下深度叫下放深度，總起升高度為起升高度和下放深度的和。起重力矩的單位過去慣用 tm表示，現(xiàn)都用 KNm? 表示，它是起重機的綜合起重能力參數(shù)，能全面和確切地反映起重機的起重能力。對于俯仰變幅的起重臂，當(dāng)處于接近水平的水平夾角為 13176。通常稱為額定起重量，用“ Q”表示。 說明書介紹了起重機的三大工作機構(gòu)、常用電氣設(shè)備和 其電氣控制部分的設(shè)計，主要內(nèi)容是起重機的電氣設(shè)備和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計。任何生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，都包括兩個方面：一是滿足生產(chǎn)機械和工藝的各種控制要求，另一個是滿足電氣控制系統(tǒng)本身的制造、使用及維修的需要。它將電力網(wǎng)中的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，實現(xiàn)起重機工作的目的，同時控制各工作機構(gòu)按照工作要求進行作業(yè)。懸臂梁的作用可使起重小車在主梁上的走行距離延長，擴大作業(yè)范圍。集裝箱龍門起重機最早出現(xiàn)于 1958 年。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織為集裝箱規(guī)定了統(tǒng)一的規(guī)格、重量。社會化大生產(chǎn)愈發(fā)展，人民生活水平愈提高，物料搬運和人員的輸送量就愈大，起重機械的應(yīng)用范圍也就愈廣泛。如果以電動機作為原動機來拖動生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)，則它的驅(qū)動、傳動裝置通常稱為電力拖動系統(tǒng)。 集裝箱門起重機根據(jù)用途的 不同，有鐵路貨場用的，有港口碼頭用的。到 4039。隨著高層建筑中作為垂直運輸機械而迅速發(fā)展的施工升降機也已納入起重機械范圍。一般起重機的額定起重量是指基本起重臂處于最小幅度時允許起吊的最大起重量，也就是起重機銘牌上標(biāo)定的起重量。對于有支腿裝置的輪式起重機，還應(yīng)以有效幅度 A 表示，即用支腿側(cè)向工作時，在額定起重量下，吊鉤中心垂線到該側(cè)支腿中心線的水平距離。 對于能配用幾種不同臂長的起重機，對應(yīng)每一種長度的起重臂都有其起重特性曲線 。 2機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 5 繩比 4 繩快一倍；單繩雙比雙繩快一倍。起重機質(zhì)量利用系數(shù)（ 2 /KN m KN? ）的表示形式是以起重力矩和與此相對應(yīng)的起升高度來表示，如下式： QRHK G? 。甚至選用簡易集裝箱吊具或可更換吊鉤作業(yè)的機型，實現(xiàn)一機多用，降低設(shè)備投資。 (2)、 定位能力好，且可以提供最迅速和最有效的集裝箱存儲和檢索系統(tǒng)，易于實現(xiàn)堆場自動化，如 果和自動搬運車或移箱輸送機等配合作業(yè)，可以達到很高的作業(yè)效率。軌道式集裝箱門式起重機 還沒有像 輪胎式集裝箱門式起重機 那樣形 成完善的 參數(shù)系列，軌距和外伸距等更多的是依據(jù)集裝箱堆 場的場地條件來確定，而這也正是 軌道式集裝箱門式起重機 得以推廣的一大優(yōu)勢。 一、 起重量 軌道式集裝箱門式起重機 的起重量有 3個指標(biāo)，即額定起重量、吊具下起重量、吊鉤下起重量 。在國外， 軌道式集裝箱門式起重機 廣泛用于內(nèi)集裝箱龍門起重機設(shè)計（電氣控制部分） 8 河港 口，兼做裝卸和堆場。 門吊的工作速度有三種，根據(jù)起重機用途和起重量的不同而不同。忙閑程度是指超重機工作時的長短。所以在起升機構(gòu)的設(shè)計中，必須考慮吊具的同步升降問題?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)大多采用 1套或 2套三合一的立式行星減速機。減速器采用軸裝式或臥式，前者目 前在高效率起重機上應(yīng)用普遍，而且經(jīng)常選用三合 一驅(qū)動裝置，工作可靠，但價格較高。 PLC系統(tǒng)可以與工控機相連，與上位監(jiān)控軟件進行數(shù)據(jù)交換；還可以與司機室觸摸屏相連，將有關(guān)數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏監(jiān)控軟件，極大地方便了起重機的使用與維護。但是，僅僅這樣還不夠，更重要的還要求我們能夠正確、合理地使用起重機和它的電氣設(shè)備，注意日常的維護保養(yǎng)，執(zhí)行計劃預(yù)修制度，經(jīng)常保持設(shè)備完好，才能保證正常運行，以滿足日益發(fā)展的生產(chǎn)需要。這些都符合斷續(xù)周期性工作類型的特點，所以說起重機的主要工作機構(gòu)是斷續(xù)周期性類型運行的。 一、 接電持續(xù)率、接電次數(shù)和起動次數(shù) 在起重機的一個工作周期中，電器設(shè)備有接電工作時間，也有斷電停止工作時間。其他常用接電持續(xù)率下的輸出功率或允許電流值一般也在產(chǎn)品樣本上給出?？紤]這一因素，在接電次數(shù)高時，適當(dāng)降低允許電流值。點車一次雖然也是起動一次，但從功率損耗上講不能算全起動一次。起動次數(shù)對電動機的合理選擇與使用有很大的影響，必須引起注意。下降時有兩種情況：當(dāng)負(fù)載很輕，其重量克服不了機構(gòu)的摩擦阻力時，也是阻力負(fù)載；當(dāng) 負(fù)載較大時則為動力負(fù)載。這種制動方法常用于起升機構(gòu)下降重物時，其特點是轉(zhuǎn)速較快，且必須超過同步轉(zhuǎn)速。 在電動機的定子繞組中 ，通過單相交流電時，可以看作是在三相繞組上加了一個三相不對稱的電壓，不對稱的電壓可以分解成正序和負(fù)序兩個對稱的電壓分量。如果以電動機作為原動機來拖動生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)，則它的驅(qū)動、傳動裝通常稱為電力拖動系統(tǒng)。但抓斗門式起重譏、裝卸橋等的司機室和電氣室是隨小車一起移動的?？蓪崿F(xiàn)平滑地勻加速或勻減速運動。 起升機構(gòu)：該機構(gòu)設(shè)置有零位 、零壓、過流短路保護，正反向聯(lián)鎖、上下預(yù)限位保護，極限位置保護和應(yīng)急限位保護以及超載保護等。在機器房配置有 2臺軸流風(fēng)機，在電氣房配置有一臺軸流風(fēng)機以改善散熱條件。 門吊采用的電動機多為三相交流繞線式異步電動機 (或稱滑環(huán)電機 )。為了提高在高接電持續(xù)率下的輸出功率，電動機設(shè)計得有較高的熱容量、較低的固定損耗（即鐵損）和較大的散熱面積。 在結(jié)構(gòu)上電動機應(yīng)具有較高的機械強度，耐振性和密封性，以適應(yīng)顯著的機械振動、沖擊和工作環(huán)境多灰塵的特點。起重機常見的控制電器有開 關(guān)、接觸器、凸輪控制器、主令控制器、繼電器和電阻器等。 KTJ1— 50/2 和 KTJ1— 50/5 型控制器控制兩臺繞線型電動機，其中 KTJ1— 50/2 沒有控制電動機定子的觸頭。 KT10— 25J/7 和 KT10— 60J/7 控制器控制一臺繞線型電動機，轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器。當(dāng)轉(zhuǎn)動凸輪控制器手輪，方軸和凸輪隨之轉(zhuǎn)動，凸輪的凸出部分將小輪壓下，動觸頭離開靜觸頭，切斷電源通路；當(dāng)小輪重新嵌入凸輪凹部時，在復(fù)位彈簧的作用下動觸頭恢復(fù)原位，接通電源通路。各種型式的主令控制器中以凸輪型主令控制器應(yīng)用最廣泛。 本設(shè)計中，起重機的主起升機構(gòu)由主令控制器操作控制屏來完成 ，參見《 最新起重機械設(shè)計、制造、安裝調(diào)試、維護新工藝、新技術(shù)與常用數(shù)據(jù)及質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)實用手冊 》，根據(jù)計算所得的數(shù)據(jù)和綜合考慮以上涉及的 各種情況，成本，采用型號為 LK1。它由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)三個主要部分組成。得到延時的方法有兩種：一是線圈短路，但此時應(yīng)與線圈串聯(lián)一個電阻以防止電源短路；另一個方法是線圈從電源上斷開。 橋、門吊上普遍采用康銅板形元件 (ZB2 型 )、鐵鉻鋁帶形元件 (ZDl 型 )和鐵鉻鋁圓形元件 (ZY 型 )的電阻器。 控制器手柄的轉(zhuǎn)到第 — 檔時，電動機定子電路接通，轉(zhuǎn)子電路 因控制器電阻器觸點沒有閉合而全部接入，轉(zhuǎn)子電路處于工作狀態(tài) ；控制器的手柄轉(zhuǎn)到第二檔時，觸頭 1閉合，切除一段電阻 ；控制器 在其它冬檔位時，三相電阻依次切除 。 一、 采用變頻調(diào)速的基本考慮： 主拖動系統(tǒng) （ 1）電動機的選型（略，見上節(jié)） （ 2）調(diào)速方法：采用具有矢量控制功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)。防止溜鉤。 二、 起重機采用變頻調(diào)速的優(yōu)點 ： 可靠性提高，主要有以下幾個方面 ： 消除了電動機的薄弱環(huán)節(jié)，用鼠籠電機取代繞線電機 ， 消除了電刷和滑環(huán)等薄弱環(huán)節(jié)。 一臺變頻器驅(qū)動多臺電機并列運轉(zhuǎn)時 ， 按變頻器的額定輸出電流大于并列電機額定電流之和的 倍來選擇 。 保養(yǎng)檢查 ： 因 變頻器內(nèi)部有儲能電容器 ,切記在停電后等放電燈滅后方可進行保養(yǎng)和檢查 。 漏電斷路器請使用高次諧波對應(yīng)產(chǎn)品 。 請與電機制造商聯(lián)系 ， 必要時使用絕緣強化的電機 。 機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 27 根據(jù)《實用起重機手冊》和《 最新起重機械設(shè)計、制造、安裝調(diào)試、維護新工藝、新技術(shù)與常用數(shù)據(jù)及質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)實用手冊 》， 本設(shè)計中變頻器選用 CIMR—G7A4110（大車）、 CIMR— G7A4055（小 車）。 近年來，隨著計算機技術(shù)和電力電子器件的迅猛發(fā)展，電氣傳動和自動控制領(lǐng)域也日新月異。 門 式起重機大車、小車、副鉤、主鉤電動工作由各自的 PLC 控制，大車、小車、副鉤、主鉤電動機都運行在電動狀態(tài)，控制過程基本相似，變頻器與 PLC 之間控制關(guān)系在硬件組成以及軟件的實現(xiàn)基本相同，而主鉤電動機運行狀態(tài)處于電動、倒拉反接或 再生制動狀態(tài)，變頻器與 PLC 之間控制關(guān)系在硬件組成以及軟件的實現(xiàn)稍有區(qū)別。當(dāng)發(fā)生緊急情況時，可立即拉開緊急開關(guān) SB2，一方面機械制動將所有電動機制動，另一方面將變頻器緊急停機控制端 EMS接通，變頻器將使電動機迅速停機。 利用 PLC 控制的變頻調(diào)速技術(shù)，門 式起重機拖動系統(tǒng)的各檔速度、加速時間和制動減速時間都可以根據(jù)現(xiàn)場情況由變頻器設(shè)置，調(diào)整方便。 電器保護裝置及選用 一 、 保護箱 起重機保護箱 (柜 )是用來保護起重機及其各機構(gòu)電動機的一種專用電器裝置。當(dāng)電路發(fā)生短路時，由于短路電流很大，會燒毀電氣設(shè)備，所以必須有電器保護。在小起重量的橋、門吊上可直接用接觸器作零壓保護。 當(dāng)電網(wǎng) 電壓降到低于規(guī)定限度時，能使電動機自動脫離電網(wǎng)的電器稱為欠壓保護電器。 保護箱由閘刀開關(guān)、接觸器、過電流繼電器和信號指示燈等組成。若是改造原有系統(tǒng)，大小車電動機仍可采用原有的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，將轉(zhuǎn)子繞組引出線短接，去掉電刷和集電環(huán)，節(jié)省更換電動機的費用。位置開關(guān) SQ1 和 SQ2 裝在小車兩頭。機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 29 圖 2 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ： 要實現(xiàn)對變頻器的控制，必須對 PLC 進行編程，通過程序?qū)崿F(xiàn) PLC與變頻器信息交換的控制。 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 ： PLC 控制的門 式起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖 1 所示 ： 門 式起重機大車、小車、主鉤，副鉤電動機都需要獨立運行，大車為八 臺電動機同時拖動，所以整個系統(tǒng)有 十四 臺電動機， 4 臺變頻器傳動，并由 4 臺 PLC 分別加以控制。 本設(shè)計采用三菱 公司 FX 系列小型 PLC 控制。 而且 ，因為低速運行時冷卻效果降低的 緣故 ， 容許輸出轉(zhuǎn)矩會降低 。 需要頻繁的運轉(zhuǎn)停止時 ， 請使用控制端子的信號輸入來進行 。集裝箱龍門起重機設(shè)計（電氣控制部分） 26 而且 ， 為了不受外圍設(shè)備的干擾 ， 與強電回路 (主回路和繼電器程序回路 )分開進行接線 。 接線切勿將電源加到變頻器的輸出端子 U ， V， W， 變頻器會損壞 。 控制系統(tǒng)的故障率大為下降，原系統(tǒng)是由十分復(fù)雜的繼電系統(tǒng)和接觸器進行控制的，故障率較高。電磁抱閘在接收信號到松開約 秒鐘，因此在抱閘抱住時不能有較高的輸出頻率。本設(shè)計采用分檔。 按其控制器擋未不同，切除短接或接入開放電機外接電阻，使電阻變小或大，使電機變換運轉(zhuǎn)速度，滿足起重機工作所需要的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。 根據(jù)控制設(shè)備與所控制電動機的容量范圍，按規(guī)定選用相應(yīng)電阻器。 參見《 最新起重機械設(shè)計、制造、安裝調(diào)試、維護新工藝、新技術(shù)與常用數(shù)據(jù)及質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)實用手冊 》，根據(jù)計算所得的數(shù)據(jù)和綜合考慮以上涉及的各種情況，成本，繼電器采用 JT3（某些元件直接由 PLC 程序代替） 。轉(zhuǎn)動式交流接觸器，當(dāng)線圈通電時，銜鐵即被吸向軛鐵，帶動方軸轉(zhuǎn)動，控制觸頭的開閉，實現(xiàn) 遠(yuǎn)距離閉合、切斷電路，控制電動機的各種工作狀態(tài)。它的作用和閘刀開關(guān)類似，不同之處是由電磁操作。 LK16 型主令控制器 LK16 型主令控制器的額定電流為 10A，額定電壓為交流 380V 或直流 1 2440V。 凸輪控制器由于線路簡單、維護方便而普遍被用來控制中、小型起重機的運行機構(gòu)與小型起重機的起升機構(gòu)電動機。 KTJ1— 50/ KT10— 25J/2 和 KT10— 60J/2 的控制功率由定子回路接觸器的控制功率而定。 KT10 型凸輪控制器按額定電流分為 25A 和 60A 兩種?？刂齐娐啡萘窟x擇應(yīng)按實際工作工況、電器能力和要求的工作壽命來綜合考慮決定。不同絕緣等級的電動機往往具有相同的電磁參數(shù)。為了適應(yīng)頻繁起動的要求，提高高起動次數(shù)下的輸出功率，電動機具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較小的平均起動電流，以降低起動損耗 為了適應(yīng)頻繁的帶負(fù)荷起動、制動和逆轉(zhuǎn)，要求電動機具有較高的最大力矩值（即過載能力）。因此，起重機用的電動機與一般工業(yè)用電動機工況不同，它應(yīng)滿足如下要求 和特點 ： 電動機按斷續(xù)周期性工作類型制造。另外還配備了 2盞隔爆型手提檢修燈（可充電式）和必要的消防設(shè)備。 五、信號、通訊和照明 超負(fù)荷限制器在起升機構(gòu)吊重達到額定載荷的 95％時，發(fā)出報警信號，在達到額定載荷的 110％時，起升機構(gòu)斷電，只允許下降操作。 小車運行機構(gòu)：該機構(gòu)操作手柄為 3SA，設(shè)置前進和后退各四個檔位，可實現(xiàn)平滑地勻加速或勻減速運動。 下面簡要介紹電氣部分： 一、