【文章內容簡介】 型化，自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小，可大大降低廠房建筑物的建造成本，同時也可減小起重機的運行功率和運行成本。與通用產品相比較，起重量為 10t，跨度，通用雙梁橋式起重機自重是 24t，起重機軌面以上高度 1876mm，起重機寬度 5980mm。 德馬格起重機的自重只有 ，重量輕了 176%，起重機軌面以上高度為 920mm，降低了 104%，起重機寬度為 2980mm，外形尺寸減少了 100%。 自動化和智能化起重機的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動與控制的改進。將機械技術和電子技術相結合，將先進的計算機技術、微電子技術、電力電子技術、光纜技術、液壓技術、模糊控制技術應用到機械的驅動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)起重機的自動化和智能化。大型高效起重機的新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅動裝置、可學士學位論文 9編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設備組成。變壓變頻調速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應防碰撞技術、現(xiàn)場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術等將廣泛得到應用。使起重機具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產模式，提高單機綜合自動化水平。重點開發(fā)以微處理機為核心的高性能電氣傳動裝置，使起重機具有優(yōu)良的調速和靜動特性，可進行操作的自動控制、自動顯示與記錄，起重機運行的自動保護與自動檢測，特殊場合的遠距離遙控等，以適應自動化生產的需要。例如采用激光裝置查找起吊物的重心位置，在取物裝置上裝有超聲波傳感器引導取物裝置自動抓取貨物。吊具自動防搖系統(tǒng)能在運行速度200m／min、加速度 ／s 的情況下很快使起吊物搖擺振幅減至幾個毫米。起重機可通過磁場變換器或激光達到高精度定位。起重機上安裝近場感應系統(tǒng)，可避免起重機之間的互相碰撞。起重機上還安裝了微機自診斷監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能提供大部分常規(guī)維護檢查內容，如齒輪箱油溫、油位，車輪軸承溫度，起重機的載荷、應力和振動情況，制動器摩擦襯片的壽命及溫度狀況等。 成套化和系統(tǒng)化在起重機單機自動化的基礎上，通過計算機把各種起重運輸機械組成一個物料搬運集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產設備有機結合，與生產系統(tǒng)協(xié)調配合。這類起重機自動化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測出來的各種信息實施存儲、運算、邏輯判斷、變換等處理加工，進而向執(zhí)行機構發(fā)出控制指令。這類起重機還具有較好的信息輸入、輸出接口，實現(xiàn)信息全部、準確、可靠地在整個物料搬運集成系統(tǒng)中的傳輸。起重機通過系統(tǒng)集成，能形成不同機種的最佳匹配和組合，取長補短，發(fā)揮最佳效用。目前重點發(fā)展的有工廠生產搬運自動化系統(tǒng)，柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)，集裝箱裝卸搬運系統(tǒng)，交通運輸和郵電部門行包貨物的自動分揀與搬運系統(tǒng)等。例如生產工程機械的美國卡特皮勒公司金屬結構廠購置了一條以橋式起重機為主的物料自動搬運系統(tǒng)，用于鋼板的噴丸處理、切割和入庫的自動裝卸搬運作業(yè)，比原先采用單機操作工作效率提高了 65%。日本東芝浜川崎工廠用全自動橋式起重機組成的物料輸送系統(tǒng)來搬運柔性加工線上的夾具和工件，為機床運送毛坯或將加工好的零件送到下一工序或倉庫。這些在空間移動的起重機搬運系統(tǒng)代替了過去通常使用的自動導向搬運車，使車間的地面面積得到充分利用。 新型化和實用化結構方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結構的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，學士學位論文 10減輕自重和增加外形美觀。橋式起重機的橋架結構型式大多采用箱形四梁結構，主梁與端梁采用高強度螺栓聯(lián)接，便于運輸與安裝。在機構方面進一步開發(fā)新型傳動零部件，簡化機構。 “三合一”運行機構是當今世界輕、中級起重機運行機構的主流，將電動機、減速器和制動器合為一體，具有結構緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調整簡單、運行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點，國外已廣泛應用到各種起重機運行機構上。為使中小噸位的起重小車結構盡量簡化，同時降低起重機的尺寸高度，減小輪壓，國外已大量采用電動葫蘆作為起升機構。為了減輕自重，提高承載能力，改善加工制造條件，增加產品成品率，零部件盡量采用以焊代鑄，如減速器殼體、卷簡、滑輪等都用焊接結構。減速器齒輪都采用硬齒面，以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤式制動器的應用范圍也越來越大。此外，各機構采用的電動機都向高轉速發(fā)展，從而減小電機基座號，減輕重量與減小外形尺寸，并可配用制動力矩小的制動器。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動和全自動操縱。采用機電儀液一體化技術，提高使用性能和可靠性，增加起重機的功能。今后會更加注重起重機的安全性，研制新型安全保護裝置。重視司機的工作條件，應用人體工程學設計司機室，降低司機的勞動強度。德國近年為解決起重機吊鉤的防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術，用神經信息和模糊技術來尋找開始加速的最佳時刻，將有經驗司機防擺實際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實現(xiàn)最優(yōu)控制。模糊控制方式能確定實施自動工作的控制指令，將人們主觀上的模糊量通過模糊集合進行數(shù)字化定量，再利用計算機實現(xiàn)像熟練司機一樣的自如操作，取得了更高的效率和安全性。模糊控制作為新的控制方法已引人注目。 垃圾搬運起重機設計的主要工作本次設計針對小車的起升機構及運行機構，橋架運行機構的部件進行選型，設計校核了小車運行機構的主動車輪組和卷筒，確定選用了主梁截面尺寸。通過一系列的設計不僅有效得減輕了起重機的自重，更使起重機的結構簡潔可靠，驅動機構達到同步，起升重物高速平穩(wěn)。學士學位論文 11第 2 章 橋式垃圾搬運起重機的概況 橋式垃圾搬運起重機的功用橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。垃圾搬運起重機是用于城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾處理的特種抓斗橋式起重機，是城市生活垃圾焚燒廠垃圾供料系統(tǒng)的核心設備，位于垃圾貯存坑的上方，主要承擔垃圾的投料、搬運、攪拌、取物和稱量工作。 橋式垃圾搬運起重機的結構垃圾搬運起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構組成。起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。 起升機構起升機構包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器，帶動卷筒轉動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架，通常為焊接結構。起重機運行機構的驅動方式可分為兩大類：一類為集中驅動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調整，驅動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 起重機運行機構起重機運行機構一般只用四個主動和從動車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當車輪超過四個時，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。 橋架的金屬結構橋架的金屬結構由主粱和端粱組成，分為單主粱橋架和雙粱橋架兩類。單主粱橋架由單根主粱和位于跨度兩邊的端粱組成，雙粱橋架由兩根主粱和端粱組成。主粱與端粱剛性連接，端粱兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。主粱上焊有軌道，供起重小車運行。橋架主粱的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。學士學位論文 12箱形結構又可分為正軌箱形雙粱、偏軌箱形雙粱、偏軌箱形單主粱等幾種。正軌箱形雙粱是廣泛采用的一種基本形式，主粱由上、下翼緣板和兩側的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上，它的結構簡單，制造方便，適于成批生產，但自重較大。偏軌箱形雙粱和偏軌箱形單主粱的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主粱是由一根寬翼緣箱形主粱代替兩根主粱，自重較小，但制造較復雜。四桁架式結構由四片平面桁架組合成封閉型空間結構，在上水平桁架表面一般鋪有走臺板，自重輕，剛度大，但與其他結構相比，外形尺寸大，制造較復雜，疲勞強度較低，已較少生產?？崭硅旒芙Y構類似偏軌箱形主粱，由四片鋼板組成一封閉結構，除主腹板為實腹工字形粱外，其余三片鋼板上按照設計要求切割成許多窗口，形成一個無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺板，起重機運行機構及電氣設備裝在橋架內部，自重較輕，整體剛度大，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。 垃圾抓斗垃圾抓斗是垃圾焚燒場供料系統(tǒng)核心設備垃圾搬運起重機的輔助設備。它負責給垃圾焚燒爐供料，并承擔搬運攪拌貯坑中垃圾的作業(yè)等。其充分利用垃圾貯坑的容量，使坑內垃圾充分發(fā)酵且成分均勻。抓斗的工作環(huán)境惡劣，工作負荷繁重，維護保養(yǎng)困難，易發(fā)生故障。一旦抓斗出現(xiàn)故障，影響垃圾焚燒爐的供料，將造成垃圾焚燒場的停運，甚至可能造成城市生活垃圾收集、清運系統(tǒng)的混亂。正確選擇垃圾的抓斗非常重要。垃圾抓斗從結構形式上分為蚌殼式和爪瓣式，從驅動方式上分為機械式和液壓式。爪式液壓抓斗為多瓣結構，靠液壓缸直接驅動爪瓣實現(xiàn)開閉動作。切取容積大，抓取力大，防擺性好。對不均勻，斜面垃圾效果好，應用廣泛。起重機上小車無需增加驅動（抓斗）機構，小車體積小、靈活。四吊點六瓣液壓抓斗，帶有自動開啟、閉合及傾斜控制系統(tǒng)；由上海起帆佩納公司供貨，采用德國 PEINER 技術制造，液壓中心從德國進口，并采用 380V 交流電壓驅動。液壓缸位于抓斗外側，便于檢修，且每個液壓缸上都安裝防塵罩。抓斗供電采用與起升卷筒同步傳動的電纜卷筒，布置在小車上。稱量系統(tǒng)進行實時的動態(tài)稱量，具有超載報警、計量和統(tǒng)計打印功能。稱量傳感器安裝在小車鋼絲繩卷筒軸承底座下方。學士學位論文 13 垃圾搬運起重機作為非標特種起重機具有的特點工作環(huán)境惡劣：溫度高、濕度大、灰塵多、氣體腐蝕性強；工作載荷繁重：年平均工作時間 8000h、滿載率高、工作頻繁；維護保養(yǎng)困難：工作環(huán)境惡劣，垃圾腐爛的多種有害氣體增加了工作難度；可靠性要求高：如起重機出現(xiàn)故障無法及時彌補，將影響焚燒爐進料，造成垃圾焚燒場癱瘓。 本章小結本章簡要介紹了垃圾搬運起重機的結構形態(tài)、功用和特點等概況。垃圾搬運起重機作為非標特種橋式起重機具有所有橋式起重機的共性和技術條件要求，同時由于特殊的工作環(huán)境和功用需求又決定了垃圾搬運起重機的特殊機構構造，技術參數(shù)和工作特點，這正是現(xiàn)代起重機發(fā)展專用化的體現(xiàn)，更是現(xiàn)代起重機的發(fā)展趨勢。學士學位論文 14第 3章 起升小車的設計 橋式起重機的設計計算依據(jù)文獻[5]和文獻[6]的有關規(guī)定和公式計算。主要計算公式及計算結果如下：技術參數(shù)：結構形式：半自動控制 垃圾抓斗起重機生產率：12022 噸/日/臺 起重量： 噸（包括抓斗）工作級別：A8 跨度：抓斗容積：8m 3 抓斗自重：5380kg起升速度：50m/min(上升) / 60m/min(下降)小車運行速度：50m/min起重機供電：三相交流 380V 50HZ大車輪壓為：145KN 單機裝機容量：150Kw小車軌距： 起升機構計算按照文獻[6]的有關規(guī)定和步驟計算電動機，制動器；鋼絲繩，減速器和聯(lián)軸器等零部件。 鋼絲繩1 鋼絲繩的特性鋼絲繩是廣泛應用于起重機中的撓性構件。它具有承載能力大，卷繞性好，運動平穩(wěn)無噪音、極少突然斷裂、工作可靠等優(yōu)點。2 鋼絲繩的種類和應用起重機使用圓形截面的鋼絲繩，繩股截面也多是圓形。按鋼絲繩股內相鄰層鋼絲的接觸狀態(tài)，分點接觸、線接觸和面接觸。線接觸鋼絲繩在起重機中應用最廣，線接觸鋼絲繩分三種類型：外粗型、粗細型、密集型。按鋼絲繩捻繞次數(shù)，有單捻和雙捻之分。由若干根圓形鋼絲按螺旋狀捻繞而成的單繞鋼絲繩，剛性大，表面不光滑，在起重機上僅用作固定張緊繩。用異形截面鋼絲可以捻制成封閉繩，繩的表面光滑，能承受橫向載荷，常用作纜式起重機和架空索道的承載繩。雙繞鋼絲繩是先由鋼絲繞成股，再由股繞成繩。由于強度高，撓性好，在起重機上廣泛使用。雙繞鋼絲繩按外層繩股的捻繞方向分為右旋和左旋；按繩股和股中鋼絲的捻繞方向相同或相反而分為同向捻（鋼絲與股的捻繞方向一致）和交學士學位論文 15互捻（鋼絲與股的捻繞方向相反） 。交互捻鋼絲繩是常用的型式，由于這里繩與股的扭轉趨勢相反，互相抵消，沒有扭轉打結的趨勢，使用方便。同向捻鋼絲繩的撓性與壽命較好，但由于有強烈的扭轉趨勢，容易打結，只能用于經常保持張緊的地方，通常用于牽引式運行小車的牽引繩，不易用于起升繩。按繩芯的材料分有機芯、石棉纖維芯和金屬芯三種。用浸透油脂的麻繩作有機芯，有利于防止鋼絲繩銹蝕，減少鋼絲繩的磨損，雙繞鋼絲繩一般采用有機芯。石棉纖維芯和金屬芯鋼絲繩是用于高溫車間，金屬芯鋼絲繩能承受較大的橫向擠壓力，可在多層繞卷筒上使用。按鋼絲表面情況分光面和鍍鋅鋼絲繩。在室內或一般工作環(huán)境中大都使用光面鋼絲繩。鍍鋅鋼絲繩適于在潮濕環(huán)境或有酸性侵蝕的地方工作。按照鋼絲繩自行扭轉的程度分扭轉松散鋼絲繩（如鋼絲繩端不捆扎，或將