【文章內(nèi)容簡介】 套三合一的立式行星減速機(jī)。 4． 小車運行機(jī)構(gòu) 根據(jù)小車軌距大小， 軌道式集裝箱門式起重機(jī) 的小車運行機(jī)構(gòu)可選用集中驅(qū)動或分別驅(qū)動。 （ 1）對于不帶懸臂的 軌道式集裝箱門式起重機(jī) ，小車軌距約為 6～ 7m，幾乎全部采用集中驅(qū)動。 （ 2）對于帶懸臂但只允許 20ft 集裝箱通過門腿的 軌道式集裝箱門式起重機(jī) ，小 車軌距約為 8～ 9m，此時小車運行機(jī)構(gòu)有的采用集中驅(qū)動，有的要用分別驅(qū)動。 10 （ 3）對于帶懸臂的需要 40ft 集裝箱通過門腿的 軌道式集裝箱門式起重機(jī) ，小車軌距約為 16m，此時小車運行機(jī)構(gòu)全部采用 2 套或 4 套獨立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動。小車采用分別驅(qū)動時，越來越多地選用三合一驅(qū)動機(jī)構(gòu)。另外，小車采用分別驅(qū)動時必須考慮小車行走時兩側(cè)車輪的同步運行問題 。 5． 大車運行機(jī)構(gòu) 軌道式集裝箱門式起重機(jī) 的大車運行機(jī)構(gòu)一般采用 4 套或 8 套獨立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。減速器采用軸裝式或臥式，前者目前在高效率起重機(jī)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。而后者屬于比較傳統(tǒng)的做法，由于技術(shù)上非常成熟，尤其成本比較低，所以在新研制的機(jī)型仍應(yīng)用得非常普遍。起升機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)大多選用盤式制動器，而大車運行機(jī)構(gòu)可選用塊式制動器、盤式制動器、液壓輪邊制動器，近年來防風(fēng)慣性制動器也有較多應(yīng)用。 6． 電氣傳動與控制系統(tǒng) 近幾年，隨著交流調(diào)速控制技術(shù)的不斷完善，絕大部分起重機(jī)采用交流驅(qū)動，直流驅(qū)動系統(tǒng)越來越少。原來所謂調(diào)速性能好的直流驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)所代替。目前的 軌道式集裝箱門式起重機(jī) 幾乎全部采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，起升機(jī)構(gòu)具有恒功率 調(diào)速功能，以實現(xiàn)滿載低速、空載高速的起升要求，提高起重機(jī)的作業(yè)效率。 PLC 控制技術(shù)已經(jīng)成為目前 軌道式集裝箱門式起重機(jī) 的基本配置。 PLC 系統(tǒng)可以與工控機(jī)相連，與上位監(jiān)控軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；還可以與司機(jī)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(jī)的使用與維護(hù)。完善的電氣保護(hù)系統(tǒng)和故障自動檢測系統(tǒng)是現(xiàn)代起重機(jī)控制技術(shù)的一個重要特點，觸摸屏成為軌道龍門吊司機(jī)室的必要配置。另外，直觀的動畫顯示、中文顯示、存儲、打印功能等也得到廣泛應(yīng)用。 11 第 2 章 門式起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu) 門式起重機(jī) 的三大工作機(jī)構(gòu)（機(jī)械傳動部分）由起升機(jī)構(gòu)、起重小車走行機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，它們分別實現(xiàn)吊裝貨物的上下升降，左右 (橫向 )搬移和前后(縱向 )搬運三個動作，構(gòu)成一個作業(yè)區(qū)域。 起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)的主要形式： （ 1） 吊鉤門式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu) ；（ 2） 抓斗門式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu) ；（ 3） 電磁門式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)和三用門式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu) ；（ 4）兩用門式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。 門吊的起升機(jī)構(gòu)根據(jù)起起重機(jī)用途的不同具有不同的形式，若起升重量在 16噸以上者，一般具有兩套起升機(jī)構(gòu)，即簡稱主鉤和副鉤。 門吊起升機(jī)構(gòu)安裝在起重 小車上，構(gòu)造如圖 所示。一般由電動機(jī)、聯(lián)軸器、傳動 (補(bǔ)償 )軸、制動器、減速器、卷簡、滑輪組、鋼絲繩和吊鉤組等組成。1237658910114 圖 起升機(jī)構(gòu) 1— 電動機(jī)； 2— 聯(lián)軸器； 3— 傳動軸； 4— 帶制動輪齒輪聯(lián)軸器； 5— 減速器； 6— 卷筒； 7— 支座架； 8— 平衡滑輪； 9— 鋼絲繩； 10— 動滑輪組； 11— 吊鉤 12 圖 傳動機(jī)構(gòu) 它的傳動過程和工作原理如下： 電動機(jī) 齒輪聯(lián)軸器 傳動軸帶制動輪齒 輪聯(lián)軸器 減速器 齒輪聯(lián)軸器 卷簡 鋼絲繩 定滑輪組 吊鉤組。 當(dāng)起動起升機(jī)構(gòu)接通電源，制動器松閘。隨著電動機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，動力 (轉(zhuǎn)矩 )通過聯(lián)軸器、傳動軸、帶制動輪聯(lián)軸器傳遞給減速器，它將電動機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩減速后，輸出低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩，然而拖動卷簡轉(zhuǎn)動。整條鋼絲繩的兩端穿繞吊鉤定滑輪組后，分別固結(jié)在卷筒的兩端部，由于卷筒的正、反轉(zhuǎn)動，吊鉤組上下升降，從而實現(xiàn)貨物的上下起落。如果在中途切斷電路，電動機(jī)被切斷動力，制動器 (常閉式 )立即抱閘制動，使貨物懸吊在空中位置。電動機(jī)與 制動器實行電氣聯(lián)鎖，只要電動機(jī)一斷電源，制動器依靠彈簧張力發(fā)生制動作用，保證了工作要求和安全作業(yè)。 小車走行機(jī)構(gòu) 門式起重機(jī)的小車運行機(jī)構(gòu)，分為雙梁小車運行機(jī)構(gòu)和單主梁小車運行機(jī)構(gòu)兩種。本設(shè)計起重機(jī)的小車運行機(jī)構(gòu)屬于雙梁型。 門吊起重小車常見的形式有： 1．雙梁門架用的起重小車，小車架下面有兩對 (四個 )走行輪，其中兩個為驅(qū)動輪，其余兩個為從動輪，其構(gòu)造如圖 2 .3 所示。 13 圖 行走機(jī)構(gòu) 雙梁門架用的起重小車，一般由小車架 (鋼 板和型鋼焊接而成 )、起升機(jī)構(gòu)和小車走行機(jī)構(gòu)等組成。起升機(jī)構(gòu)安裝在小車架平臺上。小車走行機(jī)構(gòu)又由電動機(jī)、帶制動輪齒輪聯(lián)軸器、減速器、傳動軸和輪對等組成。小車走行行機(jī)構(gòu)傳動形式一般為集中驅(qū)動，即采用一臺電動機(jī)、一臺制動器、一臺減速器驅(qū)動一對走行輪。 它的傳動過程：電動機(jī) 齒輪聯(lián)軸器 (或帶制動輪聯(lián)鎖器 ) 減速器 齒輪聯(lián)軸器 傳動軸 走行輪。 工作原理是：起動起重小車走行機(jī)構(gòu)，電動機(jī)通電，制動器松閘。動力通過聯(lián)軸器將動力 (轉(zhuǎn)矩 )輸入減速器，它將電動機(jī)的高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩變成低轉(zhuǎn)速大 轉(zhuǎn)矩，所以減速器不僅能起減速作用，而且能起到增大轉(zhuǎn)矩 (扭矩 )的作用。減速器低速軸輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過傳動軸，驅(qū)動走行輪對在軌道上滾從而實現(xiàn)起重小車、吊重 (貨物 )橫向移動于小車軌道上。 2．單主梁箱形橋架用的起重小車傳動過程和工作原理基本上與雙梁結(jié)構(gòu)用的起 重 小車相同。 大車走行機(jī)構(gòu) 1．大車運行機(jī)構(gòu)的車輪布置 一般的門式起重機(jī)的大車運行機(jī)構(gòu)車輪為四個，布置在下橫梁的四個角上。同一軌道上兩輪中心距稱為輪距，一般說輪距與跨度之比為 1/4～ 1/6 之間。當(dāng)車輪輪壓大時，可采取增加四個角上車輪數(shù)量的形式 ，兩個車輪組成一個平衡臺車，與下橫梁絞接。如果四個車輪同在一個角，可由兩個平衡臺車組成一個大的平衡臺車與下橫梁鉸接。車輪的布置形式很多，應(yīng)由設(shè)計者根據(jù)整機(jī)輪壓計算情況并考慮使用 14 單位對基礎(chǔ)的要求來確定。 2．大車運行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動形式 門吊大車走行機(jī)構(gòu)是為了完成吊重沿軌道方向移動，它亦有集中驅(qū)動和分別驅(qū)動兩種形式，但集中驅(qū)動只適用于小跨度、起重量很小的門吊上。因此，目前很少采用集中驅(qū)動，極大多數(shù)采用分別驅(qū)動。本設(shè)計的集裝箱門式起重機(jī)采用的是分別驅(qū)動。 門吊大車走行機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動是指起重機(jī)兩邊支腿下面的驅(qū)動輪 (主動輪 )分別由兩套 (對稱安裝，圖中畫了一套 )獨立的驅(qū)動裝置來驅(qū)動。為了保證左右兩個車輪同步，兩套驅(qū)動裝置由電氣控制線路實行集中控制。 分別驅(qū)動裝置由電動機(jī)、減速裝置、制動器、聯(lián)軸器和車輪等組成。按照減速方式和安裝布置的不同可分為以下幾種形式： （ 1） 標(biāo)準(zhǔn)立式減速器的驅(qū)動裝置：這種驅(qū)動方式的特點是立式減速器的輸出軸 (低速軸 )通過聯(lián)軸器與車輪軸聯(lián)接，如圖 （ a） 所示。它具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，使用壽命長的優(yōu)點。 （ 2） 車輪軸套裝于立式減速器輸出軸中的驅(qū)動裝置：如圖 （ b） 所示。 （ 3） 臥式減速器的驅(qū)動裝置。 （ 4） 減速器鏈條驅(qū)動裝置。 本課題采用的是形式（ a）。 15 123541235( a )( b ) 圖 驅(qū)動裝置 1—電動機(jī)； 2—帶輪制動器； 3—立式減速器； 4—低速軸聯(lián)軸器； 5—驅(qū)動輪； 16 第 3 章 門式起重機(jī)的電氣設(shè)備及選用 起重機(jī)的電氣部分是起重機(jī)必不可少的重要組成部分。電氣設(shè)備工作的好壞將直接影響起重機(jī)的性能。也就是說：一臺好的起重機(jī)必須要有好的電氣設(shè)備。為此，要求設(shè)計、制造部門能精心設(shè)計、認(rèn)真制造，才能造出好的電氣設(shè)備、造出好的起重機(jī)。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(jī)和它的電氣設(shè)備，注意日常的維護(hù)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。 門式起重機(jī)的工作類型及過程 斷續(xù)周期性工作類型： 生產(chǎn)機(jī)械的工作類型有連續(xù)、短時和斷續(xù)周期性三種。 斷續(xù)周期性工作類型的特點是：有一系列相似的工作周期。在每個工作周期中，機(jī)構(gòu)的工作是短時的，間斷的，其中有工作時間，也有休息時間。這些工作周期又是持續(xù)的、頻繁的、重復(fù)的進(jìn)行。 起重機(jī)吊運重物的過程是：首先將大車和小車開至吊運物的上空，放下吊鉤，升起重物，將 大車和小車開至安放重物位置的上空，放下重物，升起吊鉤，以上是一個工作周期。再將大車和小車開至另一重物的上空，進(jìn)入下一個工作周期，如此不斷的重復(fù)運行。在某一工作周期中，無論是大車，小車還是吊鉤，就一個機(jī)構(gòu)而言，都不是連續(xù)工作的，而是短時工作，其中有工作時間（本機(jī)構(gòu)工作時），也有休息時間（其他機(jī)構(gòu)工作時）。這些都符合斷續(xù)周期性工作類型的特點，所以說起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)是斷續(xù)周期性類型運行的。與之相適應(yīng)，起重機(jī)的主要電控設(shè)備（電動機(jī)、控制器、控制屏、電阻器、繼電器等）也是按斷續(xù)周期性工作類型運行的。 斷續(xù)周期性運 行時，在一個工作周期中，有工作時間，也有休息時間。對電動機(jī)或電器元件的溫升來說，開始工作時，不能達(dá)到其穩(wěn)定值，停止時，也不能冷卻到周圍介質(zhì)的溫度，如此重復(fù)多次之后，溫度便逐漸升高，最后在某兩個固定的溫度值間變化，溫度基本穩(wěn)定。按規(guī)定每一周期持續(xù)時間不超過 10min，超過 10min的應(yīng)按短時工作類型考慮。 斷續(xù)周期性運行時，各工作周期不斷重復(fù)進(jìn)行，要求電動機(jī)經(jīng)常起動和制動，電器元件經(jīng)常接通和分?jǐn)?，接電次?shù)多，工作頻繁。 斷續(xù)運行（既有工作時間又有休息時間）和不斷重復(fù)（接電次數(shù)多，工作繁重） 17 是起重機(jī)電器設(shè)備的兩 個主要特點。所以起重機(jī)用的電動機(jī)和主要電器元件（控制器、變頻器、接觸器、電阻器、繼電器等）都是專門設(shè)計的，并自成系列。 起重機(jī)常用的下降制動方法 為了使下降的重物能獲得穩(wěn)定的運行速度，需要使電動機(jī)在制動狀態(tài)下運行。異步電動機(jī)常見的制動方法有再生發(fā)電制動、反接制動和單相制動三種。 1．再生發(fā)電制動 再生發(fā)電制動發(fā)生在由于外力的作用使異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速超過其同步轉(zhuǎn)速時，此時電動機(jī)的運行狀態(tài)象一個與電網(wǎng)并聯(lián)的異步發(fā)電機(jī)，將電能反饋給電網(wǎng)。這種制動方法常用于起升機(jī)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。繞線型異步電動機(jī)應(yīng)用再生發(fā)電制動時，不能在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻器，因串接電阻后，轉(zhuǎn)速將更快，過快的轉(zhuǎn)速將引起機(jī)構(gòu)的損壞。 2．反接制動 電動機(jī)被過重的負(fù)載倒拉，就會出現(xiàn)反接制動狀態(tài)。此時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子被迫逆著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速是負(fù)值，轉(zhuǎn)子中將產(chǎn)生比靜止時更高的感應(yīng)電動勢。為了限制轉(zhuǎn)子電流不致過大，需在轉(zhuǎn)子電路中串接足夠的電阻。反接制動時，電動機(jī)把下降負(fù)載的位能變換成電能，并于從電網(wǎng)吸取的電能一起變成熱能，消耗在轉(zhuǎn)子電阻里。這種制動方法常用于起升機(jī)構(gòu)下降較重負(fù)載時，其特點是機(jī)械特性較軟。 3．單相制 動 把三相異步電動機(jī)的定子繞組接在單相電源上或把三相電源中的任何一相斷開，并在轉(zhuǎn)子電路中串接適當(dāng)?shù)碾娮?，如此時電動機(jī)由下降的重物帶動旋轉(zhuǎn)，則電動機(jī)便進(jìn)入單相制動狀態(tài)運行。 在電動機(jī)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。正序電壓在定子繞組中產(chǎn)生正序電流，而負(fù)序電壓產(chǎn)生負(fù)序電流。正序電流建立正旋轉(zhuǎn)磁場，負(fù)序電流建立負(fù)旋轉(zhuǎn)磁場。兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出正序電動勢和負(fù)序電動勢。由于兩個轉(zhuǎn)子電動勢的作用，在轉(zhuǎn)子繞組 中又產(chǎn)生正序電流和負(fù)序電流。正旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子正序電流相互作用產(chǎn)生正力矩，負(fù)旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子負(fù)序電流相互作用產(chǎn)生負(fù)力矩。電動機(jī)發(fā)出的總力矩為正力矩和負(fù)力矩之和。 任何生產(chǎn)機(jī)械都由原動機(jī)、傳動裝置、工作機(jī)構(gòu)和操縱控制設(shè)備等組成。如果以電動機(jī)作為原動機(jī)來拖動生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)，則它的驅(qū)動、傳動裝通常稱為電 18 力拖動系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的電動機(jī)、控制操縱部分，電氣電路和電氣器件等等習(xí)慣統(tǒng)稱電氣設(shè)備。 電氣設(shè)備的功用主要在于：由電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過傳動裝置拖動工作機(jī)構(gòu)；控制設(shè)備通過各種控制器件和電器元件用來控制電動機(jī)按 工作機(jī)構(gòu)的要求完成各種動作。 門吊的電氣設(shè)備主要有動力設(shè)備 —— 電動機(jī)，操作電器 —— 磁力起動器、凸輪控制器、主令控制器、接觸器、電阻器等，電氣保護(hù)裝置 —— 保護(hù)箱、過電流繼電器、熔斷器、行程限位開關(guān)、安全保護(hù)開關(guān)等；導(dǎo)電裝置以及電氣電路 —— 工作電路 (主回路 )和控制電路等組成。 電氣控制系統(tǒng) 1．電制與供電 本機(jī)采用交流 380V、 50Hz 三相四線制供電系統(tǒng)。動力回路 380V，控制回路和照明回路為 220V，安全電壓為 24V。整機(jī)供電采用磁滯式電纜卷筒供電（左右卷放有效長度為 150m），小車供電采用懸掛電纜小 車式。 2． 電力拖動與控制 本設(shè)備起升機(jī)構(gòu)、大、小車運行機(jī)構(gòu)全部采用變頻驅(qū)動裝置；控制系統(tǒng)采用三菱公司的 FX 系列 PLC；故障診斷及顯示采用觸摸屏。 3．操作： 先