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重慶交通大學(xué)二OO八屆機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
前 言
第二次世界大戰(zhàn)以后，在運(yùn)輸業(yè)發(fā)生了一場(chǎng)技術(shù)革命——集裝箱運(yùn)輸。六十年代中期集裝箱運(yùn)輸受到世界各國(guó)的普遍重視，從而得到了迅速發(fā)展，以形成一個(gè)完整的體系。國(guó)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。為發(fā)展集裝箱運(yùn)輸，又出現(xiàn)了許多種類的裝卸機(jī)械，集裝箱龍門起重機(jī)就是其中的一種。
集裝箱龍門起重機(jī)由普通龍門起重機(jī)發(fā)展而來(lái)，是專門用來(lái)裝卸集裝箱的一種起重機(jī)，被廣泛的用于碼頭、車站、貨場(chǎng)等。集裝箱龍門起重機(jī)最早出現(xiàn)于1958年。1965年以后軌道式集裝箱龍門起重機(jī)有了很大的發(fā)展，隨后在1971~1972年輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)又有顯著的增多。
目前，國(guó)內(nèi)外集裝箱龍門起重機(jī)正朝著裝卸自動(dòng)化的方向發(fā)展，為了提高裝卸效率，采用計(jì)算機(jī)控制起重機(jī)的各種動(dòng)作，它可以安全、準(zhǔn)確的將集裝箱搬運(yùn)到指定的位置。
隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，起重機(jī)械在不斷地發(fā)展和完善。這是因?yàn)椋鹬貦C(jī)械是物流機(jī)械化系統(tǒng)中的重要設(shè)備。社會(huì)化大生產(chǎn)愈發(fā)展，人民生活水平愈提高，物料搬運(yùn)和人員的輸送量就愈大，起重機(jī)械的應(yīng)用范圍也就愈廣泛。根據(jù)人類生產(chǎn)和生活的需要．許多具有持殊用途的新型設(shè)備不斷出現(xiàn)。
門式起重機(jī)(也稱門吊)是屬于橋式類型起重機(jī)的一種，由于它的金屬結(jié)構(gòu)象門形框架，承載主梁下安裝兩條文腿，可以直接在地面的軌道上走行，并且主梁兩端具有懸臂梁(主梁的延長(zhǎng))，相似“龍門”故稱為龍門起重機(jī)。懸臂梁的作用可使起重小車在主梁上的走行距離延長(zhǎng)，擴(kuò)大作業(yè)范圍。
門式起重機(jī)也是由機(jī)械傳動(dòng)、金屬結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備三大部分組成。機(jī)械傳動(dòng)部分又由起升機(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。即為門式起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)，它們分別實(shí)現(xiàn)吊裝貨物的上下升降，左右(橫向)搬移和前后(縱向)搬運(yùn)三個(gè)動(dòng)作，構(gòu)成一個(gè)作業(yè)區(qū)域。
任何生產(chǎn)機(jī)械都由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)和操縱控制設(shè)備等組成。如果以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)，則它的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)裝置通常稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的電動(dòng)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)備部分主要由電動(dòng)機(jī)、電器元件和電氣線路等組成。它將電力網(wǎng)中的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)工作的目的，同時(shí)控制各工作機(jī)構(gòu)按照工作要求進(jìn)行作業(yè)。
電氣設(shè)備的功用主要在于：由電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作機(jī)構(gòu)；控制設(shè)備通過(guò)各種控制器件和電器元件用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)按工作機(jī)構(gòu)的要求完成各種動(dòng)作。
起重機(jī)的電氣設(shè)備主要有動(dòng)力設(shè)備——電動(dòng)機(jī)，操作電器——磁力起動(dòng)器、凸輪控制器、主令控制器、變頻器、接觸器、電阻器、繼電器等，電氣保護(hù)裝置——保護(hù)箱、過(guò)電流繼電器、熔斷器、行程限位開(kāi)關(guān)、安全保護(hù)開(kāi)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。
集裝箱門式起重機(jī)門式起重機(jī)的一種，是專門用來(lái)裝卸和堆碼集裝箱的一種高效率裝卸設(shè)備。由于它的金屬結(jié)構(gòu)(骨架)也象“龍門”， 與前面所介紹的普通用途的門式起重機(jī)類似，所以稱為集裝箱門式起重機(jī)。
集裝箱門起重機(jī)根據(jù)用途的不同，有鐵路貨場(chǎng)用的，有港口碼頭用的。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，有起升機(jī)構(gòu)帶剛性吊桿的和帶撓性懸掛吊具；根據(jù)集裝箱載重量大小可分為5噸、10噸、20噸和30.5噸幾種；還有根據(jù)走行機(jī)構(gòu)的不同，有輪胎式和軌道式。
談到起重機(jī)的電氣設(shè)備，必涉及起重機(jī)的電氣控制的設(shè)計(jì)問(wèn)題。任何生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都包括兩個(gè)方面：一是滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝的各種控制要求，另一個(gè)是滿足電氣控制系統(tǒng)本身的制造、使用及維修的需要。因此，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩方面。前者決定起重機(jī)的使用效能和自動(dòng)化程度，即決定起重機(jī)設(shè)備的先進(jìn)性、合理性。后者決定電氣設(shè)備生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟(jì)性、外觀等性能。
本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)為重慶寸灘港的軌道式集裝箱門式起重機(jī)，該起重機(jī)采用雙主梁，跨距40.5t-40m，兩端有效懸臂10m，可進(jìn)行20'到40'國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)及堆放等作業(yè)，進(jìn)行集裝箱門式起重機(jī)電氣控制部分和小車機(jī)器房部分的設(shè)計(jì)，電氣控制部分采用三菱可編程控制器(PLC)控制，需畫出電氣原理圖和電氣布置，編寫PLC梯形圖程序，說(shuō)明工作原理。設(shè)計(jì)起重機(jī)的機(jī)器房結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建實(shí)體模型，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
說(shuō)明書介紹了起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)、常用電氣設(shè)備和其電氣控制部分的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容是起重機(jī)的電氣設(shè)備和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
第1章 軌道式集裝箱門式起重機(jī)
1.1 概述
起重機(jī)械是一種對(duì)重物能同時(shí)完成垂直升降和水平移動(dòng)的機(jī)械。在工業(yè)和民用建筑工程中，起重機(jī)械作為主要施工機(jī)械用于建筑構(gòu)件和材料在運(yùn)輸過(guò)程的裝卸，并將構(gòu)件吊到設(shè)計(jì)位置進(jìn)行安裝等，不僅解決了人力無(wú)法勝任的作業(yè)，而且能保證工程質(zhì)量，縮短工期，降低成本，成為極其重要的建筑施工機(jī)械。
起重機(jī)械的分類：起重機(jī)械的種類很多，按使用的動(dòng)力設(shè)備可分為內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力兩種；按起重機(jī)載荷率可分為輕型、中型、重型、特重型四類；按起重結(jié)構(gòu)可分為龍門式和臂架式兩類；按回轉(zhuǎn)臺(tái)的角度可分為全回轉(zhuǎn)式和非全回轉(zhuǎn)式；按行走機(jī)構(gòu)的構(gòu)造可分為固定式和移動(dòng)式兩類。建筑施工中常用的為移動(dòng)式起重機(jī)，包括：塔式起重機(jī)、汽車式起重機(jī)、輪胎式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)，以及最基本的起重機(jī)械———卷?yè)P(yáng)機(jī)等。隨著高層建筑中作為垂直運(yùn)輸機(jī)械而迅速發(fā)展的施工升降機(jī)也已納入起重機(jī)械范圍。
起重機(jī)械的主要性能參數(shù)包括：起重量、工作幅度、起重力矩、起升高度以及工作速度等。
一、起重量
起重量是指起重機(jī)能吊起重物的質(zhì)量，其中應(yīng)包括吊索和鐵扁擔(dān)或容器的質(zhì)量，它是衡量起重機(jī)工作能力的一個(gè)重要參數(shù)。通常稱為額定起重量，用“Q”表示。起重量的單位過(guò)去慣用“t”表示，現(xiàn)都用“KN”表示（10KN約等于1t）。起重機(jī)隨著工作幅度的變化，其起重量也隨之變化。因此，額定起重量有最大起重量和最大幅度起重量之分。最大起重量是指基本起重臂處于最小幅度時(shí)所允許起吊的最大起重量；最大幅度起重量是指基本起重臂處于最大幅度時(shí)所允許起吊的最大起重量。一般起重機(jī)的額定起重量是指基本起重臂處于最小幅度時(shí)允許起吊的最大起重量，也就是起重機(jī)銘牌上標(biāo)定的起重量。
二、工作幅度
工作幅度是指在額定起重量下，起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線的水平距離，通常稱為回轉(zhuǎn)半徑或工作半徑，用“R”表示，單位為“m”。工作幅度表示起重機(jī)不移位時(shí)的工作范圍，它包括最大幅度(Rmax)和最小幅度(Rmin)兩個(gè)參數(shù)。對(duì)于俯仰變幅的起重臂，當(dāng)處于接近水平的水平夾角為13°時(shí)，從起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線的水平距離最大，為最大幅度；當(dāng)起重臂仰到最大角度（一般水平夾角為78°）時(shí)，回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線距離最小，為最小幅度。對(duì)于小車變幅的起重臂，當(dāng)小車行到臂架頭部端點(diǎn)位置時(shí)，為最大幅度；當(dāng)小車處于臂架根部端點(diǎn)位置時(shí)，為最小幅度。起重機(jī)的起重量，隨幅度變化而變化，同一臺(tái)起重機(jī)，幅度不同，其起重量也不同。對(duì)于有支腿裝置的輪式起重機(jī)，還應(yīng)以有效幅度A表示，即用支腿側(cè)向工作時(shí)，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。有效幅度反映起重機(jī)的實(shí)際工作能力；沒(méi)有使用支腿側(cè)向工作時(shí)，則工作幅度用A1（ 單胎）或A2（雙胎）表示。
三、起重力矩
起重力矩是指起重機(jī)的起重量與相應(yīng)幅度的乘積，以M表示，M=RQ。起重力矩的單位過(guò)去慣用tm表示，現(xiàn)都用 表示，它是起重機(jī)的綜合起重能力參數(shù)，能全面和確切地反映起重機(jī)的起重能力。塔式起重機(jī)需要經(jīng)常在大幅度情況下工作，故以起重力矩作為表示型號(hào)的主參數(shù)。塔式起重機(jī)的起重力矩，通常是指最大幅度時(shí)的起重力矩。起重機(jī)的起重特性曲線是表示起重機(jī)的起重量與幅度關(guān)系的曲線，不同幅度有不同的額定起重量，將不同幅度和相應(yīng)的額定起重量以線連接起來(lái)，可以繪制成起重特性曲線。所有起重機(jī)的操縱臺(tái)旁都有這種曲線圖，使操作人員能很快地查出起重機(jī)在某一幅度時(shí)的最大起重量。
對(duì)于能配用幾種不同臂長(zhǎng)的起重機(jī)，對(duì)應(yīng)每一種長(zhǎng)度的起重臂都有其起重特性曲線。
四、起升高度
起升高度是指自地面到吊鉤鉤口中心的距離，用“H”表示，單位“m”，它的參數(shù)標(biāo)定值通常以額定起升高度表示。額定起升高度是指滿載時(shí)吊鉤上升到最高極限，自吊鉤中心到地面的距離。當(dāng)?shù)蹉^需要放到地面以下吊取重物時(shí)，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。對(duì)于動(dòng)臂式起重機(jī)，當(dāng)起重臂長(zhǎng)度一定時(shí)，起升高度隨著幅度的減少而增加，這一特性可以用起升高度曲線表示，它和起重特性曲線相對(duì)應(yīng)。
五、工作速度
起重機(jī)的工作速度包括起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走等速度。
1、起升速度 起升速度是指起重吊鉤上升或下降的速度，單位為“m/min”。起重機(jī)的起升速度和起升機(jī)構(gòu)的卷?yè)P(yáng)牽引速度有關(guān)，而且和吊鉤滑輪組的倍率有關(guān)。2繩比4繩快一倍；單繩雙比雙繩快一倍。一般表示起升速度參數(shù)，應(yīng)注明繩數(shù)。
2、變幅速度 變幅速度是指吊鉤從最大幅度到最小幅度的平均線速度，單位為“m/min”。
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。
3、回轉(zhuǎn)速度 回轉(zhuǎn)速度是指起重機(jī)在空載情況下，其回轉(zhuǎn)臺(tái)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為“r/min”。
4、行走速度 行走速度是指起重機(jī)在空載情況下，行走時(shí)最大的速度，單位為“m/min”。
六、自重及質(zhì)量指標(biāo)
1、自重 起重機(jī)的自重是指起重機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)起重機(jī)本身的總重，以“G”表示，單位為“t”或“KN”。
2、質(zhì)量指標(biāo) 質(zhì)量指標(biāo)是指起重機(jī)在單位自重下有多大的起重能力，通常用質(zhì)量利用系數(shù)K表示，它反映了起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和材料的技術(shù)水平，K值越大越先進(jìn)。起重機(jī)質(zhì)量利用系數(shù)（ ）的表示形式是以起重力矩和與此相對(duì)應(yīng)的起升高度來(lái)表示，如下式：。
目前集裝箱堆場(chǎng)機(jī)械的種類很多，主要有輪胎式集裝箱門式起重機(jī)、軌道式集裝箱門式起重機(jī)、集裝箱跨運(yùn)車、集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)、集裝箱叉車等。其中以輪胎式集裝箱門式起重機(jī)和軌道式集裝箱門式起重機(jī)為主，這兩種機(jī)型可以更有效地利用場(chǎng)地空間。
軌道式集裝箱門式起重機(jī)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(chǎng)的，但其發(fā)展迅速，已成為許多碼頭和貨場(chǎng)的首選機(jī)型。綜述：
(1)、軌道式集裝箱門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多。結(jié)構(gòu)形式的選擇與軌道式集裝箱門式起重機(jī)的工作場(chǎng)地和工作性能關(guān)系密切。在大中型集裝箱碼頭，多采用不帶懸臂的機(jī)型，這種結(jié)構(gòu)形式可以獲得更高的裝卸效率和工作可靠性，白重更輕。在許多中小港口、內(nèi)河碼頭以及鐵路貨場(chǎng)等，對(duì)作業(yè)效率的要求不是很高，所以更多地選用帶懸臂的機(jī)型，以提高場(chǎng)地利用率。甚至選用簡(jiǎn)易集裝箱吊具或可更換吊鉤作業(yè)的機(jī)型，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，降低設(shè)備投資。
(2)、軌道式集裝箱門式起重機(jī)可以最大限度地實(shí)現(xiàn)堆場(chǎng)作業(yè)的自動(dòng)化，也可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，而這是一般輪胎式集裝箱門式起重機(jī)所不具備的。
(3)、軌道式集裝箱門式起重機(jī)以電力為動(dòng)力，環(huán)保性能良好，而且受日益上漲的燃油價(jià)格的影響很小。
(4)、目前英國(guó)泰晤士港集裝箱碼頭和MorrisAutomation公司已完成了世界上第1個(gè)雙提升吊具在無(wú)人駕駛?cè)詣?dòng)軌道式集裝箱門式起重機(jī)上應(yīng)用的試驗(yàn)，可同時(shí)吊運(yùn)2個(gè)20ft集裝箱，額定起吊能力為50t。這是該機(jī)型向更高效率發(fā)展的一個(gè)有益探索。
1.2 軌道式集裝箱門式起重機(jī)的特點(diǎn)
軌道式集裝箱門式起重機(jī)在我國(guó)鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用較早，而在港口的應(yīng)用只是最近十幾年的事情，且先主要用于內(nèi)河小型集裝箱碼頭。近年來(lái)，軌道式集裝箱門式起重機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，隨著國(guó)際燃油價(jià)格的不斷上漲，許多集裝箱碼頭正在考慮放棄原定的輪胎式集裝箱門式起重機(jī)堆場(chǎng)方案而改用軌道式集裝箱門式起重機(jī)方案。與輪胎式集裝箱門式起重機(jī)相比，軌道式集裝箱門式起重機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)、場(chǎng)地利用率更高，跨中一般可堆放8一l5列集裝箱加1個(gè)或多個(gè)車道，而標(biāo)準(zhǔn)的輪胎式集裝箱門式起重機(jī)跨中只能堆放6列集裝箱加1個(gè)車道。
(2)、定位能力好，且可以提供最迅速和最有效的集裝箱存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)堆場(chǎng)自動(dòng)化，如果和自動(dòng)搬運(yùn)車或移箱輸送機(jī)等配合作業(yè)，可以達(dá)到很高的作業(yè)效率。
(3)、各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度更高，作業(yè)效率更高。
(4)、以電力為動(dòng)力，無(wú)廢氣排放，噪聲低，環(huán)保性能好。但是，軌道式集裝箱門式起重機(jī)也有許多不足，比如地面軌道安裝要求較高，起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)困難，對(duì)于周轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的堆場(chǎng)，設(shè)備利用率較低。另外，起重機(jī)運(yùn)行軌道的存在，使路面不再平整。有的軌道式集裝箱門式起重機(jī)還帶有吊鉤橫梁，可以與集裝箱吊具實(shí)現(xiàn)快速互換，以實(shí)現(xiàn)重大件雜貨的吊裝作業(yè)。還有的軌道式集裝箱門式起重機(jī)可以橫跨港池或利用長(zhǎng)懸臂裝卸船舶，這在中小港口可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，降低設(shè)備投資。
目前，輪胎式集裝箱門式起重機(jī)有一些行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正在制定過(guò)程中。軌道式集裝箱門式起重機(jī)還沒(méi)有像輪胎式集裝箱門式起重機(jī)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(chǎng)的場(chǎng)地條件來(lái)確定，而這也正是軌道式集裝箱門式起重機(jī)得以推廣的一大優(yōu)勢(shì)。
1.3 軌道式集裝箱門式起重機(jī)的分類
軌道式集裝箱門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，早期有桁架結(jié)構(gòu)和L型箱形單梁結(jié)構(gòu)等，但目前基本上都采用箱形雙梁結(jié)構(gòu)形式。軌道式集裝箱門式起重機(jī)可分為不帶懸臂、單懸臂和雙懸臂3大類。其中單懸臂結(jié)構(gòu)形式的軌道式集裝箱門式起重機(jī)主要受使用場(chǎng)地的限制，從結(jié)構(gòu)受力角度講并不是一種好的結(jié)構(gòu)形式，使用較少。對(duì)于帶懸臂結(jié)構(gòu)形式的軌道式集裝箱門式起重機(jī)，又可分為門腿只需要通過(guò)20ft集裝箱和門腿需要通過(guò)40ft集裝箱2大類。對(duì)于懸臂結(jié)構(gòu)形式的軌道式集裝箱門式起重機(jī)，根據(jù)門架是否配有馬鞍架和斜拉桿，又可分為3大類，即不帶馬鞍架和斜拉桿；配有馬鞍架和斜拉桿。
本設(shè)計(jì)軌道式集裝箱門式起重機(jī)采用箱形雙梁結(jié)構(gòu)形式，帶雙懸臂。
1.4 主要技術(shù)性能參數(shù)
軌道式集裝箱門式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有起重量、起升高度、跨距和伸距、工作速度以及工作類型等。
一、 起重量
軌道式集裝箱門式起重機(jī)的起重量有3個(gè)指標(biāo)，即額定起重量、吊具下起重量、吊鉤下起重量。目前吊具下最大起重量超過(guò)50t，但大多為30.5～42t。
本設(shè)計(jì)軌道式集裝箱門式起重機(jī)的起重量為40.5t。
二、 起升高度
起升高度有2種表述方法，即以“m”為單位的絕對(duì)起升高度和堆箱高度。起重機(jī)的起升高度大多在15 m上下，目前最大的已超過(guò)20m。從堆箱高度上講，大多為堆3過(guò)4、堆4過(guò)5和堆5過(guò)6，目前最大的達(dá)到堆8過(guò)9。
本設(shè)計(jì)軌道式集裝箱門式起重機(jī)的起升高度為20米。
三、跨距和伸距
軌道式集裝箱門式起重機(jī)的跨距目前最小為15m，最大超過(guò)60m，大多在25～35m之間；起重機(jī)的工作伸距一般不超過(guò)10m。在國(guó)外，軌道式集裝箱門式起重機(jī)廣泛用于內(nèi)河港口，兼做裝卸和堆場(chǎng)。在萊茵河兩岸的集裝箱碼頭廣泛采用這種機(jī)型，如曼海姆集裝箱碼頭，裝備有2臺(tái)軌道式集裝箱門式起重機(jī)，其中l(wèi)臺(tái)跨距為65m，外伸距為13m；另1臺(tái)跨距為65．5m，外伸距為14.5m，起重量均為35t。
本設(shè)計(jì)軌道式集裝箱門式起重機(jī)的跨距為40m,兩端懸臂均長(zhǎng)10m。
四、工作速度
起重機(jī)的速度參數(shù)包括起升速度、小車運(yùn)行速度和大車運(yùn)行速度。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)起重機(jī)的速度要求也越來(lái)越高。起升速度：Kunz公司為漢堡港制造的6臺(tái)軌道式集裝箱門式起重機(jī)，起升速度達(dá)到80 m/min；ZPMC等生產(chǎn)的軌道式集裝箱門式起重機(jī)起升速度滿載為40 m/min，空載為80 m/min。小車運(yùn)行速度：Noell、Kunz、ZPMC、交通部水運(yùn)所等單位研制的起重機(jī)小車運(yùn)行速度都達(dá)到了120m/min；國(guó)外目前最大已達(dá)到240 m/min。大車運(yùn)行速度：Kunz生產(chǎn)的軌道式集裝箱門式起重機(jī)大車運(yùn)行速度為l80 m/min。
門吊的工作速度有三種，根據(jù)起重機(jī)用途和起重量的不同而不同。
(1)、起升機(jī)構(gòu)的起升速度V起，它與超重量和生產(chǎn)率有關(guān)，通常起重量大而起升速度低生產(chǎn)率高，速度可以大些；一般不超過(guò)20米/分；
(2)、起重小車走行速度V小車，—般不超過(guò)50米/分；
(3)、起重機(jī)大車走行速度V大車。—般不超過(guò)120米/分。
本設(shè)計(jì)軌道式集裝箱門式起重機(jī)：大車運(yùn)行速度是30米/分 ，小車運(yùn)行速度是60米/分 ，起升速度是20米/分。
五、工作類型
起重機(jī)工作類型是表明起重機(jī)工作的載荷變化和忙閑程度的參數(shù)。載荷變化程度是起重機(jī)的實(shí)際超重量與額定起重量之間的變化關(guān)系。有的起重機(jī)額定起重量很大，如幾十噸。但只是偶然起吊這樣重的貨物，經(jīng)常起吊的貨物重量?jī)H是額定起重量的1/2或1/3。忙閑程度是指超重機(jī)工作時(shí)的長(zhǎng)短。如有的一年內(nèi)要工作7000小時(shí)，有的工作4000小時(shí)，還有2000小時(shí)、1000小時(shí)不等。根據(jù)載荷變化程度和忙閑程度把超重機(jī)的工作類型分為四種類型：(1)輕型(JC＝15％)；(2)中型(JC＝25％)；(3)重型(JC＝40％)；(4)特重型(JC＝60％)。
1.5 軌道式集裝箱門式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)
一、門架結(jié)構(gòu)
軌道式集裝箱門式起重機(jī)的門架結(jié)構(gòu)一般采用箱形雙主梁對(duì)稱結(jié)構(gòu)，不帶懸臂的大多采用中軌梁，帶懸臂的大多采用偏軌梁。近幾年，不帶懸臂的軌道式集裝箱門式起重機(jī)在一些大中型港口得到推廣應(yīng)用，其主要特點(diǎn)是由于不需要集裝箱通過(guò)門腿，所以門腿大多為梯形結(jié)構(gòu)形式，兩主梁中心距(小車軌距)很小，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)大多采用集中驅(qū)動(dòng)，一般不存在跑偏問(wèn)題，自重也較輕。一般跨距小于或等于35 m 的軌道式集裝箱門式起重機(jī)，兩側(cè)門腿都采用剛性門腿；當(dāng)起重機(jī)的跨距大于35 m時(shí)，則一側(cè)采用剛性門腿，另一側(cè)采用柔性門腿，用以補(bǔ)償?shù)踔睾蜏囟人傻慕Y(jié)構(gòu)變形。本設(shè)計(jì)軌道式集裝箱門式起重機(jī)正是如此。
二、 起升機(jī)構(gòu)
目前軌道式集裝箱門式起重機(jī)大多采用專用的集裝箱吊具，起升機(jī)構(gòu)采用4根鋼絲繩。所以在起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，必須考慮吊具的同步升降問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)吊具的同步升降，很多機(jī)型采用1套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)1個(gè)四聯(lián)卷筒；或采用1個(gè)雙出軸電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)2個(gè)減速機(jī)，每個(gè)減速機(jī)各驅(qū)動(dòng)1個(gè)雙聯(lián)卷筒；也有的軌道式集裝箱門式起重機(jī)采用2套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，卷筒采用雙聯(lián)卷筒，為實(shí)現(xiàn)同步升降，將2個(gè)高速軸通過(guò)聯(lián)軸器連起來(lái)。近幾年，采用卓輪行星減速機(jī)驅(qū)動(dòng)的四聯(lián)卷筒起升機(jī)構(gòu)在許多碼頭、貨場(chǎng)得到應(yīng)用，通過(guò)合理設(shè)置鋼絲繩纏繞系統(tǒng)，可以使起升機(jī)構(gòu)既能保證同步升降，同時(shí)又具有一定的防搖效果。起升機(jī)構(gòu)的整體布局非常緊湊，但價(jià)格較高。本設(shè)計(jì)中，軌道式集裝箱門式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)有主副起升機(jī)構(gòu)。
三、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
在港口，根據(jù)用戶要求，有的軌道式集裝箱門式起重機(jī)上利用電動(dòng)推桿等裝置可以使吊具實(shí)現(xiàn)3～5O的小角度周轉(zhuǎn)，便于吊具對(duì)箱；當(dāng)然也有很多機(jī)型根本不考慮回轉(zhuǎn)問(wèn)題；還有的機(jī)型采用帶翻板的集裝箱吊具，也可以實(shí)現(xiàn)吊具小角度回轉(zhuǎn)，以方便吊具對(duì)箱。前在鐵路貨場(chǎng)使用的軌道式集裝箱門式起重機(jī)起重小車大多具有完善的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其起重小車分為上下兩層，上下車之間設(shè)回轉(zhuǎn)支承?；剞D(zhuǎn)支承一般采用4個(gè)沿環(huán)形軌道的行走滾輪或回轉(zhuǎn)大軸承?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大多采用1套或2套三合一的立式行星減速機(jī)。
四、小車運(yùn)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(yùn)行機(jī)構(gòu)可選用集中驅(qū)動(dòng)或分別驅(qū)動(dòng)。
(1)、對(duì)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(dòng)。
(2)、對(duì)于帶懸臂但只允許20ft集裝箱通過(guò)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(shí)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)有的采用集中驅(qū)動(dòng)，有的要用分別驅(qū)動(dòng)。
(3)、對(duì)于帶懸臂的需要40ft集裝箱通過(guò)門腿的軌道式集裝箱門式起重機(jī)，小車軌距約為16m，此時(shí)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)全部采用2套或4套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)。小車采用分別驅(qū)動(dòng)時(shí)，越來(lái)越多地選用三合一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，小車采用分別驅(qū)動(dòng)時(shí)必須考慮小車行走時(shí)兩側(cè)車輪的同步運(yùn)行問(wèn)題。
五、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)
軌道式集裝箱門式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般采用4套或8套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置，工作可靠，但價(jià)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(yùn)行機(jī)構(gòu)大多選用盤式制動(dòng)器，而大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)可選用塊式制動(dòng)器、盤式制動(dòng)器、液壓輪邊制動(dòng)器，近年來(lái)防風(fēng)慣性制動(dòng)器也有較多應(yīng)用。
本設(shè)計(jì)中，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：采用軸裝式減速器，選用的是三合一驅(qū)動(dòng)裝置。
六、電氣傳動(dòng)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(dòng)，直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)越來(lái)越少。原來(lái)所謂調(diào)速性能好的直流驅(qū)動(dòng)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(shí)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(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是現(xiàn)代起重機(jī)控制技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)，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(dòng)畫顯示、中文顯示、存儲(chǔ)、打印功能等也得到廣泛應(yīng)用。
本設(shè)計(jì)軌道式集裝箱門式起重機(jī)的電氣控制采用三菱可編程控制器(PLC)控制。
第2章 門式起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)
2.1 概述
門式起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)（機(jī)械傳動(dòng)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(shí)現(xiàn)吊裝貨物的上下升降，左右(橫向)搬移和前后(縱向)搬運(yùn)三個(gè)動(dòng)作，構(gòu)成一個(gè)作業(yè)區(qū)域。
2.2 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(jiǎn)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a、b所示。一般由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、傳動(dòng)(補(bǔ)償)軸、制動(dòng)器、減速器、卷簡(jiǎn)、滑輪組、鋼絲繩和吊鉤組等組成。
它的傳動(dòng)過(guò)程和工作原理如下：
電動(dòng)機(jī) 齒輪聯(lián)軸器 傳動(dòng)軸帶制動(dòng)輪齒輪聯(lián)軸器 減速器 齒輪聯(lián)軸器 卷簡(jiǎn) 鋼絲繩 定滑輪組 吊鉤組。
當(dāng)起動(dòng)起升機(jī)構(gòu)接通電源，制動(dòng)器松閘。隨著電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，動(dòng)力(轉(zhuǎn)矩)通過(guò)聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器傳遞給減速器，它將電動(dòng)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(dòng)卷簡(jiǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)，吊鉤組上下升降，從而實(shí)現(xiàn)貨物的上下起落。如果在中途切斷電路，電動(dòng)機(jī)被切斷動(dòng)力，制動(dòng)器(常閉式)立即抱閘制動(dòng)，使貨物懸吊在空中位置。電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器實(shí)行電氣聯(lián)鎖，只要電動(dòng)機(jī)一斷電源，制動(dòng)器依靠彈簧張力發(fā)生制動(dòng)作用，保證了工作要求和安全作業(yè)。
2.3 小車走行機(jī)構(gòu)
門式起重機(jī)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，分為雙梁小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和單主梁小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)兩種。本設(shè)計(jì)起重機(jī)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)屬于雙梁型。
門吊起重小車常見(jiàn)的形式有：
1、雙梁門架用的起重小車，小車架下面有兩對(duì)(四個(gè))走行輪，其中兩個(gè)為驅(qū)動(dòng)輪，其余兩個(gè)為從動(dòng)輪，其構(gòu)造如圖所示。
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(tái)上。小車走行機(jī)構(gòu)又由電動(dòng)機(jī)、帶制動(dòng)輪齒輪聯(lián)軸器、減速器、傳動(dòng)軸和輪對(duì)等組成。小車走行行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)形式一般為集中驅(qū)動(dòng)，即采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)、一臺(tái)制動(dòng)器、一臺(tái)減速器驅(qū)動(dòng)一對(duì)走行輪。
它的傳動(dòng)過(guò)程：電動(dòng)機(jī) 齒輪聯(lián)軸器(或帶制動(dòng)輪聯(lián)鎖器) 減速器 齒輪聯(lián)軸器
傳動(dòng)軸 走行輪。
工作原理是：起動(dòng)起重小車走行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)通電，制動(dòng)器松閘。動(dòng)力通過(guò)聯(lián)軸器將動(dòng)力(轉(zhuǎn)矩)輸入減速器，它將電動(dòng)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(guò)傳動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)走行輪對(duì)在軌道上滾動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)起重小車、吊重(貨物)橫向移動(dòng)于小車軌道上。
2、單主梁箱形橋架用的起重小車傳動(dòng)過(guò)程和工作原理基本上與雙梁結(jié)構(gòu)用的起重小車相同。
2.4 大車走行機(jī)構(gòu)
一、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的車輪布置
一般的門式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)車輪為四個(gè)，布置在下橫梁的四個(gè)角上。同一軌道上兩輪中心距稱為輪距，一般說(shuō)輪距與跨度之比為1/4～1/6之間。當(dāng)車輪輪壓大時(shí)，可采取增加四個(gè)角上車輪數(shù)量的形式，兩個(gè)車輪組成一個(gè)平衡臺(tái)車，與下橫梁絞接。如果四個(gè)車輪同在一個(gè)角，可由兩個(gè)平衡臺(tái)車組成一個(gè)大的平衡臺(tái)車與下橫梁鉸接。
車輪的布置形式很多，應(yīng)由設(shè)計(jì)者根據(jù)整機(jī)輪壓計(jì)算情況并考慮使用單位對(duì)基礎(chǔ)的要求來(lái)確定。本設(shè)計(jì)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)共有12個(gè)輪子。
二、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)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(dòng)，它亦有集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩種形式，但集中驅(qū)動(dòng)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(dòng)，極大多數(shù)采用分別驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)的集裝箱門式起重機(jī)采用的是分別驅(qū)動(dòng)。
門吊大車走行機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)是指起重機(jī)兩邊支腿下面的驅(qū)動(dòng)輪(主動(dòng)輪)分別由兩套(對(duì)稱安裝，圖中畫了一套)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。為了保證左右兩個(gè)車輪同步，兩套驅(qū)動(dòng)裝置由電氣控制線路實(shí)行集中控制。
分別驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速裝置、制動(dòng)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(dòng)裝置：這種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)是立式減速器的輸出軸(低速軸)通過(guò)聯(lián)軸器與車輪軸聯(lián)接，如圖（a）所示。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
2 車輪軸套裝于立式減速器輸出軸中的驅(qū)動(dòng)裝置：如圖（b）所示。
3 臥式減速器的驅(qū)動(dòng)裝置。
4 減速器鏈條驅(qū)動(dòng)裝置。
本設(shè)計(jì)采用的是形式（a）。
第3章 門式起重機(jī)的電氣設(shè)備及選用
3.1 概 述
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(shuō)：一臺(tái)好的起重機(jī)必須要有好的電氣設(shè)備。為此，要求設(shè)計(jì)、制造部門能精心設(shè)計(jì)、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(jì)劃預(yù)修制度，經(jīng)常保持設(shè)備完好，才能保證正常運(yùn)行，以滿足日益發(fā)展的生產(chǎn)需要。
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(shí)和斷續(xù)周期性三種。
斷續(xù)周期性工作類型的特點(diǎn)是：有一系列相似的工作周期。在每個(gè)工作周期中，機(jī)構(gòu)的工作是短時(shí)的，間斷的，其中有工作時(shí)間，也有休息時(shí)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(yùn)重物的過(guò)程是：首先將大車和小車開(kāi)至吊運(yùn)物的上空，放下吊鉤，升起重物，將大車和小車開(kāi)至安放重物位置的上空，放下重物，升起吊鉤，以上是一個(gè)工作周期。再將大車和小車開(kāi)至另一重物的上空，進(jìn)入下一個(gè)工作周期，如此不斷的重復(fù)運(yùn)行。在某一工作周期中，無(wú)論是大車，小車還是吊鉤，就一個(gè)機(jī)構(gòu)而言，都不是連續(xù)工作的，而是短時(shí)工作，其中有工作時(shí)間（本機(jī)構(gòu)工作時(shí)），也有休息時(shí)間（其他機(jī)構(gòu)工作時(shí)）。這些都符合斷續(xù)周期性工作類型的特點(diǎn)，所以說(shuō)起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)是斷續(xù)周期性類型運(yùn)行的。與之相適應(yīng)，起重機(jī)的主要電控設(shè)備（電動(dòng)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(yùn)行的。
斷續(xù)周期性運(yùn)行時(shí)，在一個(gè)工作周期中，有工作時(shí)間，也有休息時(shí)間。對(duì)電動(dòng)機(jī)或電器元件的溫升來(lái)說(shuō)，開(kāi)始工作時(shí)，不能達(dá)到其穩(wěn)定值，停止時(shí)，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(gè)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(shí)間不超過(guò)10min，超過(guò)10min的應(yīng)按短時(shí)工作類型考慮。
斷續(xù)周期性運(yùn)行時(shí)，各工作周期不斷重復(fù)進(jìn)行，要求電動(dòng)機(jī)經(jīng)常起動(dòng)和制動(dòng)，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(yùn)行（既有工作時(shí)間又有休息時(shí)間）和不斷重復(fù)（接電次數(shù)多，工作繁重）是起重機(jī)電器設(shè)備的兩個(gè)主要特點(diǎn)。所以起重機(jī)用的電動(dòng)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(jì)的，并自成系列。
一、 接電持續(xù)率、接電次數(shù)和起動(dòng)次數(shù)
在起重機(jī)的一個(gè)工作周期中，電器設(shè)備有接電工作時(shí)間，也有斷電停止工作時(shí)間。其工作時(shí)間與周期時(shí)間（工作時(shí)間加停止工作時(shí)間）的比值稱之為接電持續(xù)率，通常用JC%來(lái)表示。（也有稱負(fù)載持續(xù)率的，用FC%表示）
式中：————工作時(shí)間；
————停止時(shí)間；
T————周期時(shí)間；
常用的接電持續(xù)率JC值有15%、25%、40%、60%和100%5種。
選擇電動(dòng)機(jī)或電器元件時(shí)，接電持續(xù)率是一個(gè)重要的因素。當(dāng)電動(dòng)機(jī)或電器元件使用在不同的接電持續(xù)率時(shí)，其輸出功率或允許電流是不同的。接電持續(xù)率低，說(shuō)明在一個(gè)工作周期中工作時(shí)間短。從熱容量觀點(diǎn)看，電動(dòng)機(jī)可有較大的輸出功率，電器元件可有較大的允許電流。電動(dòng)機(jī)或電器制造廠在銘牌和產(chǎn)品樣本上已經(jīng)給出了在額定接電持續(xù)率下的額定輸出功率或額定電流值。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。如沒(méi)有給出，則可以按下列公式近似地折算。
式中：————額定接電持續(xù)率；
————額定接電持續(xù)率時(shí)的輸出功率；
————額定接電持續(xù)率時(shí)的允許電流；
————實(shí)際接電持續(xù)率；
————接電持續(xù)率為時(shí)的輸出功率；
————接電持續(xù)率為時(shí)的允許電流；
按規(guī)定，斷續(xù)周期性工作類型的一個(gè)工作周期時(shí)間最大不超過(guò)10min，也就是說(shuō)每小時(shí)至少要工作6次。對(duì)起重機(jī)來(lái)說(shuō)，每小時(shí)的工作次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)6次，一般為每小時(shí)工作150~300次，較繁忙的每小時(shí)工作300~600次，某些起重機(jī)的個(gè)別機(jī)構(gòu)每小時(shí)工作可達(dá)1200次。工作一次也就是接電一次，故用接電次數(shù)表示其工作的繁忙程度。
接電次數(shù)是選擇電器元件的重要參數(shù)，電器元件的接電次數(shù)增多，將使觸頭電磨損加大，直接影響其電壽命。當(dāng)接電次數(shù)超過(guò)每小時(shí)600次時(shí)，其影響更為顯著。如欲保持電壽命不變，必須降低其允許電流值。考慮這一因素，在接電次數(shù)高時(shí)，適當(dāng)降低允許電流值。在國(guó)際上，電器制造廠的產(chǎn)品樣本中已提供電器元件在各種接電次數(shù)時(shí)的允許電流值。
電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中，由于電流較大，所損耗的功率比在額定轉(zhuǎn)速工作時(shí)大，發(fā)熱量也大，同時(shí)由于轉(zhuǎn)速較低，散熱條件惡化，故溫升較高。頻繁的起、制動(dòng)將影響電動(dòng)機(jī)的輸出功率。在考慮起、制動(dòng)的影響時(shí)，我們采用起動(dòng)次數(shù)的概念。起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牧闫饎?dòng)到額定轉(zhuǎn)速，又叫全起動(dòng)。起重機(jī)在實(shí)際使用中，電動(dòng)機(jī)不是每次都起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的，而是有很大一部分是起動(dòng)到較低轉(zhuǎn)速時(shí)就被制動(dòng)，通常稱為“點(diǎn)車”。點(diǎn)車的功率損耗低于全起動(dòng)。點(diǎn)車一次雖然也是起動(dòng)一次，但從功率損耗上講不能算全起動(dòng)一次。一般折算方法是4次點(diǎn)車算一次全起動(dòng)。同樣的道理，由額定轉(zhuǎn)速用電氣的制動(dòng)方法制動(dòng)到零，一次相當(dāng)于0.8次全起動(dòng)。由正向額定轉(zhuǎn)速反接制動(dòng)并反向起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速，一次相當(dāng)于1.8次全起動(dòng)。把這些全起動(dòng)的次數(shù)加起來(lái)，即成為在功率損耗上相當(dāng)?shù)娜饎?dòng)次數(shù)，簡(jiǎn)稱起動(dòng)次數(shù)。
啟動(dòng)次數(shù)是檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、確定輸出功率的重要參數(shù)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)次數(shù)增加后，起動(dòng)損耗增加，冷卻條件惡化，容許的輸出功率必須相應(yīng)降低。起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)次數(shù)與接電次數(shù)一樣也是比較高的，但兩者在數(shù)值上并不一樣，因接電一次不一定是一次全起動(dòng)，其中有點(diǎn)車甚至還有電制動(dòng)。起動(dòng)次數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)的合理選擇與使用有很大的影響，必須引起注意。
以往選擇和使用電動(dòng)機(jī)或電器元件時(shí)，一般都以熱容量為主，認(rèn)為斷續(xù)周期性工作類型的工作周期中有停止時(shí)間，可以提高電動(dòng)機(jī)的輸出功率或電器元件的允許電流值，這是不合理的。因?yàn)楹雎粤穗妱?dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)增加而影響輸出功率和電器元件接電次數(shù)而影響電壽命的因素，使在頻繁操作場(chǎng)合下使用的電動(dòng)機(jī)和電器元件損壞率很高。所以在選擇和使用的電動(dòng)機(jī)或電器元件時(shí)，既要考慮斷續(xù)工作的特點(diǎn)，又要考慮頻繁操作的特點(diǎn)。
二、 起重機(jī)負(fù)載的特點(diǎn)
軌道式集裝箱龍門起重機(jī)的機(jī)構(gòu)一般可分為運(yùn)行和升降兩種，這兩種機(jī)構(gòu)的負(fù)載性質(zhì)是不同的。
運(yùn)行機(jī)構(gòu)的正、反兩個(gè)方向均屬阻力負(fù)載，對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)在兩個(gè)方向都是電動(dòng)狀態(tài)，需要發(fā)出驅(qū)動(dòng)力矩來(lái)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。
升降機(jī)構(gòu)兩方向的負(fù)載性質(zhì)不一樣。上升時(shí)為阻力負(fù)載。下降時(shí)有兩種情況：當(dāng)負(fù)載很輕，其重量克服不了機(jī)構(gòu)的摩擦阻力時(shí)，也是阻力負(fù)載；當(dāng)負(fù)載較大時(shí)則為動(dòng)力負(fù)載。對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，上升和輕負(fù)載下降時(shí)是電動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩來(lái)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)；重負(fù)載下降時(shí)，由重物拖動(dòng)機(jī)構(gòu)向下運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生制動(dòng)力矩來(lái)平衡由負(fù)載產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩，使重物以穩(wěn)定的速度下降。類似升降機(jī)構(gòu)的負(fù)載稱“位能負(fù)載”。上升時(shí)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，將動(dòng)能變?yōu)槲荒?；下降時(shí)由重物驅(qū)動(dòng)，將位能變?yōu)閯?dòng)能。
在室外工作的起重機(jī)，由于風(fēng)力的存在，當(dāng)順風(fēng)運(yùn)行時(shí)，有可能把運(yùn)行機(jī)構(gòu)的阻力負(fù)載變成動(dòng)力負(fù)載，此時(shí)由風(fēng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。
三、 起重機(jī)常用的下降制動(dòng)方法
為了使下降的重物能獲得穩(wěn)定的運(yùn)行速度，需要使電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行。異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的制動(dòng)方法有再生發(fā)電制動(dòng)、反接制動(dòng)和單相制動(dòng)三種。
1、 再生發(fā)電制動(dòng)
再生發(fā)電制動(dòng)發(fā)生在由于外力的作用使異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)其同步轉(zhuǎn)速時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)象一個(gè)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(dòng)方法常用于起升機(jī)構(gòu)下降重物時(shí)，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較快，且必須超過(guò)同步轉(zhuǎn)速。繞線型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用再生發(fā)電制動(dòng)時(shí)，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(guò)快的轉(zhuǎn)速將引起機(jī)構(gòu)的損壞。
2、 反接制動(dòng)
電動(dòng)機(jī)被過(guò)重的負(fù)載倒拉，就會(huì)出現(xiàn)反接制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子被迫逆著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(shí)更高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。為了限制轉(zhuǎn)子電流不致過(guò)大，需在轉(zhuǎn)子電路中串接足夠的電阻。反接制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)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(dòng)方法常用于起升機(jī)構(gòu)下降較重負(fù)載時(shí)，其特點(diǎn)是機(jī)械特性較軟。
3、 單相制動(dòng)
把三相異步電動(dòng)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(kāi)，并在轉(zhuǎn)子電路中串接適當(dāng)?shù)碾娮?，如此時(shí)電動(dòng)機(jī)由下降的重物帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，則電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入單相制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行。
在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中，通過(guò)單相交流電時(shí)，可以看作是在三相繞組上加了一個(gè)三相不對(duì)稱的電壓，不對(duì)稱的電壓可以分解成正序和負(fù)序兩個(gè)對(duì)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(chǎng)，負(fù)序電流建立負(fù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分別在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出正序電動(dòng)勢(shì)和負(fù)序電動(dòng)勢(shì)。由于兩個(gè)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)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(chǎng)與轉(zhuǎn)子負(fù)序電流相互作用產(chǎn)生負(fù)力矩。電動(dòng)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(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)和操縱控制設(shè)備等組成。如果以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)，則它的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)裝通常稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的電動(dòng)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(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作機(jī)構(gòu)；控制設(shè)備通過(guò)各種控制器件和電器元件用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)按工作機(jī)構(gòu)的要求完成各種動(dòng)作。
門吊的電氣設(shè)備主要有動(dòng)力設(shè)備——電動(dòng)機(jī)，操作電器——磁力起動(dòng)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(guò)電流繼電器、熔斷器、行程限位開(kāi)關(guān)、安全保護(hù)開(kāi)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。
門式起重機(jī)的動(dòng)力源是電力，靠電力進(jìn)行拖動(dòng)、控制和保護(hù)。門式起重機(jī)的電氣設(shè)備．是指軌道面(大車軌道由使用單位負(fù)責(zé))以上起重機(jī)的電氣設(shè)備，門式起重機(jī)的機(jī)上電氣設(shè)備，大部分安設(shè)在司機(jī)室和電氣室內(nèi)。如無(wú)電氣室，有的設(shè)備可放在門架走臺(tái)上。一般的司機(jī)室、電氣室固定在支架下面，不隨小車移動(dòng)。但抓斗門式起重譏、裝卸橋等的司機(jī)室和電氣室是隨小車一起移動(dòng)的。門式起重機(jī)電氣方面的拖動(dòng)原理、電器設(shè)備、保護(hù)電器、控制電器等與橋式起重機(jī)區(qū)別不大。
下面簡(jiǎn)要介紹電氣部分：
一、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(dòng)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(zhǎng)度為150m），小車供電采用懸掛電纜小車式。
二、電力拖動(dòng)與控制
本設(shè)備起升機(jī)構(gòu)、大、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)全部采用變頻驅(qū)動(dòng)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。
三、操作：
先解除行走錨定裝置，然后合上總隔離閘刀和總空氣開(kāi)關(guān)，此時(shí)主配電板(MBD)和聯(lián)動(dòng)臺(tái)(TQK)上合閘指示燈亮，再檢查三相電源情況，若正?？蛇M(jìn)行吊裝作業(yè)。
1、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：使用1SA進(jìn)行運(yùn)行機(jī)構(gòu)的操作，左右各4個(gè)操作檔位?？蓪?shí)現(xiàn)平滑地勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)該機(jī)構(gòu)從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)到停止時(shí)，先斷電，延時(shí)5～6秒后自動(dòng)抱閘，以減少整機(jī)制動(dòng)時(shí)的沖擊和震動(dòng)。
2、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)操作手柄為3SA，設(shè)置前進(jìn)和后退各四個(gè)檔位，可實(shí)現(xiàn)平滑地勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)。在兩腿外側(cè)懸臂端設(shè)置有慢速運(yùn)行區(qū)域，當(dāng)小車從懸臂端向內(nèi)側(cè)運(yùn)行時(shí)，不受上述限制。
3、起升機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)的操作手柄為2SA，起升和下降各四個(gè)操作檔位，可實(shí)現(xiàn)平滑地勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)。
四、保護(hù)
按照《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《起重機(jī)安全規(guī)程》的規(guī)定，整機(jī)設(shè)置有總的過(guò)流、短路、失壓、欠壓保護(hù)，并且在聯(lián)動(dòng)臺(tái)和主電源柜上、機(jī)器房以及在下橫梁對(duì)角位置設(shè)有緊停按鈕。
1、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)設(shè)置有零壓、零位、過(guò)流短路，正反向聯(lián)鎖，極限位置限位，電纜卷筒極限限位等保護(hù)，另外還設(shè)置有錨定聯(lián)鎖以及防護(hù)器頂松軌聯(lián)鎖等。
2、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)設(shè)置有零位、零壓、過(guò)流和短路保護(hù)，以及正反向聯(lián)鎖、懸臂端限速和極限位置保護(hù)等，另外還設(shè)置有駕駛室通道口聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)和小車錨定裝置。
3、起升機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)設(shè)置有零位、零壓、過(guò)流短路保護(hù)，正反向聯(lián)鎖、上下預(yù)限位保護(hù)，極限位置保護(hù)和應(yīng)急限位保護(hù)以及超載保護(hù)等。
4、本機(jī)在最高處設(shè)置有避雷裝置。
五、信號(hào)、通訊和照明
1、超負(fù)荷限制器在起升機(jī)構(gòu)吊重達(dá)到額定載荷的95％時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在達(dá)到額定載荷的110％時(shí)，起升機(jī)構(gòu)斷電，只允許下降操作。
2、大車運(yùn)行時(shí)有間斷的聲光報(bào)警信號(hào)以提醒現(xiàn)場(chǎng)人員避讓。
3、各機(jī)構(gòu)極限位置時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
4、風(fēng)速超過(guò)額定值時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并停止整機(jī)工作。
5、設(shè)置二部對(duì)講機(jī)以便起重機(jī)上下聯(lián)系。
6、照明：本機(jī)在梁底部設(shè)置有8盞500W投光燈，在小車架底部設(shè)置有4盞500W投光燈作為工作照明，司機(jī)室、機(jī)器房、電氣房、樓梯走道都設(shè)置有足夠的照明設(shè)置和不同電壓等級(jí)的插座。在機(jī)器房配置有2臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，在電氣房配置有一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)以改善散熱條件。在司機(jī)室和機(jī)器房?jī)?nèi)的電氣房各設(shè)置1部雙制式空調(diào)。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。
下面主要介紹各電氣設(shè)備或元件的選擇。
3.2 電 動(dòng) 機(jī)
起重機(jī)上使用的電動(dòng)機(jī)可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。在門式起重機(jī)上一般采用交流異步電動(dòng)機(jī)，其中有鼠籠式電動(dòng)機(jī)和繞線式電動(dòng)機(jī)。鼠籠式電動(dòng)機(jī)只限于中小容量、起動(dòng)次數(shù)不多，沒(méi)有調(diào)速要求，對(duì)起動(dòng)平滑性要求不高，操作簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。而繞線式電動(dòng)機(jī)則是起重機(jī)上使用范圍最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。
門吊采用的電動(dòng)機(jī)多為三相交流繞線式異步電動(dòng)機(jī)(或稱滑環(huán)電機(jī))。
由于橋吊、門吊的工作特點(diǎn)，采用的三相交流繞線式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)適應(yīng)反復(fù)短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)；頻繁的起動(dòng)、逆轉(zhuǎn)和制動(dòng)；經(jīng)常起載和重載起動(dòng)；機(jī)械振動(dòng)和沖擊較大；工作環(huán)境惡劣等。因此，起重機(jī)用的電動(dòng)機(jī)與一般工業(yè)用電動(dòng)機(jī)工況不同，它應(yīng)滿足如下要求和特點(diǎn)：
1、 電動(dòng)機(jī)按斷續(xù)周期性工作類型制造。當(dāng)使用在不同接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)有不同的輸出功率。通常以25%（或40%）作為基準(zhǔn)的接電持續(xù)率，其他常用的接電持續(xù)率有15%、40%（25%）和60%三種。電動(dòng)機(jī)還可在半小時(shí)或一小時(shí)的短時(shí)工作類型下工作。當(dāng)使用在非常頻繁的場(chǎng)合時(shí)，還派生有強(qiáng)迫通風(fēng)系列，其接電持續(xù)率為100%。在電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品樣本上分別列出相應(yīng)的輸出功率和其他技術(shù)數(shù)據(jù)。為了提高在高接電持續(xù)率下的輸出功率，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)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。
2、 電動(dòng)機(jī)的輸出功率還與每小時(shí)的起動(dòng)次數(shù)有關(guān)，起動(dòng)時(shí)的電流額定工作電流，增加了起動(dòng)損耗也就增加了發(fā)熱量，由于轉(zhuǎn)速尚未達(dá)到額定值，降低了散熱條件，所以頻繁的起動(dòng)會(huì)使電動(dòng)機(jī)的溫升增加而影響輸出功率。為了適應(yīng)頻繁起動(dòng)的要求，提高高起動(dòng)次數(shù)下的輸出功率，電動(dòng)機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較小的平均起動(dòng)電流，以降低起動(dòng)損耗
3、 為了適應(yīng)頻繁的帶負(fù)荷起動(dòng)、制動(dòng)和逆轉(zhuǎn)，要求電動(dòng)機(jī)具有較高的最大力矩值（即過(guò)載能力）。但過(guò)大的最大力矩也會(huì)給機(jī)械裝置帶來(lái)危害，一般取額定力矩的2.5~3倍。為了保證有較大的最大力矩值，電動(dòng)機(jī)采用較少的定、轉(zhuǎn)子匝數(shù)，較多的定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)和較大的空氣隙（定子和轉(zhuǎn)子之間的空隙），因而也將導(dǎo)致功率因數(shù)的降低。效率降低和空載電流增大，這對(duì)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行是不利的，為了克服這一缺陷，電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用導(dǎo)磁性能好的電機(jī)鋼片。
4、 為了適應(yīng)頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)和逆轉(zhuǎn)，要求電動(dòng)機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所以起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)往往設(shè)計(jì)得比較細(xì)長(zhǎng)，以得到較小的加速度時(shí)間和較小的起動(dòng)損耗，但也不應(yīng)追求過(guò)小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，而影響電動(dòng)機(jī)的堅(jiān)固性和散熱能力。
5、 起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)超速運(yùn)行的情況，要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)要堅(jiān)固，其允許的最大轉(zhuǎn)速一般為電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的2.5倍。
6、 在結(jié)構(gòu)上電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，耐振性和密封性，以適應(yīng)顯著的機(jī)械振動(dòng)、沖擊和工作環(huán)境多灰塵的特點(diǎn)。
7、 為了適應(yīng)環(huán)境溫度變化范圍大的特點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)一般制成兩種以上的絕緣登等級(jí)，分別使用在不同的環(huán)境溫度下。不同絕緣等級(jí)的電動(dòng)機(jī)往往具有相同的電磁參數(shù)。
門吊采用的電動(dòng)機(jī)的種類：按交流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造可分為繞線式和鼠籠式兩種三相交流異步電動(dòng)機(jī)。
繞線式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，通過(guò)在轉(zhuǎn)子電路內(nèi)串入電阻，可使電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)，并可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿足起重機(jī)的工作需要。鼠籠式電動(dòng)機(jī)一般都是直接起動(dòng)、對(duì)機(jī)構(gòu)沖擊較大，不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，在起重機(jī)上應(yīng)用不多。
下面進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校驗(yàn)（以下公式摘自《最新起重機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試、維護(hù)新工藝、新技術(shù)與常用數(shù)據(jù)及質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》）。
1、 起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)：
式中：———基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定功率，(KW)；
———起升載荷，N；雙繩抓斗電動(dòng)機(jī)過(guò)載校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)載不均勻程度，
———物品起升速度，m/s；
———機(jī)構(gòu)總效率；
———基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過(guò)載倍數(shù)（技術(shù)條件規(guī)定值或?qū)嶋H達(dá)到值）；
———系數(shù)；按電壓有損失（交流電動(dòng)機(jī)-15%，直流電動(dòng)機(jī)不考慮）、最大轉(zhuǎn)矩或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩有允差（繞線型異步電動(dòng)機(jī)-10%，籠型異步電動(dòng)機(jī)-15%，直流電動(dòng)機(jī)不考慮）、起升1.25倍額定載荷等條件確定繞線型異步電動(dòng)機(jī)取H=2.1；籠型異步電動(dòng)機(jī)取H=2.2；直流電動(dòng)機(jī)取H=1.4；
———電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)
2、 運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)
式中：———運(yùn)動(dòng)部分所有質(zhì)量的重力，N；
———摩擦阻力系數(shù)；
———坡度阻力系數(shù)；
———風(fēng)阻力，N，在室內(nèi)取0；
———機(jī)構(gòu)總飛輪矩，即折算到電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)飛輪矩和電動(dòng)機(jī)飛輪矩之和，；
———起重機(jī)（或小車）的運(yùn)行速度，m/s；
———電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速；
———機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間，s；
———平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩標(biāo)么值（相對(duì)于基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩），對(duì)繞線型異步電動(dòng)機(jī)取1.7，采用頻敏變阻器時(shí)取1，籠型異步電動(dòng)機(jī)取0.9,串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)取1.9，復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)取1.8，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)取1.7，采用電流自動(dòng)調(diào)整的系統(tǒng)，允許適當(dāng)提高值。
其余符號(hào)同上。
3、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)
式中：H———系數(shù)，繞線型異步電動(dòng)機(jī)取1.55，籠型異步電動(dòng)機(jī)取1.6，直流電動(dòng)機(jī)取1；
———回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩,；
———回轉(zhuǎn)最大坡道阻力矩,；
———由計(jì)算風(fēng)壓引起的最大風(fēng)阻力矩,；
———由吊重繩偏擺角引起的回轉(zhuǎn)水平阻力矩,；
———機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比。
其余符號(hào)同。（繞線型異步電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)略）
下面是電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)要計(jì)算過(guò)程：
1、運(yùn)行阻力計(jì)算
運(yùn)行靜阻力包括摩擦阻力、運(yùn)行軌道的坡度阻力和風(fēng)阻力
(1) 運(yùn)行摩擦阻力
Q—額定起重量，Q＝40500 公斤；
—起重機(jī)總重量，＝240500 公斤
k—滾動(dòng)摩擦系數(shù)，k＝0.06厘米;
—軸承摩擦系數(shù) , ＝0.02；
d—車輪軸徑，d＝ 70毫米；
D—車輪直徑．D＝600毫米，
—附加阻力系數(shù)， ＝1.5。
=1826.5kgf
當(dāng)不考慮時(shí)，滿載時(shí)的最小摩擦阻力為
＝1217.67kgf
空載運(yùn)行時(shí)的最小摩擦阻力：
(2) 坡度阻力
其中 —坡度阻力系數(shù)， =0.002。
＝0.002(40500+240500)=562kgf
(3) 風(fēng)阻力
C—風(fēng)載體型系數(shù)，取C＝1.2；
—第1類載荷下的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓，對(duì)于沿海地區(qū)使用的起重機(jī)=15Kgf/， 內(nèi)陸取=10Kgf/
F—起重機(jī)的迎風(fēng)面積，橋架＝224,小車 =13,司機(jī)室=4.5雙支腿 2=40.2
=224+13+4.5+40.2=281.5
—物品迎風(fēng)面積．＝25。
=1.210(281.5+25)=3678
運(yùn)行靜阻力:
迎風(fēng)上坡工作時(shí)：
=1826.5+562+3678=6066.5 kgf
順風(fēng)下坡工作時(shí)；
=1217.67-562-3678= -3022.3 kgf
2、初選電動(dòng)機(jī)
因?yàn)椋?
—起重機(jī)的運(yùn)行速度，=30米／分
—電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)，＝8；
—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，＝0.95。
千瓦
當(dāng)=15Kgf/時(shí), =5.1千瓦
根據(jù)靜功率查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄選擇一臺(tái)功率相近的電動(dòng)機(jī)：YZR160L-6型電動(dòng)機(jī),當(dāng)J C％＝25時(shí),功率N=7.5千瓦．轉(zhuǎn)速＝952轉(zhuǎn)／分，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)＝3，轉(zhuǎn)子飛輪矩 =0.225kg.
電動(dòng)機(jī)額定力矩：
kg.
電動(dòng)機(jī)的最大靜力矩
八臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際最大力矩：
減速器的傳動(dòng)比和車輪轉(zhuǎn)速：
而
式中 v —大車運(yùn)行速度, v ＝30米/分，車輪直徑＝600毫米,
轉(zhuǎn)/分
選用T10-01-20型減速器，傳動(dòng)比 i＝20.235,外加一個(gè)小齒輪和一個(gè)大齒輪。
滿載運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)的靜力矩：
3、起動(dòng)時(shí)間與平均加速度驗(yàn)算
(1) 滿載、上坡、迎風(fēng)時(shí)的起動(dòng)時(shí)間
式中 —電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)力矩，對(duì)繞線式電動(dòng)機(jī)，
=(1.5~1.8)*=(1.5~1.8)*7.68=11.70~14.24 kg,m
v —大車運(yùn)行的實(shí)際速度，
v =30/60=0.5 m/s
—電動(dòng)機(jī)軸上帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器的飛輪矩 =0.46
其它符號(hào),數(shù)據(jù)同前。
一般應(yīng)使＜8~10 s，所以驗(yàn)算滿足要求。
( 2) 平均加速度的驗(yàn)算
米/
龍門起重機(jī)的平均加速度一般控制在0.4米／秒以內(nèi)，所以基本滿足起動(dòng)要求。
4、校核電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力
即電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大力矩應(yīng)超過(guò)電動(dòng)機(jī)軸上的最大靜阻力矩；
式中 —由第