門座起重機(jī)專業(yè)知識.doc

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門座起重機(jī)專業(yè)知識 第一章 門座起重機(jī)概述 第一節(jié) 門座起重機(jī)各部分結(jié)構(gòu)簡介 門座起重機(jī)是港口碼頭數(shù)量和使用最多的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)構(gòu)最多的、最典型的電動裝卸機(jī)械。它具有較好的工作性能和獨特的優(yōu)越結(jié)構(gòu)，通用性好，被廣泛地用在港口雜貨碼頭。 門座起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)具有較高的運轉(zhuǎn)速度，起升速度可達(dá)1.17m/s，變幅速度可達(dá)0.92m/s，使用率高，每晝夜可達(dá)22h，臺時效率也很高，一般可達(dá)100t/h以上；它的結(jié)構(gòu)是立體的，不多占用碼頭的面積，具有高大的門架和較長距離的伸臂，因而具有較大的起升高度和工作幅度，能滿足港口、碼頭、船舶和車輛的機(jī)械化裝卸、轉(zhuǎn)載，充分使用港口、碼頭場地，適應(yīng)船舶的空載、滿載作業(yè)，以及地面車輛的通行要求；還具有高速靈活、安全可靠的裝卸能力，對提高裝卸生產(chǎn)率，減輕繁重的體力勞動都具有重大的意義。但門座起重機(jī)也有它的缺點，如造價高，用鋼鐵材料多，要較大的電力供給，一般輪壓較大，需要堅固的地基，附屬設(shè)備也較多，如變電所、電纜、地道、坑道、電源等。 一、構(gòu)造及原理 門座起重機(jī)又簡稱為門吊、門機(jī)，是電力驅(qū)動、有軌運行的臂架類起重機(jī)之一。它的構(gòu)造大體上可以分為兩大部分：上部旋轉(zhuǎn)部分和下部運行部分。上部旋轉(zhuǎn)部分安裝在一個高大的門形底架（門架）上，并相對于下部運行部分可以實現(xiàn)360任意旋轉(zhuǎn)。門架可以沿軌道運行，同時它又是起重機(jī)的承重部分。起重機(jī)的自重和吊重均由門架承受，并由它傳到地面軌道上。門座起重機(jī)正是由此門形底座而得名的。 門座起重機(jī)的上部旋轉(zhuǎn)部分包括臂架系統(tǒng)、人字架、旋轉(zhuǎn)平臺、司機(jī)室等，還安裝有起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。下部運行部分主要由門架和運行機(jī)構(gòu)組成。門架底部能通火車，軌距有3種：能通過一列火車軌距為6m，稱單線門架，能通過并排兩列火車的軌距為10.5m，稱雙線門架，能通過并排三列火車的軌距為16m，稱三線門架。碼頭前沿的門座起重機(jī)門架多屬雙線門架。門座底部裝有行車車輪或運行臺車，運行機(jī)構(gòu)使整臺起重機(jī)可以沿著地面上的軌道運行。 門座起重機(jī)的工作原理是：通過起升、變幅、旋轉(zhuǎn)3種運動的組合，可以在一個環(huán)形圓柱體空間實現(xiàn)物品的升降、移動，并通過運行機(jī)構(gòu)調(diào)整整機(jī)的工作位置，故可以在較大的作業(yè)范圍內(nèi)滿足運移物品的需要。 二、分類 門座起重機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同，可分為下面幾種： 1.以門架的結(jié)構(gòu)類型為主要標(biāo)志 門座起重機(jī)可以分為全門座和半門座起重機(jī)。后者不具備完整的門架，它的兩條運行軌道不在同一水平面上，一條鋪設(shè)在地面上，另一條鋪設(shè)在庫房或特設(shè)的棧橋上。 2．以起重臂的結(jié)構(gòu)類型為主要標(biāo)志 門座起重機(jī)可分為四連桿組合臂架式門座起重機(jī)和單臂架式門座起重機(jī)兩種。前者的最大優(yōu)點是臂架下面的凈空高度較大，因而在一定的起升高度要求下，起重機(jī)的總高度較低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，而單臂則與上述相反。目前，國內(nèi)大多采用四連桿組合臂架式起重機(jī)。 3.以上部旋轉(zhuǎn)部分相對下部運行部分旋轉(zhuǎn)的支承裝置的結(jié)構(gòu)類型為主要標(biāo)志 門座起重機(jī)可分為轉(zhuǎn)柱式門座起重機(jī)、定柱式門座起重機(jī)、轉(zhuǎn)盤式門座起重機(jī)和大軸承式門座起重機(jī)。轉(zhuǎn)盤式門座起重機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造困難，目前較少采用；轉(zhuǎn)柱式和定柱式整體穩(wěn)定性好，是目前常用的形式，其中轉(zhuǎn)柱式應(yīng)用最多；大軸承式結(jié)構(gòu)新穎、構(gòu)件少，重量輕，具有廣闊的發(fā)展前景。 第二節(jié) 門座起重機(jī)的技術(shù)參數(shù) 門座起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)是說明門座起重機(jī)工作性能的指標(biāo)，也是設(shè)計和選用起重機(jī)的依據(jù)。 起重機(jī)的主要參數(shù)有：起重量、幅度、起升高度、各機(jī)構(gòu)的工作速度、工作級別及生產(chǎn)率。此外，軌距、基距、外形尺寸、最大輪壓、自重等也是重要參數(shù)。以M10－30港口門座起重機(jī)為例。表1-1 給出了該型門機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。 表1-1 M10-30型港口門座起重機(jī)技術(shù)性能表 起重量（t） 10 起升高度（m） 吊鉤 25 抓斗 16 幅度（m） 最大 30 最小 8.5 軌距（m） 10.5 基距（m） 10.5 起升速度（m/min） 60（最小下降3.5） 變幅速度（m/min） 52 回轉(zhuǎn)速度（r/min） 1.48 運行速度（m/min） 27 電動機(jī)型號 起升 JZR272-10 變幅 JZR252-8 回轉(zhuǎn) JZR251-8 運行 JZR231-6 最大輪壓（KN） 221 起重機(jī)最大高度（m） 45 起重機(jī)總重（t） 195 一、起重量 起重量是指起重機(jī)安全工作時所允許的最大起吊貨物的質(zhì)量，單位為“kg”或“t”，用“Q”表示。 起重量不包括吊鉤、吊環(huán)之類吊具的質(zhì)量，但包括抓斗、料斗、料罐、工屬具之類吊具的質(zhì)量。 在每一臺起重機(jī)上都必須明確標(biāo)出其起重量的數(shù)值。起重機(jī)起重量己有國家標(biāo)準(zhǔn)系列。表1-2列出門座起重機(jī)起重量系列。 表1-2 門座起重機(jī)重量系列（JB773－65） T 3 5 10 16 25 40 63 100 160 制造廠從使用角度出發(fā)，為了使用方便，提高工作效率，吊重與起重量相匹配。當(dāng)起重量較大時，配有兩套起升機(jī)構(gòu)。其中，起重量較大的稱為主起升機(jī)構(gòu)或主鉤，起重量較小的稱為副起升機(jī)構(gòu)或副鉤。副鉤的起升速度較快，可以提高輕貨的吊運效率。主、副鉤的起重量用一個分?jǐn)?shù)來表示。例如15/3t，表示主鉤的起重量為15t，副鉤的起重量為3t。 某些門座起重機(jī)的起重量是隨幅度變化的，這時的額定起重量是指最小幅度時的最大起重量，有時也用幾個數(shù)分別表示幾個幅度范圍內(nèi)的起重量。如16t門座起重機(jī)的標(biāo)注：16/10－9～22/30。意為在9～22m幅度內(nèi)起重量為16t，在9～30m幅度內(nèi)起重量為10t。 二、幅度 幅度是指起重機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線至取物裝置中心線之間的距離，單位是“m”，用“R”表示。絕大多數(shù)起重機(jī)的幅度是隨起重臂所處的位置在一定范圍內(nèi)變化的。當(dāng)起重臂外伸處于最遠(yuǎn)極限位置時，從起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心到取物裝置中心線中間的距離稱為最大幅度（Rmax）；當(dāng)起重臂收回處于最近極限位置時，從起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心到取物裝置中心線之間的距離稱為最小幅度（Rmin）。旋轉(zhuǎn)起重機(jī)的幅度是在最小幅度和最大幅度之間變化的。這類起重機(jī)的名義幅度指的是最大幅度值。 起重機(jī)的幅度不是一個孤立的參數(shù)，與起重量密切相關(guān)。一般情況下，隨著幅度的增加，起重量減少，從設(shè)計方面考慮，起重機(jī)的幅度根據(jù)所需求的工作范圍確定。港口門座起重機(jī)的最大幅度根據(jù)船舶尺寸確定。隨著海運事業(yè)的發(fā)展，船舶噸位和尺寸在不斷增大，相應(yīng)地要求起重機(jī)的工作幅度和起重量不斷加大。最小幅度受到起重機(jī)的構(gòu)造限制，應(yīng)力減小，從而擴(kuò)大工作范圍。例如，國產(chǎn)港口門座起重機(jī)的最大幅度從20世紀(jì)60年代的25m已增加到現(xiàn)在的35m。 三、起升高度 起升高度是指起重機(jī)取物裝置上下極限位置之間的距離，單位是“m”，用“H”表示。下極限位置通常取為工作場地的場面或運行軌道頂面，吊鉤以鉤口中心為準(zhǔn)，抓斗以最低點為準(zhǔn)。港口門座起重機(jī)的取物裝置必須下降到船艙底工作，它的下極限位量在地面以下，此時，需要標(biāo)出軌面上和軌面下的起升高度，分別用H上和H下表示，H上十H下＝H。如M10－30門座起重機(jī)起升高度H為43 m，其中軌面以上起升高度H上為28m，軌面以下起升高度H下為15m。在確定起重機(jī)的起升高度時，要考慮到下列因素：起吊物品的最大高度、需要越過障礙的高度、吊具所占的高度等。對于港口門座起重機(jī)還要考慮船舶在低潮、高潮、空載、滿載時的不同情況。表1-3示出了港口門座起重機(jī)的幅度和起升高度數(shù)值。 表1-3 港口門座起重機(jī)的幅度和起升蒿度（JT5001—75） 起重量（t） 3 5 10 16 25 工作幅度（m） 最大 25 25 30 25 30 30 最小 7 8 9 8 9 9 起升高度（m） 軌面上 22 22 25 22 28 28 軌面下 15 四、工作速度 起重機(jī)的工作速度包括起升、變幅、旋轉(zhuǎn)和運行4個機(jī)構(gòu)的工作速度。 起升速度是指起吊額定重量的物品時，吊具上升的速度，單位是“m/s”，用“V升”表示。 起升速度通常都很高，因為它關(guān)系到起重機(jī)的生產(chǎn)率。但起升速度常常受到電動機(jī)功率限制，大致與起重量成反比，即： QV升＝常數(shù) 旋轉(zhuǎn)速度是指起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位是“r/min”，用n旋表示。 旋轉(zhuǎn)速度規(guī)定：起重機(jī)在水平場地上，10m高度處的風(fēng)速在3m/s以上，臂架處于最大幅度且?guī)лd時的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)速度的快慢要適宜，若旋轉(zhuǎn)速度太快，則很難使貨物保持平穩(wěn)，裝卸時不安全；若旋轉(zhuǎn)速度太慢，則影響裝卸效率，不適應(yīng)港口裝卸作業(yè)的要求。門座起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度一般控制在2r/min左右。 變幅速度是指吊具自最大幅度至最小幅度間的平均速度，單位是“m/s”，用“V變”表示。 門座起重機(jī)的變幅速度一般控制在O.75～0.92m/s之間。 運行速度是指整臺起重機(jī)沿固定軌面每秒鐘運行的距離，單位是“m/s”，用“V行”表示。 門座起重機(jī)大車在裝卸作業(yè)中是不需運行的，只有當(dāng)調(diào)整位置時才需大車運行。大車運行機(jī)構(gòu)是屬于非工作性的，故大車運行速度不太高，一般控制在0．33～0.5m/s。 起重機(jī)的各工作機(jī)構(gòu)，其工作速度應(yīng)相互協(xié)調(diào)，以免因某一機(jī)構(gòu)太快或太慢而影響起重機(jī)的整個工作循環(huán)時間。 五、生產(chǎn)率 生產(chǎn)率是表明起重機(jī)工作能力的重要指標(biāo)，單位是“t/h”，通常以符號“A”表示。 起重機(jī)的生產(chǎn)率，不僅決定于起重機(jī)本身的性能（起重量、工作速度、工作行程等），而且與貨物的種類、工作條件、生產(chǎn)組織以及司機(jī)的熟練程度等多種因素有關(guān)。理論上，生產(chǎn)率可用下式計算。 對于件雜貨： A＝nQ平 對于散貨： A＝nVrφ 式中：n---每小時循環(huán)次數(shù)； Q平---每次吊運貨物的平均重量，t； φ---充填系數(shù)，一般取為0.85； V ---抓斗額定容積，m3； r ---散粒物料的容重，t／m3 六、軌距 軌距指的是門座起重機(jī)大車運行軌道中心線之間的水平距離，單位是“m”。港口碼頭上的門座起重機(jī)的軌距多數(shù)是10．5m的。 七、基距 基距是指起重機(jī)同一軌道上前后兩組行走輪中心線之間的距離，單位是“m”。軌距和基距的數(shù)值對有些起重機(jī)設(shè)計時選取是一樣的。例如M10－30門座起重機(jī)，基距和軌距就是相等的，都是10．5m。 八、輪距 輪距是指起重機(jī)相鄰兩軸心線之問的距離，單位是“m”。 九、輪壓 所謂輪壓就是起重機(jī)的一個運行車輪對運行軌道的壓力。它是設(shè)計車輪裝置的依據(jù)，是軌道支承結(jié)構(gòu)和土建設(shè)計的重要原始數(shù)據(jù)。起重機(jī)每條支腿上的壓力都不是一個常數(shù)。門座起重機(jī)由于臂架的幅度及旋轉(zhuǎn)角度的改變，引起支腿的壓力變化。因此，要在最不利工作條件下或最不利非工作條件下算出支腿最大腿壓，從而求出最大輪壓，最大輪壓不能超過碼頭的承載能力。則受到起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度的限制。 十、外形尺寸 在這里僅以10t港口門座起重機(jī)為例。門座起重機(jī)的外形尺寸是指起重機(jī)外部的輪廓尺寸，主要包括最小幅度時起重臂最高點距軌道頂面的尺寸、最大幅度時起重臂最遠(yuǎn)點距旋轉(zhuǎn)中心線的尺寸、尾部旋轉(zhuǎn)半徑尺寸、門架凈空尺寸、司機(jī)室高度以及在一條運行軌道上運行機(jī)構(gòu)臺車的邊緣長度等（見圖1-1）。 圖1-1 M10－30門座起重機(jī)總圖 ⒈電纜卷筒；2.轉(zhuǎn)柱；3.門座；4.轉(zhuǎn)臺；5.機(jī)器房；6.起重量限制器；7.變幅機(jī)構(gòu)；8.臂架系統(tǒng)；9.防轉(zhuǎn)裝置；10.吊鉤裝置；11.抓斗穩(wěn)定器；12.抓斗；13.司機(jī)室；14.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；15.起升機(jī)構(gòu)；16.運行機(jī)構(gòu) 第二章 門座起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu) 第一節(jié) 起升機(jī)構(gòu)概述 一、起升機(jī)構(gòu)任務(wù) 任何起重機(jī)械都是依靠起升機(jī)構(gòu)升降貨物的。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)不可缺少的工作機(jī)構(gòu)，沒有它就不能稱其為起重機(jī)了。起升機(jī)構(gòu)是最重要的機(jī)構(gòu)，并且它的工作好壞將直接影響到整臺起重機(jī)的工作性能。 起升機(jī)構(gòu)通常有以下幾個方面的任務(wù)： （1）從地面上起升重物以及把重物從空中放回到地面上，與其他機(jī)構(gòu)配合實現(xiàn)貨物的位移。 （2）機(jī)構(gòu)能夠以各種不同的速度起升和下降重物。 （3）能夠在起升運動狀態(tài)和下降運動狀態(tài)下制動，使貨物停留在空中任意位置。 （4）在電動機(jī)突然斷電的情況下，重物能夠懸在空中。 （5）當(dāng)電機(jī)通電后，懸空狀態(tài)下的重物，能夠繼續(xù)起升或下降，整個機(jī)構(gòu)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。 二、起升機(jī)構(gòu)的組成 起升機(jī)構(gòu)主要由下列部分組成：驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置、制動裝置和輔助裝置。 起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置是指用來實現(xiàn)貨物升降的原動機(jī)。在電動起重機(jī)械中，驅(qū)動裝置就是電動機(jī)。 傳動裝置是用來聯(lián)系原動機(jī)與卷筒的，并使其具有高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩的原動機(jī)的動力轉(zhuǎn)變?yōu)榈退佟⒋筠D(zhuǎn)矩驅(qū)使卷筒轉(zhuǎn)動的裝置。其任務(wù)是傳遞轉(zhuǎn)矩和速度。起重機(jī)械主要采用的是機(jī)械傳動，根據(jù)起重量的大小采用開式傳動和閉式傳動兩種。 三.起升機(jī)構(gòu)工作原理 電動機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)與減速器的高速軸相連。機(jī)構(gòu)工作時，減速器的低速軸帶動卷筒，將鋼絲繩卷入或放出，經(jīng)過滑輪系統(tǒng)，使吊鉤實現(xiàn)上升或下降。機(jī)構(gòu)停止工作時，制動器使吊鉤連同貨物懸吊在空中，吊鉤的升降靠電動機(jī)改變轉(zhuǎn)向來達(dá)到。 圖2-4 起升機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡圖 1-電動機(jī)；2-聯(lián)軸節(jié)；3-制動器；4-減速器；， ⒌鋼絲繩；6吊鉤組；7-卷筒 第二節(jié) 起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩的卷繞方式 根據(jù)起重機(jī)起重量的不同或用途不同，各種起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩卷繞方式差別很大，歸納起來有如下幾種。 根據(jù)起升機(jī)構(gòu)卷繞系統(tǒng)中的鋼絲繩根數(shù)的不同，可將起升機(jī)構(gòu)卷繞方式分為單繩卷繞、雙繩卷繞、四繩卷繞3種類型。 單繩卷繞系統(tǒng)中只有一根鋼絲繩。卷繞在卷筒上的鋼絲繩經(jīng)過導(dǎo)向滑輪后與取物裝置連接起來，實現(xiàn)貨物的升降。為了提高起重量和增大整個起升機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)的速比，通常在卷繞系統(tǒng)中加人滑輪組。 雙繩卷繞系統(tǒng)中有兩根鋼絲繩，它有兩種卷繞形式：一種是兩根鋼絲繩纏繞在一個雙聯(lián)卷筒上；另一種是兩根鋼絲繩分別纏繞在兩個獨立的卷筒上（見圖2-5）。上海港機(jī)廠生產(chǎn)的M10－30型門座起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)就是這種形式。前者結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)，通常應(yīng)用在橋式起重機(jī)中；后者多用在吊鉤、抓斗兩用的起重機(jī)中。 圖2-5 雙繩卷筒卷繞系統(tǒng)示意圖 第三節(jié) 起升機(jī)構(gòu)的總體布置 起升機(jī)構(gòu)的總體布置是受其工作特點、使用環(huán)境和使用要求制約的。在港口裝卸生產(chǎn)中，雜貨碼頭要求必須有吊鉤、抓斗兩用的起升機(jī)構(gòu)，散貨碼頭要求有抓斗的起升機(jī)構(gòu)。此外，起升機(jī)構(gòu)的總體布置在很大程度上取決于驅(qū)動裝置的形式。 起重機(jī)的驅(qū)動形式可分為兩類：集中驅(qū)動（由一臺原動機(jī)帶動幾個機(jī)構(gòu)）與分別（單獨）驅(qū)動（每個機(jī)構(gòu)有各自的原動機(jī)）。 目前，集中驅(qū)動只用于以內(nèi)燃機(jī)為原動力的流動式起重機(jī)，其構(gòu)造特點是傳動裝置與操縱系統(tǒng)復(fù)雜；分別驅(qū)動通常用于供電方便的起重機(jī)，因各機(jī)構(gòu)用單獨的電動機(jī)驅(qū)動，它的優(yōu)點是布置方便，安裝和檢修容易。港口所用的門座起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)采用的就是分別驅(qū)動形式。下面介紹幾種主要的起升機(jī)構(gòu)布置。 —、吊鉤、抓斗兩用起升機(jī)構(gòu) 這種起升機(jī)構(gòu)既適用于吊鉤又適用于抓斗兩種要求，最常用的是獨立驅(qū)動的雙電機(jī)起升機(jī)構(gòu)。它是由兩套完全相同的普通起升機(jī)構(gòu)組成的。使用吊鉤時，兩套獨立的起升機(jī)構(gòu)同時升降，帶動吊鉤升降。使用抓斗時，其中一套作為起升絞車帶動起升卷筒；另一套作為閉合絞車帶動閉合卷筒。圖2-7示出上海港機(jī)廠生產(chǎn)的吊鉤、抓斗兩用的M10－30型門座起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)布置簡圖。 圖2-7 M10－30型門座起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)簡圖 1-制動器；2－減速器；3－聯(lián)軸節(jié)；4－電動機(jī)；5-卷筒 二、吊鉤起升機(jī)構(gòu) 吊鉤起升機(jī)構(gòu)是最普通最常用的起升機(jī)構(gòu)。其工作原理前面已介紹過，這里不再敘述。下面僅就多速起升機(jī)構(gòu)做一介紹。 在港口裝卸生產(chǎn)中，需要大量的通用吊鉤、抓斗兩用門座起重機(jī)。但是為了適應(yīng)各種貨種裝卸要求，常備用特殊起升機(jī)構(gòu)的起重機(jī)，多速起升機(jī)構(gòu)就是其中的一種它能根據(jù)不同重量的貨物，在不同工作幅度內(nèi)以不同的起升速度工作。改變工作速度通常有兩種方法：一種是直接控制驅(qū)動電機(jī)—-電氣方法；另一種是機(jī)械傳動方法，通過改變速比達(dá)到變速。下面介紹后一種港口常用的方法。 變速齒輪箱： 它的構(gòu)造及原理與汽車的變速器相似，只是通常只有兩個速度，構(gòu)造較簡單。通常用離合器或滑動齒輪轉(zhuǎn)換速度，轉(zhuǎn)換只能在無載的條件下進(jìn)行。應(yīng)當(dāng)裝設(shè)閉鎖裝置，保證在有載的條件下不能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以免離合器或滑動齒輪脫開時發(fā)生貨物墜落的事故。 三、抓斗起升機(jī)構(gòu) 雙電機(jī)驅(qū)動：由兩套相同絞車組成的抓斗起升機(jī)構(gòu) 為了使用雙繩抓斗，起升機(jī)構(gòu)必須具備兩套相同的絞車，分別驅(qū)動抓斗上的兩根鋼絲繩的運動（見圖2-9）。其中起升繩連接在抓斗的頭部，用來保持抓斗的位置，閉合繩則卷繞在抓斗內(nèi)的滑輪組后固定在抓斗的下橫梁上。這種結(jié)構(gòu)在門座起重機(jī)、等大型起重機(jī)械中普遍采用。其工作原理是：電動機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)與減速器的高速軸相 圖2-9 雙電機(jī)驅(qū)動示意圖 （a）-卷筒；2-定滑輪；3-鋼絲繩；4-導(dǎo)向滑輪； 5-抓斗；6-動滑輪；7-吊鉤 （b）1-制動器；2-減速器；3-聯(lián)軸節(jié)；4-電動機(jī)； 5-卷筒；6-限位器 連，減速器的低速軸與卷筒相連。當(dāng)電機(jī)通電旋轉(zhuǎn)時，通過聯(lián)軸節(jié)、減速器，帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，將纏繞在卷筒上的鋼絲繩卷進(jìn)或放出，從而實現(xiàn)貨物的上升或下降。當(dāng)機(jī)構(gòu)停止工作時，制動器將使吊具連同貨物懸吊在空中。貨物的升降是靠電動機(jī)改變轉(zhuǎn)向來達(dá)到的。當(dāng)超載或超起升高度時，超負(fù)荷限制器將使電動機(jī)自動斷電，起到安全保護(hù)作用。 圖2-10示出抓斗工作中起升繩與閉合繩張力變化的情況。在抓取結(jié)束開始起升時，閉合繩的張力為滿斗全部重量，即G＋Q。在起升過程中，電動機(jī)的負(fù)荷特性使兩電動機(jī)的負(fù)荷趨于均勻， 圖2-10 工作中起升繩張力變化 S1-起升繩；S2-閉合繩；G-抓斗重量；Q-貨物重量；K-動載系數(shù) 使起升繩與閉合繩的張力趨于相等，各為1/2（G＋Q）。在開斗卸料的初始階段，起升繩張力略有升高，但隨后即降至等于空斗重量G，而閉合繩的張力則由1/2（G＋Q）直線下降至松弛狀態(tài)。 四抓 斗 抓斗是一種全自動的取物裝置，它的抓取與卸料動作完全由起重機(jī)司機(jī)操縱，并依靠機(jī)械的力量自動進(jìn)行，不需要任何輔助人員協(xié)助，避免了繁重的體力勞動，同時也節(jié)省了輔助時間，大大提高了裝卸生產(chǎn)率。因此，抓斗是港口裝卸作業(yè)中十分重要的取物裝置。抓斗除用來裝卸大量的散粒物料外，還用來抓取圓木、廢鋼等非散粒物料。它被廣泛地用于港口。抓斗自重較重，抓斗起重機(jī)的起重量等于抓斗自重與抓取物料重量之和，一般情況下抓斗自重與抓取物料重量接近。因此，抓斗的主要缺點是自重較重。 一、抓斗的種類 1，根據(jù)抓取物料的不同，抓斗可分為礦石抓斗、廢鋼抓斗、煤炭抓斗、糧食抓斗、圓木抓斗等。但通用的標(biāo)準(zhǔn)抓斗則根據(jù)抓取物料的容量V分為：輕型抓斗（V＜1 200 kg/m3、中型抓斗（V＝1200～2 000 kg/m3）、重型抓斗（V＝2000～2 600 kg/m3）及特重型抓斗（V＞2600kg kg/m3）。 2．根據(jù)顎板數(shù)目的不同，抓斗可分為：雙顎抓斗和多顎板抓斗（或多爪抓斗）（見圖6-9）。多顎板抓斗顎板數(shù)為3個以上，大多數(shù)顎板數(shù)做成6個。雙顎抓斗主要用來抓取容量較小的散粒物料，如糧食、煤炭等。多顎板抓斗主要用來裝卸容重大或外形尺寸大的貨物，如大塊礦石、廢鋼等。 圖6-9 抓斗 a-雙顎抓斗；b-多顎抓斗 3．根據(jù)結(jié)構(gòu)和操作特點，雙顎抓斗可分為雙繩抓斗、四繩抓斗。其中最常用的是雙繩抓斗，它生產(chǎn)率高，但需要配備兩套起升機(jī)構(gòu)；四繩抓斗需要兩套雙聯(lián)卷筒起升機(jī)構(gòu)。 下面敘述雙繩抓斗的構(gòu)造和工作原理（四繩抓斗工作原理與雙繩抓斗相同）。 二、雙繩抓斗的構(gòu)造和工作原理 雙繩抓斗是由抓斗頭部、撐桿、下橫梁、顎板所組成的。顎板對稱地分別與下橫梁和撐桿鉸接，整個抓斗懸掛在兩根鋼絲繩上，這兩根鋼絲繩分別叫做起升繩和閉合繩。起升繩和閉合繩經(jīng)過滑輪繞在與之相對應(yīng)的兩個卷筒上，也就是起升卷筒和閉合卷筒。雙繩抓斗的抓取與卸料動作是利用這兩個卷筒及兩根鋼絲繩來操縱的，其中起升繩直接固定在抓斗的頭部，閉合繩以滑輪組的形式繞于頭部和下橫梁之間（倍率通常為2～6），尾端固定在頭部或下橫梁上。 抓斗的作業(yè)環(huán)境惡劣，在工作時受到強(qiáng)烈沖擊和嚴(yán)重磨損，因此要求具有良好的韌性和耐磨性。 顎板通常用鋼板制成，為了增強(qiáng)剛性和耐磨性，邊緣用厚鋼板加強(qiáng)，刃口最好采用高錳鋼ZGMn13制成。刃口一般是平直的，只有抓取難抓的物料（如大塊物料或堅實的料堆）時，才裝上高錳鋼的鋼爪。鋼爪可以是焊死的，也可以制成鉚接或螺栓連接的。對于抓取糧食的抓斗，為了避免泄漏，刃口制成搭接式的。 撐桿承受壓力，因此要求它有足夠的斷面尺寸。由于撐桿重一些對于抓取性能是比較有利的，通常都用實心圓鋼或方鋼制成。在力求減輕抓斗自重的情況下，也可以采用厚壁管或由兩個角鋼或槽鋼焊成方管。 圖6-10示出雙繩抓斗的工作原理圖。其工作循環(huán)可分為四步進(jìn)行。 圖6-10雙顎抓斗工作過程 第一步：抓斗以張開狀態(tài)下降到貨堆上，見圖6-10（a）。這時起升繩和閉合繩以同樣速度下降，抓斗完全張開。空抓斗的重量完全由起升繩來承擔(dān)。 第二步：抓取物料，見圖6-10（b）。這時起升繩不動，閉合繩上升（向起升方向開動閉合卷筒），抓斗逐漸閉合。在自重作用下，抓斗插入料堆，抓取物料。 第三步：載貨上升，見圖6-10（c）。起升繩和閉合繩同步上升，抓斗完全閉合，把滿載的抓斗升到預(yù)定的高度，此時應(yīng)注意閉合繩的速度不低于起升繩的速度，以免抓斗在升高過程中有自動開斗卸貨現(xiàn)象的發(fā)生。在這個步驟的初期，載貨抓斗的全部重量由閉合繩承擔(dān)，然后載荷由兩根繩平均分擔(dān)。 第四步：開斗卸料，見圖6-10（d）。起升繩不動，閉合繩下降，顎板逐漸張開，物料卸出。此時，載貨抓頭的全部重量均由起升繩承擔(dān)，抓斗在下橫梁、顎板、貨物重量的作用下，自動張開并將貨物卸出。 依次經(jīng)過四個步驟，抓斗即完成了一個工作循環(huán)，重新處于準(zhǔn)備抓貨的狀態(tài)。總之，起升繩與閉合繩以相同速度同時上升或下降時，抓斗就保持一定的開閉程度起升或下降；當(dāng)起升繩不動，閉合繩下降或上升則使抓斗打開或閉合。其動作如表6-4。 表6-4 抓斗狀況 空中張開 逐漸閉合 滿載上升 逐漸張開 起升繩 下降 下降 同步 不動 上升 上升 同步 不動 閉合繩 上升 下降 雙繩抓斗的起升繩與閉合繩常常成雙布置，使抓斗工作時更穩(wěn)定，抓斗不易打轉(zhuǎn)，同時鋼絲繩直徑較細(xì)，可使卷筒和滑輪直徑隨之減小，這時共有4根鋼絲繩，稱為四繩抓斗。其工作原理與雙繩抓斗是一樣的。 變幅機(jī)構(gòu)是用來實現(xiàn)臂架俯仰，以改變工作幅度的機(jī)構(gòu)。它主要有兩個方面的作用：一是在滿足起重機(jī)工作穩(wěn)定性的條件下，改變幅度，以調(diào)整起重機(jī)有效起重量或調(diào)整取物裝置工作位置；二是在起重量的最大幅度與最小幅度之間運移貨物，以擴(kuò)大起重機(jī)的作業(yè)范圍。港口裝卸用門座起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的作用主要是指后者，它與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)貨物的運移。 港口門座起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)為擺動臂架式變幅機(jī)構(gòu)。主要由擺動臂架、驅(qū)動裝置、傳動裝置、制動裝置所組成。此外，還有操縱設(shè)備、安全裝置等。 二、對工作性變幅機(jī)構(gòu)的要求 為了適應(yīng)工作性變幅的需要，變幅機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足下面兩點要求： 1．載重水平位移 使載重在變幅過程中沿水平線或接近于水平線的軌跡移動。 2．臂架自重平衡 使臂架系統(tǒng)的總重心高度在變幅過程中保持不變或變化很小。 第二節(jié) 載重水平位移的補(bǔ)償原理 為使載重在變幅過程中沿水平線或近似水平線移動，可以采用多種形式來達(dá)到，但基本上可以歸納為兩種類型：起升繩補(bǔ)償法和組合臂架法。在這里主要向大家介紹一下港口常用的組合臂架法。 組合臂架法的基本原理是：采用組合式臂架，依靠組合臂架端點在變幅過程中，沿水平或接近水平線的軌跡移動，從而使載重在變幅過程中的高度不變或變化很小。 組合臂架法最常見的有兩種：剛性拉桿式組合臂架和撓性拉索帶曲線形象鼻架式組合臂架。港口裝卸生產(chǎn)使用的門座起重機(jī)大多采用剛性拉桿式組合臂架——四連桿機(jī)構(gòu)。 圖3-1 剛性拉桿的組合臂架補(bǔ)償原理 圖3-1所示為采用剛性拉桿式組合臂架來使載重水平變幅的補(bǔ)償原理圖。組合臂架是由主臂架、直線型象鼻架和剛性拉桿三部分組成的。連同機(jī)架ea一起考慮，組合臂架實際上構(gòu)成一個四連桿機(jī)構(gòu)。其補(bǔ)償原理是：當(dāng)臂架擺動時，象鼻架端部滑輪的軌跡是一個雙葉曲線，如果臂架系統(tǒng)的尺寸和支點e、a的位置選擇適宜，則在雙葉曲線中相當(dāng)于起重機(jī)有效工作幅度的ef部分，接近一水平線。因此，臂架端點在變幅過程中，接近于水平線移動。此時，如果起升繩平行于主臂架（或剛性拉桿）布置，則在變幅過程中，起升繩的各部分長度均不發(fā)生變化，從而實現(xiàn)載重接近于水平線移動。 這種方案的主要優(yōu)點是：臂架下的工作空間較大，鋼絲繩的懸掛長度不變，貨載擺動現(xiàn)象減小。其缺點是：臂架為葙型結(jié)構(gòu)，自重較重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，迎風(fēng)面積也較大，在變幅過程中，臂架難以沿嚴(yán)格的水平線變幅。 第四節(jié) 變幅機(jī)構(gòu)的傳動形式 為使臂架繞其鉸軸擺動來改變起吊貨物的位置，就必須有一套專門的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 圖3-5為齒條傳動的變幅機(jī)構(gòu)簡圖。臂架直接由齒條推動，齒條則由裝設(shè)在機(jī)器房頂上的電動機(jī)通過一個封閉式的三級圓柱齒輪減速器減速后，帶動一個小齒輪，由小齒輪的旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動齒條做直線運動，從而推動臂架繞其軸心擺動。對于較大型的起重機(jī)，齒條常制成針齒的形狀，以便制造和維修工作。 圖3-5 齒條傳動的變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動簡圖 1-電動機(jī)；2-液壓推桿制動器；3-圓柱齒輪減速器； 4-齒型連軸節(jié)；5-齒條 因為在變幅時振動和沖擊都較大，所以在齒條頭部裝設(shè)橡膠緩沖裝置或液壓緩沖裝置。另外，為了避免由于齒條超程而使臂架脫落，確保變幅機(jī)構(gòu)安全工作，齒條在變幅有效區(qū)段內(nèi)兩端都設(shè)有行程開關(guān)。 這種傳動方式的主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，可以雙向受力，效率高。缺點是：因為存在齒間間隙，起、制動時有沖擊；齒條傳動是開式傳動，工作條件差，所以齒面易磨損。 這種傳動方式由于可以在效率較高的前提下，獲得相當(dāng)緊湊的結(jié)構(gòu)，因而，在工作性變幅機(jī)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。 第四章 起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 第一節(jié) 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)概述 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用來支承旋轉(zhuǎn)部分重量，并驅(qū)使旋轉(zhuǎn)部分相對于不旋轉(zhuǎn)部分做旋轉(zhuǎn)運動的工作機(jī)構(gòu)。它的作用是使被起吊的貨物圍繞起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心做旋轉(zhuǎn)運動，以達(dá)到在水平面內(nèi)運移貨物的目的。 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)之一。它只有與其他機(jī)構(gòu)配合作業(yè)，才能將貨物運送到起重機(jī)工作空間范圍內(nèi)的任何地方。當(dāng)單獨用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作時，己被起吊的貨物移動范圍只是一個狹窄的圓環(huán)面（圖4-1（a））；當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)聯(lián)合作用時，其工作范圍是環(huán)形圓柱體空間，在平面內(nèi)是一個較寬的圓環(huán)（圖4-1（b））；當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與運行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)聯(lián)合作用時，其工作范圍擴(kuò)大到相當(dāng)大的空間（圖4-1（c））。 圖4-1 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作空間示意圖 起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，不論其結(jié)構(gòu)如何，均是由旋轉(zhuǎn)支承裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置兩部分所組成的。旋轉(zhuǎn)支承裝置是用來保證起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分和不旋轉(zhuǎn)部分的對中，并把旋轉(zhuǎn)部分的力（包括垂直力、水平力和傾翻力矩）傳遞給起重機(jī)的不旋轉(zhuǎn)部分的裝置。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置是實現(xiàn)起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分相對于不旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 圖4-2 具有轉(zhuǎn)柱式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的門座起重機(jī)簡圖 1-機(jī)房；2-轉(zhuǎn)柱；3-上支承環(huán)；4-下十字橫梁；5-門腿 圖4-2為具有轉(zhuǎn)柱式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的門座起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。它的旋轉(zhuǎn)部分由臂架系統(tǒng)、機(jī)房和轉(zhuǎn)柱等組成，與轉(zhuǎn)盤式旋轉(zhuǎn)支承裝置的旋轉(zhuǎn)部分相比多了一個轉(zhuǎn)柱；不旋轉(zhuǎn)部分是由上支承環(huán)、下十字橫梁和門腿組成的門座。在轉(zhuǎn)柱上，與上支承環(huán)相應(yīng)的位置設(shè)置滾輪，滾輪與裝在不轉(zhuǎn)的上支承環(huán)內(nèi)的滾道組成上支承裝置。轉(zhuǎn)柱下部在與下十字橫梁連接的地方，裝有向心軸承和推力軸承，組成轉(zhuǎn)柱的下支承裝置。旋轉(zhuǎn)部分依靠上、下支承裝置支承在門座上。垂直載荷由下支承的推力軸承承受，傾翻力矩和水平力由上支承的水平滾輪和下支承的向心軸承承受。旋轉(zhuǎn)部分相對于不旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)，同樣是靠安裝在機(jī)房內(nèi)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)使與固定在門架上的大齒圈嚙合的小齒輪繞大齒圈做行星式的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。 第三節(jié) 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)形式 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)是用來實現(xiàn)起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分相對于不旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動的動力和速度的傳動裝置。這種裝置能滿足起重機(jī)低速正反轉(zhuǎn)、制動平穩(wěn)、安全可靠的要求。從受力方面考慮，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)必須克服如下阻力矩：一是旋轉(zhuǎn)支承裝置中的摩擦阻力矩；二是風(fēng)阻力矩；三是由道路坡度或浮船傾斜造成的旋轉(zhuǎn)阻力矩。 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的形式和構(gòu)造，主要是根據(jù)起重機(jī)的用途、工作特點、起重量的大小來確定的。在實際中應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械驅(qū)動。它是由下列部分組成的：原動機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、制動器、減速器和最后一級齒輪傳動。為了保證旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可靠工作和防止過載，在傳動系統(tǒng)中一般還裝設(shè)極限力矩聯(lián)軸節(jié)。原動機(jī)采用電動機(jī)。 根據(jù)所采用的原動機(jī)、減速器及驅(qū)動元件的不同，機(jī)械驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有以下幾種主要驅(qū)動形式：臥式電動機(jī)-帶制動輪的聯(lián)軸器-制動器-帶極限力矩聯(lián)軸器的渦輪蝸桿減速器-最后一級大齒輪傳動；立式電動機(jī)一聯(lián)軸器一水平安裝的制動器一軸線垂直布置的立式減速器（可帶極限力矩聯(lián)軸節(jié)）一最后一級大齒輪傳動；臥式電動機(jī)一極限力矩聯(lián)軸器一制動器一圓柱圓錐齒輪減速器一最后一級大齒輪傳動等。 港口門座起重機(jī)大多采用立式電動機(jī)--聯(lián)軸器--水平安裝的制動器--軸線垂直布置的立式減速器（可帶極限力矩聯(lián)軸節(jié)）--最后一級大齒輪傳動。 圖4-8 采用立式電機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu) 圖4-8示出具有這種形式的傳動圖。采用這種方案優(yōu)點是平面布置緊湊，占據(jù)機(jī)房平面面積小，且傳動效率高。立式減速器可以采用二級或三級圓柱齒輪傳動、圓柱行星齒輪傳動、擺線針輪行星傳動、少齒差行星傳動或諧齒輪傳動等新型傳動裝置。極限力矩聯(lián)軸節(jié)設(shè)在第一級齒輪傳動的大齒輪上，為保證足夠的摩擦力矩，不使中間軸的軸承受過大的軸向力，上、下摩擦錐體安裝在第一級齒輪傳動的大齒輪的齒圈內(nèi)側(cè)。 這種傳動方案是起重機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)比較理想的驅(qū)動方式，在大型起重機(jī)中已得到了廣泛的應(yīng)用。為了使傳動元件受力合理，降低尺寸，常采用兩套驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用兩個行星齒輪驅(qū)動。上海港機(jī)廠制造的M10－30型門座起重機(jī)和一些進(jìn)口門座起重機(jī)均采用了這種驅(qū)動形式（圖4-9）。 圖4-9立式電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu) 1-螺釘；2-螺絲；3-連接螺釘；4-底盤；5-下支承座；6-套筒；7-球面支承墊圈；8-球面支承座圈；9-曲形樞軸；10-軸承墊圈；11-頂塊；12-頂絲；13電纜導(dǎo)管 第五章 起重機(jī)的運行機(jī)構(gòu) 第一節(jié) 運行機(jī)構(gòu)概述 在裝卸作業(yè)中，往往要求起重機(jī)能夠調(diào)整工作位置，改變工作地點，以擴(kuò)大作業(yè)范圍，提高裝卸效率。因此，在起重機(jī)中通常都裝有運行機(jī)構(gòu)，運行機(jī)構(gòu)的任務(wù)是使起重機(jī)做水平運動。 運行機(jī)構(gòu)按照結(jié)構(gòu)特點分為無軌運行機(jī)構(gòu)和有軌運行機(jī)構(gòu)兩大類。港口裝卸用門座起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)均為有軌運行機(jī)構(gòu)。有軌運行機(jī)構(gòu)起重機(jī)可沿著鋪設(shè)的鋼軌上運行。 由于這種運行機(jī)構(gòu)的車輪和軌道都是鋼鐵制成的，故其運行阻力小，承載能力大，結(jié)構(gòu)緊湊。盡管與無軌運行機(jī)構(gòu)相比較工作范圍受到軌道的限制，但是仍是港口起重機(jī)的主要運行形式。 門座起重機(jī)的運行機(jī)構(gòu)屬非工作性運行機(jī)構(gòu)只是用來調(diào)整起重機(jī)的工作位置。 運行機(jī)構(gòu)的工作速度隨起重機(jī)的用途確定。非工作性運行機(jī)構(gòu)為了筒化結(jié)構(gòu)，減輕自重，通常采用較低的運行速度。 門座起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動形式是由獨立的驅(qū)動裝置分別驅(qū)動各個支點上的車輪。因為這種驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單，布置方便，在港口起重機(jī)械運行機(jī)構(gòu)中獲得了廣泛的應(yīng)用。 運行機(jī)構(gòu)不論是何種結(jié)構(gòu)，都是由運行支承裝置和運行驅(qū)動裝置兩大主要部分組成的。運行支承裝置的機(jī)械部分對于有軌運行機(jī)構(gòu)起重機(jī)主要是均衡梁、車輪和軌道。運行驅(qū)動裝置包括電動機(jī)、減速器與制動器等。 第三節(jié) 運行驅(qū)動裝置 有軌式運行驅(qū)動裝置主要包括原動機(jī)、制動器、聯(lián)軸節(jié)、傳動裝置等。有軌運行起重機(jī)的運行機(jī)構(gòu)大多數(shù)采用電動機(jī)驅(qū)動。為適應(yīng)起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)重復(fù)短暫周期性工作的特點，與其他機(jī)構(gòu)一樣，交流電驅(qū)動的起重機(jī)其原動機(jī)也采用起重和冶金機(jī)械專用的三相交流異步電動機(jī)，型號為繞線式異步電動機(jī)JZR或鼠籠式異步電動機(jī)。前者由于其轉(zhuǎn)子電阻可以調(diào)節(jié)，因此起動電流不大，且便于調(diào)速，故獲得廣泛應(yīng)用。后者構(gòu)造簡單，價格便宜，但起動電流大，不便于調(diào)速，且不能承受較大的起動次數(shù)，因此，一般僅在功率不大或工作不十分繁重的情況下使用。 為使起重機(jī)迅速準(zhǔn)確地停車，運行機(jī)構(gòu)中必須安裝制動器。常用的制動器為JWZ型交流短行程雙磁雙塊制動器，靠彈簧上閘，電磁鐵松閘。YWZ型電動液壓推桿雙瓦塊制動器也得到廣泛應(yīng)用，它是靠彈簧上閘，電動液壓推桿松閘的。與前者相比，后者具有制動平穩(wěn)、工作可靠、制動力矩大、外形尺寸小等突出優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用在各種港口起重機(jī)中。 門座起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)聯(lián)軸節(jié)多數(shù)使用彈性柱銷聯(lián)軸節(jié)，且與制動輪制成一體，這樣大大地縮小了整體尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊。制動輪一般安裝在電動機(jī)的高速軸上，因高速軸所需制動力矩小，制動器可得到較小的尺寸。 傳動裝置主要采用圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動、蝸輪蝸桿減速器加開式齒輪傳動、三合一減速器傳動等。 門座起重機(jī)上常用的傳動裝置為蝸輪蝸桿減速器加開式齒輪傳動。圖5-3為港口常見的門座起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)布置圖。這種方案由于采用蝸輪蝸桿傳動，因此傳動效率較低，且沿軌道方向的尺寸較大。為了獲得結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高的驅(qū)動形式，近年來， 圖5-3 門座運行機(jī)構(gòu) 1-電動機(jī)；2－制動器；3－蝸輪蝸桿減速器；4-主動車輪； 5－從動車輪均衡架；6-防風(fēng)夾軌器 在進(jìn)口門座起重機(jī)的運行機(jī)構(gòu)中，出現(xiàn)了“三合一”減速器，即將電動機(jī)、減速器、制動器三件合為一體。其優(yōu)點是體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，外形美觀。目前，國內(nèi)正在研制這種減速器。這種減速器采用立式電動機(jī)驅(qū)動，通過帶有一級圓錐齒輪傳動的減速器，再經(jīng)一級開式齒輪傳動的驅(qū)動方案。 第六章門座起重機(jī)的安全裝置 第一節(jié)防風(fēng)錨定裝置 防風(fēng)錨定裝置是大型起重機(jī)的一種重要安全保護(hù)裝置，它的作用是將起重機(jī)牢牢地固定在作業(yè)場地。港口起重機(jī)均在露天場地或碼頭前沿作業(yè)，經(jīng)常承受風(fēng)載荷作用。由于起重機(jī)結(jié)構(gòu)龐大，迎風(fēng)面積大，承受的風(fēng)載荷也就很大，很容易在風(fēng)力作用下移動滑行。如果不采用必要的安全保護(hù)措施，就有被損壞甚至被吹翻的危險。國內(nèi)外大型起重機(jī)由于沒有防風(fēng)錨定裝置，被大風(fēng)吹走，滑移、碰擊到軌道端部后傾翻的事故很多。因此，露天作業(yè)的大型起重機(jī)械必須裝設(shè)防風(fēng)錨定裝置，以便隨時將起童機(jī)固定起來，防止被暴風(fēng)吹走。 一、防風(fēng)錨定裝置的種類 1.根據(jù)作用方式，分為自動作用與非自動作用兩大類 自動作用的防風(fēng)裝置在起重機(jī)停止運行或斷電時自動地將起重機(jī)止住。這樣的防風(fēng)裝置能在突然的暴風(fēng)情況下起到保護(hù)作用。它操作方便，只要按控制按鈕即可。但它們一般都有構(gòu)造復(fù)雜、自重重、成本高等缺點。非自動防風(fēng)裝置（一般多為手動的）構(gòu)造簡單，重量輕，緊湊，價廉，容易維修。但操作麻煩，費力費時。 2.根據(jù)工作原理不同分類 分為即防風(fēng)固定裝置、防風(fēng)壓軌器和防風(fēng)夾軌器3類。 二、常用防風(fēng)錨定裝置簡介 1.防風(fēng)錨定裝置 該裝置是將起重機(jī)與作業(yè)場地地面連接起來，構(gòu)造簡單，安全可靠。但與場地連接部位，必須在修建碼頭時同時造好。典型的結(jié)構(gòu)形式見圖8-1。使用時需4套裝置，分別安裝在大車運行機(jī)構(gòu)的4條腿上同時使用。圖8-1（a）為插銷裝置（大型起重機(jī)常用插板代替插銷，并且用杠桿來插入與插出）。插銷裝置應(yīng)沿軌道場地上兩側(cè)每隔一定距離裝設(shè)下個，以便在大風(fēng)來到時能及時將起重機(jī)鎖住。 圖8-1 防風(fēng)錨定裝置 （a）插銷裝置；（b）鏈條式錨定裝置；（c）插板裝置 圖8-1（b）為鏈條式錨定裝置。它利用鏈條將起重機(jī)與地面固定點連接起來，達(dá)到固定起重機(jī)的目的。 2.手動膠楔 手動膠楔是一種簡單、有效的防風(fēng)工具，將它插入車輪和道軌之間，當(dāng)起重機(jī)受風(fēng)力移動后，車輪滾上膠楔，使車輪與軌道間的滾動摩擦變成膠楔與軌道間的滑動摩擦，阻力增大，阻止門座起重機(jī)繼續(xù)移動。手動膠楔的缺點是需要靠人工插入和拔出，使用不方便，另外它與運行機(jī)構(gòu)沒有電器聯(lián)鎖，有時會因失誤造成事故。 3.楔塊式防爬器 壓力輪固定在起重機(jī)上，其下部有凹型楔塊，它們之間有一定間隙。凹型楔塊通過撓性件掛在上端的電動推桿（或電動液壓推桿）上，當(dāng)運行電動機(jī)工作時電動推桿也工作，將楔塊提起離開軌面，，使之與壓力輪相接觸，此時，起重機(jī)可以正常運行；當(dāng)起重機(jī)停止運行時，電動推桿反轉(zhuǎn)使楔塊放下（若采用電動液壓推桿，此時楔塊在自身重力作用下），落在軌面上，與起重機(jī)呈浮動連接。當(dāng)起重機(jī)在風(fēng)力作用下移動時，楔塊不動，壓力輪將沿著楔塊斜面爬坡，壓力輪對楔塊的垂直壓力使楔塊與軌面產(chǎn)生摩擦力，當(dāng)摩擦阻力能平衡風(fēng)力時，起重機(jī)就停止移動。楔塊提起和放下時與運動機(jī)構(gòu)通過限位開關(guān)聯(lián)鎖，以保證防爬器正常工作并防止運行機(jī)構(gòu)誤動作。 楔塊防爬器構(gòu)造簡單，制造成本低，可靠性高，特別是當(dāng)軌道低于碼頭平面時，夾軌器無法工作，它卻可以正常工作。但是，它與膠楔一樣，當(dāng)有臺風(fēng)時，起重機(jī)仍可能與楔塊一起沿軌面滑動，故必須安裝其它防風(fēng)錨定裝置。 第二節(jié) 超負(fù)荷限制器 起重機(jī)的工作負(fù)荷是一個確定的數(shù)值，作業(yè)過程中貨物的重量不能超過額定負(fù)荷值，否則就可能造成機(jī)損、貨損及人身傷亡事故。那么，怎樣保證起吊的貨物重量不超過額定起重量呢？現(xiàn)在國家勞動安全部門已經(jīng)明確規(guī)定，在大中型起重機(jī)械上必須裝有防止起重機(jī)超載作業(yè)的安全裝置。這就從根本上消除了超負(fù)荷作業(yè)的隱患。 防止起重機(jī)超載作業(yè)的安全裝置有兩種：一種是起重量限制器（即超負(fù)荷限制器）；另一種是起重力矩限制器。后者用于臂架類起重機(jī)中。隨著幅度的增加，允許的起重量減少。港口裝卸門座起重機(jī)的起重量一般不隨幅度變化，故很少應(yīng)用?，F(xiàn)僅就港口裝卸門座起重機(jī)使用的超負(fù)荷限制器介紹如下。 一、超負(fù)荷限制器的種類 超負(fù)荷限制器種類很多，按工作原理主要分為機(jī)械式和電子式2種。機(jī)械式主要有杠桿式、偏心式和凸輪式3種。這3種裝置的工作原理相同，即載荷直接或間接地作用于杠桿或者偏心輪、凸輪上，當(dāng)引起的力矩超過事先調(diào)整好的阻力矩時，緩沖裝置活塞桿受力運動，從而碰撞限位開關(guān)，使起升機(jī)構(gòu)斷電，達(dá)到停車的目的。電子式超負(fù)荷限制器使用半導(dǎo)體和微型電子計算機(jī)等元件。它的工作原理主要是：通過壓力傳感器來采集信號樣本，即將載荷信號變?yōu)殡娦盘枺?jīng)過運算處理。當(dāng)載荷分別達(dá)到額定起重量事先調(diào)定的某些數(shù)值時，超負(fù)荷限制器分別發(fā)出預(yù)報和報警信號，最終通過控制電路自動切斷起升電源，迫使起升機(jī)構(gòu)停止工作。 機(jī)械式超負(fù)荷限制器構(gòu)造簡單，但有體積大、重量大等缺點，大多數(shù)裝在中小型起重機(jī)上。電子式超負(fù)荷限制器具有集成化，調(diào)整方便，體積小等特點。此外，電子式超負(fù)荷限制器較之機(jī)械式超負(fù)荷限制器反應(yīng)靈敏，安裝方便。 二、典型機(jī)械式超負(fù)荷限制器簡介 1.杠桿式超負(fù)荷限制器 圖8-2 杠桿式超負(fù)荷限制器 1起升鋼絲繩；2-壓繩滑輪；3-連桿；4-推桿； 5-彈簧裝置；6-起負(fù)荷開關(guān)；7-緩沖油缸 圖8-2示出國產(chǎn)M10－30門座起重機(jī)上采用的杠桿式起重量限制器結(jié)構(gòu)簡圖。其原理是：起升鋼絲繩1從起升卷筒松出后，經(jīng)過壓繩滑輪和導(dǎo)向滑輪，最后與吊鉤裝置或抓斗連接。當(dāng)?shù)踔爻?fù)荷時，鋼絲繩壓向壓繩滑輪，壓繩滑輪滑轉(zhuǎn)，迫使連桿3向下轉(zhuǎn)動，連桿一端與推桿4相連；當(dāng)連桿向下轉(zhuǎn)動一角度時，推桿克服彈簧力作用也相應(yīng)下降一段距離，碰斷超負(fù)荷終點開關(guān)，從而使起升機(jī)構(gòu)停止運轉(zhuǎn)，貨物就不能上升，達(dá)到控制起重量超負(fù)荷的目的。 2.PCI-1002超載限制器 我港門座起重機(jī)多采用杭州新華儀表廠生產(chǎn)的PCI-1002超載限制器。其主要原理是該儀器配以電阻應(yīng)變片式荷重傳感器，能在起重設(shè)備承載到額定值的90％時，發(fā)出聲光報警信號，提示操作人員不要超載。若負(fù)荷繼續(xù)上升到額定值的110％時，儀器發(fā)出控制信號，強(qiáng)制切斷起重設(shè)備上升機(jī)構(gòu)的電源，達(dá)到保護(hù)人身安全和設(shè)備安全的目的。 PCI-1002超載限制器具有如下特點： 1）高可靠設(shè)計，使得儀器能在惡劣環(huán)境中長期穩(wěn)定使用； 2）優(yōu)異的動載適應(yīng)性； 3）清晰的數(shù)字顯示，使得操作人員隨時了解起重機(jī)械的載荷情況； 4）調(diào)整周期可長達(dá)一年以上； 技術(shù)指標(biāo) 1）電源電壓：AC220V –20%～+20% 2)功率: <10VA 3)傳感器類型:電阻應(yīng)變片式荷重傳感器、100Ω<傳感器阻抗<700Ω、靈敏度:0.5mV/V～3.5mV/V 4)傳感器激勵電源:DC10V,最大負(fù)載電流100mA,短路保護(hù) 5)顯示方式:31/2位LED 顯示 6)綜合誤差: <5% 7)抗干擾能力:共模抑制比>100db, 串模抑制比>60db 8)繼電器觸點輸出:AC220V 0.1A或48V 0.5A 9)工作環(huán)境溫度: –20℃～+60℃ 10)外形尺寸:高220mm*寬145mm*深75mm 11)重量:2.1kg 12)調(diào)整期:大于12個月 按照使用說明書調(diào)試校準(zhǔn)后, PCI-1002超載限制器即可投入正常工作。 第三節(jié) 限位裝置 起重機(jī)在作業(yè)過程中，難免有司機(jī)操作失誤、控制失靈的現(xiàn)象發(fā)生。為了避免這類事情的發(fā)生，必須在各個機(jī)械中裝設(shè)保護(hù)裝置—-限位裝置。常用的限位裝置有如下幾種。 一、行程限位器 行程限位器就是一個行程開關(guān)。行程開關(guān)用在各種控制電路中，作為控制運動機(jī)構(gòu)的行程，變換其運行方向或速度之用。如在門座起重機(jī)中，起升高度和下降深度的極限位置的限位，起重臂的增幅與減幅的極限位置的限位，都是采用行程開關(guān)來完成的。 各種行程開關(guān)盡管其外形和內(nèi)部接線各有不同，但基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相同的。 圖8-3 行程開關(guān)示意圖 （a）行程開關(guān)外形圖（b）行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖 1-常閉觸頭；2-常開觸頭；3-觸橋；4-復(fù)位彈簧；5-推桿 圖8-3分別示出行程開關(guān)外形圖和行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。行程開關(guān)都有一個封閉的鐵殼，里面各有一副或幾副常開和常閉觸頭。動觸頭與推桿相連，靜觸頭裝在膠木座上，當(dāng)推桿被運動機(jī)構(gòu)的撞塊推動時，使常閉觸頭斷開（常開觸頭閉合），從而切斷（或接通）某控制電路，使電動機(jī)斷電，或者改變轉(zhuǎn)向及速度。當(dāng)撞塊作用消失，推桿在彈簧作用下恢復(fù)原來狀態(tài)。 二、起升高度限位器 起升高度限位器的作用是防止司機(jī)操作疏忽或其他原因而使吊鉤過卷揚(yáng)，從而保證起重機(jī)在設(shè)計許可的起升高度范圍內(nèi)工作。吊鉤過卷揚(yáng)時，可能拉斷起升鋼絲繩使吊鉤與重物一起落下，或者擠碎滑輪，也可能使起重臂后傾，甚至發(fā)生起重機(jī)傾覆的事故，造成重大損失。因此，規(guī)定起重必須裝有起升高度限位器，使吊鉤起升到一定高度時能自動切斷電動機(jī)電源而停止工作。在門座起重機(jī)上還裝有下降深度限位器，保證鋼絲繩在卷筒上留有一定的安全圈數(shù)（一般為2～3圈）。 起升高度限位器有幾種類型：壓繩式限位器、螺桿式限位器和重錘式限位器。 1．壓繩式限位器 圖8-4 壓繩式限位器 1-卷筒；2-起升繩；3-小滑輪；4-光桿；5、6-起升、下降限位 圖8-4是壓繩式限位器工作原理圖。起升鋼絲繩卡在小滑輪槽中，小滑輪套在光桿上，沿光桿兩端裝有行程開關(guān)，位置可以調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)蹉^起升或下降時，起升鋼絲繩沿卷筒左右移動，鋼絲繩帶動小滑輪沿光桿左右移動，當(dāng)達(dá)到起升（或下降）極限位置時，小滑輪碰到起升限位開關(guān)（或下降限位開關(guān)）的推桿，而使常閉觸頭斷開，切斷電源接觸的線圈電路，電動機(jī)斷電停止工作。 2.螺桿式限位器 圖8-5 螺桿式限位器 1-卷筒軸；2-卷筒限位支板；3-方頭螺桿；4-固定光桿； 5-移動螺母；6-限位開關(guān)；7-調(diào)整螺母；8-外殼 圖8-5為螺桿式限位器的原理簡圖。方頭螺桿的方頭套在卷筒的軸端方孔內(nèi)。當(dāng)卷筒旋轉(zhuǎn)時，螺桿也隨著轉(zhuǎn)動，與螺桿嚙合的螺母由于光桿的導(dǎo)向作用，沿螺桿軸向左右移動。當(dāng)取物裝置上升到極限位量時，螺母觸動限位開關(guān)的推桿，使常閉觸頭斷開，切斷電路，電動機(jī)停止工作，從而達(dá)到控制起升高度的目的。如需改變起升高度，只要調(diào)整螺母到限位開關(guān)的距離即可。 3．重錘式限位器 圖8-6 重錘式限位器 1-重塊；2-限位開關(guān)；3-擋板；4-角鋼；5-重錘 圖8-6為重錘式限位器原理筒圖。重塊1由于本身的重量將限位開關(guān)的右活動臂壓在擋板3上，使開關(guān)的觸頭處于閉合狀態(tài)。重塊1的位置用套環(huán)來固定，套環(huán)套住吊鉤的鋼絲繩。當(dāng)?shù)蹉^升到最高位置時，角鋼4碰到重塊1，并將它托起。這時由于開關(guān)在活動壁上重錘5的作用，使杠桿轉(zhuǎn)過一個角度，閉合觸頭斷開，切斷控制電路，使電動機(jī)停止工作。