門座起重機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)講稿

1、門座起重機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)門座起重機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)（20062006年年4 4月蘇州）月蘇州）門座起重機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)門座起重機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 一、門座起重機(jī)的構(gòu)造及分類門座起重機(jī)的構(gòu)造及分類 門座起重機(jī)是具有沿地面軌道運(yùn)行，下方可通過鐵路車輛或其他地面車輛的門形座架的可回轉(zhuǎn)臂架型起重機(jī)。（二）（二）門座起重機(jī)的構(gòu)造門座起重機(jī)的構(gòu)造 結(jié)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)部分 包括門架、人字架、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、司機(jī)室、臂架系統(tǒng)（臂架、拉桿、象鼻梁）等。 機(jī)構(gòu)部分機(jī)構(gòu)部分 包括起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)。 電氣部分電氣部分 一般通過電纜卷筒或地溝滑線供電，采用電力直接驅(qū)動(dòng)；一般包括電線電纜、中心集電器、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電阻器、控制柜、操縱臺(tái)

2、、照明等。 安全裝置部分安全裝置部分 包括限位裝置、超載限制器、緩沖器、防風(fēng)搞滑裝置等。 附屬裝置附屬裝置 司機(jī)室、機(jī)房平臺(tái)的高度超過20m的大型門座起重機(jī)則應(yīng)當(dāng)考慮安裝附屬的簡易電梯。（二）門座起重機(jī)分類門座起重機(jī)分類： 1.港口通用門座起重機(jī)港口通用門座起重機(jī) 如圖所示，這類起重機(jī)配備有可以更換的吊鉤、抓斗等吊具 2.帶斗門座起重機(jī)帶斗門座起重機(jī) 如圖所示，這類起重機(jī)在門座上裝有漏斗和帶式輸送機(jī)，用抓斗卸船的門座起重機(jī)。 3.船廠門座起重機(jī)船廠門座起重機(jī) 如圖所示，是裝在高門座上的門座起重機(jī)，用于船廠的吊裝工作，具有較大的起重能力和較大的起升高度。通常備有兩個(gè)或多個(gè)起重吊鉤。主鉤的起重量應(yīng)

3、能隨工作幅度的變化而變化。工作速度一般比港口用的門座起重機(jī)要低。 4.集裝箱門座起重機(jī)集裝箱門座起重機(jī) 用于集裝箱碼頭、堆場上的專用門座起重機(jī) 5.電站門座起重機(jī)電站門座起重機(jī) 用于電站建設(shè)的門座起重機(jī)，具有較大的工作幅度和起重能力，且易于拆卸和拼裝，便于轉(zhuǎn)移工地。二、二、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （一）（一）門架門架 門架結(jié)構(gòu)支承著上部旋轉(zhuǎn)部分的全部自重和所有外載荷。門架結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)起重機(jī)的穩(wěn)定性和減輕自重有著重要意義。為保證起重機(jī)正常平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，門架必須有足夠的強(qiáng)度，尤其是要有較大的剛度。 1.轉(zhuǎn)柱式門架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)柱式門架結(jié)構(gòu) （1）交叉門架）交叉門架 如圖7-4所示。這種門架是由兩片平面剛架交叉組成的空間結(jié)構(gòu)。

4、它的頂面為一大圓環(huán)，其上裝有環(huán)形軌道和大齒輪。門架當(dāng)中有一個(gè)十字橫梁，在橫梁的交叉處裝有轉(zhuǎn)柱下支承的球鉸軸承。在起重機(jī)軌道的同側(cè)平面內(nèi)，用拉桿把兩條門腿相連在一起，以增加門架的空間剛度。 （2）八桿門架）八桿門架 如圖7-5所示。它的頂部是一個(gè)圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其上裝有環(huán)形軌道和大齒輪。圓環(huán)斷面常作成箱形的或?qū)捀拱宓墓ぷ中螖嗝?。在圓環(huán)下面是由八根撐桿組成的對(duì)稱的空間桁架結(jié)構(gòu)。 2.大軸承式門架結(jié)構(gòu)大軸承式門架結(jié)構(gòu) 這類起重機(jī)的上部旋轉(zhuǎn)部分，通過大型滾柱軸承式旋轉(zhuǎn)支承裝置直接支承在門架上。這樣，上部旋轉(zhuǎn)部分的垂直力、水平力和傾覆力矩通過大軸承全部傳給門架頂部，從而使門架受力狀況得到改善，并簡化了門架結(jié)構(gòu)

5、的構(gòu)造。如高圓筒形的門架（圖7-6）。這種門架的圓筒高度比門腿結(jié)構(gòu)的高度還高些。2.大軸承式門架結(jié)構(gòu)大軸承式門架結(jié)構(gòu)(新型）（二）（二）人字架、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)柱人字架、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)柱 1.人字架人字架 為了支承臂架，一般都沒有人字架。變幅機(jī)構(gòu)的推桿，組合臂架的拉桿及其對(duì)重杠桿等都與人字架相連。人字架支承在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。 2.旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和轉(zhuǎn)柱旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和轉(zhuǎn)柱 目前廣泛使用的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和轉(zhuǎn)柱結(jié)構(gòu)如圖7-8所示。平臺(tái)的金屬結(jié)構(gòu)由兩根縱向主梁及一些橫梁和平板組成。根據(jù)受力大小，這些梁可做成箱形斷面或工字形斷面，臂架和人字架都支承在平臺(tái)上。還有起升機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等機(jī)電設(shè)備，都安放在平臺(tái)上。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和轉(zhuǎn)柱相連接。臂

6、架的兩個(gè)下支承座焊在平臺(tái)的主梁端部。 轉(zhuǎn)柱常被作成棱錐形薄壁箱形結(jié)構(gòu)，剛度大，自重輕。（三）（三）臂架系統(tǒng)臂架系統(tǒng) 臂架系統(tǒng)是門座起重機(jī)把貨載傳遞到旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的主要構(gòu)件，可以做成單臂架系統(tǒng)或組合臂架系統(tǒng)。 1.單臂架系統(tǒng)單臂架系統(tǒng) （1）剛性傳動(dòng)變幅的單臂架）剛性傳動(dòng)變幅的單臂架 剛性傳動(dòng)變幅的單臂架門座起重機(jī)的特點(diǎn)，是整個(gè)臂架系統(tǒng)只有臂架這一剛性部件。由于裝有臂架自重平衡系統(tǒng)和剛性傳動(dòng)裝置，因而變幅拉點(diǎn)布置在靠近臂架根部，依靠螺桿、螺絲傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)臂架俯仰。 為了減輕自重，這種單臂架大多采用高強(qiáng)度管子制成三角形截面或矩形截面的大桿桁架結(jié)構(gòu)，也有直接用大管子或鋼板焊成實(shí)體結(jié)構(gòu)的。 （2）柔性拉索變幅

7、的單臂架）柔性拉索變幅的單臂架 它沒有臂架平衡裝置，變幅鋼絲繩固定于臂架頭部，依靠柔性拉索的收進(jìn)與放出實(shí)現(xiàn)臂架的俯仰。 2.組合臂架系統(tǒng)組合臂架系統(tǒng) 門座起重機(jī)的四連桿臂架系統(tǒng)，是組合式起重臂架的一種典型形式。一是有效空間較小，影響使用；二是懸掛鋼絲繩過長，不利于裝卸作業(yè)；三是為了實(shí)現(xiàn)水平變幅需要借助鋼絲繩進(jìn)行補(bǔ)償。 （1）柔性拉索式）柔性拉索式 如圖7-9所示，它是采用鋼絲繩作為拉桿，并借助象鼻架尾部一定幾何尺寸形狀的曲線，實(shí)現(xiàn)變幅過程中貨物的水平移動(dòng)。 （2）剛性拉桿式組合臂架）剛性拉桿式組合臂架 剛性拉桿式組合臂架，是由象鼻架、剛性拉桿及臂架三部分通過鉸軸組合而成，并與機(jī)架拼成四連桿機(jī)構(gòu)

8、，以實(shí)現(xiàn)變幅過程中貨物的水平移動(dòng)。 象鼻架象鼻架 a.桁構(gòu)式象鼻架桁構(gòu)式象鼻架 圖7-10為港口用小型門座起重機(jī)的象鼻架的構(gòu)造圖。它由底面的一根箱型主梁和其上的兩片撐桿系統(tǒng)組成。 b.板梁式象鼻架板梁式象鼻架 它是由兩片工字型單腹板梁借助橫向隔板連接而成的空間板梁結(jié)構(gòu)。 c.箱型截面桿構(gòu)成的剛架式象鼻架箱型截面桿構(gòu)成的剛架式象鼻架 造船用門座起重機(jī)常采用這種結(jié)構(gòu)型式。這種結(jié)構(gòu)型式與桁構(gòu)式象鼻架不同，是一個(gè)空間的剛架體系。 d.桁架式象鼻架桁架式象鼻架 這種型式的轉(zhuǎn)盤式門座起重機(jī)中曾普遍采用過，但由于不能適應(yīng)自動(dòng)焊接，制造困難，費(fèi)時(shí)，油漆及維護(hù)表面較多，因而已很少采用。 臂架臂架 臂架是支承象鼻

9、架的主要構(gòu)件。圖7-11為箱型截面實(shí)體式臂架的構(gòu)造圖。臂架的另一種型式是桁構(gòu)式的架。 拉桿拉桿 拉桿是一根上端與象鼻架尾部相鉸接，下端與人字架頂部鉸接的剛必璦 拉桿件。一般多采用箱型結(jié)構(gòu)。三、三、機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) （一）（一）起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu) 門座起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞系統(tǒng)等組成。其起升卷繞系統(tǒng)如圖7-13所示 （二）（二）變幅機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu) 1.變幅機(jī)構(gòu)的構(gòu)造型式和工作原理變幅機(jī)構(gòu)的構(gòu)造型式和工作原理 門座起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)分為非工作性變幅與工作性變幅兩種。起重機(jī)只允許在空載情況下改變幅度為非工作性變幅，只是在調(diào)整起重機(jī)臂架工作拉置時(shí)才變幅，而在裝卸、起吊貨物時(shí)幅度是不變的

10、。起重機(jī)能在帶載情況下改變幅度（每一工作循環(huán)中都要變幅）為工作性變幅。目前普遍采用載重水平位移和臂架自重平衡兩種措施。 （1）載重水平位移）載重水平位移 單臂架系統(tǒng)主要補(bǔ)償方法單臂架系統(tǒng)主要補(bǔ)償方法 a.滑輪組補(bǔ)償法滑輪組補(bǔ)償法 圖7-14為利用補(bǔ)償滑輪組使物品水平變幅的工作原理圖。 b.平衡滑輪補(bǔ)償法平衡滑輪補(bǔ)償法 圖7-15為平衡滑輪的工作原理圖。 c.平衡卷筒補(bǔ)償法平衡卷筒補(bǔ)償法 如圖7-16所示d.橢圓規(guī)原理補(bǔ)償法橢圓規(guī)原理補(bǔ)償法e.連桿連桿-滑輪組補(bǔ)償法滑輪組補(bǔ)償法 組合臂架系統(tǒng)的主要組合臂架系統(tǒng)的主要補(bǔ)償方法補(bǔ)償方法 a.曲線象鼻架拉索組合臂曲線象鼻架拉索組合臂架架 如圖7-9所示

11、，組合臂架的象鼻架有一部分是曲線段，與拉索聯(lián)合使象鼻架端部作水平運(yùn)動(dòng)。 b.直線象鼻架拉桿組合直線象鼻架拉桿組合臂架臂架 如圖7-19所示，臂架的象鼻架為直線型與剛性拉桿，臂架及人字架一起構(gòu)成一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)。則在相當(dāng)于有效幅度的ab線段內(nèi)，該曲線可以接近于一根水平線。 c.平等四邊形組合臂架平等四邊形組合臂架 如圖7-20所示，組合臂架的縱向中心線與大拉桿的軸心線相互平行，象鼻架中心線與小拉桿軸心線相平行。 （2）臂架自重平衡系統(tǒng)）臂架自重平衡系統(tǒng) 不變質(zhì)心平衡原理不變質(zhì)心平衡原理 圖7-21所示為得用尾重法來獲得臂架平衡的工作原理。 移動(dòng)質(zhì)心平衡原理移動(dòng)質(zhì)心平衡原理 如圖7-22所示，得用

12、杠桿系統(tǒng)，使臂架與對(duì)重的合成質(zhì)心沿近似水平線移動(dòng)，使臂架系統(tǒng)得到近似平衡。 無對(duì)重平衡原理無對(duì)重平衡原理 如圖7-23所示2.變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有繩索滑輪組、曲柄連桿、扇形齒輪、齒條、螺桿、液壓缸等形式。（1）繩索滑輪組變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖7-16所示，（2）曲柄連桿變幅機(jī)構(gòu)）曲柄連桿變幅機(jī)構(gòu)如圖7-24所示，曲柄連桿驅(qū)動(dòng)對(duì)重杠桿，然后再通過杠桿臂架擺動(dòng)。（3）扇形齒輪變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）扇形齒輪變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖7-25所示，當(dāng)臂架采用尾重法來平衡時(shí)，扇形齒輪常直接裝設(shè)在臂架尾部，這時(shí)扇形齒輪本身可以兼作部分對(duì)重之用。（4）齒條變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）齒條變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖7-26所示，臂架直接由

13、齒條推動(dòng)。（ 5）螺桿變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖7-27所示，螺桿螺紋的頭數(shù)可以是單頭、雙頭、三頭或四頭的。（ 6）液壓缸變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) （三）（三）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 1.旋轉(zhuǎn)支承裝置旋轉(zhuǎn)支承裝置 （1）支承滾輪式）支承滾輪式 如圖7-29所示，支承裝置通常是四支點(diǎn)的，每個(gè)支點(diǎn)下可裝單個(gè)滾輪或雙輪臺(tái)車。它是轉(zhuǎn)盤式支承裝置中承載能力最小的一種，主要用于小起重量的起重機(jī)。 （2）夾套滾子式）夾套滾子式 如圖7-30所示為該支承裝置的構(gòu)造簡圖。它是將圓錐或圓柱滾子裝在上下兩個(gè)環(huán)形軌道之間，滾子通過心軸組裝在隔離夾套的內(nèi)外環(huán)之間。 。 （3）滾動(dòng)軸承式）滾動(dòng)軸承式 如圖7-31所示，該裝置中的滾球或滾柱可以選用一般滾動(dòng)軸承中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和尺寸的滾動(dòng)體。起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分固定在大軸承的旋轉(zhuǎn)座圈上，而大軸承的固定座圈則與門架頂面相固結(jié) 2.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖7-32為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的幾種形式。 圖7-32a是臥式電動(dòng)機(jī)、圓柱和圓錐齒輪傳動(dòng)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是可采用標(biāo)準(zhǔn)減速器，傳動(dòng)效率高。缺點(diǎn)是平面布置尺寸大，機(jī)械安裝要求高。 圖7-32b是臥式電動(dòng)機(jī)與蝸輪減速器傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，但傳動(dòng)效率低。 圖7-32c是立式電動(dòng)機(jī)的軸線豎直布置的