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1、,門座起重機基礎知識 （2006年4月蘇州）,門座起重機基礎知識,一、門座起重機的構造及分類 門座起重機是具有沿地面軌道運行，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臂架型起重機。,（二）門座起重機的構造,結構部分 包括門架、人字架、旋轉平臺、司機室、臂架系統(tǒng)（臂架、拉桿、象鼻梁）等。 機構部分 包括起升機構、變幅機構、旋轉機構、運行機構。 電氣部分 一般通過電纜卷筒或地溝滑線供電，采用電力直接驅動；一般包括電線電纜、中心集電器、電動機、變壓器、電阻器、控制柜、操縱臺、照明等。 安全裝置部分 包括限位裝置、超載限制器、緩沖器、防風搞滑裝置等。 附屬裝置 司機室、機房平臺的高度超過20
2、m的大型門座起重機則應當考慮安裝附屬的簡易電梯。,（二）門座起重機分類：,1.港口通用門座起重機 如圖所示，這類起重機配備有可以更換的吊鉤、抓斗等吊具,2.帶斗門座起重機 如圖所示，這類起重機在門座上裝有漏斗和帶式輸送機，用抓斗卸船的門座起重機。,3.船廠門座起重機 如圖所示，是裝在高門座上的門座起重機，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。通常備有兩個或多個起重吊鉤。主鉤的起重量應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要低。,4.集裝箱門座起重機 用于集裝箱碼頭、堆場上的專用門座起重機 5.電站門座起重機 用于電站建設的門座起重機，具有較大的工作幅度和起
3、重能力，且易于拆卸和拼裝，便于轉移工地。,二、結構,（一）門架 門架結構支承著上部旋轉部分的全部自重和所有外載荷。門架結構對整個起重機的穩(wěn)定性和減輕自重有著重要意義。為保證起重機正常平穩(wěn)運轉，門架必須有足夠的強度，尤其是要有較大的剛度。,1.轉柱式門架結構 （1）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構。它的頂面為一大圓環(huán)，其上裝有環(huán)形軌道和大齒輪。門架當中有一個十字橫梁，在橫梁的交叉處裝有轉柱下支承的球鉸軸承。在起重機軌道的同側平面內，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 如圖7-5所示。它的頂部是一個圓環(huán)結構，其上裝有環(huán)形軌道和大齒
4、輪。圓環(huán)斷面常作成箱形的或寬腹板的工字形斷面。在圓環(huán)下面是由八根撐桿組成的對稱的空間桁架結構。,2.大軸承式門架結構 這類起重機的上部旋轉部分，通過大型滾柱軸承式旋轉支承裝置直接支承在門架上。這樣，上部旋轉部分的垂直力、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，并簡化了門架結構的構造。如高圓筒形的門架（圖7-6）。這種門架的圓筒高度比門腿結構的高度還高些。,2.大軸承式門架結構 (新型）,（二）人字架、旋轉平臺的轉柱,1.人字架 為了支承臂架，一般都沒有人字架。變幅機構的推桿，組合臂架的拉桿及其對重杠桿等都與人字架相連。人字架支承在旋轉平臺上。,2.旋轉平臺和轉柱
5、 目前廣泛使用的旋轉平臺和轉柱結構如圖7-8所示。平臺的金屬結構由兩根縱向主梁及一些橫梁和平板組成。根據受力大小，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上。還有起升機構和旋轉機構等機電設備，都安放在平臺上。旋轉平臺和轉柱相連接。臂架的兩個下支承座焊在平臺的主梁端部。 轉柱常被作成棱錐形薄壁箱形結構，剛度大，自重輕。,（三）臂架系統(tǒng),臂架系統(tǒng)是門座起重機把貨載傳遞到旋轉平臺的主要構件，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) （1）剛性傳動變幅的單臂架 剛性傳動變幅的單臂架門座起重機的特點，是整個臂架系統(tǒng)只有臂架這一剛性部件。由于裝有臂架自重平衡系統(tǒng)和剛性傳動裝置，
6、因而變幅拉點布置在靠近臂架根部，依靠螺桿、螺絲傳動實現臂架俯仰。 為了減輕自重，這種單臂架大多采用高強度管子制成三角形截面或矩形截面的大桿桁架結構，也有直接用大管子或鋼板焊成實體結構的。,（2）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與放出實現臂架的俯仰。 2.組合臂架系統(tǒng) 門座起重機的四連桿臂架系統(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)；三是為了實現水平變幅需要借助鋼絲繩進行補償。,（1）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，實現變幅過
7、程中貨物的水平移動。,（2）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，并與機架拼成四連桿機構，以實現變幅過程中貨物的水平移動。 象鼻架 a.桁構式象鼻架 圖7-10為港口用小型門座起重機的象鼻架的構造圖。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 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構。 c.箱型截面桿構成的剛架式象鼻架 造船用門座起重機常采用這種結構型式。這種結構型式與桁構式象鼻架不同，是一個空間的剛架體系。 d.桁架式象鼻架 這種型式的轉盤式門座起重機中曾普遍采用過，但由于不能適應自動焊接，制造困難
8、，費時，油漆及維護表面較多，因而已很少采用。,臂架 臂架是支承象鼻架的主要構件。圖7-11為箱型截面實體式臂架的構造圖。臂架的另一種型式是桁構式的架。,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。一般多采用箱型結構。,三、機構,（一）起升機構 門座起重機的起升機構由驅動裝置、制動裝置、傳動裝置、卷繞系統(tǒng)等組成。其起升卷繞系統(tǒng)如圖7-13所示,（二）變幅機構 1.變幅機構的構造型式和工作原理 門座起重機的變幅機構分為非工作性變幅與工作性變幅兩種。起重機只允許在空載情況下改變幅度為非工作性變幅，只是在調整起重機臂架工作拉置時才變幅，而在裝卸、起吊貨物時幅度是不變的
9、。起重機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 單臂架系統(tǒng)主要補償方法 a.滑輪組補償法 圖7-14為利用補償滑輪組使物品水平變幅的工作原理圖。,b.平衡滑輪補償法 圖7-15為平衡滑輪的工作原理圖。,c.平衡卷筒補償法 如圖7-16所示,d.橢圓規(guī)原理補償法 e.連桿-滑輪組補償法,組合臂架系統(tǒng)的主要補償方法 a.曲線象鼻架拉索組合臂架 如圖7-9所示，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動。,b.直線象鼻架拉桿組合臂架 如圖7-19所示，臂架的象鼻架為直線型與剛性拉桿，臂
10、架及人字架一起構成一個平面四桿機構。則在相當于有效幅度的ab線段內，該曲線可以接近于一根水平線。,c.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) 不變質心平衡原理 圖7-21所示為得用尾重法來獲得臂架平衡的工作原理。,移動質心平衡原理 如圖7-22所示，得用杠桿系統(tǒng)，使臂架與對重的合成質心沿近似水平線移動，使臂架系統(tǒng)得到近似平衡。 無對重平衡原理 如圖7-23所示,2.變幅驅動機構變幅驅動機構有繩索滑輪組、曲柄連桿、扇形齒輪、齒條、螺桿、液壓缸等形式。（1）繩索滑輪組變幅驅動機構如圖7-16所示
11、，,（2）曲柄連桿變幅機構如圖7-24所示，曲柄連桿驅動對重杠桿，然后再通過杠桿臂架擺動。,（3）扇形齒輪變幅驅動機構如圖7-25所示，當臂架采用尾重法來平衡時，扇形齒輪常直接裝設在臂架尾部，這時扇形齒輪本身可以兼作部分對重之用。,（4）齒條變幅驅動機構如圖7-26所示，臂架直接由齒條推動。,（ 5）螺桿變幅驅動機構圖7-27所示，螺桿螺紋的頭數可以是單頭、雙頭、三頭或四頭的。,（ 6）液壓缸變幅驅動機構,（三）旋轉機構 1.旋轉支承裝置 （1）支承滾輪式 如圖7-29所示，支承裝置通常是四支點的，每個支點下可裝單個滾輪或雙輪臺車。它是轉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
12、機。,（2）夾套滾子式 如圖7-30所示為該支承裝置的構造簡圖。它是將圓錐或圓柱滾子裝在上下兩個環(huán)形軌道之間，滾子通過心軸組裝在隔離夾套的內外環(huán)之間。 。,（3）滾動軸承式 如圖7-31所示，該裝置中的滾球或滾柱可以選用一般滾動軸承中標準規(guī)格和尺寸的滾動體。起重機的旋轉部分固定在大軸承的旋轉座圈上，而大軸承的固定座圈則與門架頂面相固結,2.旋轉驅動機構 圖7-32為旋轉驅動機構的幾種形式。 圖7-32a是臥式電動機、圓柱和圓錐齒輪傳動。這種方案的優(yōu)點是可采用標準減速器，傳動效率高。缺點是平面布置尺寸大，機械安裝要求高。 圖7-32b是臥式電動機與蝸輪減速器傳動。其優(yōu)點是工作平穩(wěn)，結構緊湊，傳動比大，但傳動效率低。 圖7-32c是立式電動機的軸線豎直布置的立式減速器傳動。這種方案的優(yōu)點是平面尺寸緊湊，傳動效率最高，是一種較理想的傳動方案。 圖7-32d是立式電動機和行星減速器傳動。這些傳動的結構都很緊湊，傳動比大，是很有發(fā)展前途的傳動型式。,（四）運行機構 運行機構的組成可以分為運行支承裝置、運行驅動裝置和運行安全裝置三部分。運行支承裝置包括均衡梁、車輪、銷軸等。運行驅動裝置包括電動機、制動器、減速裝置等。運行安全裝置包括夾軌器、防止起重機碰撞的緩沖器及運行限位器等。,
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