港口轨道式龙门起重机说明书.docx

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港口轨道式龙门起重机说明书

1.1.1起重量·········································1

1.1.2工作跨度·······································2

1.1.3起升高度·······································2

1.1.4工作速度·······································2

1.1.5自重及质量指标·································2

1.4.1起重量········································4

1.4.2起升高度·······································4

1.4.3跨距和伸距·····································5

1.4.4工作速度·······································5

1.4.5工作类型·······································6

1.5.1门架结构········································6

1.5.2起升机构·······································7

1.5.3小车运行机构···································7

1.5.4大车运行机构···································8

1.5.5电气传动与控制系统····················8

2.1.1确定主梁截面尺寸·······························9

2.1.2加劲板的布置尺寸·······························9

2.2.1正应力的计算··································10

2.2.2剪应力的计算··································11

2.2.3挠度的验算····································12

2.3.1尺寸确定······································13

2.3.2应力分布与验算································13

3.2.1电动机的要求···································20

3.2.2电动机的选择原则······························20

3.2.3初选电动机···································21

3.2.4校核电动机的过载能力·························22

3.2.5电动机的发热验算·····························23

3.2.6减速器的选择·································25

3.2.7联轴器的选择·································27

3.2.8制动器的选择·································28

4.1.1运行阻力的计算································30

4.1.2电动机的选择··································32

4.1.3减速器的选择··································32

4.1.4车轮与轨道的选择······························33

4.2.1运行阻力的计算································35

4.2.2钢丝绳的选择··································36

5.1.1高可靠性·······································40

5.1.2丰富的I/O接口································41

第5.3节PLC模块设计································49

第5．4节PLC控制系统的硬件配置图·····················49

第5.5节测力传感器···································49

第5.6节测速传感器···································50

第1章前言

1.1起重机械的概述

起重机械是一种对重物能同时完成垂直升降和水平移动的机械。

在工业和民用建筑工程中，起重机械作为主要施工机械用于建筑构件和材料在运输过程的装卸，并将构件吊到设计位置进行安装等，不仅解决了人力无法胜任的作业，而且能保证工程质量，缩短工期，降低成本，成为极其重要的建筑施工机械。

起重机械的分类：

起重机械的种类很多，按使用的动力设备可分为内燃机作动力和电动机作动力两种；按起重机载荷率可分为轻型、中型、重型、特重型四类；按起重结构可分为龙门式和臂架式两类；按回转台的角度可分为全回转式和非全回转式；按行走机构的构造可分为固定式和移动式两类。

建筑施工中常用的为移动式起重机，包括：

塔式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机，以及最基本的起重机械———卷扬机等。

随着高层建筑中作为垂直运输机械而迅速发展的施工升降机也已纳入起重机械范围。

本篇课程设计的起重机类型为门式起重机，主要性能参数包括：

起重量、工作跨度、起升高度以及工作速度等。

1.1.1起重量

起重量是指起重机能吊起重物的质量，其中应包括吊索和铁扁担或容器的质量，它是衡量起重机工作能力的一个重要参数。

通常称为额定起重量，用“Q”表示。

起重量的单位过去惯用“t”表示，现都用“KN”表示（10KN约等于1t）。

1.1.2工作跨度

工作跨度是指起重机的两支腿间，吊重物体可以在水平方向上可以移动的距离，用“L”表示。

单位用“m”表示

1.1.3起升高度

起升高度是指自地面到吊钩钩口中心的距离，用“H”表示，单位“m”，它的参数标定值通常以额定起升高度表示。

1.1.4工作速度

起重机的工作速度包括起升、变幅、回转和行走等速度。

1、起升速度起升速度是指起重吊钩上升或下降的速度，单位为“m/min”。

起重机的起升速度和起升机构的卷扬牵引速度有关，而且和吊钩滑轮组的倍率有关。

2绳比4绳快一倍；单绳双比双绳快一倍。

一般表示起升速度参数，应注明绳数。

2、大车行走速度大车行走速度是指门式起重机在空载情况下，沿轨道方向上行走时最大的速度，单位为“m/min”。

3小车行走速度小车行走速度是指门式起重机主梁上的小车沿主梁方向上行走时最大的速度，单位为“m/min”。

1.1.5自重及质量指标

1、自重起重机的自重是指起重机处于工作状态时起重机本身的总重，以“G”表示，单位为“t”或“KN”。

2、质量指标质量指标是指起重机在单位自重下有多大的起重能力，通常用质量利用系数K表示，它反映了起重机设计、制造和材料的技术水平，K值越大越先进。

起重机质量利用系数（）的表示形式是以起重力矩和与此相对应的起升高度来表示，如下式：

。

目前集装箱堆场机械的种类很多，主要有轮胎式集装箱门式起重机、轨道式集装箱门式起重机、集装箱跨运车、集装箱正面吊运机、集装箱叉车等。

其中以轮胎式集装箱门式起重机和轨道式集装箱门式起重机为主，这两种机型可以更有效地利用场地空间。

轨道式集装箱门式起重机是许多码头和货场的首选机型。

1.2轨道式集装箱门式起重机的特点

轨道式集装箱门式起重机在我国铁路系统的应用较早，而在港口的应用只是最近十几年的事情，且先主要用于内河小型集装箱码头。

近年来，轨道式集装箱门式起重机技术发展很快，随着国际燃油价格的不断上涨，许多集装箱码头正在考虑放弃原定的轮胎式集装箱门式起重机堆场方案而改用轨道式集装箱门式起重机方案。

目前，轮胎式集装箱门式起重机有一些行业性标准，国家标准正在制定过程中。

轨道式集装箱门式起重机还没有像轮胎式集装箱门式起重机那样形成完善的参数系列，轨距和外伸距等更多的是依据集装箱堆场的场地条件来确定，而这也正是轨道式集装箱门式起重机得以推广的一大优势。

1.3轨道式集装箱门式起重机的分类

轨道式集装箱门式起重机的结构形式很多，早期有桁架结构和L型箱形单梁结构等，但目前基本上都采用箱形双梁结构形式。

轨道式集装箱门式起重机可分为不带悬臂、单悬臂和双悬臂3大类。

其中单悬臂结构形式的轨道式集装箱门式起重机主要受使用场地的限制，从结构受力角度讲并不是一种好的结构形式，使用较少。

对于带悬臂结构形式的轨道式集装箱门式起重机，又可分为门腿只需要通过20ft集装箱和门腿需要通过40ft集装箱2大类。

对于悬臂结构形式的轨道式集装箱门式起重机，根据门架是否配有马鞍架和斜拉杆，又可分为3大类，即不带马鞍架和斜拉杆；配有马鞍架和斜拉杆。

本设计轨道式集装箱门式起重机采用箱形双梁结构形式，带双悬臂。

1.4主要技术性能参数

轨道式集装箱门式起重机的主要技术参数有起重量、起升高度、跨距和伸距、工作速度以及工作类型等。

本设计门式起重机：

额定载重：

50t

跨度：

30m

起升高度：

16.5m

吊具上升下降速度：

6m/s

大车运行速度：

12m/s

小车行走速度：

6m/s

1.4.1起重量

轨道式集装箱门式起重机的起重量有3个指标，即额定起重量、吊具下起重量、吊钩下起重量。

目前吊具下最大起重量超过50t，但大多为30.5～42t。

本设计轨道式集装箱门式起重机的起重量为50T。

1.4.2起升高度

起升高度有2种表述方法，即以“m”为单位的绝对起升高度和堆箱高度。

起重机的起升高度大多在15m上下，目前最大的已超过20m。

从堆箱高度上讲，大多为堆3过4、堆4过5和堆5过6，目前最大的达到堆8过9。

1.4.3跨距和伸距

轨道式集装箱门式起重机的跨距目前最小为15m，最大超过60m，大多在25～35m之间；起重机的工作伸距一般不超过10m。

在国外，轨道式集装箱门式起重机广泛用于内河港口，兼做装卸和堆场。

在莱茵河两岸的集装箱码头广泛采用这种机型，如曼海姆集装箱码头，装备有2台轨道式集装箱门式起重机，其中l台跨距为65m，外伸距为13m；另1台跨距为65．5m，外伸距为14.5m，起重量均为35t。

1.4.4工作速度

起重机的速度参数包括起升速度、小车运行速度和大车运行速度。

随着经济的不断发展和技术水平的不断提高，对起重机的速度要求也越来越高。

起升速度：

Kunz公司为汉堡港制造的6台轨道式集装箱门式起重机，起升速度达到80m/min；ZPMC等生产的轨道式集装箱门式起重机起升速度满载为40m/min，空载为80m/min。

小车运行速度：

Noell、Kunz、ZPMC、交通部水运所等单位研制的起重机小车运行速度都达到了120m/min；国外目前最大已达到240m/min。

大车运行速度：

Kunz生产的轨道式集装箱门式起重机大车运行速度为l80m/min。

门吊的工作速度有三种，根据起重机用途和起重量的不同而不同。

（1）、起升机构的起升速度V起，它与超重量和生产率有关，通常起重量大而起升速度低生产率高，速度可以大些；一般不超过20米/分；

（2）、起重小车走行速度V小车，—般不超过50米/