门座起重机专业知识Word文档格式.docx
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品的需要。
二、分类
门座起重机根据结构类型的不同，可分为下面几种：
1.以门架的结构类型为主要标志
门座起重机可以分为全门座和半门座起重机。
后者不具备完整
的门架，它的两条运行轨道不在同一水平面上，一条铺设在地面上，
另一条铺设在库房或特设的栈桥上。
2．以起重臂的结构类型为主要标志
门座起重机可分为四连杆组合臂架式门座起重机和单臂架式门
2
座起重机两种。
前者的最大优点是臂架下面的净空高度较大，因而在
一定的起升高度要求下，起重机的总高度较低，但结构复杂，重量较
大，而单臂则与上述相反。
目前，国内大多采用四连杆组合臂架式起
重机。
3.以上部旋转部分相对下部运行部分旋转的支承装置的结构类
型为主要标志
门座起重机可分为转柱式门座起重机、定柱式门座起重机、转
盘式门座起重机和大轴承式门座起重机。
转盘式门座起重机结构复
杂，加工制造困难，目前较少采用；
转柱式和定柱式整体稳定性好，
是目前常用的形式，其中转柱式应用最多；
大轴承式结构新颖、构件
少，重量轻，具有广阔的发展前景。
第二节门座起重机的技术参数
门座起重机的技术参数是说明门座起重机工作性能的指标，也是设计和选
用起重机的依据。
起重机的主要参数有：
起重量、幅度、起升高度、各机构的工
作速度、工作级别及生产率。
此外，轨距、基距、外形尺寸、最大轮
压、自重等也是重要参数。
以
M10－30
港口门座起重机为例。
表
1-1
给出了该型门机的主要技术参数。
1-1
M10-30
型港口门座起重机技术性能表
起重量（t）
起升高度（m）
吊钩
抓斗
10
25
16
幅度（m）最大
最小
轨距（m）
基距（m）
起升速度（m/min）
变幅速度（m/min）
回转速度（r/min）
运行速度（m/min）
电
动
起升
机
型
变幅
号回转
运行
最大轮压（KN）
起重机最大高度（m）
起重机总重（t）
30
8.5
10.5
60（最小下降
3.5）
52
1.48
27
JZR
72-10
2
52-8
51-8
31-6
221
45
195
一、起重量
起重量是指起重机安全工作时所允许的最大起吊货物的质量，
单位为“kg”或“t”，用“Q”表示。
起重量不包括吊钩、吊环之类吊具的质量，但包括抓斗、料斗、
料罐、工属具之类吊具的质量。
在每一台起重机上都必须明确标出其起重量的数值。
起重机起重
量己有国家标准系列。
1-2
列出门座起重机起重量系列。
4
门座起重机重量系列（JB773－65）
T351016254063100160
制造厂从使用角度出发，为了使用方便，提高工作效率，吊重
与起重量相匹配。
当起重量较大时，配有两套起升机构。
其中，起重
量较大的称为主起升机构或主钩，起重量较小的称为副起升机构或副
钩。
副钩的起升速度较快，可以提高轻货的吊运效率。
主、副钩的起
重量用一个分数来表示。
例如
15/3t，表示主钩的起重量为
15t，副
钩的起重量为
3t。
某些门座起重机的起重量是随幅度变化的，这时的额定起重量是
指最小幅度时的最大起重量，有时也用几个数分别表示几个幅度范围
内的起重量。
如
16t
门座起重机的标注：
16/10－9～22/30。
意为在
9～22m
幅度内起重量为
16t，在
9～30m
10t。
二、幅度
幅度是指起重机旋转轴线至取物装置中心线之间的距离，单位是
“m”，用“R”表示。
绝大多数起重机的幅度是随起重臂所处的位置
在一定范围内变化的。
当起重臂外伸处于最远极限位置时，从起重机
旋转中心到取物装置中心线中间的距离称为最大幅度（Rmax）；
当起
重臂收回处于最近极限位置时，从起重机旋转中心到取物装置中心线
之间的距离称为最小幅度（Rmin）。
旋转起重机的幅度是在最小幅度
和最大幅度之间变化的。
这类起重机的名义幅度指的是最大幅度值。
起重机的幅度不是一个孤立的参数，与起重量密切相关。
一般情
况下，随着幅度的增加，起重量减少，从设计方面考虑，起重机的幅
5
度根据所需求的工作范围确定。
港口门座起重机的最大幅度根据船舶
尺寸确定。
随着海运事业的发展，船舶吨位和尺寸在不断增大，相应
地要求起重机的工作幅度和起重量不断加大。
最小幅度受到起重机的
构造限制，应力减小，从而扩大工作范围。
例如，国产港口门座起重
机的最大幅度从
20
世纪
60
年代的
25m
已增加到现在的
35m。
三、起升高度
起升高度是指起重机取物装置上下极限位置之间的距离，单位是
“m”，用“H”表示。
下极限位置通常取为工作场地的场面或运行轨
道顶面，吊钩以钩口中心为准，抓斗以最低点为准。
港口门座起重机
的取物装置必须下降到船舱底工作，它的下极限位量在地面以下，此
时，需要标出轨面上和轨面下的起升高度，分别用
H
和
表示，H
上下
上
十
＝H。
门座起重机起升高度
为
43
m，其中轨面以
下
上起升高度
28m，轨面以下起升高度
15m。
在确定起重机
的起升高度时，要考虑到下列因素：
起吊物品的最大高度、需要越过
障碍的高度、吊具所占的高度等。
对于港口门座起重机还要考虑船舶
在低潮、高潮、空载、满载时的不同情况。
表1-3
示出了港口门座起
重机的幅度和起升高度数值。
1-3港口门座起重机的幅度和起升蒿度（JT5001—75）
3
5
16
工作幅最大
度（m）最小
7
8
9
起升高轨面上22
22
28
6
度（m）轨面下
15
四、工作速度
起重机的工作速度包括起升、变幅、旋转和运行
个机构的工
作速度。
起升速度是指起吊额定重量的物品时，吊具上升的速度，单位
是“m/s”，用“V
”表示。
升
起升速度通常都很高，因为它关系到起重机的生产率。
但起升
速度常常受到电动机功率限制，大致与起重量成反比，即：
Q·
V
＝常数
旋转速度是指起重机旋转部分每分钟的转数，单位是“r/min”，
用
n
表示。
旋
旋转速度规定：
起重机在水平场地上，10m
高度处的风速在
3m/s
以上，臂架处于最大幅度且带载时的转速。
旋转速度的快慢要适宜，
若旋转速度太快，则很难使货物保持平稳，装卸时不安全；
若旋转速
度太慢，则影响装卸效率，不适应港口装卸作业的要求。
门座起重机
的旋转速度一般控制在
2r/min
左右。
变幅速度是指吊具自最大幅度至最小幅度间的平均速度，单位
变
门座起重机的变幅速度一般控制在
O.75～0.92m/s
之间。
运行速度是指整台起重机沿固定轨面每秒钟运行的距离，单位
行
门座起重机大车在装卸作业中是不需运行的，只有当调整位置
7
时才需大车运行。
大车运行机构是属于非工作性的，故大车运行速度
不太高，一般控制在
0．33～0.5m/s。
起重机的各工作机构，其工作速度应相互协调，以免因某一机
构太快或太慢而影响起重机的整个工作循环时间。
五、生产率
生产率是表明起重机工作能力的重要指标，单位是“t/h”，通常
以符号“A”表示。
起重机的生产率，不仅决定于起重机本身的性能（起重量、工作
速度、工作行程等），而且与货物的种类、工作条件、生产组织以及
司机的熟练程度等多种因素有关。
理论上，生产率可用下式计算。
对于件杂货：
A＝n·
Q
平
对于散货：
V·
r·
φ
式中：
n---每小时循环次数；
Q
---每次吊运货物的平均重量，t；
φ---充填系数，一般取为
0.85；
---抓斗额定容积，m3；
r
---散粒物料的容重，t／m3
六、轨距
轨距指的是门座起重机大车运行轨道中心线之间的水平距离，
单位是“m”。
港口码头上的门座起重机的轨距多数是
10．5m
的。
8
七、基距
基距是指起重机同一轨道上前后两组行走轮中心线之间的距
离，单位是“m”。
轨距和基距的数值对有些起重机设计时选取是一样
门座起重机，基距和轨距就是相等的，都是
10．5m。
八、轮距
轮距是指起重机相邻两轴心线之问的距离，单位是“m”。
九、轮压
所谓轮压就是起重机的一个运行车轮对运行轨道的压力。
它是
设计车轮装置的依据，是轨道支承结构和土建设计的重要原始数据。
起重机每条支腿上的压力都不是一个常数。
门座起重机由于臂架的幅
度及旋转角度的改变，引起支腿的压力变化。
因此，要在最不利工作
条件下或最不利非工作条件下算出支腿最大腿压，从而求出最大轮
压，最大轮压不能超过码头的承载能力。
则受到起重机金属结构强度
及刚度的限制。
十、外形尺寸
在这里仅以
10t
门座起重机的外形尺寸
是指起重机外部的轮廓尺寸，主要包括最小幅度时起重臂最高点距轨
道顶面的尺寸、最大幅度时起重臂最远点距旋转中心线的尺寸、尾部
旋转半径尺寸、门架净空尺寸、司机室高度以及在一条运行轨道上运
行机构台车的边缘长度等（见图
1-1）。
9
图
门座起重机总图
⒈电缆卷筒；
2.转柱；
3.门座；
4.转台；
5.机器房；
6.起重量限
制器；
7.变幅机构；
8.臂架系统；
9.防转装置；
10.吊钩装置；
11.
抓斗稳定器；
12.抓斗；
13.司机室；
14.回转机构；
15.起升机构；
16.
运行机构
第二章
门座起重机的起升机构
第一节
起升机构概述
一、起升机构任务
任何起重机械都是依靠起升机构升降货物的。
起升机构是起重机
不可缺少的工作机构，没有它就不能称其为起重机了。
起升机构是最
重要的机构，并且它的工作好坏将直接影响到整台起重机的工作性
能。
起升机构通常有以下几个方面的任务：
（1）从地面上起升重物以及把重物从空中放回到地面上，与其
10
他机构配合实现货物的位移。
（2）机构能够以各种不同的速度起升和下降重物。
（3）能够在起升运动状态和下降运动状态下制动，使货物停留
在空中任意位置。
（4）在电动机突然断电的情况下，重物能够悬在空中。
（5）当电机通电后，悬空状态下的重物，能够继续起升或下降，
整个机构恢复正常工作状态。
二、起升机构的组成
起升机构主要由下列部分组成：
驱动装置、传动装置、卷绕系统、
取物装置、制动装置和辅助装置。
起升机构的驱动装置是指用来实现货物升降的原动机。
在电动起
重机械中，驱动装置就是电动机。
传动装置是用来联系原动机与卷筒的，并使其具有高转速、小转
矩的原动机的动力转变为低速、大转矩驱使卷筒转动的装置。
其任务
是传递转矩和速度。
起重机械主要采用的是机械传动，根据起重量的
大小采用开式传动和闭式传动两种。
三.起升机构工作原理
电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。
机构工作时，减速
器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷入或放出，经过滑轮系统，使吊钩
实现上升或下降。
机构停止工作时，制动器使吊钩连同货物悬吊在空
中，吊钩的升降靠电动机改变转向来达到。
11
2-4起升机构构造简图
1-电动机；
2-联轴节；
3-制动器；
4-减速器；
，
⒌钢丝绳；
吊钩组；
7-卷筒
第二节
起升机构钢丝绳的卷绕方式
根据起重机起重量的不同或用途不同，各种起重机的起升机构
钢丝绳卷绕方式差别很大，归纳起来有如下几种。
根据起升机构卷绕系统中的钢丝绳根数的不同，可将起升机构
卷绕方式分为单绳卷绕、双绳卷绕、四绳卷绕
种类型。
单绳卷绕系统中只有一根钢丝绳。
卷绕在卷筒上的钢丝绳经过
导向滑轮后与取物装置连接起来，实现货物的升降。
为了提高起重量
和增大整个起升机构传动系统的速比，通常在卷绕系统中加人滑轮
组。
双绳卷绕系统中有两根钢丝绳，它有两种卷绕形式：
一种是两
根钢丝绳缠绕在一个双联卷筒上；
另一种是两根钢丝绳分别缠绕在两
个独立的卷筒上（见图
2-5）。
上海港机厂生产的
型门座起
重机起升机构就是这种形式。
前者结构紧凑、经济，通常应用在桥式
12
起重机中；
后者多用在吊钩、抓斗两用的起重机中。
2-5
双绳卷筒卷绕系统示意图
第三节
起升机构的总体布置
起升机构的总体布置是受其工作特点、使用环境和使用要求制
约的。
在港口装卸生产中，杂货码头要求必须有吊钩、抓斗两用的起
升机构，散货码头要求有抓斗的起升机构。
此外，起升机构的总体布
置在很大程度上取决于驱动装置的形式。
起重机的驱动形式可分为两类：
集中驱动（由一台原动机带动
几个机构）与分别（单独）驱动（每个机构有各自的原动机）。
目前，集中驱动只用于以内燃机为原动力的流动式起重机，其
构造特点是传动装置与操纵系统复杂；
分别驱动通常用于供电方便的
起重机，因各机构用单独的电动机驱动，它的优点是布置方便，安装
和检修容易。
港口所用的门座起重机起升机构采用的就是分别驱动形
式。
下面介绍几种主要的起升机构布置。
—、吊钩、抓斗两用起升机构
这种起升机构既适用于吊钩又适用于抓斗两种要求，最常用的
是独立驱动的双电机起升机构。
它是由两套完全相同的普通起升机构
13
组成的。
使用吊钩时，两套独立的起升机构同时升降，带动吊钩升降。
使用抓斗时，其中一套作为起升绞车带动起升卷筒；
另一套作为闭合
绞车带动闭合卷筒。
2-7
示出上海港机厂生产的吊钩、抓斗两用的
型门座起重机起升机构布置简图。
型门座起重机起升机构简图
1-制动器；
2－减速器；
3－联轴节；
4－电动机；
5-卷筒
二、吊钩起升机构
吊钩起升机构是最普通最常用的起升机构。
其工作原理前面已
介绍过，这里不再叙述。
下面仅就多速起升机构做一介绍。
在港口装卸生产中，需要大量的通用吊钩、抓斗两用门座起重
机。
但是为了适应各种货种装卸要求，常备用特殊起升机构的起重机，
多速起升机构就是其中的一种它能根据不同重量的货物，在不同工作
幅度内以不同的起升速度工作。
改变工作速度通常有两种方法：
一种
是直接控制驱动电机—-电气方法；
另一种是机械传动方法，通过改
变速比达到变速。
下面介绍后一种港口常用的方法。
变速齿轮箱：
它的构造及原理与汽车的变速器相似，只是通常
只有两个速度，构造较简单。
通常用离合器或滑动齿轮转换速度，转
14
换只能在无载的条件下进行。
应当装设闭锁装置，保证在有载的条件
下不能进行转换，以免离合器或滑动齿轮脱开时发生货物坠落的事
故。
三、抓斗起升机构
双电机驱动：
由两套相同绞车组成的抓斗起升机构
为了使用双
绳抓斗，起升机构必须具备两套相同的绞车，分别驱动抓斗上的两根
钢丝绳的运动（见图
2-9）。
其中起升绳连接在抓斗的头部，用来保
持抓斗的位置，闭合绳则卷绕在抓斗内的滑轮组后固定在抓斗的下横
梁上。
这种结构在门座起重机、等大型起重机械中普遍采用。
其工作
原理是：
电动机通过联轴节与减速器的高速轴相
2-9
双电机驱动示意图
（a）-卷筒；
2-定滑轮；
3-钢丝绳；
4-导向滑轮；
5-抓斗；
6-动滑轮；
7-吊钩
（b）1-制动器；
2-减速器；
3-联轴节；
4-电动机；
5-卷筒；
6-限位器
连，减速器的低速轴与卷筒相连。
当电机通电旋转时，通过联轴节、
减速器，带动卷筒旋转，将缠绕在卷筒上的钢丝绳卷进或放出，从而
15
实现货物的上升或下降。
当机构停止工作时，制动器将使吊具连同货
物悬吊在空中。
货物的升降是靠电动机改变转向来达到的。
当超载或
超起升高度时，超负荷限制器将使电动机自动断电，起到安全保护作
用。
2-10
示出抓斗工作中起升绳与闭合绳张力变化的情况。
在抓
取结束开始起升时，闭合绳的张力为满斗全部重量，即
G＋Q。
在起
升过程中，电动机的负荷特性使两电动机的负荷趋于均匀，
工作中起升绳张力变化
S
-起升绳；
-闭合绳；
G-抓斗重量；
Q-货物重量；
K-动载系数
12
使起升绳与闭合绳的张力趋于相等，各为
1/2（G＋Q）。
在开斗卸料
的初始阶段，起升绳张力略有升高，但随后即降至等于空斗重量
G，
而闭合绳的张力则由
1/2（G＋Q）直线下降至松弛状态。
四抓
斗
抓斗是一种全自动的取物装置，它的抓取与卸料动作完全由起重
机司机操纵，并依靠机械的力量自动进行，不需要任何辅助人员协助，
避免了繁重的体力劳动，同时也节省了辅助时间，大大提高了装卸生
产率。
因此，抓斗是港口装卸作业中十分重要的取物装置。
抓斗除用
来装卸大量的散粒物料外，还用来抓取圆木、废钢等非散粒物料。
它
被广泛地用于港口。
抓斗自重较重，抓斗起重机的起重量等于抓斗自
重与抓取物料重量之和，一般情况下抓斗自重与抓取物料重量接近。
因此，抓斗的主要缺点是自重较重。
一、抓斗的种类
1，根据抓取物料的不同，抓斗可分为矿石抓斗、废钢抓斗、煤
炭抓斗、粮食抓斗、圆木抓斗等。
但通用的标准抓斗则根据抓取物料
的容量
分为：
轻型抓斗（V＜1
200
kg/m3、中型抓斗（V＝1200～2
000
kg/m3）、重型抓斗（
V＝2000～2
600
kg/m
3）及特重型抓斗（
V
＞2600kg
kg/m3）。
2．根据颚板数目的不同，抓斗可分为：
双颚抓斗和多颚板抓斗
（或多爪抓斗）（见图
6-9）。
多颚板抓斗颚板数为
个以上，大多数
颚板数做成
个。
双颚抓斗主要用来抓取容量较小的散粒物料，如粮
食、煤炭等。
多颚板抓斗主要用来装卸容重大或外形尺寸大的货物，
如大块矿石、废钢等。
6-9
17
a-双颚抓斗；
b-多颚抓斗
3．根据结构和操作特点，双颚抓斗可分为双绳抓斗、四绳抓斗。
其中最常用的是双绳抓斗，它生产率高，但需要配备两套起升机构；
四绳抓斗需要两套双联卷筒起升机构。
下面叙述双绳抓斗的构造和工作原理（四绳抓斗工作原理与双
绳抓斗相同）。
二、双绳抓斗的构造和工作原理
双绳抓斗是由抓斗头部、撑杆、下横梁、颚板所组成的。
颚板
对称地分别与下横梁和撑杆铰接，整个抓斗悬挂在两根钢丝绳上，这
两根钢丝绳分别叫做起升绳和闭合绳。
起升绳和闭合绳经
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