门座起重机的结构原理及润滑.docx
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门座起重机的结构原理及润滑
唐山工业职业技术学院
毕业设计（论文）
课题名称：
门座式起重机的结构原理及润滑
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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目 录
摘要
起重机用吊钩或抓斗作业，主要用于港口码头装卸散货和件杂货。
该机结构是四连杆臂架系统，货物在变幅过程中水平移动，平衡系统采用杠杆系统，使变幅平稳，并降低了变幅所需功率。
本机主要包括四大机构，即起升、变幅、旋转和行走机构，四大机构全部采用交流变频器装置调速控制，整机采用GE90-30的PLC控制，使各个机构具有良好的调速性能，工作时无严重冲击和异常响声，振动小，运动平稳，工作可靠。
变幅机构采用齿条变幅，结构简单，传动可靠。
旋转机构采用立式行星减速器和齿轮传动。
起升机构是相同的两套卷扬装置，它们可以分别动作或共同动作。
本起重机的起升、变幅、旋转等机构可在允许的额定载荷下进行单独或联合作业，操作方便，动作灵活。
行走机构主要用于非工作时移动起重机用，为非工作性机构。
本机的臂架系统、转盘、立柱、平衡梁等结构件采用Q345B材料制成，臂架系统采用箱形结构，上转柱、转盘等为板梁或混合结构。
操作室位于起重臂右侧方，高度约为25米，视线良好。
操作室、机器房采用成品铝合金窗，机房前后门采用钢质推拉门，电气室门采用塑钢平开密封门，操作室壁装设有隔热层和冷热空调；机器房的板壁采用带隔热层的复合材料。
本机采用三相四线10KV、50HZ电源，由高压电缆引至电缆卷筒，经高压控制柜→高压变压器降压至400V后，再经过换相开关→滑环集电器给各机构供电，门机电缆收放有效距离为150米。
本起重机行走机构安装有手动防爬楔、防风系统等防风安全装置。
本机还设有行走声光报警装置及各机构动作的行程开关等安全装置
引言
在目前，减速机广泛应用于传递动力与运动的机构中，几乎在各式机械的传动系统中都可以见到减速机的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具，自动化生产设备，到日常生活中常见的家电等等。
其应用从大动力的传输工作，到小负荷、精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能,因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备上。
而且随着工业的发展和工厂的自动化，其利用减速机的需求量日益成长。
但随着减速机被广泛应用的同时，它的一些问题也随之暴露，减速机漏油便是它的主要问题之一。
减速机漏油不仅污染环境、增加成本，而且还会严重影响其使用寿命，严重时还会引起减速机少油、断油，使齿轮啮合面磨损加剧，进而发生咬焊或剥离，导致设备事故，给使用厂家造成不可估计的损失。
因此解决减速机的漏油问题已成为当今生产厂家及使用厂家的一个重点问题。
门座起重机是随着港口事业的发展而发展起来的1890年,第一次将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机装在横跨于窄码头上方的运行式半门座上，成为早期的港用半门座起重机随着码头宽度的加大,门座和半门座起重机并列发展，并普遍采用俯仰臂架和水平变幅系统。
第二次世界大战后，港用门座起重机迅速发展为便于多台起重机对同一条船进行并列工作,普遍采用了转动部分与立柱体相连的转柱式门座起重机（图1[转柱式门座起重机]）,或转动部分通过大轴承与门座相连的滚动轴承式支承回转装置,以减小转动部分的尾径,并采用了减小码头掩盖面（门座主体对地面的投影）的门座结构。
在发展过程中，门座起重机还逐步推广应用到作业条件与港口相近的船台和水电站工地等处。
1门座式起重机简介
门座式起重机主要包括四大机构，即起升、变幅、旋转和行走机构，四大机构全部采用交流变频器装置调速控制，整机采用GE90-30的PLC控制，使各个机构具有良好的调速性能，工作时无严重冲击和异常响声，振动小，运动平稳，工作可靠。
变幅机构采用齿条变幅，结构简单，传动可靠。
旋转机构采用立式行星减速器和齿轮传动。
起升机构是相同的两套卷扬装置，它们可以分别动作或共同动作。
1.行走机构
2.电缆卷筒
3.梯子平台系统
4.圆筒门架
5.转台总成
6.变幅机构
7.机器房
8.超负荷装置
9.立柱平衡系统
10.集中润滑系统
11.臂架系统
12.起升机构
13.回转机构
14.电气系统
15.中心受电器装配
16.司机室
17.吊钩总成
18.防风拉索
19.高压电气房
20.锚定装置
21.防转装置
22简易吊
门座式起重机的起升、变幅、旋转等机构可在允许的额定载荷下进行单独或联合作业，操作方便，动作灵活。
行走机构主要用于非工作时移动起重机用，为非工作性机构。
门机的臂架系统、转盘、立柱、平衡梁等结构件采用Q345B材料制成，臂架系统采用箱形结构，上转柱、转盘等为板梁或混合结构。
操作室位于起重臂右侧方，高度约为25米，视线良好。
操作室、机器房采用成品铝合金窗，机房前后门采用钢质推拉门，电气室门采用塑钢平开密封门，操作室壁装设有隔热层和冷热空调；机器房的板壁采用带隔热层的复合材料。
门机采用三相四线10KV、50HZ电源，由高压电缆引至电缆卷筒，经高压控制柜→高压变压器降压至400V后，再经过换相开关→滑环集电器给各机构供电，门机电缆收放有效距离为150米。
门座式起重机行走机构安装有手动防爬楔、防风系统等防风安全装置。
门机还设有行走声光报警装置及各机构动作的行程开关等安全装置。
1.1使用标准
《欧洲搬运工程协会起重机设计规范》FEM
《美国齿轮制造协会》AGMA
《国际电工委员会》IEC
《中国起重机安全规范》GB/T16067-85
《中国起重机设计规范》GB3811-83
《瑞典工业标准SIS钢板除锈及油漆标准》
《美国焊接协会焊接标准》
计量标准：
国际单位制ISO
1.2设计环境参数
工作状态最大风速：
20米/秒
非工作状态最大风速：
55米/秒
工作环境温度:
-20.9℃～36.3℃
平均相对湿度：
66%
最大相对湿度：
79%
最小相对湿度：
60%
表1起重机主要性能参数表
名称
单位
参数
工作级别
A8
起重量
t
40
幅度
最大幅度
m
37
最小幅度
m
11
起升高度
轨面上
m
32（吊钩）、20（抓斗）
轨面下
m
19
工作速度
起升速度
m/min
55（重载）
70（空载）
变幅速度
m/min
45
回转速度
R/min
1.2
行走速度
m/min
26
电动机
起升电机
YZP2400L1-6DMC250KW×2
变幅电机
YZP2280S-655KW×1
回转电机
YZP2280S-655KW×2
行走电机
YZP2160L-611KW×8
轨距×基距
m
10.5×14
最大轮压
KN
<310
装机容量
KW
753
转台尾部回转半径
m
<9
电源
3相AC10Kv50Hz
高度
59.037m
重量
586T
1.3供电电源
码头三相四线制10KV高压电源经过一只高压电缆卷筒,分别送入高压柜→高压变压器和换向开关柜内，变压器低压侧输出400V后经过换向开关控制柜内的换向刀闸开关，经中心受电器送入电源柜，送入总空气开关，在空气开关的上桩头，接入三相电源，通过不同的空气开关分别控制风机、维修电源箱、照明、二次控制电源。
主空气开关P2Q1及主接触器P7ZXC1、P7ZXC2等分段保护，照明供电及二次控制属动力开关超前接法，照明及动力控制严格分开，各机构都设有独立的一次空气开关和二次控制开关，PLC中CPU、输入模块和输出模块都设有各自独立的控制开关。
2起升机构、变幅机构、回转机构和行走机构原理
2.1起升机构工作原理
起升机构由两台安川变频器CIMR-G7A4300分别控制两台YZP2400L-6250KW电机进行起、制动运行，保证机构的安全、正常运行。
起升机构通过转换开关C5SA1可实现单双机运行；通过右联动台上的操作手柄，可实现单机开闭抓斗和双机起升；每台电机配备了一台制冷风机以保证变频电机的散热。
PLC控制原理：
手柄在零位，相序正常，起升无故障，风速仪风速（风速达到18m/s时间断音响报警；风速达到20m/s时长音报警，并输出继电器触点断电信号）在正常范围内，超负荷（95%额定起重量时有灯光显示和声音报警，110%额定起重量时，输出继电器触点延时断电信号）正常，不作行走运行，起升无故障时，机构允许升降。
若超负荷超出正常的范围，则只允许下降不允许上升。
若在正常上升范围内，不超负荷，上升操作允许；在正常下降范围内，下降操作允许。
另外，起升机构还装有起安全保护作用的多功能限位，限位能够实现正常升降位置前的减速、自动停止和极限位置时的紧急停止。
起升机构的电机上还装有超速保护开关，以保证起升机构的正常工作。
2.2变幅机构工作原理
变幅机构由一台安川变频器CIMR-G7A4090驱动一台YZP2280S-655KW电机进行起、制动运行；变幅电机配备脉冲编码器，与变频器一起实现闭环调速控制。
为了使变幅机构能安全可靠的运行，变幅电机设一台制动器和一台制冷风机。
PLC控制原理：
主令控制器置零位，相序正常，风速正常，变幅无故障，不作行走运行。
增幅档时，不超负荷，限位正常，增幅操作允许，增幅指令依次输入到PLC，由PLC程序控制电机的运行，不论增幅（或减幅）、变幅制动器都打开，当手柄回零时，制动器延时抱闸，变幅机构到达最大（最小）幅度前会自动减速并最终停止。
变幅机构的限位能够实现最大最小幅度前的自动减速，自动停止。
另外还在臂架的下铰点处装有最大最小幅度的紧急停止限位开关。
变幅电机上还装有超速保护开关以保证变幅机构的正常工作。
2.3回转机构工作原理
回转机构由两台安川变频器CIMR-G7A4110分别驱动两台YZP2280S-6（立式）55KW电机进行起、制动运行；为了使回转机构能安全可靠的运行，回转电机设一台制冷风机。
为了实现回转准确停车，机构设有脚踏液压制动。
PLC控制原理：
回转主令置零位，风速仪正常，相序正常，回转无故障，回转手刹打开，不作行走运行，零位合上且自锁，主令置左旋档，回转脚踏处于正常位置，左旋允许。
主令置右旋档，回转脚踏处于正常位置，右旋允许。
2.4行走机构工作原理
行走机构由八台YZP2160L-6，11KW电机通过与起升机构中的支持变频器或开闭变频器共用切换进行起、制动运行。
此时转换开关C4SA6应在“机上行走”位置或者“地面行走”位置。
当转换开关C4SA6在“机上行走”位置时，由联动台上的主令控制行走机构的多速运行或停止；当转换开关C4SA6在“地面行走”位置时
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