40T門座起重機行走機構及重要總成設計【含22張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 密級： 公開 NANCHANG UNIVERSITY 學 士 學 位 論 文 THESIS OF BACHELOR （2009 — 2013 年） 題 目 40T門座起重機運行機構及重要總成設計 學 院： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 起訖日期： 學士學位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權南昌大學可以將本論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 保密□，在 年解密后適用本授權書。 本學位論文屬于 不保密□。 （請在以上相應方框內打“√”） 作者簽名： 日期： 導師簽名： 日期： 摘要 40T門座起重機運行機構及重要總成設計 摘 要 起重機是現(xiàn)代工業(yè)在實現(xiàn)出產過程機械化，自動化，改善物料搬運條件，提高勞動出產率必不可少的機械設備。它對于發(fā)展國民經濟，改善人們的物質，文化生活的需要都起著重要作用。 門座起重機作為物料搬運機械中的最主要的一種，在各行各業(yè)中得到廣泛的應用。門座式起重機在現(xiàn)代工業(yè)中是必不可少的，畢業(yè)設計進行門座式起重機的設計，不但有利于我們對大學所學知識的掌握并運用，同時通過查找和學習國內外相關的先進設計制造技術，可大大地提高我們對國內外起重機發(fā)展現(xiàn)狀的了解程度，對我們未來的學習和工作有著積極而又深遠的意義。 本畢業(yè)設計論文主要針對門座起重機的運行機構以及其他一些重要的總成和機構進行設計。對門座起重機進行工況載荷分析，進行整機的穩(wěn)定性校核，以此為依據(jù)選擇相應的執(zhí)行件和驅動件。在設計的過程中，運用CAD技術輔助設計，盡量實現(xiàn)三維建模仿真到二維工程圖紙的輸出無紙化。 關鍵詞：門座起重機；運行機構；CAD輔助設計；載荷分析。 I Abstract II Design of 40T Gantry Crane`s Travel Mechanism and Important Assembly Abstract Crane is an indispensable mechanical equipment that used in the modern industry to make the production process mechanization and automation, help improve the material handling conditions and the labor production rate. It is very important for the development of national economy, improving people's material and cultural life. Gantry crane, as the one of the most main material handling equipment, is widely used in all walks of life. Gantry crane is indispensable in modern industry, to make the design of the gantry crane as the graduation thesis, is not only conducive to us to apply knowledge we have learned in college, but also greatly improve our understanding of crane`s development situation at home and abroad, and has a positive and far-reaching significance at our future study and work by looking and learning related design and manufacture of advanced technology at home and abroad. This graduation thesis mainly includes about gantry crane traveling mechanism and some other important assembly. Analysis working conditions of gantry crane, check the stability of the whole machine, on this basis to choose the corresponding execution parts and driving parts. In the process of design, we use the CAD technology aided design, Try our best to achieve paperless design in Creating of 3D model and mechanical drawings. Key words: Gantry Crane; Travelling Mechanism; Computer - Aided Design; Loading Analysis. - 2 - 目錄 目錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 2 1.1 門座起重機的特點及分類 2 1.2 門座起重機的結構 3 1.3 門座起重機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 4 1.4 課題研究內容 6 第二章 門座式起重機總體設計 8 2.1 門座起重機的性能參數(shù)及工況環(huán)境 8 2.2 確定起重機設計主要內容 9 2.2.1 起升機構的組成及工作原理 9 2.2.2 變幅機構的組成及工作原理 12 2.2.3 旋轉機構的組成及工作原理 18 2.2.4 運行機構的組成及工作原理 21 2.2.5 門座起重機的安全設置 22 2.3 確定起重機金屬結構形式 27 第三章 各工作機構和金屬結構的計算載荷及載荷組合 31 本節(jié)所作分析與計算均以依據(jù)GB/T3811-2008起重機設計規(guī)范依據(jù)。 31 3.1 計算載荷 31 3.1.1 自重載荷PG 31 3.1.2 起升載荷PQ 31 3.1.3 自重震動載荷 31 3.1.4 起升動載荷 32 3.1.5 突然卸載時的動力效應 32 3.1.6 運行沖擊載荷 33 3.1.7 起重機運行慣性力 33 3.1.8 貨物偏擺載荷 33 3.1.9 風載荷 34 3.2 載荷組合 37 第四章 整機穩(wěn)定性校核 39 4.1 基本原則 39 4.2 驗算工況、載荷系數(shù)和載荷組合 39 4.2.1 門座起重機的驗算工況 39 4.2.2 載荷系數(shù)和載荷組合 39 4.2.3 門座起重機抗傾覆穩(wěn)定性的力矩表達式 40 4.3 輪壓計算 45 第五章 門座起重機運行機構設計分析 49 5.1 運行機構概述 49 5.1.1 運行機構設計所需要解決的問題 49 5.1.2 運行機構設計所需要的主要原始數(shù)據(jù) 50 5.2 決定運行機構的結構形式 50 5.3 選擇車輪與軌道并驗算其強度 50 5.3.1 驗算車輪的耐久性 50 5.3.2 驗算車輪的強度 51 5.4 有軌運行機構的驅動裝置 51 5.4.1 運行靜阻力的計算 51 5.4.2 按滿載運行靜功率初選電動機 53 5.4.3 減速裝置計算 53 5.4.4 電動機過載能力驗算 55 5.4.5 制動器的選擇 55 5.5 有軌運行機構其他機構和安全輔助裝置 56 第六章 總結與展望 57 6.1 工作總結 57 6.2 工作展望 57 參考文獻 59 致謝 60 附件一 起重機行走機構設計圖紙 61 第一章 緒論 第一章 緒論 1.1 門座起重機的特點及分類 門座起重機是港口碼頭數(shù)量和使用最多的、結構復雜、機構最多的、最典型的電動裝卸機械，是一種重要而又具有代表性的旋轉類型運動式起重機，他因具有能讓運輸車順利通過的門架結構而得名。門形座架的4條腿構成4個“門洞”，可供鐵路車輛和其他車輛通過。現(xiàn)代門座式起重機廣泛應用于港口、碼頭貨物的機械化裝卸，造船廠船舶的施工、安裝以及大型水電站工地的建壩工程中，對于減輕繁重的體力勞動，改善工人的操作條件，提高勞動生產率都具有很大的意義，是實現(xiàn)生產過程機械化不可缺少的重要設備。它具有較好的工作性能和獨特的優(yōu)越結構，通用性好，被廣泛地用在港口雜貨碼頭。 門座起重機的工作機構具有較高的運轉速度，起升速度可達1.17m/s，變幅速度可達0.92m/s，使用率高，每晝夜可達22h，臺時效率也很高，一般可達100t/h以上；它的結構是立體的，不多占用碼頭的面積，具有高大的門架和較長距離的伸臂，因而具有較大的起升高度和工作幅度，能滿足港口、碼頭、船舶和車輛的機械化裝卸、轉載，充分使用港口、碼頭場地，適應船舶的空載、滿載作業(yè)，以及地面車輛的通行要求；還具有高速靈活、安全可靠的裝卸能力，對提高裝卸生產率，減輕繁重的體力勞動都具有重大的意義。但門座起重機也有它的缺點，如造價高，用鋼鐵材料多，要較大的電力供給，一般輪壓較大，需要堅固的地基，附屬設備也較多，如變電所、電纜、地道、坑道、電源等。 門座起重機有各種分類方法，根據(jù)結構型式的不同，可分為不同的類型。 （1） 以門架的結構類型為主要標志。門座起重機可以分為全門座和半門座起重機。后者不具備完整的門架，它的兩條運行軌道不在同一水平面上，一條鋪設在地面上，另一條鋪設在庫房或特設的棧橋上。 （2） 以起重臂的結構類型為主要標志。門座起重機可分為四連桿組合臂架式門座起重機和單臂架式門座起重機兩種。前者的最大優(yōu)點是臂架下面的凈空高度較大，因而在一定的起升高度要求下，起重機的總高度較低，但結構復雜，重量較大，而單臂則與上述相反。目前，國內大多采用四連桿組合臂架式起重機。 （3） 以上部旋轉部分相對下部運行部分旋轉的支承裝置的結構類型為主要標志。門座起重機可分為轉柱式門座起重機、定柱式門座起重機、轉盤式門座起重機和大軸承式門座起重機。轉盤式門座起重機結構復雜，加工制造困難，目前較少采用；轉柱式和定柱式整體穩(wěn)定性好，是目前常用的形式，其中轉柱式應用最多；大軸承式結構新穎、構件少，重量輕，具有廣闊的發(fā)展前景。 1.2 門座起重機的結構 門座起重機又簡稱為門吊（其結構如圖1-1所示）、門機，是電力驅動、有軌運行的臂架類起重機之一。它的構造大體上可以分為兩大部分：上部旋轉部分和下部運行部分。上部旋轉部分安裝在一個高大的門形底架（門架）上，并相對于下部運行部分可以實現(xiàn)360°任意旋轉。門架可以沿軌道運行，同時它又是起重機的承重部分。起重機的自重和吊重均由門架承受，并由它傳到地面軌道上。門座起重機正是由此門形底座而得名的。 圖1-1 門座起重機示意圖 門座起重機的上部旋轉部分包括臂架系統(tǒng)、人字架、旋轉平臺、司機室等，還安裝有起升機構、變幅機構、旋轉機構。下部運行部分主要由門架和運行機構組成。門架底部能通火車，軌距有3種：能通過一列火車軌距為6m，稱單線門架，能通過并排兩列火車的軌距為10.5m，稱雙線門架，能通過并排三列火車的軌距為16m，稱三線門架。碼頭前沿的門座起重機門架多屬雙線門架。門座底部裝有行車車輪或運行臺車，運行機構使整臺起重機可以沿著地面上的軌道運行。 門座式起重機一般通過電纜卷筒或地溝滑觸線供電，采用電力直接驅動，只有當電力供應無法解決時才考慮采用蒸汽發(fā)電或柴油發(fā)電等復合驅動裝置。 門座起重機的工作原理是：通過起升、變幅、旋轉3種運動的組合，可以在一個環(huán)形圓柱體空間實現(xiàn)物品的升降、移動，并通過運行機構調整整機的工作位置，故可以在較大的作業(yè)范圍內滿足運移物品的需要。 因此，門座起重機的設計的主要內容即是對門座起重機四大主要機構的設計。將一個復雜的機電系統(tǒng)劃分為主要的幾個構成單元，也是進行機電設計的一般方法。隨著機電液光一體化的發(fā)展，門座式起重機的設計將融入更多的元素，那個時候門座式起重機的設計內容將劃分的更加詳細。門座起重機的整機組成如圖1-2所示。 圖1-2 門座起重機結構圖 1.3 門座起重機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 門座式起重機是隨著港口事業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的，1890年,第一次將幅度不可變的固定式可旋轉臂架型起重機裝在橫跨于窄碼頭上方的運行式半門座上，成為早期的港用半門座起重機，隨著碼頭寬度的加大,門座和半門座起重機并列發(fā)展，并普遍采用俯仰臂架和水平變幅系統(tǒng)。第二次世界大戰(zhàn)后，港用門座起重機迅速發(fā)展為便于多臺起重機對同一條船進行并列工作,普遍采用了轉動部分與立柱體相連的轉柱式門座起重機,或轉動部分通過大軸承與門座相連的滾動軸承式支承回轉裝置,以減小轉動部分的尾徑,并采用了減小碼頭掩蓋面的門座結構。在發(fā)展過程中，門座起重機還逐步推廣應用到作業(yè)條件與港口相近的船臺和水電站工地等處。 經過幾十年的發(fā)展，我國門座式起重機行業(yè)已經形成了一定的規(guī)模，市場競爭也越發(fā)激烈。面對競爭與市場的變化和挑戰(zhàn)，近一兩年來，起重機廠家在擴大產能方面投入很大，有的企業(yè)已經收到了顯著的效果，市場占有率進一步提高。我國門座式起重機產品的技術水平在不斷提高，但是與國際水平還有一定距離， 擴大生產規(guī)模，提高產量的同時，做到技術水平的提升，將會為增強我國門座式起重機行業(yè)的競爭力。 我國起重機工業(yè)有很大的發(fā)展?jié)摿?，前景很好，但同時我國起重行業(yè)目前存在的幾個突出問題：1、整體技術含量偏低，突出表現(xiàn)在產品的品種規(guī)格少，性能、可靠性等指標低于發(fā)達國家同類產品的水平。2、知名品牌寥寥無幾，能打入國際市場并享有一定聲譽的知名品牌幾乎沒有。3、產品低價惡性競爭嚴重，企業(yè)合理利潤難保，已嚴重制約企業(yè)生產技術的持續(xù)發(fā)展。 未來的一段時間內，起重機的發(fā)展趨勢包括以下幾個方面： （1）大型化和專用化。用模塊化設計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機設計方法，將起重機上功能基本相同的構件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標準模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機。對起重機進行改進，只需針對某幾個模塊。設計新型起重機，只需選用不同模塊重新進行組合?？墒箚渭∨可a的起重機改換成具有相當批量的模塊生產，實現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產，企業(yè)的生產組織也可由產品管理變?yōu)槟K管理。達到改善整機性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產品，充分滿足用戶需求。 （2）輕型化和多樣化。由于起重機是國家特種設備，必須要具備很高的安全系數(shù)，因此在過去的很長一段時間內，起重機的設計都無法擺脫龐大、厚重的慣性思維。隨著計算機技術的發(fā)展，特別是20世紀以來的CAD技術的產生、發(fā)展和應用，起重機設計可以利用現(xiàn)代優(yōu)化設計方法，在減少起重機冗余機構、減輕起重機質量的同時保持甚至提升起重機的工作載荷。這樣的輕質起重機易于裝配和搬運。另一方面，伴隨著工業(yè)事業(yè)的發(fā)展，起重機的設計將更加的滲入到各行各業(yè)，起重機也將變得更加的多樣化。 （3）自動化和智能化。將機械技術和電子技術相結合，將先進的計算機技術、微電子技術、電力電子技術、光纜技術、液壓技術、模糊控制技術應用到機械的驅動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)起重機的自動化和智能化。大型高效起重機的新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅動裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設備組成。變壓變頻調速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應防碰撞技術、現(xiàn)場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術等將廣泛得到應用。使起重機具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產模式，提高單機綜合自動化水平。 重點開發(fā)以微處理機為核心的高性能電氣傳動裝置，使起重機具有優(yōu)良的調速和靜動特性，可進行操作的自動控制、自動顯示與記錄，起重機運行的自動保護與自動檢測，特殊場合的遠距離遙控等，以適應自動化生產的需要。 （4）成套化和系統(tǒng)化。在起重機單機自動化的基礎上，通過計算機把各種起重運輸機械組成一個物料搬運集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產設備有機結合，與生產系統(tǒng)協(xié)調配合。這類起重機自動化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測出來的各種信息實施存儲、運算、邏輯判斷、變換等處理加工，進而向執(zhí)行機構發(fā)出控制指令。這類起重機還具有較好的信息輸入、輸出接口，實現(xiàn)信息全部、準確、可靠地在整個物料搬運集成系統(tǒng)中的傳輸。起重機通過系統(tǒng)集成，能形成不同機種的最佳匹配和組合，取長補短，發(fā)揮最佳效用。目前重點發(fā)展的有工廠生產搬運自動化系統(tǒng)，柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)，集裝箱裝卸搬運系統(tǒng)，交通運輸和郵電部門行包貨物的自動分揀與搬運系統(tǒng)等。 （5）新型化和實用化。采用各種高強度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。在機構方面進一步開發(fā)新型傳動零部件，簡化機構。“三合一”運行機構是當今世界輕、中級起重機運行機構的主流，將電動機、減速器和制動器合為一體，具有結構緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調整簡單、運行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點，國外已廣泛應用到各種起重機運行機構上。 在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動和全自動操縱。采用機電儀液一體化技術，提高使用性能和可靠性，增加起重機的功能。今后會更加注重起重機的安全性，研制新型安全保護裝置。重視司機的工作條件，應用人體工程學設計司機室，降低司機的勞動強度。德國近年為解決起重機吊鉤的防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術，用神經信息和模糊技術來尋找開始加速的最佳時刻，將有經驗司機防擺實際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實現(xiàn)最優(yōu)控制。模糊控制方式能確定實施自動工作的控制指令，將人們主觀上的模糊量通過模糊集合進行數(shù)字化定量，再利用計算機實現(xiàn)像熟練司機一樣的自如操作，取得了更高的效率和安全性。模糊控制作為新的控制方法已引人注目。 （6）混合型起重機。履帶起重機和輪式起重機各有利弊，將兩者取長補短后，混合型起重機應運而生，這也是起重機新型式的大膽嘗試與突破。 1.4 課題研究內容 本課題主要是內河港口50T門座式起重機的設計。門座起重機的主要結構包括起升機構、變幅機構、旋轉機構和運行機構，而我主要負責的是運行機構的設計。小組內其他三個同學各自負責另一個主要機構的設計。為了規(guī)范課題研究的方法，提高課題研究的效率，我所擬定的課題的主要研究內容如下（大致按照時間順序）： 廣泛查閱起重機及門座起重機的相關知識，增加對起重機及起重機行業(yè)的感性認識，并在閱讀相關材料及文獻的同時清晰門座起重機的設計要點。另外，要有意識的查閱相關的外文文獻，了解門座起重機發(fā)展的最新動態(tài)和技術趨勢，在這個基礎上，翻譯一篇不少于2000字的外文文獻。 和設計小組的同學一起參觀南昌港務公司昌北碼頭，實地考察內河港口門座起重機的作業(yè)情況，認真記錄好昌北碼頭門座起重機的作業(yè)的工況環(huán)境。細致觀察門座起重機的機械構成，弄清楚門座起重機的各個主要機構的，特別是運行機構的工作原理。另外在港口工程技術人員的指導下獲得更多關于門座起重機的設計要點、保養(yǎng)知識以及需要改善改進的地方。 在上述工作的基礎上，確定主要工作機構（吊鉤總成、變幅懸臂、運行機構等）和金屬結構的形式；確定組合式臂架結構主要尺寸；貨物水平位移補償系統(tǒng)設計；計算工作機構、金屬結構的計算工況、計算載荷以及載荷組合；進行總體穩(wěn)定性計算；進行輪壓計算；整機穩(wěn)定性計算。 所要完成的圖紙包括： （1） 繪制門座起重機總體方案圖一張； （2） 繪制運行機構裝配圖一張； （3） 繪制相關機構總成圖； （4） 繪制相關零件圖； 另外，如果時間精力足夠，還應當利用三維建模軟件（如PRO/E）建立起重機主要零部件三維裝配模型；嘗試利用PRO/E軟件建立整機虛擬樣機；嘗試對虛擬樣機進行運動學和動力學仿真分析。 - 9 - 第二章 門座起重機總體設計 第二章 門座式起重機總體設計 2.1 門座起重機的性能參數(shù)及工況環(huán)境 起重機的技術參數(shù)表征起重機的作業(yè)能力，是設計起重機的基本依據(jù)。設計港口起重機械時，需要根據(jù)具體的情況確定起重機的主要性能參數(shù)。本次設計的港口裝卸四連桿門座式起重機的主要性能參數(shù)見表2-1。 表2-1 主要性能參數(shù)表 項目名稱 性能參數(shù) 起重量 抓斗 吊鉤 40t 工作幅度 最大幅度 35 最小幅度 10 起升高度 軌上 20 28 軌下 15 15 工作速度 起升機構 30m/min 變幅機構 50m/min 回轉機構 1.4r/min 運行機構 26m/min 工作級別 整機 A7 起升機構 M8 變幅機構 M7 回轉機構 M7 運行機構 M4 基距/軌距 10.5/10.5m 工作狀態(tài)最大風速 20m/s 非工作狀態(tài)最大風速 55m/s 許用輪壓 250kN 軌道型號 QU70 電源 380V/50Hz 起重機為內河港口起重機，港口的最大風速為8級。在設計起重機時，安全系數(shù)取為1.2。起重機的使用年限是15年，每天工作8個小時。 2.2 確定起重機設計主要內容 港口門座式起重機主要由鋼結構、機構與電氣系統(tǒng)三大部分組成。鋼結構主要指臂架系統(tǒng)、平衡重系統(tǒng)、回轉平臺、人字架、立柱、均衡梁、機房、司機室等；機構有起升機構、變幅機構、回轉機構以及運行機構；電氣系統(tǒng)包括供電、電器與電氣控制等。 2.2.1 起升機構的組成及工作原理 在起重機中，起升機構主要用于實現(xiàn)貨物的提升或下降。它是起重機中最重要、最基本的機構，其工作的好壞直接影響整臺起重機的工作性能。起升機構通常有以下幾個方面的任務： 1） 起升、放置重物以及與其他機構配合實現(xiàn)貨物的位移。 2） 機構能夠以各種不同的速度起升和下降重物。 3） 能夠隨時制動，使貨物停留在空中任意位置。 4） 在電動機突然斷電的情況下，重物能夠懸在空中。 5） 當電機通電后，整個機構恢復正常工作狀態(tài)。 起升機構一般由驅動裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、取物裝置和安全保護裝置等組成。驅動裝置包括電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動滑輪。取物裝置有吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤、吊具、掛件等多種型式。安全保護裝置有超重負荷限制器、起升高度限位開器、下降深度限位器、超速保護開關等。各大部件根據(jù)實際需要配用。 下圖2-1以電動機驅動的雙聯(lián)起升機構為例說明其一般組成： 1——電動機； 2——聯(lián)軸器（帶制動輪）； 3——制動器； 4——減速器； 5——齒型聯(lián)軸器； 6——卷筒； 7——起升鋼絲繩； 8——取物裝置 圖2-1 電機驅動起升機構 起升機構的總體布置方式在很大程度上取決于驅動裝置型式，在港口起重機中，起重機的驅動形式有兩種：集中驅動和分別驅動。而電機分別驅動型式的最為常見，起重機的各個機構都有各自的電機驅動，分組性好，布置、安裝維修都很方便，操作控制系統(tǒng)簡單。電機與卷筒平行布置是門座起重機中最多的布置方案。通過聯(lián)軸器和減速器傳遞電機的轉動，從而使卷筒旋轉。 電機的輸出扭矩通過減速器放大驅動卷筒，使鋼絲繩從卷筒上卷入或放出，從而實現(xiàn)貨物的上升或下降。卷筒的正反轉需借助電機的正反轉實現(xiàn)，而貨物的減速和停止又是依靠制動裝置實現(xiàn)。 起升機構中起升鋼絲繩的卷繞系統(tǒng)是起升結構的重要部分，起著運動形式轉換的作用。其結構形式又取決于起重機的起重量、作業(yè)對象及起重臂架系統(tǒng)型式。 港口起重機前臂架多為四連桿組合臂架系統(tǒng)和單搖桿臂架系統(tǒng)，為了適應單件雜貨、散貨的裝卸，一般有兩種取物裝置，吊鉤組或雙繩（四繩）抓斗。相應的滑輪組的卷繞方式有兩套單聯(lián)（適用于吊鉤或雙繩抓斗）、兩套雙聯(lián)（適用于吊鉤和四繩抓斗），卷繞系統(tǒng)示意圖如下（圖2-2）： 兩套單聯(lián) 兩套雙聯(lián) 圖2-2 門座起重機卷繞系統(tǒng)示意圖 根據(jù)卷繞系統(tǒng)的不同，相應的有不同型式的起升絞車。 1） 吊鉤起升絞車，如下圖2-3、2-4所示： 圖2-3 單聯(lián)吊鉤絞車 圖2-4 雙聯(lián)吊鉤絞車 2） 抓斗起升絞車（常用雙電機分別驅動），如下圖2-5、2-6所示： 圖2-5 雙繩抓斗絞車 圖2-6 四繩抓斗絞車 畢業(yè)設計所針對港口門座式起重機MQ4035主要在港口使用吊鉤起升搬運貨物，因此起升機構只需要一套電機驅動，并且其吊鉤起升絞車為雙聯(lián)結構，因此MQ4035為單套雙聯(lián)卷繞系統(tǒng)。其起升卷繞系統(tǒng)如圖2-7所示： 單套雙聯(lián)卷繞系統(tǒng) 圖2-7 MQ4037起升卷繞系統(tǒng) 對應的，MQ5037起升絞車的布置形式如圖2-8所示： 圖2-8 起升驅動機構示意圖 2.2.2 變幅機構的組成及工作原理 變幅機構是用來實現(xiàn)臂架俯仰，以改變工作幅度的機構。它主要有兩個方面的作用：一是在滿足起重機工作穩(wěn)定性的條件下，改變幅度，以調整起重機有效起重量或調整取物裝置工作位置；二是在起重量的最大幅度與最小幅度之間運移貨物，以擴大起重機的作業(yè)范圍。港口裝卸用門座起重機變幅機構的作用主要是指后者，它與其他機構聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)貨物的運移。 為了實現(xiàn)起重機幅度的改變，變幅機構由兩大部分組成：臂架系統(tǒng)與變幅驅動系統(tǒng)。下面首先介紹臂架系統(tǒng)的總體設計。 臂架系統(tǒng)的總體設計 變幅機構根據(jù)變幅方法可分為兩種基本形式：運行小車式和擺動臂架式。 運行小車式變幅機構用于小型固定式旋轉起重機，作為制造和修理車間的小型起重機設備，在港口裝卸作業(yè)中很少采用。 擺動臂架式變幅機構，幅度的改變是靠擺動臂來實現(xiàn)的。港口門座起重機的變幅機構幾乎全屬此類。擺動臂架式變幅機構主要由擺動臂架、驅動裝置、傳動裝置、制動裝置所組成。此外，還有操縱設備、安全裝置等。 根據(jù)變幅機構的工作性質有可分為非工作性變幅機構和工作性變幅機構。 非工作性變幅機構只是用來調整幅度，在裝卸作業(yè)中，幅度不變。 工作性幅度機構在裝卸作業(yè)時，通過改變幅度來運移貨物，以擴大起重機的服務面積和提高工作機動性。港口起重機為提高裝卸效率，要求變幅機構能夠實現(xiàn)工作性變幅。其特征是：這種變幅是在帶載條件下進行的，變幅頻繁，變幅過程成為起重機每一個工作循環(huán)的主要工序之一，變幅速度對裝卸生產率有直接的影響，故在這類變幅機構中，一般都應采用較高的變幅速度，以提高裝卸生產率。 本次畢業(yè)設計所設計的港口工作的門座起重機的變幅機構是擺動臂架式的工作性變幅機構。其變幅機構應該滿足下面兩點要求： 1） 載重水平位移。使載重在變幅時沿水平線或接近于水平線的軌跡移動。 2） 臂架自重平衡。使臂架系統(tǒng)的總重心高度在變幅時保持不變或變化很小。 為使載重在變幅過程中沿水平線或近似水平線移動，可以采用多種形式來達到，但基本上可以歸納為兩種類型：起升繩補償法（也稱為繩索補償法）和組合臂架法。MQ4037采用的是組合臂架式變幅機構，因此可以使用組合臂架法使載重水平位移。組合臂架法的基本設計方法是機械原理中所學的關于四連桿機構定軌跡的設計方法。 本次設計中，吊重水平位移補償系統(tǒng)所采用的是四連桿式組合臂架，臂架系統(tǒng)是組合式的，它由臂架、象鼻梁和剛性拉桿三部分組成，連同機架一起組成一個平面四連桿機構。如果臂架的尺寸選擇合適，則在有效幅度內，象鼻梁的端點將沿著接近水平線的軌跡移動。當起升繩沿著拉桿或臂架到象鼻梁從其頭部引出時，可滿足物品水平變幅的要求。使用這種補償系統(tǒng)物品懸掛長度減小，擺動現(xiàn)象減輕，起升繩的長度和磨損減小，起升滑輪組倍率的大小對補償系統(tǒng)沒有影響。剛性拉桿組合臂架是組合臂架方案中最廣泛采用的一種型式，圖2-9示出了其變幅時吊重保持水平移動的原理，剛性拉組合臂架臂架1、象鼻梁2、剛性拉桿3組成，三構件與機架構成一平面四連桿機構，這種方案又稱為四連桿組合臂架系統(tǒng)。當臂架俯仰運動時，象鼻梁端點的運動軌跡為一雙葉曲線。如果臂架系統(tǒng)尺寸及機架O和D1位置選擇適當，則在有效工作幅度范圍S內，象鼻梁端點運動軌跡ab段接近為一水平線，這時只要起升繩沿臂架系統(tǒng)構件的軸線布置，并從象鼻梁端點引出，就可以實現(xiàn)吊重沿接近水平線軌跡移動。 四連桿臂架系統(tǒng)的主要優(yōu)點是臂架下的工作空間較大，鋼絲繩的懸掛長度不變，貨載擺動現(xiàn)象減小。其缺點是：臂架為葙型結構，自重較重，結構復雜，迎風面積也較大，在變幅過程中，臂架難以沿嚴格的水平線變幅。 四連桿機構定軌跡的設計在要求不是十分精確地情況下可以采用作圖法進行設計。最后可以利用軟件對四連桿機構的目標點的軌跡的水平度進行校核 圖2-9剛性拉桿組合臂架工作原理 除了載重的水平位移補償外，也必須對臂架的自重進行補償，以使臂架調運貨物時載荷穩(wěn)定。利用臂架的俯仰來改變幅度時，臂架系統(tǒng)重心的高度也在不斷的變化，為了使臂架系統(tǒng)的重心盡可能不發(fā)生升降現(xiàn)象，以免由于重心升降時需要做功而引起變幅機構驅動功率的增大，可以采用多種構造形式來達到。在這里采用了港口普遍采用的利用活配重使臂架系統(tǒng)合成重心位置在變幅過程中，接近于水平線的軌跡移動的方案。 圖2-10 杠桿-活配重法臂架平衡系統(tǒng)工作原理圖 圖2-10所示為利用桿杠活配重法來獲得臂架自重平衡的工作原理簡圖?；钆渲嘏c臂架分離，繞各自鉸軸擺動，采用杠桿連接使之組成非平行四邊形的四桿機構。這種平衡法的基本原理為：不再是保持臂架和配重的合成重心位置不變，而是根據(jù)變幅過程中，臂架位能的增加（或減少）值等于活配重位能相應地減少（或增加）值，使臂架系統(tǒng)在各個變幅位置保持總位能不變。 這種方案與尾重法相比較，在臂架擺動角度相同的條件下：活配重擺動角度顯著增大，從而增大了活配重的升降高度，以至于減輕了活配重的重量。同時它把臂架系統(tǒng)分成臂架與配重兩部分，配重被移到起重機旋轉中心線較遠的地方，兩者用杠桿聯(lián)系起來，由于杠桿的放大原理，使配重重量大大地減輕，并可充分發(fā)揮配重對起重機穩(wěn)定性的作用，它在總體布置上，要比尾重法方便得多。但是這種平衡方案不能做到臂架系統(tǒng)的完全平衡。只要把四桿機構的尺寸和配重的重量選得合適，可以使誤差縮減到很小的程度，安全能滿足對臂架平衡系統(tǒng)提出的要求。 由于這種方案優(yōu)點較多，因此，目前應用最普遍，門座起重機基本上都采用此種平衡方法，因此，畢業(yè)設計所設計的門座起重機也采用這個方法。 變幅驅動系統(tǒng)總體設計 為使臂架繞其鉸軸擺動來改變起吊貨物的位置，就必須有一套專門的驅動機構。根據(jù)變幅機構工作性質和要求不同，出現(xiàn)了多種傳動機構，如齒條、螺桿螺母、液壓等。下面簡要介紹經常使用的齒條和螺桿螺母驅動機構。 1） 螺桿螺母變幅驅動機構 圖2-11 螺桿螺母傳動變幅機構筒圖 1—機；2－減速器；3－轉動的螺母；4－不轉動的螺桿； 5－臂架；6－轉動的螺桿；7－不轉動的螺母 圖2-11為螺桿螺母傳動變幅機構筒圖。這種傳動方案的主要優(yōu)點是：由于螺桿螺母傳動本身具有很大的傳動比，因而使整個傳動裝置緊湊、重量輕、變幅平穩(wěn)無沖擊。主要缺點是：效率低，非密封條件下工作或潤滑不良時，磨損快，螺母的螺紋磨損后不易檢查。近來出現(xiàn)的滾珠螺桿（見圖2-12）能夠克服上述的這些缺點。這是一種有前途的變幅傳動方式。但由于制造工藝復雜，還沒有廣泛采用。 圖2-12 滾動螺桿 1-支座；2-鍵槽；3-螺桿；4-滾珠；5-驅動齒輪；6-軸承；7-螺母 2） 齒條變幅驅動機構 圖2-13為齒條傳動的變幅機構簡圖。臂架直接由齒條推動，齒條則由裝設在機器房頂上的電動機通過一個封閉式的三級圓柱齒輪減速器減速后，帶動一個小齒輪，由小齒輪的旋轉運動驅動齒條做直線運動，從而推動臂架繞其軸心擺動。對于較大型的起重機，齒條常制成針齒的形狀，以便制造和維修工作。 圖2-13 齒條傳動的變幅機構驅動簡圖 1-電動機；2-液壓推桿制動器；3-圓柱齒輪減速器；4-齒型連軸節(jié)；5-齒條 因為在變幅時振動和沖擊都較大，所以在齒條頭部裝設橡膠緩沖裝置或液壓緩沖裝置。另外，為了避免由于齒條超程而使臂架脫落，確保變幅機構安全工作，齒條在變幅有效區(qū)段內兩端都設有行程開關。 這種傳動方式的主要優(yōu)點是：結構緊湊，重量輕，可以雙向受力，效率高。缺點是：因為存在齒間間隙，起、制動時有沖擊；齒條傳動是開式傳動，工作條件差，所以齒面易磨損。 這種傳動方式由于可以在效率較高的前提下，獲得相當緊湊的結構，因而，在工作性變幅機構中得到廣泛的應用。 本機變幅機構采用單根齒條驅動變幅，傳動系統(tǒng)主要由電動機、傳動軸、制動器、減速器、聯(lián)軸器、小齒輪、齒條和搖架等組成。當電機工作時，齒條作直線往復運動，以驅動組合臂架搖擺而適應各幅度位置的變化。搖架作為運動齒條的導向滑輪裝置，可繞鉸點轉動。小齒輪與齒條的嚙合間隙用三個帶有偏心軸的導向輪來調整。電動機與減速器的鏈接采用浮動傳動軸，在減速器的高速軸端裝有一套制動器，在臂架的下鉸點裝有減速開關，在搖架上裝有兩級終端限位保護器，在齒條箱的終端還設置有安全擋塊。 變幅機構驅動傳遞路徑：變頻電機→鼓型齒形聯(lián)軸器→浮動軸→鼓型帶制動輪齒形聯(lián)軸器→減速器→低速軸鼓型齒形聯(lián)軸器→齒條支承搖架→齒條。它是采用變頻調速的方法，由電控PLC、變頻器實現(xiàn)，具有良好的調速性能。變幅機構的傳動簡圖如圖2-14所示。 圖2-14 變幅機構傳動簡圖 1—減速器；2—低速軸齒形聯(lián)軸器；3—制動器罩；4—制動器；5—帶制動輪齒形聯(lián)軸器； 6—浮動軸；7—齒條總成；8—高速軸齒形聯(lián)軸器；9—電動機 變幅緩沖裝置 在臂架類起重機中，由于臂架系統(tǒng)自重和起吊貨物的重量，使得變幅機構工作時起、制動產生的沖擊很大，為了減緩沖擊和振動，必須在變幅機構中安裝緩沖裝置。常用的緩沖裝置有彈簧緩沖器、橡膠緩沖器（如圖2-15）、液壓彈簧緩沖器（圖2-16）。 圖2-15 橡膠緩沖器 彈簧緩沖器內部彈簧為螺旋式壓力彈簧。這種緩沖器構造簡單，維護修理簡單，使用壽命長。其工作原理是：彈簧受壓，吸收能量減少沖擊。 橡膠緩沖器內部有一組特制的橡膠墊，每塊橡膠墊之間有一個金屬墊隔離。為了增加橡膠墊的使用壽命，在其中間加入一個金屬墊片。這種緩沖器緩沖效果好，但對橡膠質量要求高，結構復雜，修理麻煩。其工作原理是橡膠墊受壓縮變形，吸收能量，減少沖擊。 液壓彈簧緩沖器由阻尼油缸和緩沖彈簧制成的。阻尼油缸的阻尼大小可通過調整活塞兩側節(jié)流閥的開度來達到的。它的工作原理是依靠阻尼油缸的工作油節(jié)流發(fā)熱，吸收能量和彈簧壓縮變形吸收能量來減少沖擊。 圖2-16液壓彈簧緩沖器 1-活塞；2-缸體；3-節(jié)流閥；4-密封圈；5-彈簧；6-限位套筒；7-調節(jié)螺栓 緩沖器通常安裝在機構與臂架之間的連接件上。由于液壓彈簧緩沖器具有良好的阻尼效果，便于安裝和調試，安全性高，因此本畢業(yè)設計采用的是液壓彈簧阻尼器。 2.2.3 旋轉機構的組成及工作原理 旋轉機構是用來支承旋轉部分重量，并驅使旋轉部分相對于不旋轉部分做旋轉運動的工作機構。它的作用是使被起吊的貨物圍繞起重機的旋轉中心做旋轉運動，以達到在水平面內運移貨物的目的。 旋轉機構是起重機的主要工作機構之一。它只有與其他機構配合作業(yè)，才能將貨物運送到起重機工作空間范圍內的任何地方。當單獨用旋轉機構工作時，己被起吊的貨物移動范圍只是一個狹窄的圓環(huán)面（圖2-17（a））；當旋轉機構和變幅機構、起升機構聯(lián)合作用時，其工作范圍是環(huán)形圓柱體空間，在平面內是一個較寬的圓環(huán)（圖2-17（b））；當旋轉機構與運行機構、起升機構聯(lián)合作用時，其工作范圍擴大到相當大的空間（圖2-17（c））。 圖2-17旋轉機構工作空間示意圖 起重機的旋轉機構，不論其結構如何，均是由旋轉支承裝置和旋轉驅動裝置兩部分所組成的。旋轉支承裝置是用來保證起重機的旋轉部分和不旋轉部分的對中，并把旋轉部分的力（包括垂直力、水平力和傾翻力矩）傳遞給起重機的不旋轉部分的裝置。旋轉驅動裝置是實現(xiàn)起重機旋轉部分相對于不旋轉部分轉動的執(zhí)行機構。 目前港口門座起重機采用的柱式旋轉支承裝置主要是由一個柱、兩個水平支承和一個垂直推力支承組成的。有時用一個向心推力支承來代替一個水平支承和垂直推力支承。根據(jù)柱是固定或旋轉，柱式旋轉支承裝置又分為定柱式和轉柱式旋轉支承裝置兩種。 兩者的區(qū)別可見下圖2-18（a）轉柱式支承和圖2-18（b）定柱式支承。 圖2-18（a）轉柱式支承 圖2-18（b）定柱式支承 由于轉柱式支承裝置具有結構簡單、制造方便、精度要求不高等優(yōu)點 ，因此被廣泛地應用于門座起重機。 本次設計中，回轉機構采用的是轉柱式支承裝置，這種回轉支承上支承包括裝在轉柱上的水平滾輪和固定在門座上的環(huán)形軌道組成。當轉柱旋轉時，水平滾輪就沿軌道滾動。下支承是由裝在門座下十字橫梁上的推動軸承和球面徑向滾動軸承組成的。門座起重機回轉部分固定在大的轉柱上并由門座外圈上的齒圈實現(xiàn)起重機回轉部分相對于固定部分的回轉。 旋轉驅動機構是用來實現(xiàn)起重機旋轉部分相對于不旋轉部分轉動的動力和速度的傳動裝置。這種裝置能滿足起重機低速正反轉、制動平穩(wěn)、安全可靠的要求。從受力方面考慮，旋轉驅動機構必須克服如下阻力矩：一是旋轉支承裝置中的摩擦阻力矩；二是風阻力矩；三是由道路坡度或浮船傾斜造成的旋轉阻力矩。 旋轉驅動機構的形式和構造，主要是根據(jù)起重機的用途、工作特點、起重量的大小來確定的。在實際中應用最廣泛的是機械驅動。它是由下列部分組成的：原動機、聯(lián)軸節(jié)、制動器、減速器和最后一級齒輪傳動。為了保證旋轉機構的可靠工作和防止過載，在傳動系統(tǒng)中一般還裝設極限力矩聯(lián)軸節(jié)。原動機采用電動機。 根據(jù)所采用的原動機、減速器及驅動元件的不同，機械驅動的旋轉機構有以下幾種主要驅動形式：臥式電動機-帶制動輪的聯(lián)軸器-制動器-帶極限力矩聯(lián)軸器的渦輪蝸桿減速器-最后一級大齒輪傳動；立式電動機一聯(lián)軸器一水平安裝的制動器一軸線垂直布置的立式減速器（可帶極限力矩聯(lián)軸節(jié)）一最后一級大齒輪傳動；臥式電動機一極限力矩聯(lián)軸器一制動器一圓柱圓錐齒輪減速器一最后一級大齒輪傳動等。 本次設計的港口門座起重機采用立式電動機--聯(lián)軸器--水平安裝的制動器--軸線垂直布置的立式減速器（可帶極限力矩聯(lián)軸節(jié)）--最后一級大齒輪傳動。這種結構的簡圖如下。 圖2-19回轉機構示意圖 1—電動機；2—極限力矩聯(lián)軸器；3—上箱體；4—形星齒輪減速器；5—回轉支承； 2.2.4 運行機構的組成及工作原理 在裝卸作業(yè)中，往往要求起重機能夠調整工作位置，改變工作地點，以擴大作業(yè)范圍，提高裝卸效率。因此，在起重機中通常都裝有運行機構，運行機構的任務是使起重機做水平運動。 運行機構按照結構特點分為無軌運行機構和有軌運行機構兩大類。港口裝卸用門座起重機運行機構均為有軌運行機構。有軌運行機構起重機可沿著鋪設的鋼軌上運行。 由于這種運行機構的車輪和軌道都是鋼鐵制成的，故其運行阻力小，承載能力大，結構緊湊。盡管與無軌運行機構相比較工作范圍受到軌道的限制，但是仍是港口起重機的主要運行形式。 門座起重機的運行機構屬非工作性運行機構，只是用來調整起重機的工作位置。運行機構的工作速度隨起重機的用途確定。非工作性運行機構為了筒化結構，減輕自重，通常采用較低的運行速度。 門座起重機運行機構的驅動形式是由獨立的驅動裝置分別驅動各個支點上的車輪。因為這種驅動結構簡單，布置方便，在港口起重機械運行機構中獲得了廣泛的應用。 運行機構不論是何種結構，都是由運行支承裝置和運行驅動裝置兩大主要部分組成的。運行支承裝置的機械部分對于有軌運行機構起重機主要是均衡梁、車輪和軌道。運行驅動裝置包括電動機、減速器與制動器等。 軌式運行驅動裝置主要包括原動機、制動器、聯(lián)軸節(jié)、傳動裝置等。有軌運行起重機的運行機構大多數(shù)采用電動機驅動。為適應起重機運行機構重復短暫周期性工作的特點，與其他機構一樣，交流電驅動的起重機其原動機也采用起重和冶金機械專用的三相交流異步電動機，型號為繞線式異步電動機JZR或鼠籠式異步電動機。前者由于其轉子電阻可以調節(jié)，因此起動電流不大，且便于調速，故獲得廣泛應用。后者構造簡單，價格便宜，但起動電流大，不便于調速，且不能承受較大的起動次數(shù)，因此，一般僅在功率不大或工作不十分繁重的情況下使用。 為使起重機迅速準確地停車，運行機構中必須安裝制動器。常用的制動器為JWZ型交流短行程雙磁雙塊制動器，靠彈簧上閘，電磁鐵松閘。YWZ型電動液壓推桿雙瓦塊制動器也得到廣泛應用，它是靠彈簧上閘，電動液壓推桿松閘的。與前者相比，后者具有制動平穩(wěn)、工作可靠、制動力矩大、外形尺寸小等突出優(yōu)點，被廣泛地應用在各種港口起重機中。 門座起重機運行機構聯(lián)軸節(jié)多數(shù)使用彈性柱銷聯(lián)軸節(jié)，且與制動輪制成一體，這樣大大地縮小了整體尺寸，結構緊湊。制動輪一般安裝在電動機的高速軸上，因高速軸所需制動力矩小，制動器可得到較小的尺寸。 傳動裝置主要采用圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動、蝸輪蝸桿減速器加開式齒輪傳動、三合一減速器傳動等。 門座起重機上常用的傳動裝置為蝸輪蝸桿減速器加開式齒輪傳動。圖2-20為港口常見的門座起重機運行機構布置圖。這種方案由于采用蝸輪蝸桿傳動，因此傳動效率較低，且沿軌道方向的尺寸較大。為了獲得結構緊湊、傳動效率高的驅動形式，近年來，在進口門座起重機的運行機構中，出現(xiàn)了“三合一”減速器，即將電動機、減速器、制動器三件合為一體。其優(yōu)點是體積小，重量輕，結構緊湊，安裝方便，外形美觀。目前，國內正在研制這種減速器。這種減速器采用立式電動機驅動，通過帶有一級圓錐齒輪傳動的減速器，再經一級開式齒輪傳動的驅動方案。本次畢業(yè)設計主要的任務即是對門座起重機的運行機構進行設計，所以畢業(yè)論文中會有詳細的運行機構設計的內容。 圖2-20 運行機構簡圖 1— 橡膠緩沖器；2—掃軌板；3—車輪；4—均衡梁；5-防滑楔；6—開式齒輪；7—驅動裝 2.2.5 門座起重機的安全設置 防風錨定裝置 防風錨定裝置是大型起重機的一種重要安全保護裝置，它的作用是將起重機牢牢地固定在作業(yè)場地。港口起重機均在露天場地或碼頭前沿作業(yè)，經常承受風載荷作用。由于起重機結構龐大，迎風面積大，承受的風載荷也就很大，很容易在風力作用下移動滑行。如果不采用必要的安全保護措施，就有被損壞甚至被吹翻的危險。國內外大型起重機由于沒有防風錨定裝置，被大風吹走，滑移、碰擊到軌道端部后傾翻的事故很多。因此，露天作業(yè)的大型起重機械必須裝設防風錨定裝置，以便隨時將起童機固定起來，防止被暴風吹走。 （1） 防風錨定裝置 該裝置是將起重機與作業(yè)場地地面連接起來，構造簡單，安全可靠。但與場地連接部位，必須在修建碼頭時同時造好。典型的結構形式見圖2-21。使用時需4套裝置，分別安裝在大車運行機構的4條腿上同時使用。圖2-21（a）為插銷裝置（大型起重機常用插板代替插銷，并且用杠桿來插入與插出）。插銷裝置應沿軌道場地上兩側每隔一定距離裝設下個，以便在大風來到時能及時將起重機鎖住。圖2-21（b）為鏈條式錨定裝置。它利用鏈條將起重機與地面固定點連接起來，達到固定起重機的目的。 圖2-21 防風錨定裝置 （2） 手動膠楔 手動膠楔是一種簡單、有效的防風工具，將它插入車輪和道軌之間，當起重機受風力移動后，車輪滾上膠楔，使車輪與軌道間的滾動摩擦變成膠楔與軌道間的滑動摩擦，阻力增大，阻止門座起重機繼續(xù)移動。手動膠楔的缺點是需要靠人工插入和拔出，使用不方便，另外它與運行機構沒有電器聯(lián)鎖，有時會因失誤造成事故。 （3） 楔塊式防爬器 壓力輪固定在起重機上，其下部有凹型楔塊，它們之間有一定間隙。凹型楔塊通過撓性件掛在上端的電動推桿（或電動液壓推桿）上，當運行電動機工作時電動推桿也工作，將楔塊提起離開軌面，，使之與壓力輪相接觸，此時，起重機可以正常運行；當起重機停止運行時，電動推桿反轉使楔塊放下（若采用電動液壓推桿，此時楔塊在自身重力作用下），落在軌面上，與起重機呈浮動連接。當起重機在風力作用下移動時，楔塊不動，壓力輪將沿著楔塊斜面爬坡，壓力輪對楔塊的垂直壓力使楔塊與軌面產生摩擦力，當摩擦阻力能平衡風力時，起重機就停止移動。楔塊提起和放下時與運動機構通過限位開關聯(lián)鎖，以保證防爬器正常工作并防止運行機構誤動作。這種機構可以靈活的錨定起重機，而不需要人為的其他操作，但不可用于風載很大，以及環(huán)境比較惡劣的場合。 楔塊防爬器構造簡單，制造成本低，可靠性高，特別是當軌道低于碼頭平面時，夾軌器無法工作，它卻可以正常工作。但是，它與膠楔一樣，當有臺風時，起重機仍可能與楔塊一起沿軌面滑動，故必須安裝其它防風錨定裝置。 因此，本次畢業(yè)設計門座起重機采用的防風錨定裝置就是圖2-21（a）所示的插銷裝置和楔塊式防爬器的組合。楔塊式防爬器用于平常的起重機的運行自鎖，在遇到臺風或者其他的特殊的情況的時候，就使用插銷裝置將起重機鎖定在鐵軌上，以防止安全事故的發(fā)生。 超負荷限制器 起重機的工作負荷是一個確定的數(shù)值，作業(yè)過程中貨物的重量不能超過額定負荷值，否則就可能造成機損、貨損及人身傷亡事故?，F(xiàn)在國家勞動安全部門已經明確規(guī)定，在大中型起重機械上必須裝有防止起重機超載作業(yè)的安全裝置。這就從根本上消除了超負荷作業(yè)的隱患。 防止起重機超載作業(yè)的安全裝置有兩種：一種是起重量限制器（即超負荷限制器）；另一種是起重力矩限制器。后者用于臂架類起重機中。隨著幅度的增加，允許的起重量減少。港口裝卸門座起重機的起重量一般不隨幅度變化，故很少應用?，F(xiàn)僅就港口裝卸門座起重機使用的超負荷限制器介紹如下。 超負荷限制器種類很多，按工作原理主要分為機械式和電子式2種。機械式主要有杠桿式、偏心式和凸輪式3種。這3種裝置的工作原理相同，即載荷直接或間接地作用于杠桿或者偏心輪、凸輪上，當引起的力矩超過事先調整好的阻力矩時，緩沖裝置活塞桿受力運動，從而碰撞限位開關，使起升機構斷電，達到停車的目的。電子式超負荷限制器使用半導體和微型電子計算機等元件。它的工作原理主要是：通過壓力傳感器來采集信號樣本，即將載荷信號變?yōu)殡娦盘?，經過運算處理。當載荷分別達到額定起重量事先調定的某些數(shù)值時，超負荷限制器分別發(fā)出預報和報警信號，最終通過控制電路自動切斷起升電源，迫使起升機構停止工作。 機械式超負荷限制器構造簡單，但有體積大、重量大等缺點，大多數(shù)裝在中小型起重機上。電子式超負荷限制器具有集成化，調整方便，體積小等特點。此外，電子式超負荷限制器較之機械式超負荷限制器反應靈敏，安裝方便。 我國港門座起重機多采用杭州新華儀表廠生產的PCI-1002超載限制器。其主要原理是該儀器配以電阻應變片式荷重傳感器，能在起重設備承載到額定值的90％時，