1、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M1030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。表1-1 M10-30型港口门座起重机技术性能表起重量（t）10起升高度（m）吊钩25抓斗16幅度（m）最大30最小8.5轨距（m）10.5基距（m）起升速度（m/min）60（最小下降3.5）变幅速度（m/min）52回转速度（r/min）1.48运行速度（m/min）27电动机型号起升JZR272-10
2、变幅JZR252-8回转JZR251-8运行JZR231-6最大轮压（KN）221起重机最大高度（m）45起重机总重（t）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。表1-2列出门座起重机起重量系列。表1-2 门座起重机重量系列（JB77365）T354063100160 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
3、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：16/10922/30。意为在922m幅度内起重量为16t，在930m幅度内起重量为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
4、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
5、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上和H下表示，H上十H下H。如M1030门座起重机起升高度H为43 m，其中轨面以上起升高度H上为28m，轨面以下起升高度H下为15m。在确定起重机的起升高度时，要考虑到下列
6、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。表1-3 港口门座起重机的幅度和起升蒿度（JT500175）工作幅度（m）789轨面上2228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4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升”表示。 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： QV升常数旋转速度是指起重机旋转部分每分钟
7、的转数，单位是“r/min”，用n旋表示。 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，单位是“m/s”，用“V变”表示。 门座起重机的变幅速度一般控制在O.750.92m/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，单位是“m/s”，用“V行”表示。门座起重机大车在装卸作业中是不需运行的，只有
8、当调整位置时才需大车运行。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0330.5m/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： AnQ平 对于散货：Vr式中：n-每小时循环次数； Q平-每次吊运货物的平均重量，t； -充填系数，一般取为0
9、.85； V -抓斗额定容积，m3； r -散粒物料的容重，tm3 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105m的。 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的。例如M1030门座起重机，基距和轨距就是相等的，都是105m。 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
10、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港口门座起重机为例。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）。图1-1 M1030门座起重机总图 电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；
11、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
12、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。
13、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。图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；，钢丝绳；6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3种类型。 单绳卷绕系统中只有一根钢丝
14、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M1030型门座起重机起升机构就是这种形式。前者结构紧凑、经济，通常应用在桥式起重机中；后者多用在吊钩、抓斗两用的起重机中。图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、
15、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
16、。它是由两套完全相同的普通起升机构组成的。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。图2-7示出上海港机厂生产的吊钩、抓斗两用的M1030型门座起重机起升机构布置简图。图2-7 M1030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
17、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
18、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图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
19、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。 图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GQ。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， 图2-10 工作中起升绳张力变化S1-起升绳；S2-闭合绳；G-抓斗重量；Q-货物重量；K-动载系数使起升绳与闭合绳的张力趋于相等，各为1/2（GQ）。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（GQ）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
20、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V分为：轻型抓斗（V1 200 kg/m3、中型抓斗（V
21、12002 000 kg/m3）、重型抓斗（V20002 600 kg/m3）及特重型抓斗（V2600kg 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3个以上，大多数颚板数做成6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。图6-9 抓斗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
22、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。起升绳和闭合绳经过滑轮绕在与之相对应的两个卷筒上，也就是起升卷筒和闭合卷筒。双绳抓斗的抓取与卸料动作是利用这两个卷筒及两根钢丝绳来操纵的，其中起升绳直接固定在抓斗的头部，闭合绳以滑轮组的形式绕于头部和下横梁之间（倍率通常为26），尾端固定在头部或下横梁上。抓斗的作业环境恶劣，在工作时受到强烈冲击和严重磨损，因此要求具有良好的韧性和耐磨性。 颚板通常用钢板制成，为了增强刚性和
23、耐磨性，边缘用厚钢板加强，刃口最好采用高锰钢ZGMn13制成。刃口一般是平直的，只有抓取难抓的物料（如大块物料或坚实的料堆）时，才装上高锰钢的钢爪。钢爪可以是焊死的，也可以制成铆接或螺栓连接的。对于抓取粮食的抓斗，为了避免泄漏，刃口制成搭接式的。 撑杆承受压力，因此要求它有足够的断面尺寸。由于撑杆重一些对于抓取性能是比较有利的，通常都用实心圆钢或方钢制成。在力求减轻抓斗自重的情况下，也可以采用厚壁管或由两个角钢或槽钢焊成方管。 图6-10示出双绳抓斗的工作原理图。其工作循环可分为四步进行。图6-10双颚抓斗工作过程第一步：抓斗以张开状态下降到货堆上，见图6-10（a）。这时起升绳和闭合绳以同样
24、速度下降，抓斗完全张开。空抓斗的重量完全由起升绳来承担。第二步：抓取物料，见图6-10（b）。这时起升绳不动，闭合绳上升（向起升方向开动闭合卷筒），抓斗逐渐闭合。在自重作用下，抓斗插入料堆，抓取物料。第三步：载货上升，见图6-10（c）。起升绳和闭合绳同步上升，抓斗完全闭合，把满载的抓斗升到预定的高度，此时应注意闭合绳的速度不低于起升绳的速度，以免抓斗在升高过程中有自动开斗卸货现象的发生。在这个步骤的初期，载货抓斗的全部重量由闭合绳承担，然后载荷由两根绳平均分担。第四步：开斗卸料，见图6-10（d）。起升绳不动，闭合绳下降，颚板逐渐张开，物料卸出。此时，载货抓头的全部重量均由起升绳承担，抓斗在
25、下横梁、颚板、货物重量的作用下，自动张开并将货物卸出。 依次经过四个步骤，抓斗即完成了一个工作循环，重新处于准备抓货的状态。总之，起升绳与闭合绳以相同速度同时上升或下降时，抓斗就保持一定的开闭程度起升或下降；当起升绳不动，闭合绳下降或上升则使抓斗打开或闭合。其动作如表6-4。表6-4抓斗状况空中张开逐渐闭合满载上升逐渐张开起升绳下降同步不动上升闭合绳双绳抓斗的起升绳与闭合绳常常成双布置，使抓斗工作时更稳定，抓斗不易打转，同时钢丝绳直径较细，可使卷筒和滑轮直径随之减小，这时共有4根钢丝绳，称为四绳抓斗。其工作原理与双绳抓斗是一样的。变幅机构是用来实现臂架俯仰，以改变工作幅度的机构。它主要有两个方
26、面的作用：一是在满足起重机工作稳定性的条件下，改变幅度，以调整起重机有效起重量或调整取物装置工作位置；二是在起重量的最大幅度与最小幅度之间运移货物，以扩大起重机的作业范围。港口装卸用门座起重机变幅机构的作用主要是指后者，它与其他机构联合作业，实现货物的运移。港口门座起重机的变幅机构为摆动臂架式变幅机构。主要由摆动臂架、驱动装置、传动装置、制动装置所组成。此外，还有操纵设备、安全装置等。二、对工作性变幅机构的要求 为了适应工作性变幅的需要，变幅机构应满足下面两点要求：1载重水平位移 使载重在变幅过程中沿水平线或接近于水平线的轨迹移动。2臂架自重平衡 使臂架系统的总重心高度在变幅过程中保持不变或变化很小。第二节 载重水平位移的补偿原理 为使载重在变幅过程中沿水平线或近似水平线移动，可以采用多种形式来达到，但基本上可以归纳为两种类型：起升绳补偿法和组合臂架法。在这里主要向大家介绍一下港口常用的组合臂架法。组合臂
