低温环境下使用的{精}门式起重机,在力学性能、电气性能等方面会受到较大的影响,因此需从设计结构、材料应用、制造工艺方面进行充分考虑,以满足低温环境下门式起重机正常使用要求。 高纬度地区的严寒环境对门式起重机的使用性能有着巨大的影响,应采取必要措施应对低温环境包括极寒天气对门式起重机运行效果和使用可靠性的影响。按传统结构型式设计制造的门式起重机已不能满足高纬度地区特殊的使用要求,需要寻求新的特殊设计结构、全新的设计理论和工艺方法。 当环境温度低于-20℃时,通常使用的钢材强度会大幅度降低,而脆性增加,严重削弱了钢材的正常力学性能,而且钢结构的收缩变形将会引起结构失效;电线和电缆在低温环境下也变得僵硬甚至断裂,润滑油变稠,制动轮、钢丝绳、车轮和轨道等受到冰雪的侵蚀,电器元件和各种保护装置等易发生工作异常或完全失效,使门式起重机无法正常工作。因此低温环境下工作的门式起重机的开发与研究势在必行。 保证{长}门式起重机能在低温环境下正常工作,需要解决4个问题:一是低温环境下材料的抗脆性设计;二是低温环境下传动机构的可靠性保护;三是低温环境下电气元件的加热和保温措施;四是温度大范围变化引起的门式起重机内应力释放问题。 根据低温环境对门式起重机的主要影响,设计时应充分考虑以下五个方面问题。 2.1 低温环境下钢结构的抗脆性研究 {精}门式起重机结构属于典型的箱型梁或桁架梁钢结构,实验证明当环境温度在-20℃以下时,钢结构的抗脆性随工作温度的下降以平方比例关系迅速降低,因此在低温环境下,钢结构的抗脆性设计和强度设计同样重要。 通过研究大量破坏实例证明,钢结构在低温环境下发生脆性破坏的部位,大多发生在因设计或加工工艺不当而引起的应力集中处,包括焊缝交汇处、尖角、开孔、截面突变的地方。这些部位在较大应力作用下,很可能造成脆裂而导致钢结构的力学性能失效。为此,在设计钢结构时需采取以下措施应对低温环境下对钢结构的影响。 (1)采用耐低温环境材料,如Q345E结构钢,低温环境下稳定性好、脆裂性低。 (2)结构设计应尽量采用圆角过渡方式,如图1所示;当结构上必须开孔时,不宜有尖锐或曲率很大的孔角,应采取措施加强孔的周边强度,即采用“镶圈”式的结构设计。 (3)箱型梁构件的截面不宜突变,应保留一定长度的过渡段,使应力缓和地变化。 (4)布置不宜重叠交错,而应适当分散;要尽量保证焊缝及所焊结构能够自由变形;不宜采用集中应力比较严重的不对称单侧搭接焊缝,尽量采用对接焊缝。 {精}门式起重机的传动机构主要是起升机构和运行机构两部分,由电机、减速机、联轴器、传动轴、制动器、车轮组等一系列不同材料的零部件组成。这些零部件在低温环境下有不同的破坏倾向,应采用以下措施进行应对: (1)尽量采用集成传动结构以减少传动环节,减少传动所需零部件,同时集成结构占用空间小,易于安装和进行各种防护。 (2)通过合理的设计结构布局,采用保温型防护罩将主要传动装置保护起来。如图2所示,通过封闭式设计布局将起重小车制作成密闭结构,采用保温材料封闭,再在小车内部安装温度检测装置,当环境温度低于某个设定温度值时,自动启动加热装置。将小车内部温度有效控制在一个合适的范围内,消除低温环境对小车运行的影响。
龙门吊工作速度V工作速度是指起重机工作机构在额定载荷下稳定运行的速度。
起升速度Vq起升速度是指起重机在稳定运行状态下,额定载荷的垂直位移速度,单位为m/min。
行吊大车运行速度Vk大车运行速度是指起重机在水平路面或轨道上带额定载荷的运行速度,单位为m/min。
行车小车运行速度Vt小车运行速度是指稳定运动状态下,小车在水平轨道上带额定载荷的运行速度,单位为m/min。
变幅速度V1变幅速度是指稳定运动状态下,在变幅平面内吊挂*小额定载荷,从*大幅度至*小幅度的水平位移平均线速度,单位为m/min。
行车行走速度V行走速度是指在道路行驶状态下,流动式起重机吊挂额定载荷的平稳运行速度,单位为km/h。
通用电动葫芦门式起重机是桥式起重机的一种变形。在港口,主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。它的金属结构像门形框架,承载主梁下安装两条支脚,可以直接在地面的轨道上行走,主梁两端可以具有外伸悬臂梁。门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点,在港口货场得到广泛使用。
起重机械常识1.起重机械、起重机
行吊起重机械是被广泛地应用于各种物料的起重、运输、装卸、安装和人员输送等作业中现代工业生产不可缺少的设备。
起重机是以间歇、重复的工作方式,通过起重吊钩或其它吊具起升、下降,或升降与运移物料的机械设备。
起重机械的主要参数
龙门吊额定起重量Gn、跨度S、幅度L、起升高度H、运行速度V、起重力矩M、轨距k、基距B、轮压p、工作级别等。
起重机构造标准用语
(1).钢结构:主梁、端梁(横梁)、小车架、支腿、下横梁、起重臂、平衡臂、立柱、门架、拉杆、塔身、走台和司机室等。
(2).传动机构:起升机构、运行机构、回转机构、变幅机构和顶升机构等。
(3).电气系统:手持控制器、主令控制器、导电装置、电缆卷筒、电阻箱、变频器和控制柜等。
(4).主要零部件:吊钧、抓斗、起重电磁铁、钢丝绳、环链、滑轮、卷筒、制动器、车轮和轨道等。
5.龙门吊起重机安全装置
上升高度限位器、运行极限限位器、缓冲器、锚定装置、夹轨器或防风铁鞋、安全钧、防后倾装置、起重量限制器、力矩限制器和防碰撞装置等。
针对传统起重机能源消耗量大的问题,以龙门吊轮胎式起重机为研究对象,在详细地分析各机构工作中的能量消耗和转换特性的基础上,提出了一种基于超级电容的混合动力系统方案,设计了基于PLC和DSP的联合控制系统,并制定了各个工况下柴油机、电动机、超级电容的具体控制策略,为轮胎式起重机节能提供了理论基础与技术支持。
起重能力和安全性一直是起重机最重要的性能,但是国内在起重机械设计、制造和使用中,相对来说更看重起重机的安全性能和起重能力,而忽略了环保,导致国内生产的起重机质量大,功率配置高,运行效率低,能源消耗大[1]。轮胎式起重机以柴油机作为动力源,带动发电机运转产生的电能来驱动各个机构电机,并由各电机拖动负载。能量输出端的节能方法主要是改善动力源,节能方式主要是提高柴油机的效率和“油改电”。能量利用端的节能方法主要是对势能或其产生的电能进行回收,节能方式主要是电能回馈电。
轮胎式起重机起升机构主要由电动机、制动器、减速器、卷筒和吊具等组成。电动机动力通过万向联轴器,经一对圆锥圆柱齿轮减速器带动卷筒旋转,起升机构可采用单卷筒或双卷筒,卷筒上的钢丝绳便可随之收或放,通过滑轮组、吊钩使重物升降。电动机输出轴上装有块式常闭制动器,通过制动电机来控制重物的升降。
LQD60型起升机构和变幅机构均采用同轴线布置,减速器位于卷筒内,其中,起升电机由2台电机、2个卷筒共同驱动,变幅机构由单电机驱动。
对双电机驱动的轮胎式起重机,将超级电容与其中1台电机相连,由超级电容供能,另一电机由直流母线供能。2台电机通过各自的减速器卷筒共同拖动负载,驱动和控制相互独立。因此,只需控制超级电容的放电电压,使2台起升电机的转速保持一致即可。变幅机构减幅时则只由发电机供能,当处于增幅状态时,将反馈的能量储存于超级电容。