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1、各位老师大家好！,集装箱龙门起重机-,毕业设计任务书:,题目：集装箱龙门起重机设计（电气控制部分） 题目内容： 要求设计一台港口用轨道式集装箱门式起重机，该起重机采用双主梁，跨距40.5t-40m，两端有效悬臂10m，可进行20到40国际标准集装箱的装卸、转运及堆放等作业。 课题任务要求： 进行集装箱门式起重机电气控制部分和小车机器房部分的设计，电气控制部分采用可编程控制器(PLC)控制，需画出电气原理图和电气布置，编写PLC梯形图程序，说明工作原理。设计起重机的机器房结构，编写设计说明书。,第一章：轨道式集装箱门式起重机,第二次世界大战以后，在运输业发生了一场技术革命集装箱运输。六十年代中期
2、集装箱运输受到世界各国的普遍重视，从而得到了迅速发展，以形成一个完整的体系。国际标准化组织为集装箱规定了统一的规格、重量。为发展集装箱运输，又出现了许多种类的装卸机械，集装箱龙门起重机就是其中的一种。,本次设计的起重机为重庆寸滩港的轨道式集装箱门式起重机，该起重机采用双主梁，跨距40.5t-40m，两端有效悬臂10m，可进行20到40国际标准集装箱的装卸、转运及堆放等作业，进行集装箱门式起重机电气控制部分,说明书介绍了起重机的三大工作机构、常用电气设备和其电气控制部分的设计，主要内容是起重机的电气设备和电气控制系统的设计,起重机械是一种对重物能同时完成垂直升降和水平移动的机械。在工业和民用建筑
3、工程中，起重机械作为主要施工机械用于建筑构件和材料在运输过程的装卸，并将构件吊到设计位置进行安装等，不仅解决了人力无法胜任的作业，而且能保证工程质量，缩短工期，降低成本，成为极其重要的建筑施工机械。 起重机械的分类：起重机械的种类很多，按使用的动力设备可分为内燃机作动力和电动机作动力两种；按起重机载荷率可分为轻型、中型、重型、特重型四类；按起重结构可分为龙门式和臂架式两类；按回转台的角度可分为全回转式和非全回转式；按行走机构的构造可分为固定式和移动式两类。建筑施工中常用的为移动式起重机，包括：塔式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机， 起重机械的主要性能参数包括：起重量、工作幅度、
4、起重力矩、起升高度以及工作速度等。,轨道式集装箱门式起重机具有以下优点：,(1)场地利用率更高，跨中一般可堆放8一l5列集装箱加1个或多个车道，而标准的轮胎式集装箱门式起重机跨中只能堆放6列集装箱加1个车道。 (2)定位能力好，且可以提供最迅速和最有效的集装箱存储和检索系统，易于实现堆场自动化，如果和自动搬运车或移箱输送机等配合作业，可以达到很高的作业效率。 (3)各机构的运行速度更高，作业效率更高。 (4)以电力为动力，无废气排放，噪声低，环保性能好。,主要技术性能参数,轨道式集装箱门式起重机的主要技术参数有起重量、起升高度、跨距和伸距、工作速度以及工作类型等。 一、 起重量 轨道式集装箱门
5、式起重机的起重量有3个指标，即额定起重量、吊具下起重量、吊钩下起重量。目前吊具下最大起重量超过50 t，但大多为30.542 t。二、 起升高度 起升高度有2种表述方法，即以“m”为单位的绝对起升高度和堆箱高度。起重机的起升高度大多在15 m上下，目前最大的已超过20 m。从堆箱高度上讲，大多为堆3过4、堆4过5和堆5过6，目前最大的达到堆8过9。 三、跨距和伸距 轨道式集装箱门式起重机的跨距目前最小为15 m，最大超过60m，大多在2535 m之间；起重机的工作伸距一般不超过10 m。在国外，轨道式集装箱门式起重机广泛用于内河港口，兼做装卸和堆场。在莱茵河两岸的集装箱码头广泛采用这种机型，如
6、曼海姆集装箱码头，装备有2台轨道式集装箱门式起重机，其中l台跨距为65 m，外伸距为13 m；另1台跨距为655 m，外伸距为14.5 m，起重量均为35 t。 四、工作速度 起重机的速度参数包括起升速度、小车运行速度和大车运行速度。随着经济的不断发展和技术水平的不断提高，对起重机的速度要求也越来越高。起升速度：Kunz公司为汉堡港制造的6台轨道式集装箱门式起重机，起升速度达到80 m/min；ZPMC等生产的轨道式集装箱门式起重机起升速度满载为40 m/min，空载为80 m/min。小车运行速度：Noell、Kunz、ZPMC、交通部水运所等单位研制的起重机小车运行速度都达到了120m/m
7、in；国外目前最大已达到240 m/min。大车运行速度：Kunz生产的轨道式集装箱门式起重机大车运行速度为l80 m/min。 门吊的工作速度有三种，根据起重机用途和起重量的不同而不同。 (1)起升机构的起升速度V起，它与超重量和生产率有关，通常起重量大而起升速度低生产率高，速度可以大些；一般不超过20米/分； (2)起重小车走行速度V小车，般不超过50米/分； (3)起重机大车走行速度V大车。般不超过120米/分。 五、工作类型 起重机工作类型是表明起重机工作的载荷变化和忙闲程度的参数。载荷变化程度是起重机的实际超重量与额定起重量之间的变化关系。有的起重机额定起重量很大，如几十吨。但只是偶
8、然起吊这样重的货物，经常起吊的货物重量仅是额定起重量的1/2或1/3。忙闲程度是指超重机工作时的长短。如有的一年内要工作7000小时，有的工作4000小时，还有2000小时、1000小时不等。根据载荷变化程度和忙闲程度把超重机的工作类型分为四种类型：(1)轻型(JC15)；(2)中型(JC25)；(3)重型(JC40)；(4)特重型(JC60)。,第2章 门式起重机的三大工作机构,门式起重机的三大工作机构（机械传动部分）由起升机构、起重小车走行机构、大车走行机构等构成，它们分别实现吊装货物的上下升降，左右(横向)搬移和前后(纵向)搬运三个动作，构成一个作业区域,起升机构,起升机构的主要形式：
9、1吊钩门式起重机的起升机构2抓斗门式起重机的起升机构3电磁门式起重机的起升机构和三用门式起重机的起升机构 4两用门式起重机的起升机构。 小车走行机构 大车走行机构,第3章 门式起重机的电气设备及选用 3.1 概述,起重机的电气部分是起重机必不可少的重要组成部分。电气设备工作的好坏将直接影响起重机的性能。也就是说：一台好的起重机必须要有好的电气设备。为此，要求设计、制造部门能精心设计、认真制造，才能造出好的电气设备、造出好的起重机。但是，仅仅这样还不够，更重要的还要求我们能够正确、合理地使用起重机和它的电气设备，注意日常的维护保养，执行计划预修制度，经常保持设备完好，才能保证正常运行，以满足日益
10、发展的生产需要。,起重机负载的特点,轨道式集装箱龙门起重机的机构一般可分为运行和升降两种，这两种机构的负载性质是不同的。 运行机构的正、反两个方向均属阻力负载，对电动机来说在两个方向都是电动状态，需要发出驱动力矩来拖动机构运转。 升降机构两方向的负载性质不一样。上升时为阻力负载。下降时有两种情况：当负载很轻，其重量克服不了机构的摩擦阻力时，也是阻力负载；当负载较大时则为动力负载。对电动机来说，上升和轻负载下降时是电动状态，产生驱动力矩来拖动机构运转；重负载下降时，由重物拖动机构向下运转，电动机处于制动状态，产生制动力矩来平衡由负载产生的驱动力矩，使重物以稳定的速度下降。类似升降机构的负载称“位
11、能负载”。上升时由电动机驱动，将动能变为位能；下降时由重物驱动，将位能变为动能。 在室外工作的起重机，由于风力的存在，当顺风运行时，有可能把运行机构的阻力负载变成动力负载，此时由风力驱动机构运行，电动机处于制动状态。,起重机常用的下降制动方法,为了使下降的重物能获得稳定的运行速度，需要使电动机在制动状态下运行。异步电动机常见的制动方法有再生发电制动、反接制动和单相制动三种。 再生发电制动 再生发电制动发生在由于外力的作用使异步电动机的转速超过其同步转速时，此时电动机的运行状态象一个与电网并联的异步发电机，将电能反馈给电网。这种制动方法常用于起升机构下降重物时，其特点是转速较快，且必须超过同步转
12、速。绕线型异步电动机应用再生发电制动时，不能在转子电路中串接电阻器，因串接电阻后，转速将更快，过快的转速将引起机构的损坏。 反接制动 电动机被过重的负载倒拉，就会出现反接制动状态。此时，电动机的转子被迫逆着旋转磁场的方向旋转，转速是负值，转子中将产生比静止时更高的感应电动势。为了限制转子电流不致过大，需在转子电路中串接足够的电阻。反接制动时，电动机把下降负载的位能变换成电能，并于从电网吸取的电能一起变成热能，消耗在转子电阻里。这种制动方法常用于起升机构下降较重负载时，其特点是机械特性较软。 单相制动 把三相异步电动机的定子绕组接在单相电源上或把三相电源中的任何一相断开，并在转子电路中串接适当的
13、电阻，如此时电动机由下降的重物带动旋转，则电动机便进入单相制动状态运行。,下面简要介绍电气部分 :,一、电制与供电 本机采用交流380V、50Hz三相四线制供电系统。动力回路380V，控制回路和照明回路为220V，安全电压为24V。整机供电采用磁滞式电缆卷筒供电（左右卷放有效长度为150m），小车供电采用悬挂电缆小车式。 二、电力拖动与控制 本设备起升机构、大、小车运行机构全部采用变频驱动装置；控制系统采用三菱公司的FX系列PLC；故障诊断及显示采用触摸屏。 三、操作： 先解除行走锚定装置，然后合上总隔离闸刀和总空气开关，此时主配电板(MBD)和联动台(TQK)上合闸指示灯亮，再检查三相电源情
14、况，若正常可进行吊装作业。 1、大车运行机构：使用1SA进行运行机构的操作，左右各4个操作档位。可实现平滑地匀加速或匀减速运动。当该机构从运动状态到停止时，先断电，延时56秒后自动抱闸，以减少整机制动时的冲击和震动。 2、小车运行机构：该机构操作手柄为3SA，设置前进和后退各四个档位，可实现平滑地匀加速或匀减速运动。在两腿外侧悬臂端设置有慢速运行区域，当小车从悬臂端向内侧运行时，不受上述限制。 3、起升机构：该机构的操作手柄为2SA，起升和下降各四个操作档位，可实现平滑地匀加速或匀减速运动。,四、保护 按照起重机设计规范和起重机安全规程的规定，整机设置有总的过流、短路、失压、欠压保护，并且在联
15、动台和主电源柜上、机器房以及在下横梁对角位置设有紧停按钮。 1、大车运行机构：该机构设置有零压、零位、过流短路，正反向联锁，极限位置限位，电缆卷筒极限限位等保护，另外还设置有锚定联锁以及防护器顶松轨联锁等。 2、小车运行机构：该机构设置有零位、零压、过流和短路保护，以及正反向联锁、悬臂端限速和极限位置保护等，另外还设置有驾驶室通道口联锁开关和小车锚定装置。 3、起升机构：该机构设置有零位、零压、过流短路保护，正反向联锁、上下预限位保护，极限位置保护和应急限位保护以及超载保护等。 4、本机在最高处设置有避雷装置。,五、信号、通讯和照明 1、超负荷限制器在起升机构吊重达到额定载荷的95时，发出报警
16、信号，在达到额定载荷的110时，起升机构断电，只允许下降操作。 2、大车运行时有间断的声光报警信号以提醒现场人员避让。 3、各机构极限位置时产生报警信号。 4、风速超过额定值时产生报警信号，并停止整机工作。 5、设置二部对讲机以便起重机上下联系。 6、照明：本机在梁底部设置有8盏500W投光灯，在小车架底部设置有4盏500W投光灯作为工作照明，司机室、机器房、电气房、楼梯走道都设置有足够的照明设置和不同电压等级的插座。在机器房配置有2台轴流风机，在电气房配置有一台轴流风机以改善散热条件。在司机室和机器房内的电气房各设置1部双制式空调。另外还配备了2盏隔爆型手提检修灯（可充电式）和必要的消防设备。,3.2 电动机,起重机上使用的电动机可分为直流电动机和交流电动机。在门式起重机上一般采用交流异步电动机，其中有鼠笼式电动机和绕线式电动机。鼠笼式电动机只限于中小容量、起动次数不多，没有调速要求，对起动平滑性要求不高，操作简单的场合。而绕线式电动机则是起重机上使用范围最广泛的一种电动机。 门吊采用的电动机多为三相交流绕线式异步电动机(或称滑环电机)。,
