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1、一、选题目的的理论价值和现实意义该题目涉及机电一体化，满足教学要求。题目来源于生产，综合性、实践性强，通过集装箱龙门起重机设计（电气控制部分）可以培养学生正确的设计思想、方法、创新能力及科学态度，还可以提高学生的综合专业技能及素质。二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势轨道式龙门起重机采用电力驱动，由于其承载能力大、结构简单、营运费用低，在国内外得到广泛的使用。通用型龙门起重机主要用于铁路、码头，大型工厂货场进行件杂货的装卸作业。自1955年，集装箱运输方式出现后，由于采用集装箱运输可以节省包装费用，保持货物完整，且便于使用机械装卸搬运，减轻工人装卸作业劳动强度，提高装卸效率，加速运输船舶和车
2、辆周转，降低运输费用，从而使集装箱运输得到迅速发展。这种物流模式的变化又对装卸工艺、装卸机械提出了新的要求。为了适应这种持续发展的要求，各大港口、起重机制造厂纷纷推出新的工艺方案和码头前沿作业机械和货场作业机械。如JMQ3543、JMQ0733、JMQ4025集装箱龙门起重机采用现代化设计方法、并充分考虑了设备的可维修性和操作的舒适性及频繁的掏箱、对箱作业工况。由于集装箱运输的发展，它的装卸必须用到起重机，因此轨道式龙门起重机的发展前景广阔，必将得到广泛的应用。三、研究重点设计研究的主要内容包括：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
3、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的设计和起重机的机器房结构设计。电气控制部分采用三菱公司可编程控制器(PLC)控制，需画出电气原理图和电气布置图，并编写PLC梯形图程序，说明工作原理。主要设计选择电动机、变频器和PLC程序设计；设计起重机的机器房结构，并使用Pro/ENGINEER或SolidWorks构建实体模型。编写总设计说明书。其它有关文件及图纸数量按学校有关规定完成。四、主要参考文献1、起重机设计手册 张质文 中国铁道出版社2、起重运输机械电气设备 刘瑞琦 中国铁道出版社3、起重运输机电气传动 余敏年 西南交通大学
4、出版4、电气工程师手册 机械工业出版社5、电气控制与PLC原理及应用-三菱机型 程周 电子工业出版社6、实用起重机电气技术手册 裘为章 机械工业出版社7、起重运输机械 罗又新 冶金工业出版社8、起重运输机械标准汇编 技术标准出版社9、起重机课程设计 陈道南 冶金工业出版社10、通用桥式和门式起重机 赵国君 机械工业出版社11、起重机钢结构制造工艺 傅荣柏 中国铁道出版社12、SolidWorks /Pro/E软件相关教程及使用说明目 录摘要1前言1第1章 轨道式集装箱龙门式起重机31.1 概述 31.2 特点 61.3 分类71.4 主要技术参数71.5 集装箱门式起重机机构 9第2章 门式起
5、重机的工作机构 11 2.1 概述11 2.2 起升机构11 2.3 小车走行机构12 2.4 大车走行机构13第3章 门式起重机的电气设备 16 3.1 概述16 3.2 电动机223.3 控制电器及选用293.4 变频器的选择333.5 可编程序控制器（PLC） 423.6 电器保护装置及选用513.7 导电装置以及电气电路533.8 起重机控制站54 3.9 电气设备的维护与检修543.10 机房结构概述55结语57谢词58主要参考文献59注：电气图中各种元件和电缆型号见附录1、2摘 要轨道式集装箱门式起重机是目前国内外非常受推崇的一种集装箱堆场机型，我国港口越来越多地选用这种机型。本文
6、介绍轨道式集装箱门式起重机的三大工作机构、电气设备和电气控制系统等内容，主要是集装箱门式起重机的电气控制系统的设计过程。关键词：门式起重机，电动机，变频器，接触器，继电器 AbstractRail mounted container gantry crane is very popular container stack crane，and more and more port choose this craneThis paper introduces the three operating mechanism ,the electric appliance equipment and th
7、e electricity control system of rail mounted container gantry crane, and the design of electricity control system of rail mounted container gantry crane is the important content in the paper. Key words： gantry crane, motor, converter ,circuit breaker, contactor前 言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。六十年代中期集
8、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。集装箱龙门起重机由普通龙门起重机发展而来，是专门用来装卸集装箱的一种起重机，被广泛的用于码头、车站、货场等。集装箱龙门起重机最早出现于1958年。1965年以后轨道式集装箱龙门起重机有了很大的发展，随后在19711972年轮胎式集装箱龙门起重机又有显著的增多。目前，国内外集装箱龙门起重机正朝着装卸自动化的方向发展，为了提高装卸效率，采用计算机控制起重机的各种动作，它可以安全、准确的将集装箱搬运到指定
9、的位置。 随着社会生产力的发展，起重机械在不断地发展和完善。这是因为起重机械是物流机械化系统中的重要设备。社会化大生产愈发展，人民生活水平愈提高，物料搬运和人员的输送量就愈大，起重机械的应用范围也就愈广泛。根据人类生产和生活的需要许多具有持殊用途的新型设备不断出现。门式起重机(也称门吊)是属于桥式类型起重机的一种，由于它的金属结构象门形框架，承载主梁下安装两条文腿，可以直接在地面的轨道上走行，并且主梁两端具有悬臂梁(主梁的延长)，相似“龙门”故称为龙门起重机。悬臂梁的作用可使起重小车在主梁上的走行距离延长，扩大作业范围。门式起重机也是由机械传动、金属结构和电气设备三大部分组成。机械传动部分又由
10、起升机构、起重小车走行机构、大车走行机构等构成。即为门式起重机的三大工作机构，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。任何生产机械都由原动机、传动装置、工作机构和操纵控制设备等组成。如果以电动机作为原动机来拖动生产机械的工作机构，则它的驱动、传动装置通常称为电力拖动系统。该系统中的电动机、控制操纵部分，电气电路和电气器件等等习惯统称电气设备。电气设备部分主要由电动机、电器元件和电气线路等组成。它将电力网中的电能转变为机械能，实现起重机工作的目的，同时控制各工作机构按照工作要求进行作业。电气设备的功用主要在于：由电动机将电能转变成机械能，通过
11、传动装置拖动工作机构；控制设备通过各种控制器件和电器元件用来控制电动机按工作机构的要求完成各种动作。起重机的电气设备主要有动力设备电动机，操作电器磁力起动器、凸轮控制器、主令控制器、变频器、接触器、电阻器、继电器等，电气保护装置保护箱、过电流继电器、熔断器、行程限位开关、安全保护开关等；导电装置以及电气电路工作电路(主回路)和控制电路等组成。集装箱门式起重机门式起重机的一种，是专门用来装卸和堆码集装箱的一种高效率装卸设备。由于它的金属结构(骨架)也象“龙门”， 与前面所介绍的普通用途的门式起重机类似，所以称为集装箱门式起重机。集装箱门起重机根据用途的不同，有铁路货场用的，有港口码头用的。根据结
12、构的不同，有起升机构带刚性吊杆的和带挠性悬挂吊具；根据集装箱载重量大小可分为5吨、10吨、20吨和30.5吨几种；还有根据走行机构的不同，有轮胎式和轨道式。谈到起重机的电气设备，必涉及起重机的电气控制的设计问题。任何生产机械电气控制系统的设计，都包括两个方面：一是满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是满足电气控制系统本身的制造、使用及维修的需要。因此，电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两方面。前者决定起重机的使用效能和自动化程度，即决定起重机设备的先进性、合理性。后者决定电气设备生产可行性、经济性、外观等性能。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
13、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和小车机器房部分的设计，电气控制部分采用三菱可编程控制器(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，并构建实体模型，编写设计说明书。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。第1章 轨道式集装箱门式起重机1.1 概述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
