门机简单原理

门机的基本构造门座起重机又简称为门吊、门机，是港口码头数量和使用最多的、结构复杂、非常典型的一种电动装卸机械。它具有较好的工作性能和独特的优越结构，通用性好，被广泛地用在港口杂货码头。门机概述一、构造及原理门座起重机是有轨运行的臂架类起重机之一。它的构造大体上可以分为两大部分：上部旋转部分和下部运行部分。上部旋转部分安装在一个高大的门形底架（门架）上，并相对于下部运行部分可以实现360°任意旋转。门架可以沿轨道运行，同时它又是起重机的承重部分。门座起重机正是由此门形底座而得名的。门座起重机的工作原理是：通过起升、变幅、旋转3种运动的组合，可以在一个环形圆柱体空间实现物品的升降、移动，并通过运行机构调整整机的工作位置，故可以在较大的作业范围内满足运移物品的需要。门机的上部旋转部分主要包括起升机构、变幅机构、旋转机构，还有机房、司机室等。下部运行部分主要由门架和运行机构（行走机构）组成。门架底部能通火车，轨距有3种：单线门架双线门架（最常见）三线门架起升机构下部运行部分：行走机构旋转机构变幅机构上部旋转部分行走机构不能与其它三大机构联动1、以门架的结构类型为主要标志门座起重机可以分为全门座和半门座起重机。2、以起重臂的结构类型为主要标志门座起重机可分为四连杆组合臂架式门座起重机和单臂架式门座起重机两种。3、以上部旋转部分相对下部运行部分旋转的支承装置的结构类型为主要标志。门座起重机可分为转柱式门座起重机、定柱式门座起重机、转盘式门座起重机和大轴承式门座起重机。二、门机分类三、门机主要技术参数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。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）10.5起升速度（m/min）60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）1951、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。我国港口现今比较常见的门机起重量主要有10T、16T、25T、40T等几种。门机起重量不包括吊钩、吊环等比较轻的吊具重量，但是包括抓斗、料斗、料罐等比较重的吊具重量。另外，门机起重量还与幅度有关，如16/10－9～22/30。意为在9～22m幅度内起重量为16t，在9～30m幅度内起重量为10t。2、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。3、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，上极限吊钩以钩口中心为准，抓斗以最低点为准。轨面上和轨面下的起升高度，分别用H上和H下表示：H＝H上十H下。4、工作速度起重机的工作速度包括起升、变幅、旋转和行走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。变幅和行走机构速度单位也是“m/s”，旋转机构速度单位是“转/分钟”，即“r/m”。5、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。6、轨距轨距指的是门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10．5m的。7、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M10－30门座起重机，基距和轨距就是相等的，都是10．5m。8、轮距轮距是指起重机相邻两轴心线之问的距离，单位是“m”。四、起升机构1、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。起升机构是是起重机的核心机构，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）提升或下放货物，与其他机构配合实现货物的位移。（2）起升速度可调，以适应不同的工作情况。（3）能够在起升运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。（防止溜钩）（5）当电机通电后，悬空状态下的重物，通过操作手柄能够继续起升或下降，整个机构恢复正常工作状态。（零位、零压保护）2、起升机构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、制动装置和其他辅助装置。减速箱起升电动机制动盘起升钢丝绳卷筒联轴节3、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（抓斗）连同货物悬吊在空中，吊钩（抓斗）的升降（开闭）靠电动机改变转向来达到。另外，新型25T、40T门机起升机构还具有相应的上终点、上减速、下减速、下终点两级行程保护（M10-30门机起升机构只有起升上下终点限位，没有减速限位）和超负荷保护，前者一般通过起升钢丝绳卷筒轴端的凸轮限位来实现，后者一般通过超负荷限制器来实现。4、起升机构钢丝绳卷筒缠绕方式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。象轮胎吊起升机构只有一个起升电机，采取单绳卷绕；门机和桥吊一般采取双绳卷绕方式，但是两者有所不同，后者两个钢丝绳卷筒是同轴同步转动，前者两个钢丝绳卷筒动作方式还要看门机是处于吊钩状态还是抓斗状态。5、起升机构的吊钩状态当门机进行件杂货作业时，其起升机构的取物装置一般采用吊钩。如果起升电机有两台，通过两个钢丝绳卷筒共同带动吊钩，同步运行，平均分配负载。6、起升机构的抓斗状态当门机进行散杂货作业时，其起升机构的取物装置一般采用抓斗。（双绳抓斗）6、起升机构的抓斗状态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支持绳和闭合绳。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。为了使用双绳抓斗，起升机构必须具备两套相同的卷筒，分别驱动抓斗上的两根钢丝绳的运动双绳抓斗1、颚板2、下横梁3、支撑杆4、上横梁S1、支持绳S2、开闭绳双绳抓斗的工作原理可分为下面四步工作循环进行。第一步：抓斗以张开状态下降到货堆上，见下图首先支持绳和开闭绳以同样速度下降，然后支持绳不动，开闭绳下降，抓斗完全张开。此时空抓斗的重量完全由支持绳来承担。第二步：抓取物料，见下图。这时支持绳不动（但是支持电机制动器打开），开闭绳上升，抓斗逐渐闭合。在自重作用下，抓斗插入料堆，抓取物料。此时抓斗和货物重量基本由开闭绳承担。第三步：载货上升，见下图。支持绳和开闭绳同步上升，抓斗完全闭合，把满载的抓斗升到预定的高度，此时应注意开闭绳的速度不低于支持绳的速度，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开闭绳承担，然后载荷由两根绳平均分担。第四步：开斗卸料，见下图。支持绳不动，开闭绳下降，颚板逐渐张开，物料卸出。此时，载货抓头的全部重量均由支持绳承担，抓斗在下横梁、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。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同步不动闭合绳下降上升上升下降五、变幅机构1、变幅机构的作用及要求变幅机构是用来实现臂架俯仰，以改变工作幅度的机构。它主要的作用是在满足起重机工作稳定性的条件下，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。门座起重机变幅机构可与起升与旋转机构联合作业，实现货物的运移。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：臂架自重平衡载重水平位移（1）臂架自重平衡门机一般采用配重维持变幅时臂架系统自重平衡，使臂架系统的重心尽可能不发生升降和偏移现象。（2）载重水平位移门机一般采用组合臂架式变幅机构，组合臂架是由主臂架、直线型象鼻架和刚性拉杆三部分组成的。连同机架ab一起考虑，组合臂架实际上构成一个四连杆机构。这种四连杆结构的刚性拉杆组合臂架在变幅过程中，沿水平或接近水平线的轨迹移动，从而使载重在变幅过程中的高度不变或变化很小。2、变幅机构的驱动机构港口门机的变幅机构一般采用齿条传动。如下图所示，臂架直接由齿条推动，齿条则由一台变幅电动机通过一个封闭式的三级圆柱齿轮减速器减速后，带动一个小齿轮，由小齿轮的旋转运动驱动齿条做直线运动，从而推动臂架绕其轴心摆动。这种传动方式的主要优点是：结构紧凑，重量轻，可以双向受力，效率高。缺点是：因为存在齿间间隙，起、制动时有冲击；齿条传动是开式传动，工作条件差，所以齿面易磨损。1、变幅电机2、变幅齿条3、减速箱4、制动器5、变幅电机风机25341门机变幅机构同起升机构一样，也具有行程保护装置，M10-30门机只有增幅前后极限限位，而新型的25T、40T门机则有如增幅/减幅极限、增幅/减幅终点、增幅/减幅减速三级行程保护。有的门机还具有变幅25米鉴别限位。变幅机构工作时起、制动产生的冲击很大，为了减缓冲击和振动，必须在变幅机构中安装缓冲装置。常用的缓冲装置有弹簧缓冲器、橡胶缓冲器、液压弹簧缓冲器。六、旋转机构1、旋转机构的作用旋转机构是起重机的主要工作机构之一，它的作用是使被起吊的货物围绕起重机的旋转中心做旋转运动，以达到在水平面内运移货物的目的。它只有与变幅、起升等机构配合作业，才能将货物运送到起重机工作空间范围内的任何地方。2、旋转机构驱动系统的组成港口门座起重机大多采用的旋转驱动机构为“立式电动机--联轴器--水平安装的制动器--轴线垂直布置的立式减速器（可带极限力矩联轴节）--最后一级大齿轮传动“。极限力矩联轴节主要为了防止旋转机构的过载。3、旋转机构锚定装置门机旋转机构具有锚定装置，当门机长时间不工作时或大风天气时需要将旋转机构锚定，如下图所示。七、行走机构1、行走机构的作用门座起重机的行走机构属非工作性运行机构，只是用来调整起重机的工作位置即移仓或移泊位。非工作性运行机构通常采用较低的运行速度。门座起重机运行机构的驱动形式是由独立的驱动装置分别驱动各个支点上的车轮。因为这种驱动结构简单，布置方便，在港口起重机械运行机构中获得了广泛的应用。2、行走机构驱动装置的组成行走机构主要包括原动机、制动器、联轴节、传动装置等。为适应起重机运行机构重复短暂周期性工作的特点，与其他机构一样，交流电驱动的起重机其原动机也采用起重和冶金机械专用的三相交流异步电动机。电阻调速式门机一般选用绕线式异步电动机，因为其转子电阻可以调节，因此起动电流不大，且便于调速；变频调速式门机一般选用鼠笼式异步电动机。1-电动机；2－制动器；3－蜗轮蜗杆减速器；4-主动车轮；5－从动车轮均衡架；6-防风夹轨器3、行走机构的锚定装置（1）手动胶楔或铁楔手动楔子是一种简单、有效的防风工具，将它插入车轮和道轨之间，当起重机受风力移动后，车轮滚上胶楔，使车轮与轨道间的滚动摩擦变成胶楔与轨道间的滑动摩擦，阻力增大，阻止门座起重机继续移动。手动胶楔的缺点是需要靠人工插入和拔出，使用不方便，另外它与运行机构没有电气联锁，有时会因失误造成事故。（2）防风拉索该装置是将起重机与作业场地地面连接起来，构造简单，安全可靠。但与场地连接部位，必须在修建码头时同时造好