桥式起重机

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桥式起重机(Bridge Crane)

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什么是桥式起重机

  桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它两端坐落在高大的水泥柱上或金属支架上,形状似桥,所以俗称“天车”和“行车”。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械

  桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备,可减轻操作者的劳动强度,提高生产率。桥式起重机在工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用,它是人们生产活动中不可缺少的一种设备。

  桥式起重机的类型很多,其中通用桥式起重机和龙门起重机最为普遍,这两种类型起重机的结构和操作方法基本相同,不同之处在于大车运行轨道的位置,通用桥式起重机是在高空,龙门起重机是在地面,由此带来支承结构的不同。

桥式起重机的特点[1]

  尽管桥式起重机有不同的种类和型号,外形和结构存在差异,但它们都具有一个共同的特点,那就是循环间歇的工作方式。一个工作循环一般包括:通过取物装置的起升、下降来使物料发生位移,接着进行反方向运动,回到原位置或另一位置,以便进行下一次的工作循环,在两个工作循环之间,一般有短暂的间歇。由此可见,桥式起重机在工作时,各个机构经常处于开动、运行、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态中。另外,桥式起重机还具有以下工作特点:

  ①起重机械通常具有庞大的金属结构和比较复杂的机械结构,能完成一个升降、降升或几个水平动作,作业过程中常有几个不同方向的运动同时存在,技术难度较大。

  ②所吊的物料多种多样,载荷也是变化的,重则几十吨,甚至上百上千吨,轻则几十斤;长则数十米,短则不到1m;形状也不规则,还有散粒、热熔状态的以及易燃易爆品,使吊运工作复杂而危险。

  ③大多数起重机设备需要在较大范围内运行,有装钢轨、钢轮或轮胎式履带的,活动空间大,危险面大。

  ④暴露的活动零件较多,且常与吊运人员直接接触(如钩、绳),危险因素多。

  ⑤作业环境复杂,工矿企业、港口码头、建筑工地等场所,都有起重设备在运行,作业还会遇到高温、高压、易燃、易爆、输电线路、强磁场等危险因素,这些不利条件对人和设备会造成很大的威胁。

  ⑥作业常需要人配合,存在较大难度,要求操作人员和指挥人员熟练配合、协作、互相照应,操作人员应有应急处理现场紧急情况的能力。

  据有关资料统计,我国所发生的机械工伤事故中,起重机械的就占15%以上,为了保证人民的生命安全,国家已将其列为特种设备来进行管理

  随着工业的迅速发展和科学技术的不断进步,桥式起重机在结构设计和自动化程度上相继出现了一些新的变化和新的特点。例如,在结构上,国内起重设备已采用计算机优化设计,以提高起重机的机械性能,降低自重。在性能上,不断引进国外先进技术,采用了新颖的节能调速系统,如晶闸管串级开环或闭环系统,调速比可达1:30,随着对调速要求的提高,变频调速系统和微机控制技术也在起重机中得到应用,如三峡工程600t坝顶门式起重机采用了高频调速系统、微机自动纠偏以及大扬程高精度微机监测系统。许多单位还研制开发了遥控起重机。在起重量方面逐步向大型化发展,起重量为400t、600t的大型起重机正在钢铁水利、发电等行业中出现,令人注目的三峡大坝发电工程,相继安装了2台1200t/125t桥式起重机,2007年9月,起重量为2万吨的“泰山”号桥式起重机,在山东烟台莱佛士船业有限公司正式投入使用,这是目前全球起重量最大的起重机,它标志着我国起重机行业已达到了世界先进水平。

  总之,随着科技的飞速发展,国内各种先进的电气控制和机械技术正逐步应用到起重机上,起重机的自动化程度越来越高,结构日趋简单,性能更加可靠,起重量越来越大,品种也越来越齐全。

桥式起重机主要结构[2]

  桥式起重机由桥架、装有提升机构的小车、大车运行机构及操纵室等几部分组成,其结构如图所示。

桥式起重机结构示意图

  桥架是桥式起重机的基本构件,由主梁、端梁等几部分组成。主梁跨架在车间上空,其两端连有端梁,主梁外侧装有走台并设有安全栏杆。桥架上装有大车移行机构、电气箱、起吊机构、小车运行轨道以及辅助滑线架。桥架的一头装有驾驶室.另一头装有引入电源的主滑线。

  大车移行机构由驱动电动机、制动器、传动轴、减速器和车轮等几部分组成。其驱动方式有集中驱动和分别驱动两种。目前我国生产的桥式起重机大部分采用分别驱动方式,它具有自重轻、安装维护方便等优点。整个起重机在大车移行机构驱动下,沿车间长度方向前后移动。小车运行机构由小车架、小车移行机构和提升机构组成。

  小车架由钢板焊成,其上装有小车移行机构、提升机构、栏杆及提升限位开关。小车可沿桥架主梁上的轨道左右移行。在小车运动方向的两端装有缓冲器和限位开关。小车移行机构由电动机、减速器、卷筒、制动器等组成。电动机经减速后带动主动轮使小车运动。

  提升机构由电动机、减速器、卷筒、制动器等组成,提升电动机通过制动轮、联轴节与减速器连接,减速器输出轴与起吊卷筒相连。

  通过以上分析可知,桥式起重机的运动形式有三种,即由大车拖动电动机驱动的前后运动,由小车拖动电动机驱动的左右运动以及由提升电动机驱动的重物升降运动。

桥式起重机的工作原理[3]

  1.控制系统总体框图

  桥式起重机系统的电气控制系统总体框图如图所示,PLC为核心控制器,通过检测操作面板按钮的输入、各个限位开关的输入,完成相关设备的运行、停止和调速控制。

电气控制系统总体框图

  2.工作过程

  在启动状态下,各类设备的控制应根据操作面板上的按钮输入来控制,升降机在启动和停止时,通过检测变频器输出的频率,控制电磁制动器的运行,其工作过程如下。

  (1)接通电源,启动系统。

  (2)按下大车运行按钮,大车启动,通过加图9-5电气控制系统总体框图速、减速按钮改变大车速度。

  (3)按下小车运行按钮,小车启动,通过加速、减速按钮改变小车速度。

  (4)按下升降机运行按钮,升降机启动,通过加速、减速按钮改变升降机速度;当需要重物悬停半空时,减小变频器输出频率,直到设定值,频率停止下降,启动电磁制动器,将重物抱住,防止溜钩现象:当重物需从半空开始上升或下降时,增加变频器的输出频率,到达某设定值时,频率停止上升,停止电磁制动器工作,松开重物,变频器输出频率持续增加到所需值。

参考文献

  1. 田景亮.桥式起重机构造与检修.化学工业出版社,2008.10
  2. 白雪.电机与电气控制技术.西北工业大学出版社,2008.6
  3. 程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析.电子工业出版社,2008年01月
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