门式起重机

门式起重机

      门式起重机又称龙门式起重机或龙门吊，是由水平主梁通过两端支腿支撑在地面轨道上或地面上的桥架形起重机。起重小车在主梁的轨道上运行，而整机则沿着地面轨道或地面运行。起重能力和跨度都很大，提升高度也高。现有的门式起重 机起吊能力达到或超过1000t ，主要用于造船厂总装场。门式起重机靠电机驱动，起重机一边行走，一边卷起铺在轨道边的电缆。门式起重机的吊装是由门架沿轨道作纵向运动，小车作横向运动。吊钩作上下运动，三个方向运动的合成来决定所吊重物运动。

      分为门式起重机和悬臂门式起重机

      1、门式起重机

      （1）全门式起重机：主梁无悬伸，小车在主跨度内进行。 　　

      （2）半门式起重机：支腿有高低差，可根据使用场地的土建要求而定。

      2、悬臂门式起重机

      （1）双悬臂门式起重机：最常见的一种结构形式，其结构的受力和场地面积的有效利用都是合理的。 　　

      （2）单悬臂门式起重机：这种结构形式往往是因场地的限制而被选用。

      1、单主梁门式起重机

      单主梁门式起重机结构简单，制造安装方便，自身质量小，主梁多为偏轨箱形架结构。与双主梁门式起重机相比，整体刚度要弱一些。因此，当起重量Q≤50t、跨度S≤35m时,可采用这种形式。单主梁门式起重机门腿有L型和C型两种形式。L型的制造安装方便，受力情况好,自身质量较小，但是，吊运货物通过支腿处的空间相对小一些。C型的支脚做成倾斜或弯曲形，目的在于有较大的横向空间，以使货物顺利通过支脚。

      2、双主梁门式起重机

      双主梁门式起重机承载能力强，跨度大、整体稳定性好，品种多，但自身质量与相同起重量的单主梁门式起重机相比要大些，造价也较高。根据主梁结构不同，又可分为箱形梁和桁架两种形式。目前一般多采用箱形结构。

      1、桁架梁

      使用角钢或工字钢焊接而成的结构形式，优点是造价低，自重轻，抗风性好。但是由于焊接点多和桁架自身的缺陷，桁架梁也具有挠度大，刚度小，可靠性相对较低，需要频繁检测焊点等缺点。适用于对安全要求较低，起重量较小的场地。

      2、箱梁

      使用钢板焊接成箱式结构，具有安全性高，刚度大等特点。一般用于大吨位及超大吨位的门式起重机。如MGhz1200，起重量1200吨，为国内最大的门式起重机，主梁采用了箱梁结构。箱梁同时也具有造价高，自重大，抗风性较差等缺点。

      3、蜂窝梁

      一般指“等腰三角形蜂窝梁”，主梁端面为三角形，两侧斜腹上有蜂窝孔，上下部有弦杆。蜂窝梁吸收了桁架梁和箱梁的特点，较桁架梁具有较大的刚度，较小的挠度，可靠性也较高。但是由于采用钢板焊接，自重和造价也比桁架梁稍高。适用于使用频繁或起重量大的场地或梁场。由于这种梁型为专利产品，因此生产厂家较少。

      1、普通龙门起重机

      轨道门式起重机

      这种起重机多采用箱型式和桁架式结构，用途最广泛。可以搬运各种成件物品和散状物料，起重量在100吨以下，跨度为4～39米。用抓斗的普通门式起重机工作级别较高。普通门式起重机主要是指吊钩、抓斗、电磁、葫芦门式起重机，同时也包括半门式起重机。

      2、水电站龙门起重机

      主要用来吊运和启闭闸门，也可进行安装作业。起重量达80～500吨，跨度较小，为8～16米；起升速度较低，为1～5米/分。这种起重机虽然不是经常吊运，但一旦使用工作却十分繁重，因此要适当提高工作级别。

      3、造船龙门起重机

      用于船台拼装船体，常备有两台起重小车：一台有两个主钩，在桥架上翼缘的轨道上运行；另一台有一个主钩和一个副钩，在桥架下翼缘的轨道上运行，以便翻转和吊装大型的船体分段。起重量一般为100～1500吨；跨度达185米；起升速度为　2～15米/分，还有0.1～0.5米/分的微动速度。

      4、集装箱龙门起重机

      用于集装箱码头。拖挂车将岸壁集装箱运载桥从船上卸下的集装箱运到堆场或后方后，由集装箱龙门起重机堆码起来或直接装车运走，可加快集装箱运载桥或其他起重机的周转。可堆放高3～4层、宽6排的集装箱的堆场，一般用轮胎式，也有用有轨式的。集装箱龙门起重机与集装箱跨车相比，它的跨度和门架两侧的高度都较大。为适应港口码头的运输需要，这种起重机的工作级别较高。起升速度为8～10米/分；跨度根据需要跨越的集装箱排数来决定，最大为60米左右相应于20英尺、30英尺、40英尺长集装箱的起重量分别约为20吨、25吨和30吨。

      一、发展历程

      随着我国船舶工业的快速发展，所建船舶的吨位也越来越大，各地船厂也大多由船台造船的船坞造船发展，船坞的主要配套设备––大型造船厂门式起重机的需求也迅速增长。

      我国自上世纪80年代起，逐步开展船坞加大型造船门式起重机造船的研究，这种造船型式最早始于大连造船新厂。鉴于当时国内的机械行业总体发展的水平不高，大连造船新厂从国外引进了580t和900t大型造船式起重机各一台，用于该厂的15万吨和30万吨的船坞，并取得了较好的经济效益。

      从上世纪90年代中期开始，国内开始自行研制开发大型造船门式起重机。渤海造船厂480t×122m和南通中远川崎300t×116m门式起重机的设计建造，使我国在大型造船门式起重机的设计建造领域内逐步走上了自我发展的道路。2010年3月10日下午15时，随着最后一声落钩哨声响起，北面柔性支腿主管吊装到位，我国最大的一台龙门起重机诞生了。该起重机跨度为230米，为国内最大跨度，标准载重为900吨，实际载重可以达到1500吨，由武桥重工总承包制造安装完成。它的顺利制造安装标志着公司在特大型造船龙门起重机制造领域跨入了领先行列，标志着我国在大型船用门机制造方面有了新跨越，突破了我国大型船舶装备制造的瓶颈。

      进入21世纪以来，我国的造船工业走了快速发展的轨道，各大主力船厂承接的船舶吨位从几万吨发展到十几万吨，年造船能力也普遍跃上百万吨水平，造船模式也相继从船台造船转向船坞造船，大型造船门式起重机的需求也大幅度增加。随关中船长兴、中船龙穴、青岛海西湾、舟山金海湾、靖江新时代、太平洋集团扬州大洋等大型国营和民营造船基地的建设，大型造船门式起重机也进入了一人大型集中建造的黄金时期，起重机的提升能力从600t上升到900t，跨度从170米增加到239米，已经建成的和在建的大型造船门式起重机有几十台。

　  二、技术动态

　  从造船门起重机的技术发展来看，主要体现的三个方面。

      (1)总体结构

      一般采用双梁结构为主，如南通中远川崎的300t×116m门式起重机和渤海船厂480t×122m门式起重机。随着起重机跨度的增加，双梁门式起重机主梁侧向刚度的问题就越来越突出，引起上小车跑偏。所以大跨度的造船门式起重机一般采用单梁的结构型式。从2004年起，在造船用双梁门式起重机上小车的车架结构上地行了改进，采用类似门架结构的刚柔腿形式，用一刚一柔的车架结构解决了上小车跑偏的问题，并获得了专利。

      目前大型造船门式起重机的总体结构基本上采用双梁和单梁两种形式，双梁的跨度目前达到了208米，单梁的跨度更是达到了239米。这两种形式各有优缺点：双梁维修方便，三钩高度一致，主梁结构简单，制造方便，但自重相对较重；单梁自重较轻，但下小车维修困难。两种形式的造船门式起重机，一般根据用户的要求进行设计。

     （2）机构形式

      大型造船门式起重机的机构形式的改进较大。由于这种形式的门式起重机，起升高度一般在八、九十米左右，单钩的起升重量300t到500t。如何合理的配置起升绞车的形式，降低小车的重量，是设计所追求的主要目标之一。由于起重量大，起升高度高，在前期设计的门式起重机，起升绞车一般采用双卷筒形式。卷筒布置在上小车的两侧，钢丝绳由卷筒直接下放至吊钩滑轮组，由于部件重量和载荷重量均处于上小车的悬臂端，造成上小车自重较重。

      目前在小车的起升机构的布置形式上，一般采用单卷筒的起升绞车，运用链条驱动的绞车排绳机构，绞车布置在小车的中部，不仅减轻了绞车的自重，并利用绞车的重量平衡了部分起升载荷的重量，从而减轻了小车的自重。随着我国机械行业整体制造水平的提升，硬齿面减速器代替了中硬齿面减速器，新型结构的钢丝绳代替了传统的钢丝强，也使得机构的重量得到了进一步的降低。新型小车的自重与传统小车的自重相比大约可减轻重量1/3左右。

     （3）电气控制

      大型造船门式起重机的电气控制系统，对各机构的速度控制、安全保护一般要求都较高。最初一般采用直流调速系统，而随着变频控制技术的日趋完善，目前大都采用交流变频控制系统，降低了投资成本，提高了控制的可靠性，方便了日常的维修保养。

      大型造船门式起重机对上下小车的起升、行走，大车刚性腿侧和柔性腿侧的行走机构、以及两机联吊时的的同步要求一般较高。目前在起升结构的同步上，采用绝对值编码器进行检测和控制，行走机构（包括上下小车和大车的刚柔性腿）上，采用加装在检测轮上的绝对值编码器进行行走距离的检测的控制，对于大车行走机构，增加地面感应开关对编码器可能出现的误差进行校正，同时在柔性铰处安装超差限位开关，以防止出现的极端情况。大型造船门式起重机的装机容量较大，大都在2~4千千瓦左右，所以对于节能的要求也是设计需要考虑的因素之一。目前的节能设计一般采用AFE（IGPT）公共直流母线，能量再生反馈的传动系统，在实际运行中可以节省大量的能源（大约可节省20~50%）。

      大型造船门式起重机的安全保护，较一般的起重机显得更为突出。除常规的安全保护功能外，在这种起重机上我们还加装了工业视频系统、激光防撞系统、起重机管理系统等。

      为了及时了解设备的使用情况，设备发生故障时，能及时分析故障的原因和指导维修工作，在某些起重机上我们还增加了远程监控系统，利用因特网能及时了解设备的使用情况、指导故障的处理。

      三、发展趋势

      随着造船工业的发展，1万标准箱以上的大型集装箱船舶和大型液化气船舶建造需求也越来越多。为了缩短船舶的建造周期，大量的舾装工作在分段总组前完成，使得分段总组的重量和尺度也越来越重和越来越大，所以客户要求造船门式起重机的跨度越来越大，提升重量也越来越重。

      随着管理现代化的要求，这类起重机的管理系统与车间、厂级管理系统的联网，也将提上议事日程。目前我们在设计时，一般预留了用于通讯联网的光缆接口装置，但目前尚无一家投入使用。相信在不久的将来，这一管理系统将会逐步实现。

      由于这类起重机工作的特殊性，吊车司机和地面指挥人员很难全面顾及到被吊物品的周围。为避免出现机毁人亡的严重事故，更完善的安全防护措施，将被用于这类起重机上。

      一、型号标准

      门式起重机用代号、额定起质量、跨度、工作级别4个主要要素特征表示型号。

      二、单主梁门式起重机

      其符号有:MDG、MDE、MDZ、MDN、MDP、MDS。 　　

      如：MDN—单主梁单小车抓斗吊钩门式起重机； 　　

      MDS—单主梁小车三用门式起重机。

      三、双梁门式起重机

      其符号有:MG、ME、MZ、MC、MP、MS。

      如：MG—双梁单小车吊钩门式起重机； 　　

      ME—双梁双小车吊钩门式起重机。

      一、门式起重机的选用

      它符合通用门式起重机GB/T14406—1993以及GB5905-86的有关规定。

       一般情况下，起重量在50t以下，跨度在35m以内，无特殊使用要求，宜选用单主梁式。如果要求门腿宽度大，工作速度较高，或经常吊运重件、长大件，则宜选双梁门式起重机。

      二、跨度和悬臂长度

      门式起重机的跨度是影响起重机自身质量的重要因素。选择中，在满足设备使用条件和符合跨度系列标准的前提下，应尽量减少跨度。

      三、轮距的确定原则

      （a）能满足门架沿起重机轨道方向的稳定性要求；

      （b）货物的外形尺寸要能顺利通过支腿平面钢架；

      （c）注意使轮距B与跨度S成一定比例关系，一般取轮距B=（1/4—1/6）S。

      四、门式起重机间距尺寸确定

      在工作中，门式起重机外部尺寸与堆场的货物及运输车辆通道之间应留有一定的空间尺寸，以利于装卸作业。一般运输车辆在跨度内装卸时，应保持与门腿有0.7m以上的间距。吊具在不工作时应与运输车辆有0.5m以上的间距，货物过门腿时，应有0.5m以上的间距。

      一、双梁桥式起重机操作规程

      1.工作前

　  a． 对制动器、吊钩、钢丝绳和安全装置等部件按点检卡的要求检查，发现异常现象，应先予排除。

      b．操作者必须在确认走台或轨道上无人时，才可以闭合主电源。当电源断路器上加锁或有告示牌时，应由原有关人除掉后方可闭合主电源。

      2.工作中

      a．每班第一次起吊重物时（或负荷达到最大重量时），应在吊离地面高度0.5米后，重新将重物放下，检查制动器性能，确认可靠后，再进行正常作业。

      b．操作者在作业中，应按规定对下列各项作业鸣铃报警。

      ①起升、降落重物；开动大、小车行驶时。  门式起重机    

      ②起重机行驶在视线不清楚通过时，要连续鸣铃报警；

      ③起重机行驶接近跨内另一起重机时。  

      ④吊运重物接近人员时。

      c．操作运行中应按统一规定的指挥信号进行。

      d．工作中突然断电时，应将所有的控制器手柄置于“零”位，在重新工作前应检查起重机动作是否正常。

      e．起重机大、小车在正常作业中，严禁开反车制动停车；变换大、小车运动方向时，必须将手柄置于“零”位，使机构完全停止运转后，方能反向开车。

      f．有两个吊钩的起重机，在主、副钩换用时和两钩高度相近时，主、副钩必须单独作业，以免两钩相撞。

      g．两个吊钩的起重机不准两钩同时吊两个物件；不工作的情况下调整起升机构制动器。

      h．不准利用极限位置限制器停车，严禁在有负载的情况下调整起升机构制动器。

      i．严格执行“十不吊”的制度： ①指挥信号不明或乱指挥不吊；②超过额定起重量时不吊；③吊具使用不合理或物件捆挂不牢不吊；④吊物上有人或有其它浮放物品不吊； ⑤抱闸或其它制动安全装置失灵不吊；⑥行车吊挂重物直接进行加工时不吊；⑦歪拉斜挂不吊；⑧具有爆炸性物件不吊；⑨埋在地下物件不拔吊；⑩带棱角块口物件、未垫好不吊；

      j．如发现异常，立即停机，检查原因并及时排除。

      3.工作后

      a．将吊钩升高至一定高度，大车、小车停靠在指定位置，控制器手柄置于“零”位；拉下保护箱开关手柄，切断电源。

       b．进行日常维护保养。

      c．做好交接班工作。

      二、单梁桥式起重机操作规程

      1.工作前

      a．带驾驶室的单梁桥式起重机、司机接班开车前，应对吊钩、钢丝绳和安全装置等部件按点检卡片的要求进行检查，发现异常情况，应予以排除。

      b．地面操纵的单梁桥式起重机，每班应有专人负责按点检卡片的要求进行检查，发现异常情况，应予以排除。

      c．操作者必须在确认走台或轨道上无人时，才可以闭合主电源。当电源断路器上加锁或有告示牌时，应由原有关人除掉后方可闭合主电源。

      2.工作中

      a．每班第一次起吊重物时（或负荷达到最大重量时），应在吊离地面高度0.5米后，重新将重物放下，检查制动器性能，确认可靠后，再进行正常作业。

       b．严格执行“十不吊”的制度：①指挥信号不明或乱指挥不吊；②超过额定起重量时不吊；③吊具使用不合理或物件捆挂不牢不吊；④吊物上有人或有其它浮放物品不吊；⑤抱闸或其它制动安全装置失灵不吊；⑥行车吊挂重物直接进行加工时不吊；⑦歪拉斜挂不吊；⑧具有爆炸性物件不吊；⑨埋在地下物件不吊；⑩带棱角块口物件、未垫好不吊；

      c．发现异常，立即停机，切断电源，检查原因并及时排除。

      3.工作后

      a．将吊钩升高至一定高度，大车停靠在指定位置，控制器手柄置于“零”位；拉下刀闸，切断电源。

      b．进行日常维护保养。

      c．做好交接班工作。

      一、润滑

      起重机各机构的工作性能和寿命很大程度上取决于润滑。

      润滑时，机电产品的保养、润滑参见自身说明书，走行大车、吊重桁车等应每周注一次润滑脂。卷扬机加注工业齿轮油（SY1172—80）200，应经常检查油面高度，及时补充。

      二、钢丝绳

       应注意钢丝绳断丝情况。如有断丝、断股或磨耗量达到报废标准时，应及时更换新绳。

      三、吊具

      吊具必须定期检查。

      四、滑轮组

      主要检查绳槽磨损情况，轮缘有无崩裂及滑轮在轴上有无卡住现象。

      五、车轮

      定期检查轮缘和踏面，当轮缘部分的磨损或崩裂达到10%厚度时应更换新轮。

      当踏面上两主动轮直径相差超过D/600，或踏面上出现严重的伤痕时应重新车光。

      六、制动器

      每班应检查一次。

 　　制动器应动作准确，销轴不许有卡住现象。闸瓦应正确贴合制动轮，松闸时闸瓦间隙应相等。