现代冶金铸造起重机的可靠性设计与维修

1、现代冶金铸造起重机的可靠性设计与维修现代冶金铸造起重机的可靠性设计与维修苟春生罗祯利郑权谢怡1重庆钢铁集团有限责任公司重庆4000832重庆起重机厂有限公司重庆400052摘要:根据多年来从事起重机现场运行,维修,改造和设计方面的经验,并结合现代冶金铸造起重机发展趋势,对现代冶金铸造起重机在设计可靠性,维修方便性方面的某些应注意的细节进行分析研究,以期对从事冶金铸造起重机设计制造,选型和维护人员有所帮助.关键词:冶金铸造起重机;可靠性;综合监测中图分类号:TG231.I文献标识码:A文章编号:10010785(2010)03000909Abstract:Basedonseveralyeasex

2、perienceinonsiteoperation,maintenance,modification,anddesign,combiningtlletrendofdevelopmentofmodernladlecrane.thispapergivesanalysisandresearchondetailsthatshouldbepaidatten-tiontoinreliabilitydesignandconvenientmaintenanceofmodemladlecrane,inordertohelpthepersonnelwhoengageindesignandmanufacture,m

3、odelselectionandmaintenance.Keywords:ladlecrane;reliability;integratedmonitoring随着现代钢铁工业的快速发展,冶金铸造起重机的发展趋势是大型化和高速化.起重机出现任何故障均可能导致整个生产线停产或发生人身和设备事故.这就对冶金铸造起重机的安全性能提出了更高的要求.近年来,国外冶金铸造起重机设计都遵守充分安全原则的概念.冶金铸造起重机除在设计时要保证起重机的零部件有很高的安全系数,较长的使用寿命外,还要求维修方便,功率因数的提高,可减小供电系统对电动葫芦所提供的能量,它节约的电能随起重量的减轻而增大.图4是表3中变频控

4、制时节约的无功功率随起重量的变化,可以看出起重量越轻无功功率节约的越多,按趋势线回归方程式Y=一0.34x+3.34,当起重量取2t时,节约的无功功率为2.66kW,相对于工频时5.5kW的无功功率节约了53.2%,由此可推算出平均节电2.32kW(一0.34×3+3.34),节电率可达30.5%(2.32/7.6).从上述试验可知,带有变频调速的起升机构其节能空间相当可观,对于桥式起重机类电动机的节电率约为23.58%,对于电动葫芦类的节电率约为42.65%.同时由于功率因数的提高,使供电电网无功功率消耗降低,从而降低了供电系统的负担和能量损耗.从目前发展情况来看,近几年出厂的桥,

5、门式类起重机电控系统采用变频控制技术的已趋于起重运输机械2010(3)普及化,而电动葫芦类小型国产起重设备采用变频技术控制的为数不多,对于进口或外资企业生产的这类起重机采用变频技术的占有率很高.因此,对上述2类起重机中早期出厂的在用桥,门式起重机和目前一直在生产的电动葫芦类起重机,在适当时加以改造,采用变频技术,对节约电能和整机的使用寿命都是有利的,尤其是电动葫芦起重机变频设计和应用有着巨大的节能空间.参考文献1李发海,朱东起.电机学M.第4版.北京:科学出版社,2007.2电机工程牛册编委会.电机工程手册M.北京:机械工业出版社,1982.作者:葛翔地址:上海宜山路728号邮编:200233

6、收稿日期:200912179一工人工作舒适,也就是说,不论冶金铸造起重机由于内部或外部原因导致起重机上某个环节损坏,必须能在短距离内安全地将吊重停住.为达到上述目的,要求设计维护人员应从以下几个方面考虑设计选型工作.1桥架结构设计1.1桥架结构形式及比较(1)超静定结构如图1所示主梁2,7与副梁5,6全部通过端梁刚性联结.当冶金铸造起重机大车运行时,如果两侧大车轨道不在1个平面上时,桥架将通过变形适应两侧大车轨道.图1125t/3ot冶金起重机端梁与主梁连接1.缓冲器2,7.主梁3.主梁与端梁连接板4.端梁5,6.副梁A,B.裂纹C.千斤顶位置D.缓冲器传力筋板E.缓冲器防坠落链(2)部分超静

7、定结构如图2所示主梁3,8与端梁5通过铰轴7,9相连接为静定结构,副梁4,6通过端梁5刚性连接属超静定结构.图2160t/40t起重机主,端梁连接1.缓冲器2.大车平衡台车3,8.主梁4,6.副梁5.端梁7,9.端梁与主梁连接铰轴(3)静定结构如图3所示端梁为铰接式端梁,内外主梁之间在端部为铰接,接头处采用自润滑轴承,2个内主梁之间用拉杆连接在一起,接头处采用关节轴承.(4)比较前2种形式最大的缺点是:当支撑2主梁的走一10123|4f56惫藏lO§图3350t/80t起重机主,端梁连接1.缓冲器2.大车行走台车3.连接铰轴4.球铰5.端梁6.内主梁7.外主梁8.平衡台车铰轴9.大车

8、车轮l0.小车轨道轮组因2侧大车轨道不在同一平面内时,对于超静定结构,梁与端梁之间必然通过彼此的变形适应2侧轨道,梁与端梁之间的这种变形,必然在梁与端梁间产生附加约束力,这个附加约束力是导致端梁与主梁连接处产生裂纹的主要因素之一.大车运行时桥架变形容易产生噪声,而桥架采用静定结构可以有效地避免上述缺陷,采用静定结构可以有效延长桥架和运行机构车轮,制动器的使用寿命.1.2桥架四梁四轨结构与四梁六轨结构比较(1)整机质量四梁四轨起重机质量比四梁六轨的约高出20%30%,比如说德国M.A.N(茂恩)公司向上海宝钢投标时设计的450t/80t一23.4m四梁六轨冶金铸造起重机,其自重为588t,日本三

9、菱重工生产的430t/80t一23.4m的四梁四轨冶金铸造起重机,其自重为787t,两者相差近200t,从设备造价来看,四梁六轨结构显然更有优越性.(2)整机高度前者比后者要高,因自重前者比后者重,前者显然也会使厂房的高度和起重机大车轨道梁的负荷增加,不利于减少基建投资.1.3大梁设计及大梁与端部连接应注意的细节采用偏轨箱型梁的冶金铸造起重机,由于其小车轨道正对箱型梁腹板,在小车集中轮压的反复作用下,偏轨箱型梁上盖板与箱型梁腹板的连接焊缝很容易产生裂纹.借鉴德国茂恩公司,克鲁勃和德马格公司的经验,建议大型冶金铸造起重机箱型梁腹板最上方与小车轨道接触处采用T型钢,可以有效避免角焊缝直接承受由钢轨

10、传递的集中轮压.钢轨与上盖板之问加用编织钢丝加强的橡胶板,除可以缓冲由轮压对腹板上方的局部应力外,还可防止钢轨水平窜动,减少振动噪声.小车轨道跨长应焊为整体.起重机沿轨道运行时,相对于轨道的纵轴经起重运输机械2010(3)一1常有歪斜和位移.这会在轨道和轮子的接触处产生侧向水平力,该水平侧向力显着降低走轮固定位置以及端梁与主梁连接部位(图4)的使用寿命,并在这些部位产生疲劳裂纹.根据俄罗斯克拉玛多尔斯克工学院对起重机金属结构所做的可靠性试验,同时分析工作超过了10年的300台不同起重机的工作能力,得出的结论是:60%的疲劳裂纹发生在走轮固定位置,15%的疲劳裂纹发生在端梁与主梁连接部位,通常对

11、于使用频繁的起重机,在使用28.年以后,疲劳裂纹便开始出现了.要提高抗疲劳损伤的能力,最有效的办法就是要保证构件上的应力流线均匀过度,并保证焊接质量.而要做到这些,必须在结构设计上注意以下几点:图4端梁与主梁连接部位1.端梁2.主梁(1)在端梁的悬臂部分(由轮压产生的集中载荷作用范围)要焊接1块为车轮通过用带整圈凹口的横隔板.这对于提高走轮支撑座的抗扭刚性非常重要.更换走轮时,由于经常在走轮支撑座外伸位置用千斤顶,很容易使走轮支撑座发生侧向扭转,因此在端梁的端部也应焊接1块带整圈凹口的横隔板.这种细部设计无论是对于角型轴承箱走轮组还是45.角剖分面的走轮组都适用.(2)在端梁悬臂走轮支撑座的腹

12、板或主梁与端梁连接处要采用比腹板厚的钢板.目前有的起重机制造厂已这样设计,经现场使用,效果很好.而目前大多数的起重机制造厂在端梁悬臂走轮支撑座的腹板外侧加贴1块钢板,有一定效果,但效果有限.我厂连铸出坯跨的多台起重机,由于使用频繁,端梁悬臂走轮支撑座的腹板外侧即使加贴了钢板,也出现了裂纹.(3)为保证端梁截面的几何形状不变,在主梁腹板的连接处内侧应安装横隔板,厚度约等于腹板的厚度.为避免端梁内侧隔板与端梁腹板脱开,建议该处隔板与端梁腹板和上盖板焊透.(4)在桥架或小车架设计时,由于现场经常起重运输机械2010(3)更换大小车走轮,当其脱离大小车轨面时,如果桥架端梁和小车架纵梁下盖板没有专门设置

13、的支撑点,下盖板将受挤压出现凹陷.因此在进行细部设计时,支撑点的位置应特别考虑并做出标识,这对于缩短现场的检修维护更换时间,延长结构件的使用寿命很重要.目前,几乎大多数的起重机制造厂设计的起重机,在考虑现场的检修维护方便性方面做得还很不够.对于现场高负荷高频率工作的起重机,缩短其检修维护时间,降低工人的劳动强度,显得尤其必要.(5)起重机桥架主梁钢轨固定目前通常采用压轨器(图5e),压轨器的螺栓应采取特殊的防松螺母,否则很容易松动,造成钢轨移动,增加维护工作量.有的厂家压板仍然采用钢板制作,但这种压板垂直方向板的厚度太薄,造成压板垂直方向刚度不够,主梁长期频繁振动,容易导致压板松动,压不死钢轨

14、,出现轨道移位,处理也很麻烦(图5a).根据现场的经验,建议将传统压板垂直布置,提高垂直方向的刚度,用厚度截面与盖板接触,将压板的头部顶住钢轨的腰部,斜度部分与轨道底部斜度紧密接触,钢板厚度2030mm,见图5b,焊接后由于焊缝收缩产生的拉力,将轨道牢牢压死.经过多年的实际使用,证明可减少检修维护工作量,事实上,该方法用于大车轨道的固定也很有效.图5钢轨固定不意图1,2.压板3.T形钢4.钢轨5.压轨器(6)在主梁与端梁盖板转角处,应增加三角钢板,并保证焊接质量,这对于防止出现焊缝裂纹和上下盖板,腹板转角处的开裂,减轻啃轨产生的水平推力对桥架的影响有重要意义.有的起重机厂将主梁2端的下盖板弯板

15、直接加宽,取代三角加强板,并与主梁上盖板与端梁的连接焊缝错开200mm以上,效果更好.有的起重机厂在主梁与端梁盖板转角处,未增加三角钢板,桥架便在图1所示的A处和B处产生裂纹.(7)偏轨箱型主梁2端与端梁相连结的下盖板,过渡部分常采用圆弧弯板,如图6所示.由于主梁腹板过度处的圆弧半径与下盖板圆弧弯板半径不吻合,圆弧弯板结合处的间隙大,焊接后该处产生很大的焊接拉应力,该应力与主梁在该处的工作应力叠加,很容易产生裂纹.有的起重机厂为避免该处产生裂纹采用如图7所示的结构形式,试图取消圆弧弯板以预防裂纹的产生,实践证明,这种设计效果并不理想,这种结构形式依然会产生裂纹.事实上,只要对该处结构细部设计,

16、将主梁腹板过度处的圆弧半径与下盖板圆弧弯板半径吻合,保持较大的圆弧半径,减小圆弧弯板结合处的间隙,适当增加主梁下盖板弯板的宽度和主梁下盖板弯板处弯板,腹板的厚度,使主梁两端剪应力的安全系数得以提高,便可有效避免裂纹的产生.图6主梁端部圆弧过渡图7取消弯板的1.局部加厚的主梁腹板主梁端部设计2.主梁弯板3.T形钢(8)对需要切割后才能运输或需要现场连接的结构件以及端梁与主梁的连接都应优先采用高强度螺栓连接,尽量避免采用铰制孔螺栓或焊接,铆接方式.采用高强度螺栓连接有以下优点:承载能力高,受力性能好;对于摩擦型高强度螺栓,其连接靠钢板间接触表面的摩擦力传递外力,接头中的应力集中现象得到改善,提高了

17、连接件的抗疲劳性能;减轻施工的劳动强度;施工速度快,安装简便.2起升机构的设计2.1布置方式主起升机构布置形式有很多种,但其最基本的结构特征是必须采用两组对称的卷筒滑轮系统,分别吊住龙门吊钩组横梁的两端,并使其保持严格的同步上升.随着冶金铸造起重机起重量吨位的大型化,起升速度的高速化,但其布置形式仍然摆脱不了2种形式,卷筒连锁,分开驱动型和卷筒分开,集中驱动型.这两种布置形式仍然可一12一以细分很多具体的布置形式.下面仅对常见的几种布置形式做一些分析.2.1.1布置方式1图8所示的起升机构是通过2台棘齿轮减速器低速轴上的同步联轴器,来保证2个卷筒组刚性同步.当2台升降电机转速不同时,转速较慢的

18、电机通过棘齿轮减速器上的棘轮棘爪机构打滑,避免出现机械阻塞应力,实际上起升机构采用棘齿轮减速器,暴露出来的问题较多.图8起升机构布置图(1)1.卷筒联轴器2.减速器3.同步联轴器4.平衡臂5.上滑轮组(1)当2台棘齿轮减速器为中硬齿面减速器时,棘轮棘爪机构通常布置在高速轴齿轮上,由于转速较高,棘轮棘爪打滑时的冲击频率也较高,挺杆和弹簧很容易损坏,这种布置在高速轴的方式不合理.以前设计的棘齿轮减速器一般为软齿面减速器,棘轮棘爪机构通常布置在低速轴齿轮上,由于转速较低,棘轮棘爪打滑时的冲击频率也较低,挺杆和弹簧寿命较长,这种布置在低速轴的方式较为合理,但软齿面减速器由于体积大承载能力低,目前已不推

19、荐使用.无论哪种棘齿轮减速器,都需要经常检查挺杆和弹簧,这就增加了检修维护工作量.挺杆和弹簧损坏,棘爪销轴退出后,有时将造成严重的机械阻塞,将齿轮打坏变形,或使2台电机堵转烧坏,这种情况在很多钢厂都曾出现.(2)在吊运钢包的过程中,当其中1台电机损坏后,其载荷由另一台电机单独承载,并负责完成1个工作循环,如果此时起升机构正处在上升过程中,则电机损坏侧的减速器内的棘轮棘爪将打滑,如果此时起升机构正处在下降过程中,则电机未损坏侧的减速器内的棘轮棘爪将打滑.如果吊运钢包完成1个工作循环后不立即停止,棘轮棘爪在弹簧力的作用下,产生剧烈拍击,将使棘轮棘爪接触面变形.当其中1个电机损坏后,另一侧电机和减速

20、器将承担全部钢包吊重,此时,起重运输机械2010(3)碣藿电机和减速器负荷扩大1倍,减速器的安全系数降低,这种状况在减速器磨损后期相当危险,尤其要引起重视.2.1.2布置方式2图9所示的起升机构布置方式为起升减速器采用一字型大减速器.这种方案必须解决长减速器与小车架的变形协调,由于减速器结合面连接螺栓是采用的铰制孔螺栓,一旦减速器结合面漏油需要处理,其揭盖和合盖都非常困难,处理时间也很长,而且效果不理想.该方案卷筒的同步性是通过2台电机之间的一对等齿数的啮合齿轮副完成.当其中1个电机损坏后,另1个电机将承担全部钢包吊重,此时,高速级的齿轮轴其负荷扩大1倍,高速级齿轮轴的安全系数降低一半,高速级

21、齿轮轴本身属易损件,这种状况在减速器磨损后期很危险,要引起重视.图9起升机构布置图(2)1.上滑轮组2.主起升卷简组3.盘式联轴器4.主起升大减速器2.1.3布置方式3图10所示的布置方式,其起升减速器由3台减速器组成.2台起升电机驱动1台行星减速器,行星减速器驱动2台带卷筒组的二级减速器完成起升作业.正常情况下,2台电机同时工作,起升机构全速升降作业.当图10右侧输入电机损坏后,2台盘式制动器将中心太阳轮固定抱死,成为固定件,左侧电机仍可带动起升机构降半速工作;当图10左侧输入电机损坏,2台盘式制动器将行星包的齿圈固定抱死,成为固定件,右侧电机仍可带动起升机构半速工作.考察国外生产冶金起重机

22、的生产厂,如茂恩(M.A.N)公司,克鲁勃(KRUPP)公司等,起升机构绝大多数采用行星3减速器.国内宝钢,鞍钢等冶金企业的大型冶金铸造起重机也都采用行星3减速器.该方案优点:(1)分组性好,起升减速器不受车架变形的起重运输机械2010(3)图10起升机构布置图(3)1.上滑轮组2.安全制动器3.二级减速器4.万向联轴器5.行星减速器6.盘式制动器7.主起升电机8.主起升卷筒组影响.(2)单台减速器自重较轻,可以不用在线揭盖检查,整体更换后线外检修,因而可以缩短线上检修时间,确保检修质量.(3)任何1台升降电机损坏后,升降速度仅仅降低一半,而机械强度和安全性不受任何影响,这一点在减速器磨损后期

23、尤其重要.起升机构可以持续正常地进行吊运作业,避免生产中断,可以有计划地安排检修更换,这一点,对于频繁作业的冶金铸造起重机也很重要.(4)2个卷筒组上装有安全制动器,在极端情况下即使行星包损坏,各挡齿轮打坏,卷筒以前的所有机构出现失控,装在2个卷筒组上的安全制动器也可以将卷筒抱死并固定住,而不致出现钢包坠落的严重事故.安全制动器安装在卷筒靠减速器侧.在电机轴和卷筒轴端装有增量式脉冲编码器,脉冲信号送至PLC高速计数器进行检测比较,实时监控主起升机构的运行状态,一旦出现异常,检测控制系统将自动进入安全保护状态,工作制动器与安全制动器将依次上闸,确保起吊工作的安全.由于减速机存在固有的齿间间隙,若

24、卷筒制动器提前高速轴制动器制动,将会对高速轴引起巨大的冲击,影响其使用寿命.所以在系统设计时,必须确保安全制动器的动作应滞后于工作制动器,确保制动过程中接触齿面不进行变换,避免刚性冲击,保护减速机及其高速轴.2.1.4行星三减速器方案的设计和维护(1)重视行星减速器行星包的制造质量,特别是行星架,太阳轮输入轴,行星齿圈的制造质量必须严加控制,行星架最好采用锻件而不用焊一13接件和铸造件,行星轮轴承安全系数要高.20世纪80年代初,某钢铁公司炼钢厂发生一起100t/32t/5t起重机因主起升行星减速器输入轴断裂,导致机构失灵,钢水罐坠落的严重事故,该起重机设计时,主起升卷筒组上未安装安全制动器,

25、在卷筒和电机轴上未安装脉冲编码器,无法及时判断升降系统是否出现故障,因而无法及时采取紧急措施.(2)重视万向联轴器的制造和安装连接质量,建议优先选用SWF系列的万向联轴器,禁止滚针轴承采用剖分式压盖.宝钢以前采用齿轮联轴器的浮动轴而不是万向联轴器,浮动轴曾经因齿轮联轴器挡齿圈螺栓脱落而窜了出来,造成事故.万向联轴器法兰连接螺栓必须按规定的拧紧力矩进行紧固,防止螺栓松动脱落引发事故.2.2起升机构卷筒联轴器的选型冶金铸造起重机起升机构卷筒联轴器的选型应引起重视,国内多家钢厂曾发生因卷筒联轴器损坏造成钢包从高空坠落的严重事故.下面就几种不同结构形式的卷筒联轴器进行分析.2.2.1鼓形滚子卷筒联轴器

26、(图11a)每个鼓形滚子嵌于沿圆周布置在2个内外半圆槽中,该结构的联轴器曾经在国内多家钢厂发生损坏,几乎每次都造成钢水包从高空坠落的严重事故.事故现场,均发现鼓形滚子已脱离2个半圆槽,落在卷筒内或落在主小车架上盖板上.阻挡鼓形滚子移动的挡板外侧或内侧变形损坏,外侧卷筒联轴器挡盖部分螺栓拉断,鼓形滚子联轴器内部镶嵌滚子的半圆槽严重变形.有的甚至在线使用不到2年就发生事故.造成鼓形滚子联轴器损坏的原因:(1)无论卷筒组空载还是重载,如果卷筒轴承座一侧轴承中心垂直高度与减速器输出轴中心垂直高度差较大即垂直倾斜较大时,见图11所示,这时卷筒必然对鼓形滚子产生1个法向作用力,该作用力分解为2个分力,1个

27、分力是垂直载荷Q,另一个分力是水平载荷P,该水平载荷P直接作用于鼓形滚子上.当卷筒轴承座轴承中心垂直高度比卷筒组靠减速器一端低时,卷筒作用于鼓形滚子上的水平推力朝左;当卷筒轴承座轴承中心垂直高度比卷筒组靠减速器一端高时,卷筒作用于鼓形滚子上的水平推力朝右.一14一(2)无论卷筒组空载还是重载,卷筒轴承座一端与靠减速器一端出现水平倾斜时,卷筒也会对鼓形滚子产生1个法向作用力,该作用力?v分解为2个分力,1个分力是圆周力尺,另1个分力是沿减速器轴线的水平载荷P,该水平载荷P也直接作用于鼓形滚子上,以图8125t大车主起升机构右侧所示卷筒组为例,当卷筒轴承座轴承水平倾斜朝向上滑轮组时,卷筒作用于鼓形

28、滚子上的水平推力P朝右;反之,卷筒作用于鼓形滚子上的水平推力P朝左.减速器中心线图11不l司结构型式的联轴器不意(a)鼓形滚子卷筒联轴器(b)鼓形齿式联轴器(c)球铰形卷筒联轴器由上述2种原因产生的水平推力的合成力如果朝向减速器一端时,鼓形滚子始终受水平推力,这个水平推力有使鼓形滚子产生向右移动的趋势,特别是垂直倾斜,水平倾斜较大时随着时间的推移,滚子将克服摩擦阻力向左移动而与外侧挡板接触,外侧挡板在振动载荷和大小车惯性载荷的反复作用下,外侧挡板发生变形损坏,当硬度不足时,由于鼓形滚子始终作用在半圆槽1端(而不是半圆槽长度方向的中间部位),该半园槽便很容易发生变形倾斜,长时间的作用会使镶嵌于半

29、圆槽内的滚子脱落在主小车架上盖板上.反之,由上述原因产生的水平推力的合成力如果朝向轴承座一端,时间一长,镶嵌半圆槽内的滚子会脱落在卷筒内部,引发钢水包从高空坠落的严重事故.2006年l2月,国内某钢厂发生了钢水包从高空坠落事故后,对起升机构两边的卷筒垂直倾斜和水平倾斜检测,结果发现倾斜较小一侧,卷筒联轴器还非常完好,垂直倾斜和水平倾斜较大一侧,滚子已脱落出来.由上述分析可知鼓形滚子卷筒联轴器要安全使用,应严格控制卷筒组的垂直倾斜和水平倾斜,起重运输机械2010(3J,尸门并要确保鼓形滚子联轴器内部镶嵌滚子的半圆槽调质硬度不能太低,阻挡鼓形滚子移动的2个半圆型挡板进人卡槽后,应将其焊为整体.起升

30、机构卷筒联轴器选型时,如果起升机构是吊运高温液态金属或熔渣时,选用鼓形滚子卷筒联轴器要慎重.2.2.2鼓形齿式联轴器(图iIb)鼓形齿式联轴器由带鼓形齿的半联轴节,带联接法兰和内齿圈的外套,带外球面的承载环,内盖,外盖及密封圈等组成.使用时,半联轴节套装于减速器输出轴上,外套与钢丝绳卷简用高强度螺栓联接,通过外球面和外套的内承载面形成的接触副构成自动调位的球面轴承承受径向载荷,它的载荷分担方式与输出轴为齿盘CA或CB型减速器的工作方式基本一样.与其他卷筒用联轴器比较,卷筒用鼓形齿式联轴器具有如下特点:(1)工作稳定可靠,能承受很大径向载荷和(5)因球铰式卷筒联轴器不能补偿轴向位移,属双向限位,

31、因此适用于装安全制动器的卷筒组.2.3起升机构冶金铸造起重机起升机构应采用4根钢丝绳承载,4根钢丝绳突然断裂1根或对角的2根,仍能用其余钢丝绳吊住钢水包,直至安全放至地面.主起升平衡臂最好布置在龙门吊钩滑轮组上,以缩短现场更换4根钢丝绳的时间.副起升机构从确保安全的角度考虑,钢丝绳缠绕系统也应采用平衡臂和2根钢丝绳,当其中1根钢丝绳突然断裂,另1根钢丝绳仍能吊住重物.吊钩组应为全封闭防跳槽吊钩组,可以有效避免跳槽,降低现场检修维护工作量.每个绳头用2个铝合金套管固定在吊具横梁上的平衡臂上,便于安装,检修,维护.上滑轮组的滑轮轴最好露出小车上盖板,以方便上滑轮组钢丝绳跳槽后的快速处理.滑轮采用轧

32、制结构外形美观,强度高,寿命长.雠套.,调整施维修3车运行机构(2)调位性能好,安装,调整方便,维修一一简单;(3)可配用普通轴伸减速器,降低设备成本;(4)如果卷筒上要装安全制动器,该结构就不适合,因为装卷筒用鼓形齿式联轴器这一端属自由游动端.2.2.3球铰式卷筒联轴器(图l1c)球铰式联轴器是一种新型卷筒联轴器,它适用于起重机,运输机,选煤机和建筑机械等的减速器与被旋转件之间的连接.具有以下特点:(1)能承受很大的径向载荷和传递较大的扭矩;(2)该联轴器转动灵活,最大倾角可达3.,包容在球面之间的2组特殊键,每组键都能承担全部额定载荷,其安全系数和可靠性高;(3)卷筒一端通过联轴器支撑在减

33、速器输出轴上,另一端则用轴承座支撑,因卷筒联轴器不能补偿轴向位移,该轴承座必须解除轴向约束,建议轴承2端各留>3mm间隙;(4)减速器输出轴端应设有可承受卷筒轴向力的挡板和紧固螺栓,螺栓应采取可靠的防松措施,根据现场的使用经验,挡板螺栓强度等级最好采用10.9级的大六角高强度螺栓(材料20MnTiB或35VB),以防止螺栓出现断裂:起重运输机械2010(3)大小车运行机构应优先采用45.剖分式的轧制车轮组,可以方便现场拆装,减少现场的检修维护工作量,还可以提高45.剖分式的轧制车轮组支撑位置的抗剪切能力.车轮组轴承外侧端盖螺栓采用通孔连接方式,内侧轴承端盖螺栓孔必须采用螺纹孔,否

34、则螺栓松动,现场紧固非常困难.低速级浮动轴优先采用可伸缩式F系列万向联轴器,施工时必须确保F系列万向联轴器连接螺栓的拧紧扭矩,避免因连接螺栓松动将减速器损坏.为降低现场检修工人的劳动强度,车轮组更换位置附近必须考虑千斤顶顶点位置,以防止将梁下盖板顶凹.冶金铸造起重机由于工作繁忙,自重大,运行速度高,2车相撞非常危险.建议大车运行端部设置双向激光防撞装置或雷达防撞装置,防碰撞装置分别设置接近报警和停车:距障碍物15m报警,5m(可调)时机构正常停车,司机在特殊情况下可以人工干预解除该功能.大小车缓冲器优先采用阻尼缓冲器或带钢套的聚氨酯缓冲器.所有缓冲器建议设置防坠落链条,以防止缓冲器相撞脱落后从

35、高空坠落.4润滑系统减速器应优先采用中硬齿面或硬齿面减速器一l5一和立式减速器,其高速轴的润滑应采用轴头泵强制润滑.主,副起升机构应采用钢丝绳自动涂油系统.主,副起升机上滑轮组,运行机构轴承和铰点采用双线电动集中润滑,油路的通径10mm.走台上润滑管路要有必要的保护措施.车轮轴承处润滑点与固定分配器出油点处联接油管均加柔性金属软管,在冶炼炉侧加耐热防护套.车轮轮缘采用石墨干式润滑.5起重机的调速随着技术的发展,冶金铸造起重机主副起升机构一般采用无触点调压调速系统,走行采用变频调速,也可整车采用全变频带整流回馈调速,其价格较高,性能更优.主副起升机构无论采用无触点调压调速系统,还是采用带整流回馈

36、变频调速系统均具有以下优点:(1)调速范围宽,精度高,系统能实现稳定的低速运行,改善了定位的准确性.(2)可设定平滑的起动和制动加速度,减小机械冲击,延长传动机构寿命.(3)自动监测的低速抱闸,减少制动器磨损.(4)自动故障监测和保护.6安全保护设计6.1冗余设计为确保冶金铸造起重机可靠运行,设计时应考虑必要的冗余设计,比如大车和主小车运行机构通常采用2组驱动,每组电动机分别由1套变频器控制,构成相对独立的驱动单元.通常2套驱动单元同时工作.当1套驱动单元发生故障时,另1套单元仍可以工作8h;当副小车变频器故障时,可以通过切换主小车(其中1套)来临时驱动副小车机构工作.主副升降系统如采用调压调

37、速控制,为防止调压调速系统故障后升降系统不能继续工作,电动机定子回路中应设置旁路控制接触器,使其可以通过正反向接触器控制机构工作8h.转子电阻的配置满足装置事故状态下旁路系统工作的要求.旁路控制系统(正反向换向接触器和转子切换电阻接触器)由PLC系统控制,此时选用2挡反接串电阻控制方式控制.6.2电气设备为保证电气设备的可靠运行,电气室和高压一16一电气室应采用防火材料密封,保温;电气室和高压电气室应设整体式冷风机组,电气室内温度低于30,高压电气室内温度低于35.司机室采用冷暖,整体式空调,温度控制在27;所有空调都要求具有冷凝水汽化装置,防止冷凝水引起线路短路.6.3起升系统起升机构应设置

38、以下保护开关:(1)重锤式限位开关(仅针对上升有效).重锤限位开关动作时,机构故障停车并将全车低压动力电源切断.故障排除后,通过操作联动台上的极限屏蔽按钮可以重新送电,此时机构仅可以下降.(2)旋转限位开关.具有上,下终点限位和预限位信号.终点限位动作时,机构按照停车方式正常停车;预限位动作时,机构运行速度被限制到额定速度的10%.此时机构仍可反向全速运行.(3)超速保护.超速时,机构故障停车并将全车低压动力电源切断.(4)超载限制器.当起升重物超过额定起重量的110%时,报警机构上升被禁止,只能下降.6.4运行机构运行机构应设置机械式保护开关.设置正,反向限位开关,具有终点限位和预限位信号.

39、预限位动作时,机构运行速度被限制到额定速度的10%,此时机构仍可反向全速运行;终点限位动作时,机构正常停车;当起重机登机门打开时,这一状态在司机室被显示,大车运行被禁止.6.5综合监控系统起重机综合监测系统,由上位机或人机界面显示面板通过与PLC通信,获取起重机运行操作,故障报警及其他实时运行状态,再为操作维护人员提供显示.该系统应具有界面形象直观,功能多元化,操作和维护人员通过上位机随时可以查询各机构运行状况和是否设备有故障出现及原因.PLC与Pc机之间通过以太网实现通讯,PLC控制方便,可靠,而PC机在图形显示,数据处理,故障报警记录,打印报表以及中文显示等方面有很强的功能.其主画面可显示起重机的基本机构示意图,当点击起重机的示意图各部分时,可进人起重机的各个机构示意图,操作人员可以知道各机构的运行状况及主要信息.且在主画面上显示机起重运输机械2010(3J岸边集装箱起重机地震波响应仿真李文峰武汉理工大学李和平武汉430063摘要:以岸边集装箱起重机为对象,利用ANSYS有限元软件对岸边集装箱起重机结构进行动态仿真,并分析了地震波激励下的结构的动态响应,为确定抗震装置的技术参数提供了依据.关键词:岸边集装箱起重机;地震分析;瞬态分析中图分类号:文献标识码