第五章桥门式起重机安全技术

-73-第五章桥门式起重机安全技术桥门式类型起重机一般分为桥式起重机和门式起重机二大类，桥式起重机是横架于车间、仓库及露天堆场的上方，用来吊运各种物体的机械设备，通常称为“天车”或“行车”；门式起重机用于露天堆放物品、搬运。各类起重机由于取物装置、专用功能的不同，所以在构造、特点及作用方面也有所不同，各类型中又包含各自特有种类的起重机。桥门式起重机是机械工业、冶金工业和化学工业中应用最广泛的一种起重机械。在现代工业企业中，是实现生产过程机械化和自动化、减轻繁重的体力劳动，提高生产效率的重要设备之一。第一节桥门式起重机的分类桥门式类型起重机的分类方法很多，常见的分类方法按《特种设备目录》分如图5—1所示，部分种类形状如图5-2、5-3图桥门式类型起重机图5—1桥门式起重机分类通用桥式起重机电站桥式起重机防爆桥式起重机绝缘桥式起重机架桥机电动单梁起重机电动单梁悬挂起重机电动葫芦桥式起重机防爆粱式起重机桥式起重机门式起重机冶金桥式式起重机水电站门式起重机轨道式集装箱门式起重机万能杆件拼装式龙门起重机岸边集装箱起重机造船门式起重机电动葫芦门式起重机通用门式起重机装卸桥-74-图5-1桥式起重机通用桥式起重机电站桥式起重机冶金桥式起重机架桥机通用门式起重机万能杆件拼装门式起重机轨道式集装箱门式起重机造船门式起重机-75-图5—3门式起重机第二节桥门式起重机的金属结构桥门式起重机的金属结构是起重机的骨架，所有机械、电气设备均分布于其上，是起重机的承载结构并使起重机构成一个机械设备的整体。具有足够的强度、刚度和稳定性的金属结构，是确保起重机安全运转的重要因素。桥门式起重机的金属结构主要由起重机桥架（门式起重机称门架）、小车架和司机室等组成。一、桥式起重机桥架随着工业的发展，各种结构形式起重机也在不断地创新，应用较广桥式起重机桥架的结构形式有以下几种：1、箱型结构桥架箱型结构桥架如图5-4所示，由主梁、端梁、走台和防护栏杆等组成。主梁和端梁均是由钢板拼焊成的箱型断面结构，故称为箱型结构。图5-4桥式起重机桥架示意图1-端梁2-传动走台3-传动主梁4-导电主梁5-导电走台6-防护栏杆桥式起重机箱型主梁由上盖板、下盖板、腹板、加劲板等组成（如图5-5）。装卸桥岸边集装箱起重机-76-1-上盖板2-下盖板3-腹板4-长加劲板5-短加劲板6-水平加劲板（角钢）图5-5箱形结构主梁2、桁架式桥架根据主梁横断面形式的不同，桁架式结构可分为四桁架式（如图5-6（a））和三角形桁架式（如图5-6（b））。3、端梁端梁与主梁拼焊连接后而构成桥架，它也是由钢板拼焊成的箱形结构，每根端梁制成可分式的两个半体，分别与主梁两端刚性焊接成“工”形体，然后两个“工”形体再用连接板及抗剪螺栓连接起来而构成框架形的桥架主体。二、门式起重机门架门式起重机门架也分为箱形结构（图5-2）和桁架形结构（图5-7）。主梁有双梁和单主梁（图5-8）两种。图5-7桁架结构门式起重机图5-8单主梁门式起重机按悬臂分为无悬臂（图5-9）、单悬臂（图5-10）和双悬臂（图5-11）。1-主桁架2-上水平桁架3-斜撑桁架4-副桁架5-下水平桁架6-小车轨道。图5-6桁架式桥架主梁断面图-77-图5-10图5-11图5-12支腿常有“L”（图5-12）、“C”（图5-12）和“U”（图5-14）字形三种。图5-12“L”和“C”字型门式起重机图5-13“U”字型门式起重机三、司机室起重机的操纵装置设置在司机室（图5-14）内。对于桥门式起重机司机室有如下几点要求：1、司机室与悬挂或支撑部分的连接必须牢固，其顶部应能承受2.5kN/m的静载荷。2、在高温、有尘垢、有毒等环境下工作的起重机，应采用封闭式司机室；露天工作起重机的司-78-机室，应具有防风、防雨、防晒的设施。3、桥式起重机司机室应设在无导电滑触线的一侧，由于条件限制而必须设置在滑触线一侧时，应设置可靠的防触电的护板。4、工作环境温度高于35℃的和高温工作的起重机司机室，如冶金起重机的司机室，应设置降温装置；工作温度低于5℃的司机室，应设置安全可靠的采暖装置。5、司机室应有良好的视野，便于操作和维修。司机室应保证在事故状态下，司机能安全迅速地撤出。司机室底板应铺设绝缘木板或胶皮等绝缘材料。图5-14司机室四、小车架小车架（图5-15）由钢板拼焊而成，在其上也装有栏杆。小车架必须有足够的强度和刚度。起重机的起升机构和小车机构均安装在小车架上。图5-15小车架五、辅助设置-79-为了保障起重机的运行和人身安全，方便操作、检修人员的工作，在桥门式起重机上还设置了走台和防护栏杆。1、走台在两主梁外侧设有走台，靠近传动梁的走台称为传动走台，在其上安装有大车运行机构和控制屏、保护柜、电阻器等电气设备；靠近导电梁的走台称为导电走台，其上安装有小车滑触线、导电电缆或电缆支架等。2、防护栏杆为了安全，在端梁和梁走台外侧均安装有防护栏杆。防护栏杆高度不少于1000mm，栏杆下部有高度不低于0.1m的踢脚板，在踢脚板与手扶栏杆之间不少于一根的中间横杆，它与踢脚板或手扶栏杆的距离不得大于0.5m。六、桥架（门架）的技术要求对承载后发生较大弹性变形的主梁结构，则在设计时应预先采取与弹性变形相反的措施，一般在桥门式起重机主梁跨中作出向上的预拱，门式起重机悬臂段作出向上的预翘，且这些预变形由结构构造或结构件的下料来保证，要求主梁由两端向跨中逐步拱起而呈弓形状态。主梁的刚度要求。所谓主梁的刚度就是表征主梁在载荷作用下抵抗变形的能力。对没有调速控制系统或用低速起升也能达到要求、就位精度较低的起重机，挠度要求不大于S/500；对采用简单的调速控制系统就能达到要求、就位精度中等的起重机，挠度要求不大于S/750；对需采用较完善的调速控制系统才能达到要求、就位精度要求高的起重机，挠度要求不大于S/1000。调速控制系统和就位精度根据该产品设计文件确定，若设计文件对该要求不明确的，对A1～A3级，挠度不大于S/700；对A4～A6级，挠度不大于S/800；对A7、A8级，挠度不大于S/1000；悬臂端不大于L1/350或者L2/350。第三节桥门式起重机的机构起重机的机构是为实现起重机的不同运动要求而设置的，一般具有三个机构，即起升机构、大车运行机构和小车运行机构。起升机构是用来升降重物的；大车运行机构是用来移动起重机，使重物作纵向水平运行的；小车运行机构是用来移动小车，使重物横向运动的。起升机构和小车运行机构安装在小车架上，大车运行机构安装在桥架走台上。一、起升机构（一）起升机构的构成起升机构安装在小车架上，它是将吊物提起和落下的机构，它由传动装置（包括电动机、减速箱、联轴器）、钢丝绳卷绕系统（包括卷筒、滑轮、钢丝绳）以及取物装置（包括吊钩、抓斗等）组成，起升机构还必须装有超载保护装置和保护装置，常见的起升机机构如图5-16示。-80-图5-16起升机构示意图1-电动机2-齿轮联袖器3-传动轴4-制动轮联轴器5-减速器6-齿盘接手7-卷筒组8-定滑轮组9-钢丝绳10-吊钩组11-制动器（二）起升机构的工作原理电动机l通电后（制动器11打开）产生电磁转矩，通过齿轮联轴器2，传动轴3将转矩传递至减速器5的高速轴，经过齿轮传动减速后，由减速器将转矩输出，并经齿盘接手6，带动卷筒组7作定轴转动，使固定在其上的钢丝绳9作绕入或绕出运动，并将与钢丝绳所系吊的吊钩组（取物装置）作相应的上升或下降运动，即可实现吊物的上升或下降运动。为使吊物能安全可靠地停于空中任一位置而不坠落，在起升机构减速器高速轴端安装制动轮及相应的制动器11，以便在断电时实现制动。（三）起升机构的技术安全1、起升机构的制动安全。起升机构必须采用常闭式制动器，制动安全系数必须符合规定。对于吊运炽热金属、易燃易爆物或有毒物品的起重机，其起升机构必须安装两套制动器，每套制动器的制动安全系数不小于1.25。2、上升、下降双向限位器：（1）起升机构必要安装上升限位器，且应能保证当取物装置最高点处断电停机。（2）根据相关标准要求如设置了下降限位器，应能保证取物装置下降到最低位置断电停机，且此时在卷筒上每端所余钢丝绳圈数不小于2圈（不包括压绳板处的圈数）。（3）应经常检查限位器工作的可靠性，动作是否灵敏。失效时，应停机检修，不得带病工作。3、吊钩必须安装防绳扣脱钩的闭锁装置。4、桥门式起重机安装超载限制器可参照第三章第七节的要求。（四）吊运熔融金属或吊运融熔非金属物料的特殊规定：1.采用冶金起重专用电动机，当环境温度超过40℃的场合，应选用H级绝缘的电动机；2.装设有二套独立作用的制动器（双制动）；-81-3.必须装设起重量限制器；4.装设有不同形式（一般为重锤式和旋转式并用）的上升极限位置的双重限位器（双限位），并应控制不同的断路装置，起升高度大于20m的起重机，还应根据需要装设下降极限位置限位器；5.用可控硅定子调压、涡流制动器、能耗制动器、可控硅供电、直流机组供电调速以及其他由于调速可能造成超速的起升机构和20t以上用于吊运熔融金属的通用桥式起重机必须具有超速保护；6.起升机构应具有正反向接触器故障保护功能，防止电动机失电而制动器仍然在通电进而导致失速发生；7.所有电气设备的防护等级应满足有关标准的规定；8.长期在高温环境下工作的起重机械，对其电控设备需要采取防护措施；9.选择适用于高温场合的如石棉芯或钢丝芯钢丝绳，且具有足够的安全系数；10.不得使用铸铁滑轮。二、大车运行机构桥式起重机大车运行机构是整台起重机的移运机构，它包括电动机、控制器、联轴器、传动轴、减速器、角形轴承箱及大车车轮等。（一）大车运行机构的驱动方式大车运行机构的驱动方式分为集中驱动和分别驱动两种。1、集中驱动由一台电动机通过传动轴带动两边的车轮称为集中驱动。集中驱动的驱动轴一般采用浮动轴。这是因为浮动轴能在一定程度上补偿制造和安装的误差，保证良好的传动性能。集中驱动分为低速轴驱动（如图5-17（a）所示），高速轴驱动（如图5-17（b）所示）和中速轴驱动（如图5-17（c）所示）三种形式。低速轴驱动的齿轮均安装在齿轮箱内，工作条件良好。但因低速轴长大，且要传递较大的扭矩，因而轴、轴承、联轴器的尺寸要求放大，使结构笨重，故只适用于起重量、跨度较小的起重机。高速轴驱动的优点是两减速器靠近端梁，传动轴在中部，结构较轻。缺点是传动系统需要较高的加工和安装精度，为了安全必须装置防护罩。中速轴驱动的特点是有开式齿轮传动，工作条件不好，维护困难，故很少使用。2、分别驱动由两台电动机（其规格相同），分别通过联轴器、减速器驱动大车车轮的方式叫分别驱动。分别驱动相对于集中驱动，具有分组性好、安装和检修方便、载荷在两组传动装置中分配均匀、电动机所需总功率小等优点，故目前广泛采用分别驱动方式。但在使用中，机械和电气装置一旦有问题，而又未及时检修时，容易产生两端运行不同步，这是分别驱动方式所存在的间题。分别驱动也有三种形式，如图5-18示。图5-18(a）所示，电动机与减速器之间有高速浮动轴，减速轴与车轮通过联轴器连接，减速器距端梁较近，整体尺寸较小，主梁受扭力小，是目前采用最广泛的一种驱动形式。-82-图5-18(b）所示驱动方式，电动机与减速器与车轮之间直接用联轴器连接，这样，结构较紧凑。但由于没有浮动轴，对零件制造和安装精度要求较高。图5-17集中驱动示意图图5-18分别驱动方式示意图（一端）l-电动机2-制动器3-传动轴4-联轴器5-减速器6-大车车轮-83-图5-18（c）所示驱动方式，电动机与减速器、减速器与车轮之间均有浮动轴，即双浮动轴分别驱动。它有较好的传动效果，对制造和安装精度要求较低，但增大了结构尺寸。近年来，在桥式起重机上采用了同轴线分别驱动方式，即电动机、制动器，减速器与车轮布置在同一轴线上，如图5-19所示。图5-19同轴线分别驱动方式示意图（一端）1-电动机2-减速器3-角形轴承箱4-大车车轮同轴线分别驱动装置采用带制动器的电动机。电动机的出轴用花键与减速器连接，车轮轴与减速器的出轴也用花键套装，省去了联轴器。这种装置体积小，重量轻，走台宽度小