集裝箱龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)電氣部分說明書畢業(yè)論文.doc

重慶交通大學(xué)二OO八屆機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1前言第二次世界大戰(zhàn)以后，在運(yùn)輸業(yè)發(fā)生了一場技術(shù)革命集裝箱運(yùn)輸。六十年代中期集裝箱運(yùn)輸受到世界各國的普遍重視，從而得到了迅速發(fā)展，以形成一個(gè)完整的體系。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織為集裝箱規(guī)定了統(tǒng)一的規(guī)格、重量。為發(fā)展集裝箱運(yùn)輸，又出現(xiàn)了許多種類的裝卸機(jī)械，集裝箱龍門起重機(jī)就是其中的一種。集裝箱龍門起重機(jī)由普通龍門起重機(jī)發(fā)展而來，是專門用來裝卸集裝箱的一種起重機(jī)，被廣泛的用于碼頭、車站、貨場等。集裝箱龍門起重機(jī)最早出現(xiàn)于1958年。1965年以后軌道式集裝箱龍門起重機(jī)有了很大的發(fā)展，隨后在19711972年輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)又有顯著的增多。目前，國內(nèi)外集裝箱龍門起重機(jī)正朝著裝卸自動(dòng)化的方向發(fā)展，為了提高裝卸效率，采用計(jì)算機(jī)控制起重機(jī)的各種動(dòng)作，它可以安全、準(zhǔn)確的將集裝箱搬運(yùn)到指定的位置。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，起重機(jī)械在不斷地發(fā)展和完善。這是因?yàn)槠鹬貦C(jī)械是物流機(jī)械化系統(tǒng)中的重要設(shè)備。社會(huì)化大生產(chǎn)愈發(fā)展，人民生活水平愈提高，物料搬運(yùn)和人員的輸送量就愈大，起重機(jī)械的應(yīng)用范圍也就愈廣泛。根據(jù)人類生產(chǎn)和生活的需要許多具有持殊用途的新型設(shè)備不斷出現(xiàn)。門式起重機(jī)(也稱門吊)是屬于橋式類型起重機(jī)的一種，由于它的金屬結(jié)構(gòu)象門形框架，承載主梁下安裝兩條文腿，可以直接在地面的軌道上走行，并且主梁兩端具有懸臂梁(主梁的延長)，相似“龍門”故稱為龍門起重機(jī)。懸臂梁的作用可使起重小車在主梁上的走行距離延長，擴(kuò)大作業(yè)范圍。門式起重機(jī)也是由機(jī)械傳動(dòng)、金屬結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備三大部分組成。機(jī)械傳動(dòng)部分又由起升機(jī)構(gòu)、起重小車走行機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。即為門式起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)，它們分別實(shí)現(xiàn)吊裝貨物的上下升降，左右(橫向)搬移和前后(縱向)搬運(yùn)三個(gè)動(dòng)作，構(gòu)成一個(gè)作業(yè)區(qū)域。任何生產(chǎn)機(jī)械都由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)和操縱控制設(shè)備等組成。如果以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)，則它的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)裝置通常稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)、控制操縱部分，電氣電路和電氣器件等等習(xí)慣統(tǒng)稱電氣設(shè)備。李江華：集裝箱龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)（電氣控制部分）2電氣設(shè)備部分主要由電動(dòng)機(jī)、電器元件和電氣線路等組成。它將電力網(wǎng)中的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)工作的目的，同時(shí)控制各工作機(jī)構(gòu)按照工作要求進(jìn)行作業(yè)。電氣設(shè)備的功用主要在于：由電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作機(jī)構(gòu)；控制設(shè)備通過各種控制器件和電器元件用來控制電動(dòng)機(jī)按工作機(jī)構(gòu)的要求完成各種動(dòng)作。起重機(jī)的電氣設(shè)備主要有動(dòng)力設(shè)備電動(dòng)機(jī)，操作電器磁力起動(dòng)器、凸輪控制器、主令控制器、變頻器、接觸器、電阻器、繼電器等，電氣保護(hù)裝置保護(hù)箱、過電流繼電器、熔斷器、行程限位開關(guān)、安全保護(hù)開關(guān)等；導(dǎo)電裝置以及電氣電路工作電路(主回路)和控制電路等組成。集裝箱門式起重機(jī)門式起重機(jī)的一種，是專門用來裝卸和堆碼集裝箱的一種高效率裝卸設(shè)備。由于它的金屬結(jié)構(gòu)(骨架)也象“龍門”，與前面所介紹的普通用途的門式起重機(jī)類似，所以稱為集裝箱門式起重機(jī)。集裝箱門起重機(jī)根據(jù)用途的不同，有鐵路貨場用的，有港口碼頭用的。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，有起升機(jī)構(gòu)帶剛性吊桿的和帶撓性懸掛吊具；根據(jù)集裝箱載重量大小可分為5噸、10噸、20噸和30.5噸幾種；還有根據(jù)走行機(jī)構(gòu)的不同，有輪胎式和軌道式。談到起重機(jī)的電氣設(shè)備，必涉及起重機(jī)的電氣控制的設(shè)計(jì)問題。任何生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都包括兩個(gè)方面：一是滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝的各種控制要求，另一個(gè)是滿足電氣控制系統(tǒng)本身的制造、使用及維修的需要。因此，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩方面。前者決定起重機(jī)的使用效能和自動(dòng)化程度，即決定起重機(jī)設(shè)備的先進(jìn)性、合理性。后者決定電氣設(shè)備生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟(jì)性、外觀等性能。本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)為重慶寸灘港的軌道式集裝箱門式起重機(jī)，該起重機(jī)采用雙主梁，跨距40.5t-40m，兩端有效懸臂10m，可進(jìn)行20到40國際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)及堆放等作業(yè)，進(jìn)行集裝箱門式起重機(jī)電氣控制部分和小車機(jī)器房部分的設(shè)計(jì)，電氣控制部分采用三菱可編程控制器(PLC)控制，需畫出電氣原理圖和電氣布置，編寫PLC梯形圖程序，說明工作原理。設(shè)計(jì)起重機(jī)的機(jī)器房結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建實(shí)體模型，編寫設(shè)計(jì)說明書。說明書介紹了起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)、常用電氣設(shè)備和其電氣控制部分的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容是起重機(jī)的電氣設(shè)備和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。重慶交通大學(xué)二OO八屆機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13第1章軌道式集裝箱門式起重機(jī)1.1概述起重機(jī)械是一種對(duì)重物能同時(shí)完成垂直升降和水平移動(dòng)的機(jī)械。在工業(yè)和民用建筑工程中，起重機(jī)械作為主要施工機(jī)械用于建筑構(gòu)件和材料在運(yùn)輸過程的裝卸，并將構(gòu)件吊到設(shè)計(jì)位置進(jìn)行安裝等，不僅解決了人力無法勝任的作業(yè)，而且能保證工程質(zhì)量，縮短工期，降低成本，成為極其重要的建筑施工機(jī)械。起重機(jī)械的分類：起重機(jī)械的種類很多，按使用的動(dòng)力設(shè)備可分為內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力兩種；按起重機(jī)載荷率可分為輕型、中型、重型、特重型四類；按起重結(jié)構(gòu)可分為龍門式和臂架式兩類；按回轉(zhuǎn)臺(tái)的角度可分為全回轉(zhuǎn)式和非全回轉(zhuǎn)式；按行走機(jī)構(gòu)的構(gòu)造可分為固定式和移動(dòng)式兩類。建筑施工中常用的為移動(dòng)式起重機(jī)，包括：塔式起重機(jī)、汽車式起重機(jī)、輪胎式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)，以及最基本的起重機(jī)械卷揚(yáng)機(jī)等。隨著高層建筑中作為垂直運(yùn)輸機(jī)械而迅速發(fā)展的施工升降機(jī)也已納入起重機(jī)械范圍。起重機(jī)械的主要性能參數(shù)包括：起重量、工作幅度、起重力矩、起升高度以及工作速度等。一、起重量起重量是指起重機(jī)能吊起重物的質(zhì)量，其中應(yīng)包括吊索和鐵扁擔(dān)或容器的質(zhì)量，它是衡量起重機(jī)工作能力的一個(gè)重要參數(shù)。通常稱為額定起重量，用“Q”表示。起重量的單位過去慣用“t”表示，現(xiàn)都用“KN”表示（10KN約等于1t）。起重機(jī)隨著工作幅度的變化，其起重量也隨之變化。因此，額定起重量有最大起重量和最大幅度起重量之分。最大起重量是指基本起重臂處于最小幅度時(shí)所允許起吊的最大起重量；最大幅度起重量是指基本起重臂處于最大幅度時(shí)所允許起吊的最大起重量。一般起重機(jī)的額定起重量是指基本起重臂處于最小幅度時(shí)允許起吊的最大起重量，也就是起重機(jī)銘牌上標(biāo)定的起重量。二、工作幅度工作幅度是指在額定起重量下，起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線的水平距離，通常稱為回轉(zhuǎn)半徑或工作半徑，用“R”表示，單位為“m”。工作幅度表示起重機(jī)不李江華：集裝箱龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)（電氣控制部分）4移位時(shí)的工作范圍，它包括最大幅度(Rmax)和最小幅度(Rmin)兩個(gè)參數(shù)。對(duì)于俯仰變幅的起重臂，當(dāng)處于接近水平的水平夾角為13時(shí)，從起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線的水平距離最大，為最大幅度；當(dāng)起重臂仰到最大角度（一般水平夾角為78）時(shí)，回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線距離最小，為最小幅度。對(duì)于小車變幅的起重臂，當(dāng)小車行到臂架頭部端點(diǎn)位置時(shí)，為最大幅度；當(dāng)小車處于臂架根部端點(diǎn)位置時(shí)，為最小幅度。起重機(jī)的起重量，隨幅度變化而變化，同一臺(tái)起重機(jī)，幅度不同，其起重量也不同。對(duì)于有支腿裝置的輪式起重機(jī)，還應(yīng)以有效幅度A表示，即用支腿側(cè)向工作時(shí)，在額定起重量下，吊鉤中心垂線到該側(cè)支腿中心線的水平距離。有效幅度反映起重機(jī)的實(shí)際工作能力；沒有使用支腿側(cè)向工作時(shí)，則工作幅度用A1（單胎）或A2（雙胎）表示。三、起重力矩起重力矩是指起重機(jī)的起重量與相應(yīng)幅度的乘積，以M表示，M=RQ。起重力矩的單位過去慣用tm表示，現(xiàn)都用KNm表示，它是起重機(jī)的綜合起重能力參數(shù)，能全面和確切地反映起重機(jī)的起重能力。塔式起重機(jī)需要經(jīng)常在大幅度情況下工作，故以起重力矩作為表示型號(hào)的主參數(shù)。塔式起重機(jī)的起重力矩，通常是指最大幅度時(shí)的起重力矩。起重機(jī)的起重特性曲線是表示起重機(jī)的起重量與幅度關(guān)系的曲線，不同幅度有不同的額定起重量，將不同幅度和相應(yīng)的額定起重量以線連接起來，可以繪制成起重特性曲線。所有起重機(jī)的操縱臺(tái)旁都有這種曲線圖，使操作人員能很快地查出起重機(jī)在某一幅度時(shí)的最大起重量。對(duì)于能配用幾種不同臂長的起重機(jī)，對(duì)應(yīng)每一種長度的起重臂都有其起重特性曲線。四、起升高度起升高度是指自地面到吊鉤鉤口中心的距離，用“H”表示，單位“m”，它的參數(shù)標(biāo)定值通常以額定起升高度表示。額定起升高度是指滿載時(shí)吊鉤上升到最高極限，自吊鉤中心到地面的距離。當(dāng)?shù)蹉^需要放到地面以下吊取重物時(shí)，則地面以下深度叫下放深度，總起升高度