斗轮堆取料机专业知识

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1、斗轮堆取料机专业知识青岛港集团编斗轮堆取料机专业知识大纲第一章 斗轮堆取料机概况及分类 1-1 概述 1-2 斗轮堆取料机主要参数 1-3 斗轮取料机主要参数 1-4 堆料机主要参数第二章 斗轮堆取料机基本结构 2-1 行走机构一、支撑装置二、驱动装置三、安全装置 2-2 旋转机构一、支撑装置二、驱动装置 2-3 臂架俯仰机构 一、驱动装置二、钢丝绳的构造和形式三、钢丝绳的工作情况和破坏原因四、钢丝绳的正确选择和合理使用 2-4 斗轮机构一、铲斗、斗轮格式二、卸料方式三、过载安全保护装置 2-5 臂架皮带机一、带式输送机的结构和特点二、带式输送机的工作原理、维护保养 2-6 电缆卷取机构一、动

2、力电缆卷取机构二、控制电缆卷取机构 2-7 其它辅助机构：一、 料槽、润滑装置、洒水装置、司机室、电气室等。二、支承的大型滚动轴承采用电动泵自动润滑 2-8 斗轮堆取料机金属结构一、金属结构各重点部位及日常检查二、金属结构的防腐第三章 斗轮堆取料机电气系统 3-1 斗轮堆取料机电气系统概述一、机上供电二、斗轮堆取料机电气设备简介三、斗轮堆取料机电气设备主要技术参数 3-2 斗轮堆取料机控制系统简介一、PLC的基本结构二、PLC的基本工作原理三、PLC的基本特点 3-3 斗轮堆取料机各机构典型线路分析一、堆取料机行走机构电气线路分析二、堆取料机旋转机构电气线路分析三、俯仰机构电气线路分析第四章

3、斗轮堆取料机操作要求及规程 4-1 煤炭堆取料机安全技术操作规程 4-2 10万矿系统堆取料机安全技术操作规程 4-3 20万矿系统堆取料机安全技术操作规程第五章 堆取料机检查、保养及故障排除 5-1 常检查维修保养项目 5-2 常见故障现象与排除第一章 斗轮堆取料机概况 1-1 概述 斗轮堆取料机（堆料机和取料机）是一种新型高效率连续装卸机械，主要用于散货专业码头、钢铁厂、大型火力发电厂和矿山等的散料堆场装卸铁矿石（砂）、煤炭、砂子等。该机因其作业效率高，故在国内外得到广泛应用。我国大陆的上海、宁波、广州、秦皇岛、青岛、日照、南京等港口均已拥有这种机械。首先，我们讨论有关堆取料机的几个基本问

4、题，即堆取料机在国民经济中所起的作用、历史发展、生产率的计算等问题。通过对这几个问题的讨论，既可以对堆取料机有轮廓的了解，也可以掌握堆取料机的若干基本知识。一、 堆取料机在国民经济中所起的作用和意义堆取料机是连续输送机的一种。应用它可以将物料在一定的输送路线上，从装载地点到卸载地点以恒定的或变化的速度进行输送。应用堆取料机可以形成连续的物流或脉动的物流。在一定的范围内，按照运输的技术要求，从最初的供料到最终的卸料间可以形成一种物料的输送流程，为满足该项要求，堆取料机可以和其他连续输送设备配合使用。 在现代化的港口散货装卸作业中，堆取料机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线所不可缺少的组成部分

5、。使用堆取料机，可以与其他连续输送设备组成不同的工艺流程，以满足不同泊位、不同堆场、不同作业点的生产要求。堆取料机对港口内部散货装卸起重要作用，又对港口外部运输起重要作用。二、连续输送机的历史发展在远古时代，堆取料机就在农业、给水、矿业及其他经济部门中得到了广泛的应用。公元186至189年间，我国有翻车的发明。据农书记载，翻车是我国汉朝华岚设计制造的。翻车是一种取水和排水用的连续输送机，它和现代的刮板输送机、简单的取料机极为相似，这是我国劳动人民的创造。继翻车之后，又有高转筒车的创造。这种机械是现代斗式提升机、取料机的雏形，它的汲水高度可达10丈以上。发明时期约在公元600年以前。元朝年间，翻

6、车有很大改进，广泛使用畜力和自然力驱动来代替人力驱动。解放后，我国的起重运输制造业获得了巨大的发展。今天，随着现代化工业的不断发展，堆取料机的设计制造由结构简单、效率较小向结构安全可靠、高效率的方向发展，已经成为支撑散货装卸的重要装卸设备。青岛港前港公司煤炭、矿石堆场使用的斗轮堆取料机分为堆料机、斗轮取料机、斗轮堆取料机三种。堆料机属于煤一期投产设备，主要用于煤堆场堆料。斗轮取料机属于煤一期投产设备，主要用于煤堆场的取料。斗轮堆取料机是一种既能堆料又能取料的大型连续装卸设备，煤一期（一台）、矿一期（三台）、20万吨矿（三台）均采用斗轮堆取料机。主要作用是完成堆场堆料及取料装船、装车任务。 1-

7、2 斗轮堆取料机主要参数斗轮堆取料机主要机构及技术参数如下表： 项目参数主要 机构煤一期矿一期20万吨矿行走机构行走速度：7.530M/MIN轨距：9M；基距：9M最大轮压：工作时:24T/轮 暴风时:30T/轮车轮总数/驱动轮：36/20车轮直径：630mm电机：鼠笼式1011KW变频行走速度：730 m/min轨距：7M车轮直径：600mm电机：变极调速16/4KW行走速度：730 m/min最大轮压：40T/轮车轮总数/驱动轮数：36/18车轮直径： 650mm回转机构回转半径：45.5m(斗轮中心计)回转范围：105回转速度：约1030m/min电机功率：215KW直流调速回转半径：3

8、0m 回转范围：110电机功率：222KW变频调速回转半径：45m回转范围：105电机功率：222KW变频调速俯仰机构俯仰范围：+1912俯仰速度：约5m/min（斗轮处）电机：绕线式30KW俯仰范围：+1415电机：绕线式22KW俯仰范围：+1410.5俯仰速度:5m/min电机:变流变频30KW臂架皮带机带宽：2000 mm带速：约4.4 m/s电机：鼠笼式300KW、6KV带宽：1200 mm带速：3.15 m/s电机：鼠笼110KW、380V带宽：1600 mm带速：3.15 m/s电机：鼠笼式250KW、6KV斗轮机构转速：约5.7 r/min斗轮直径：9 m斗数：8个斗轮型式：无格

9、式电机：150KW、380V转速：6.9 r/min斗轮直径：5.4 m斗数：8个斗轮型式：半格式电机：110KW转速：5 r/min斗轮直径：8 m斗数：9个斗轮型式：无格式电机：185KW、6KV能力额定能力：堆料4100T/h 取料4500T/h最大能力：堆料4510T/h 取料5400T/h整机重量：742T整机总功率：620KW额定能力：堆料500T/h 取料1250T/h整机重量：365T整机总功率：450KW额定能力： 堆料5000T/h 取料3500T/h最大能力：堆料6250T/h 取料4550T/h整机重量：878T整机总功率： 1-3 斗轮取料机主要参数斗轮取料机的主要机

10、构及技术参数如下表：参数 项目主要机构煤一期行走机构行走速度：7.530 m/min； 轨距：9m； 基距：9m； 最大轮压：工作时：22T、 暴风时：30T； 车轮总数/驱动轮总数：36/20； 车轮直径：630mm； 电机：鼠笼式1011KW变频；回转机构回转半径：45.5m； 回转范围：170；回转速度：约1030m/min； 电机功率：215KW直流调速；俯仰机构俯仰范围：+1912； 电机：绕线式30KW；俯仰速度：约5m/min（斗轮中心处）； 臂架皮带机带宽：2000mm； 带速：约4.4m/s；电机：鼠笼式300KW、6KV斗轮机构转速：约5.7r/min； 斗轮直径：9m；

11、斗容：约2.5立方米 斗数：8个；斗轮型式：无格式； 电机：鼠笼式150KW、380V能力额定能力：4500T/h； 平均能力：3400T/h； 最大能力：5400T/h； 整机重量：685T；整机容量：620KW 1-4 堆料机主要参数堆料机的主要机构及技术参数如下表：参数 项目主要机构煤一期行走机构行走速度：7.530 m/min； 轨距：7 m； 基距：7m； 最大轮压：工作时：20T， 暴风时：25T； 车轮直径：630mm； 车轮总数/驱动轮总数：16/8 电机：变极调速；回转机构回转半径：28m； 回转范围：约120；回转速度：约0.17r/min；电机功率：23.7KW鼠笼式变频

12、调速；俯仰机构俯仰范围：14； 俯仰速度：约5m/min； 电机：绕线式22KW；臂架皮带机带宽：1800mm； 带速：4.75m/s； 电机：200KW、6KV能力额定能力：4100T/h； 最大能力：4510T/h； 整机重量：267T/h； 整机容量：282KW第二章 斗轮堆取料机的基本结构 2-1行走机构行走机构的主要作用是用来支承和移动堆取料机，按行走机构的结构特点来分分为有轨行走和无轨行走，我们青岛港的堆料机、堆取料机等，均属有轨行走，使机械根据生产的需要，沿着专门铺设的轨道运行。行走机构主要由支承装置和驱动装置两部分组成。如图2-1-1所示。此外，还有多种安全防护装置组成，如行走

13、限位、缓冲器、夹轨器、锚固器等。图2-1-1 行走机构1、驱动装置 2、驱动装置 3、行走轨道一、支撑装置支承装置包括钢轨、行走车轮和均衡梁车架。钢轨一般采用P50铁路钢轨或港口专用钢轨，如：煤系统和10万矿系统采用P50铁路钢轨。通常人们不是很重视轨道和基础，往往会忽视对一些问题的处理，从而会导致机械金属结构产生变形、裂纹或造成部件松动。若变形发生在机构装配部位，就可能使整个机械报废。因此，应加强对轨道的日常巡查，并每年进行一次调整维护是十分必要的。堆取料机作用在每条支腿上的压力通过车架作用在车轮和轨道上。轨道和车轮都是由钢制成，为了提高车轮的承载能力和使用寿命，车轮踏面要进行表面淬火，淬硬

14、。 故承载能力大，滚动运行阻力较小（钢钢的滚动摩擦系数f=0.15）。为使每个车轮的轮压不超过轨道及基础所容许的压力，必须增加每条支腿下的车轮数目，并采用均衡梁和台车，使载荷均匀地作用于每个车轮。均衡梁实际上是一个杠杆系统。根据车轮数目不同可采用不同的形式，如图2-1-2。车轮可铸造或锻造，车轮通常不全是驱动轮，与驱动机构直接相连的叫主动轮，其余的叫从动轮。为有效地防止脱轨，车轮多制成双轮缘的。图2-1-2 均衡车架示意图二、驱动装置行走机构驱动装置采用电力驱动，驱动形式有集中驱动和分别驱动两种。集中驱动是由一台电机通过传动装置驱动所有的主动轮。一般适用于各驱动车轮之间的距离较短，电机能靠近所

15、驱动的各个车轮的情况。由于堆取料机属于大型机构设备，不宜采用此种方式，故采用分别驱动。分别驱就是由几台电机分别驱动，每台电机驱动一只主动轮或一条支腿下的两只主动轮，如图2-1所示，它结构简单，布置方便，分别驱动要求两侧同步。行走机构的驱动部分包括制动器、电机、联轴节、减速器，最后驱动车轮转动。堆取料机行走机构采用形式如图2-1-3。图2-1-3 行走驱动机构示意图1、制动器 2、电机 3、联轴节 4、减速器 5、主动轮 6、开式齿轮 7、惰轮电机2通过齿轮联轴节3驱动齿轮减速器4，减速器经过键连接或收缩盘，直接驱动主动轮5，主动轮的另一侧带动开式齿轮6，经过惰轮7，带动另一开式齿轮8驱动另一主

16、动轮9转动。它的传动效率较高，结构紧凑。A)、电力液压推杆制动器工作原理：同2-3臂架俯仰机构-电力液压推杆制动器。B）、齿轮联轴节的工作原理及使用图2-1-4齿轮联轴节齿轮式联轴节是有两个半联轴器用螺栓连接而成如（图2-1-4），每个半联轴器由内齿和外齿轮组成。内外齿轮相互啮合，齿廓为渐开线，其啮合角 通常为20。轮齿数目一般为3080个。在齿轮腔处注入润滑脂并密封，可减少齿面的磨损和防锈。制造齿轮联轴节的材料一般用45#锻钢或铸钢。轮齿须经热处理，其硬度应达到：半联轴器不低于HB=248,外壳不低于HB=286。因齿面和端部有间隙，且齿面做成弧形，允许有较大的径向位移和角位移如下（图2-1

17、-5），能补偿两轴间的偏差。齿轮联轴节允许径向位移E如下表2-1-6（角位移为零时的数值，否则要小的多），采用鼓形齿时允许的角位移为o以内。图2-1-5表2-1-6 三菱系列齿轮联轴节允许径向位移表齿轮联轴节轮齿全部承载，传递的转距很大；外扩尺寸紧凑而小，工作可靠。制作成本高。易于起动频繁，常正反转的传动中。齿轮联轴节也用于高速传动中。制造精度高、经过很好平衡的齿轮联轴器，轮齿节圆的圆周速度甚至高达5080m/s。齿轮式联轴节两个半联轴器用铰制孔螺栓联接，螺栓杆和铰制孔基孔制过渡配合，有良好的承受横向载荷的能力和定位能力。齿轮联轴节轮齿全部承载，传递的转距很大；外扩尺寸紧凑而小，工作可靠。制作

18、成本高。易于起动频繁，常正反转的传动中。三、安全装置由于机械露天作业，为防止被风吹动，设有夹轨器，其抗风能力为20M/S，堆取料机的锚固器，用于防止暴风时大机滑移，其抗风能力为55M/S，还设有行走终点减速和终点停止限位开关及轨道终端有止挡器，以保护大机。图2-1-4是煤系堆取料机夹轨器示意图，它是一种重锤式夹轨器。堆取料机要正常行走工作时，动力缸得电5动作，将重锤4提起，夹钳2在弹簧拉力作用下与轨道3松开，不发生作用。当堆取料机行走停止后，动力缸停止工作，重锤由于自重作用力下落，克服弹簧拉力，使钳口夹紧轨道，防止机械滑移。图2-1-4 夹轨器示意图1、弹簧 2、夹钳 3、轨道 4、重锤 5、

19、动力缸锚固器如图2-1-5，沿轨道设有若干个锚定座（锚固坑），堆取料机不工作时，将大机停在锚定位置，锚固板插入锚固坑，槽内可起到固定作用。图2-1-5 锚固器1、转动臂 2、锚固板 3、限位开关 4、行走门架 5、锚固坑 2-2 旋转机构旋转机构的作用是使臂架围绕着旋转中心转动，旋转机构和俯仰机构与行走机构配合，在工作范围内进行堆取料或取料，满足装卸作业的要求。用旋转机构来完成水平运动的优点是不需要庞大的轨道及其支撑结构，运动阻力较小。缺点是结构比较复杂，移动范围比较有限。 旋转机构一般由旋转支承装置和驱动装置两大部分组成。旋转支承装置是用来将堆取料机的旋转部分支持在固定的行走门架等部分之上，

20、它承受着取料机各种载荷所引起的垂直力水平力与倾覆力矩。旋转驱动装置用来驱动堆取料机旋转部分，使其相对于固定部分旋转。一、支撑装置旋转支承装置一般分为柱式旋转支承装置和转盘式旋转支承装置两大类。柱式旋转支承装置又分为定柱式旋转支承装置和转柱式旋转支承装置（如图2-2-1），主要优点是承受倾覆力矩的能力较好。图2-2-1 柱式旋转支承示意图转盘式旋转支承装置又为轮式、滚子式和滚动轴承式，滚动轴承式旋转支承装置根据滚动体的形状不同，分为滚珠式(图2-2-2 a、c)与滚子式(图2-2-2b、d)。根据滚动体的列数分为单列(图2-2-2a、b)、双列(图2-2-2c)与三列式(图2-2-2d)。 我们

21、青岛港的堆取料机都采用的是滚动轴承式旋转支承装置。主要优点是：结构紧凑，装配与维护简单，密封及润滑条件良好；轴向间隙小，工作平稳，消除了大的冲击，旋转阻力小，磨损也小，寿命长。轴承中央可以作为通道，便于起重机总体布置。2-2-2 滚动轴承式示意图煤系统堆取料机旋转支承装置如上图2-2-2c。为了驱动堆取料机旋转部分，并能满足安全地正翻转和平稳地制动、停止等各种要求，作为旋转装置，除了驱动电机以外，还需要有传动装置、旋转驱动元件、制动及过载保护、旋转行程限位装置等。二、驱动装置旋转驱动装置结构形式很多。但堆取料通常采用的是行星齿轮作为旋转驱动元件，也就是在旋转驱动装置的下面设有一个大针齿圈，针齿

22、圈与堆取料固定部分相连，当电动机经减速传动装置驱动行星齿轮转动时，与针齿圈啮合的行星齿轮就绕针齿圈作行星运动，实现旋转运动。行星齿轮与大针齿圈可设计为外啮合式或内啮合式，堆取料一般采用双驱动外啮合式。回转大齿圈及开式齿轮通常采用人工定期涂润滑脂实现润滑，回转大齿圈也有采用自动润滑的。为防水防尘有的还在行星齿轮与大针齿圈外设防尘罩。 堆取料旋转驱动装置如上图2-2-3。因为堆取料旋转部分对调速要求较高，一般采用调速性能较好的直流调速和交流变频调速。卧式电动机4通过极限力矩联轴节5直接驱动行星轮减速器6带动行星齿轮7，绕针齿圈8旋转。极限力矩联轴节是用来预防因旋转阻力矩的急剧增加（例如，过猛的起制

23、动以及臂架碰到障碍物等）时，电机、传动装置或旋转驱动元件，甚至臂架可能因过载而损坏。当旋转机构所受到的阻力矩超过了极限图2-2-3 旋转驱动装置1、测速电机 2、联轴节 3、制动器 4、驱动电机 5、极限力矩联轴节 6、行星轮减速箱 7、行星齿轮 8、针齿圈力矩联轴节所规定的极限力矩，两磨擦面间就发生打滑现象，因而对所传递的力矩加以限制，起到安全保护作用，极限力矩的大小可由螺母和压紧弹簧调节。这种驱动装置由于采用星形减速，其传动比大，结构紧凑。测速发电机1用于检测旋转电机转速，实现闭环控制，稳定转速。 2-3臂架俯仰机构1、 臂架俯仰机构的基本原理臂架俯仰机构主要用于调节堆料、取料时臂架的高度

24、，配合其它机构满足生产要求。它是斗轮堆取料机不可缺少的部分，是最基本最重要的机构，其工作性能的优劣将直接影响堆取料机的技术性能。对于堆取料机这种大型设备，臂架自重平衡多采用移动重心式如图（2-3-1）所示。移动重心平衡原理是利用杠杆系统或拉索使臂架与配重的合成重心沿近似水平线移动，即应用平衡配重的上升或下降来抵偿臂架重心的下降或上升。2、 臂架俯仰机构驱动装置的形式和概况1、涡流制动器 2、液力推杆制动器3、电机4、电磁制动器5、减速箱6、钢丝绳卷筒图2-3-2俯仰示意图臂架俯仰机构装在旋转架的上部，臂架俯仰机构由驱动装置、传动装置、制动装置、卷绕系统以及安全辅助装置等组成。臂架俯仰机构大多采

25、用钢丝绳通过滑轮组绕到俯仰卷筒上，依靠俯仰卷筒收放钢丝绳而改变臂架的幅度，堆取料机驱动俯仰机构驱动形式如图（2-3-2）可以看出，俯仰机构主要包括：电动机、制动器、减速器、卷筒、滑轮和钢丝绳等组成。电动机经减速器驱动卷筒旋转，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒中放出，从而改变臂架的幅度。卷筒的正反转是通过改变电动机的转向来实现的，臂架俯仰的角度是依靠制动器制动来实现的。制动器通常采用常闭式制动器，在电气线路上和电动机联锁。煤系统堆取料机俯仰机构制动器采用涡流制动器、电磁制动器、电动推杆制动器三种。制动器一般装设在高速轴上，所需制动力矩小，可使制动器的重量轻，尺寸小。在集中驱动的俯仰机构中，制动器通常装于

26、中速或低速轴上，并采用制动力矩大，尺寸较小的制动器。当制动力矩较大时，有时在高速轴上需装设两个制动器。第二个制动器可装设在减速器高速轴另一端，也可把制动器装设在电动机尾部轴伸端上，但需选用双轴伸的电动机。钢丝绳不仅用在起重机构中起吊货物、操纵抓斗，还可用来牵引小车运行和驱动起重机的旋转部分旋转。因此，它的应用遍及各个工作机构，是起重机上应用最广泛的挠性构件。有些起升机构（如手拉葫芦）采用另一种挠性构件链条来提升货物。钢丝绳与链条相比，其优点是：承载能力大，能承受较大的冲击；自重较轻；工作可靠；在破断以前，外面的钢丝先断裂和松散，因此，容易发现和及时更换；成本较低；高速转动时工作平稳、无躁声等。

27、其缺点是挠性不如链条，需用较大直径的滑轮和卷筒，因此增大了传动机构的尺寸和重量。但这一缺点通常不影响钢丝绳在起重机上的应用。3、 臂架俯仰机构钢丝绳的构造和形式钢丝绳具有强度高、自重轻、挠性好和运行平稳，高速运动无噪音，很少出现突然断折，安全性可靠性高等优点。因此是起重机应用最广泛的挠性构件。钢丝绳是由多根钢丝围绕绳芯按一定规律捻制而成。捻制钢丝绳的钢丝是由强度高、韧性好的优质碳素钢，经冷拔、热处理制成，其抗拉疲劳强度为14002000N/mm2，钢丝的表面一般为光面，为适用潮湿环境以及具有腐蚀性环境条件下工作，可采用镀锌钢丝，但由于镀锌的影响，钢丝绳的破断拉力约降低10，挠性也有降低。根据许

28、用弯曲次数，钢丝分为三级：特级，用于安全性要求较高的载客电梯；级，用于一般起重机；级用于系扎、张紧绳等。绳芯用以充填钢丝绳的中央断面，增加挠性和弹性、贮油对钢丝绳予以润滑。绳芯材料与钢丝绳的挠性、强度、使用寿命有关。绳芯主要有以下几种：有机芯、石棉芯、金属芯等。港口起重机的钢丝绳常用麻芯，因为它的挠性较好，又可在绕绳之前浸上油，便于从钢丝绳内部润滑钢丝。起重机的钢丝绳通常采用双重绕绳：先由钢丝捻绕成绳股，再由若干绳股围绕绳芯捻绕成钢丝绳。钢丝绳的绕制方法和绳股结构对它的挠性、受力情况和使用寿命有很大影响。绕法和结构不同可制成性能不同的钢丝绳。根据钢丝绳的捻制方向可分：同向捻（顺绕）、交互捻（交

29、绕）和混合捻。（1）同向捻（顺绕）：由钢丝捻制成股，股捻制成绳的捻向相同，如图（2-3-3）所示。这种绳挠性好，使用寿命长，但容易松散、扭结和打结，适用于经常保持张紧状态的牵引绳，而不宜作悬吊式的起升绳。有一种经过特殊方法处理的不松散型同向捻钢丝绳，其既有普通同向捻钢丝绳的优点，又克服了容易松散和扭转的特点，已列入了我国国家标准GB1102-74。（2）交互捻（交绕）：由钢丝捻成股和由股捻成绳的捻向相反，如图（2-3-4）所示。在这种绳中，由于钢丝间的接触较差，挠性较差，使用寿命较短。但由于没有扭转，克服了顺绕钢丝绳容易松散的缺点，因而是常用的型式，被广泛应用于港口起重机上。（3）混合捻钢丝绳

30、：这种钢丝绳由两种相反绕向的股捻成的钢丝绳。如图（2-3-5）所示。半数股为左旋，半数股为右旋，绳的性能介于上述二者之间，但制造复杂，很少应用。根据股捻成绳的捻向，又将钢丝绳分为左捻绳和右捻绳，即左旋和右旋。根据股中钢丝间的接触情况，钢丝绳可分为：点接触、线接触和面接触三种。（1）点接触钢丝绳：这种钢丝绳股中钢丝直径相同，如图（2-3-6）。为使各层钢丝受力均匀，各层钢丝的螺旋升角近似相等，但内外层钢丝的捻距不同，互相交叉，丝与丝之间在交叉点上接触，故称点接触 。这种钢丝绳在工作时，丝与丝之间易滑动，接触应力大，反复弯曲时容易磨损折断，使用寿命短。但制造工艺简单、制造成本低。 （2）线接触钢丝

31、绳：这种钢丝绳股内各层钢丝直径不同，但捻距相同，外层钢丝位于里层钢丝间的沟槽里，钢丝间呈线接触，如图（2-3-7）。因此，在钢丝绳中，钢丝接触应力小，磨损小，寿命短，但挠性好，断面充填系数高，承载能力强，广泛应用于各种起重机中。根据断面构造，线接触钢丝绳有西尔型、瓦林吞型及充填型。西尔型用X表示，瓦林吞型，又称粗细式，用W表示，充填型用T表示。如下图所示：（3）面接触钢丝绳：面接触绳是用异型断面钢丝绕制成密封型结构，绳中钢丝间呈面接触，如图（2-3-8）所示。这种钢丝绳表面光滑，强度高，耐腐蚀，但制造工艺复杂，成本高。多用于特殊场合，如缆索起重机的承载绳。4、臂架俯仰机构钢丝绳的工作情况和破坏

32、原因钢丝绳是起重机的重要部件也是起重机的易损零件。在起升机构、变幅机构中作为承载绳，有时也用于回旋机构、运行机构中，作为牵引绳。此外，钢丝绳还用作桅杆起重机的张紧绳、缆索起重机承载绳。系扎物品也多采用钢丝绳。每年各港口的钢丝绳消耗量都很大。因此，必须了解其损坏的原因，才能正确使用钢丝绳并采取恰当有效的措施以延长其使用寿命。钢丝绳在工作时受力复杂，工作时受拉伸应力，绕上滑轮或卷筒时所引起的弯曲应力，表面钢丝与滑轮槽之间的挤压应力，钢丝与钢丝之间的挤压应力以及制造过程中所造成的残余应力等。显然，拉伸应力与钢丝绳所受拉力大小直接相关；弯曲应力与滑轮或卷筒直径大小有关：对一定的钢丝绳来讲，滑轮半径越小

33、弯曲应力越大。钢丝绳在绕上或绕下滑轮时，还引起钢丝之间的相互滑动以及钢丝对槽壁的擦碰，这将造成钢丝磨损；挤压应力与钢丝绳承受拉力的大小、滑轮或卷筒直径、钢丝绳的构造都有关。此外，由于钢丝绳所受载荷是变化的，钢丝绳在滑轮上的缠绕也是变化的，因而钢丝的应力也是变化的。钢丝绳随使用时间的增加，在经受一定的反复弯曲之后，外层钢丝首先因磨损和疲劳而断裂。随着钢丝断裂数目的增加，尚存的钢丝就加快了断裂的速度。当断裂的钢丝数目达到了一定的限度而不及时停止使用，就有出现整根钢丝破断的危险。在正常使用中，钢丝绳的突然断折是极其少见的，其破坏主要是在长期使用中，钢丝绳的外层钢丝由于磨损和疲劳逐渐断折。而钢丝的磨损

34、和疲劳主要由于钢丝绳绕过滑轮、卷筒时的反复弯曲、挤压所引起，反复弯曲和挤压达到一定值时，就会发生断折。这就是说，钢丝绳破坏的原因是钢丝的疲劳和磨损，而其破坏的形式主要是钢丝的磨损和断折。断折的钢丝数随使用时间的增加而增加，当断丝数达到一定值时，钢丝绳就应报废，更换新绳。据此，将钢丝绳每一个捻距范围内钢丝磨损程度和断丝数作为钢丝绳报废的标准。标准规定的断丝数报废标准：交互捻钢丝绳总丝数的10：同向捻钢丝绳总丝数的5。对于运送人或危险物品的钢丝绳，报废断丝数减半。此外，当有一股折断或外层钢丝磨损达钢丝直径的40时，不论断丝多少，都应立即报废。如果外层钢丝磨损严重，但尚未达到钢丝直径的40时，可以继

35、续使用，但应根据磨损情况，降低断丝数标准。降低程度可参照下表2-3-9a执行。表2-3-9a 钢丝绳报废断丝数标准的折减钢丝直径磨损（）101520253040报废断丝数标准折减为（）8575706050报废5、 臂架俯仰机构钢丝绳的正确选择和使用1） 钢丝绳的选择钢丝绳是标准件，选择钢丝绳时，首先应根据设备的使用要求，其承受的拉力，钢丝绳的具体工作条件，各型号钢丝绳的结构特点来选定合理的结构型式，如在起升机构、绳索小车牵引机构和变幅机构中应优先采用线接触钢丝绳。在腐蚀性较大的环境中宜采用镀锌钢丝绳。选用时应满足以下条件：（1） 必须具有足够的安全系数： K=S破/SmaxK必须具有足够的滑轮

36、与卷筒直径： Dhd 式中：S破钢丝绳的破断拉力； Smax钢丝绳所承受的最大拉力； D滑轮与卷筒的名义直径（槽底直径）； d钢丝绳直径； k许用安全系数； k使用安全系数； h系数，见表2-3-9b。表2-3-9b 钢丝绳选择时的安全系数k和系数h机构工作级别M1-M3M4M5M6M7M8安全系数k45679系数h卷筒1416182025滑轮1618202528 A、 钢丝绳在工作中所受的最大静拉力，按下式确定钢丝绳的最小直径。dmin=csmax (mm)dmin钢丝绳最小直径（mm）c钢丝绳选择系数，其取值与机构工作级别和钢丝的抗拉强度有关smax钢丝绳最大工作静拉力（N） B、按钢丝绳

37、所处机构的工作级别之安全系数选择直径，所选取钢丝绳应满足： s破smaxn (N) S破所选钢丝绳的破断拉力 （N） n钢丝绳最小安全系数 C、卷绕钢丝绳的滑轮、卷筒直径 Dmin=hd (mm) Dmin卷筒或滑轮的最小直径 h系数 d所选钢丝绳的直径 （mm）2）、选用钢丝绳的标记确定钢丝绳的型式和所需钢丝绳的最小直径或破断拉力后，可在圆股钢丝绳国家标准GB1102-88中选定所需的钢丝绳。港口起重机常用的钢丝绳结构型式标记举例见表2-3-9c钢丝绳结构型式标记 ： 表2-3-9c名称结构结构标记线接触钢丝绳西鲁式6股37丝纤维芯绳6X（37）瓦林吞式6股36丝纤维芯绳6W（36）填充式6

38、股25丝纤维芯绳6T（25）点接触钢丝绳6股37丝纤维芯绳6376股61丝纤维芯绳66118股7丝纤维芯多层股（不旋转）绳1876股19丝纤维芯绳619 2） 起重机常用钢丝绳举例1、 钢丝绳6W（19）-28.0-185-I-光-右交GB1102-74此钢丝绳是根据国家标准GB1102-74选用的，钢丝公称抗拉强度为1850牛/m，I级光面制成，钢丝绳直径为28毫米，右旋交互捻，6股，每股19根钢丝，粗细型（W型）线接触钢丝绳。2、 钢丝绳6（37）-20.0-170-I-左交GB1102-74此钢丝绳是按国际GB1102-74选用的，钢丝公称抗拉强度为1700牛/ m，I级光面钢丝（光面可

39、不标）制成，钢丝直径20毫米，左旋交互捻，6股，每股37根钢丝，外粗型（X型）线接触钢丝绳。6、 臂架俯仰机构的维护和保养a、俯仰制动器的作用及日常维护保养、检查港口电动起重机是一种间歇动作的机械，其工作特点是经常起动和制动，因此，在起重机械中广泛使用各种类型的制动器，它是保证起重机械安全正常工作的重要部件。起重机械中采用的制动方式有电力制动和机械制动。电力制动（如反接制动、能耗制动、涡流制动、再生制动等）只能消耗机构运动的动能，减小或限制运动速度，但不能使运动停止（支持货物于空中，使臂架保持在某一位置等）。机械制动装置具有减速、停止、支持等功能，是起重机械必须设置的安全装置。制动器有三种作用

40、：a) 支持作用，即保持机构处于非运动状态，并支持重物于空间某一位置。b) 停止作用，即消耗运动部分的动能，使机构减速直至停止运动。c) 调速作用，即调节或限制机构的运动速度。制动器是利用摩擦力来制动的，其型式很多。根据制动器的构造型式分为：块式制动器、带式制动器、盘式制动器、锥盘式制动器。在起重机上前二种制动器常用。根据制动器的工作状态分为：常开式制动器、常闭式制动器。所谓常开式制动器是机构不工作时，制动器处于松闸状态，工作时处于抱闸状态；常闭式制动器则相反，机构不工作时制动器抱闸，工作时松闸。一、 块式制动器块式制动器结构简单，安装、调整、维修都很方便，由于两个制动瓦块对称布置，在结构满足

41、一定条件时，压力基本相互平衡，作用在制动轮轴上的径向载荷很小，最大制动力矩较大。在起重机械中得到广泛应用。块式制动器主要由制动轮、制动瓦块、制动弹簧、制动臂、松闸器、机架等主要部分组成。靠装于机架上的制动瓦块与转轴上的制动轮之间的摩擦来实现制动。根据松闸器行程的长短，通常把块式制动器分为短行程块式制动器和长行程块式制动器。短行程制动器的松闸器可直接装设在制动臂上，使制动器结构紧凑，但其松闸力小，只适用于制动轮直径不超过300mm的小型制动器。长行程制动器的松闸器可通过杠杆系统产生很大的松闸力，适用于大型制动器。根据松闸器的不同，可分为电动液压推杆（电动推杆）制动器和电磁液压推杆（液压电磁铁）制

42、动器等。这些都是常闭式制动器。1、 短行程制动器图（2-3-10a ）为交流短行程块式制动器（电磁制动器）的工作原理图。制动器底座12和机架相连，制动轮1和机构传动轴连接，松闸电磁铁线圈9接入电机线，路中。当机构不工作时（电动机断电），在制动弹簧4的作用下，通过顶杆6和夹板7，拉动制动臂3，使制动瓦块2紧压在制动轮上，制动瓦块和制动轮间的摩擦力产生制动力矩，制动器处于上闸状态。当机构开始工作时，电磁线圈和电动机同时通电，电磁铁产生吸力，吸引衔铁10，使之绕铰点作顺时针转动，推动顶杆向左移动，使制动弹簧进一步压缩，在辅助弹簧5的共同作用下，左右两制动臂向两侧撑开，制动瓦块和制动轮分离，制动器松闸

43、。为保证左右制动瓦块与制动轮间有大小适宜并均等的间隙，可通过限位螺钉11进行调整。制动弹簧的作用力大小可由螺母进行调节，从而可调节制动力矩的大小。其特点是结构简单，动作迅速，重量轻，尺寸小，制动效率高。但其制动力矩较小，制动猛、震动大、躁声大、频繁动作会使电磁铁烧损，使用寿命短，只宜用于工作不十分繁重的机构，如门座起重机运行机构。2、 长行程制动器图(2-3-10b)所式长行程电磁铁制动器，靠弹簧和重锤上闸，电磁铁松闸。电磁铁布置在制动器的一侧，通过杠杆系统产生较大的松闸力，适用于制动力矩较大的制动器，制动轮可达600mm。由于这种制动器杠杆多而复杂，尺寸不紧凑，工作时冲击大，噪音大，目前很少

44、应用。3、 电力液压推杆制动器1、调整螺母2、弹簧3、推杆4、动力缸5、制动片图2-3-11电力液压推杆制动器图2-3-11 所示电力液压推杆制动器，采用电力液压推杆代替长行程制动器中的杠杆系统和电磁铁，作为松闸器。当机构工作时，电力液压推杆内的小电动机通电旋转，驱动离心油泵（叶轮）将活塞上部中的液压油甩出，经通道进入活塞下部，推动活塞和推杆上升，使制动器松闸；机构停止工作时，电机断电，活塞及推杆在弹簧力作用下下行复位，实现抱闸制动。其主要优点是：制动平稳，噪声小，体积小，重量轻，使用寿命长，推力恒定，所需电动机功率小（00604KW），允许频繁动作（每小时达720次）。缺点是：结构复杂，价格

45、高，适用于旋转、运行机构。煤系统堆取料机均采用此种型号的制动器。4、 电磁液压制动器图（2-3-12）示电磁液压制动器，利用弹簧1、制动块2、机架3、电磁线圈4和推杆等组成的松闸器来完成制动器的动作；上闸仍靠弹簧力的作用。当通电后，动铁芯在电磁吸力的作用下向上移动，这时由于单向阀的截止作用，处于动铁芯上面空间中的油液通过推杆周围的间隙进入活塞下面的空间，使推杆上升、制动器松闸。当断电后，在制动器弹簧力作用下推杆复位，动铁芯向下移动，使动铁芯下面的油液经通道回到上部油池。用调节螺杆调整通道大小，可以调节制动的快慢。主要优点是：动作灵敏，工作平稳，无噪音，寿命较长，可以频繁动作（每小时达900次）

46、，能自动补偿制动器的磨损。但结构复杂，制造工艺要求高，价格贵，可能有漏油、动作失灵现象。二、 带式制动器带式制动器由制动轮、挠性制动带和制动杠杆等组成。它是靠其上固定有摩擦片的钢质制动带压紧在制动轮上而产生的摩擦力来实现制动的。根据制动带与制动杠杆的铰接点相对于杠杆旋转轴线的位置，一般使用的带式制动器分为简单式、差动式及综合式三种。1、简单式带式制动器的制动带一端固定在机架上，另一端绕过制动轮后固定在制动杠杆上。这种制动器的制动轮正转时制动带收紧，反转时制动带放松，正转时的制动力矩比反转时的制动力矩大，可用于单向制动的起升、变幅机构中。如货物下降时的制动力矩要求比上升时的制动力矩大，臂架由小幅

47、度到大幅度变幅时的制动力矩要求比反向变幅时的制动力矩大。2、差动式带式制动器制动带的两端都固定在制动杠杆上，制动时，制动带的一端放松，另一端收紧。这种制动器正反转时的制动力矩不相同，而且制动力矩相对较小，因此实际上较少用。3、综合式带式制动器制动带的两端都固定在制动杠杆上，但杠杆结构型式与差动式不同。制动时，制动带的两端都收紧，因而不仅正反转时的制动力矩相同，而且制动力矩也较大。多用于运行机构和旋转机构。三、制动器的安装位置及松闸间隙的调整、检查1、制动器的安装（1）块式制动器应安装在机构中的高速轴上，由于转速越高，转矩就越小，需要的制动力矩也就小，因而可以选用较小的制动器。通常，制动器都安装

48、在电动机和减速器之间，这样可将制动轮和半个联轴器制成一体。在两个半联轴器中，应该使用安装在减速器轴上的半个联轴器做制动轮。因为万一联轴器的联接发生故障，制动器仍可以对减速器及其后面的工作机构起制动作用，保证工作安全。 （2）带式制动器一般用于内燃机驱动的各机构中，所以它的安装位置都在低速轴上，其要求有很大的制动力矩，因此带式制动器的制动轮都较大。2、松闸间隙的调整对于块式制动器，在松闸状态时，制动瓦块与制动轮之间应有一定间隙，保证瓦块与制动轮完全脱离，避免造成瓦块和制动轮之间的不正常摩擦。松闸间隙不能过大也不能过小，最小松闸间隙通常为= 0408毫米，最大间隙约为最小间隙的15倍，即15。 调

49、整松闸间隙除了满足上述最大和最小间隙要求外，还应该使两个制动瓦块与制动轮之间的左右、上下间隙相等。调整可通过装设于制动器上的调整装置进行，如调整螺钉等。3、制动器的检查和保养（1）检查制动器的各铰点是否灵活，每月对制动器铰接点进行润滑保养，保证制动器轴销润滑良好。（2）检查制动蹄片的厚度是否正常，确保制动蹄片大于原厚度的50。（3）检查电动缸的油位、油品是否正常。每月对油位进行定期检查，每年对油品进行检验，保证油品正常。（4）检查制动器松开时蹄片的左右、上下间隙是否正常。（5）检查制动弹簧是否正常。有无断裂，使制动力矩在正常范围内。（6）检查制动器的制动轮磨损是否正常。当制动轮表面磨损凹凸达到

50、3mm时，应进行更换。b、钢丝绳卷绕系统的维护保养和日常检查卷筒是起重机的重要零件之一，它的作用是卷绕钢丝绳，把电机的回转运动变为钢丝绳的直线运动，同时把驱动装置的驱动力传递给钢丝绳。a) 卷筒的构造形式和材料卷筒的构造形式和尺寸与工作要求有关。卷筒按外形可分为圆柱形卷筒、圆锥形卷筒和曲线形卷筒。一般起重机采用圆柱形卷筒。根据卷筒的表面状态，卷筒分为有槽卷筒和光面卷筒两种形式。根据钢丝绳在卷筒上的卷绕情况，钢丝绳在卷筒上只绕一层的称单层卷绕卷筒，钢丝绳在卷筒上绕几层的称多层卷绕卷筒。通常，单层卷绕卷筒表面具有螺旋形槽的多为有槽形卷筒。螺旋槽的作用是使钢丝绳在卷筒上卷绕时排列整齐，增加钢丝绳与卷

51、筒的接触面积，减少接触应力，同时由于槽与槽之间有一定间隙（节距t），在卷绕过程中，相邻钢丝绳之间不相互接触，不产生摩擦和挤压，从而提高钢丝绳的使用寿命。多层卷绕卷筒采用光面卷筒。主要用于起升高度很大，而要求布置十分紧凑的场合，如汽车起重机、轮胎起重机等。有槽形卷筒的绳槽，根据螺旋的旋向分为左旋和右旋，根据其深度分为深槽和标准槽，标准槽节距小，可使机构紧凑。深槽的优点是不易脱槽，但其节距较大，使卷筒长度增长。起重机上多用标准槽。卷筒的两端多用幅板支承，幅板的筒体可铸成一体，也可以分别铸造加工后用螺栓联接。卷筒筒体中间不宜布置任何纵向或横向加强筋，因为在加强筋附近会产生很大的局部弯曲应力，使卷筒在

52、该处开裂。卷筒材料一般为不低于HT200的铸铁，也有铸钢卷筒和焊接卷筒。重要的卷筒可采用球墨铸铁。使用铸铁卷筒对钢丝绳寿命有利，焊接卷筒主要用于大型卷筒和单件生产的卷筒，其重量比铸造的轻；铸钢卷筒少用。b) 卷筒的主要尺寸1、 直径D：卷筒的名义直径是指钢丝绳槽底的直径，按下式取值：Dhd绳 h系数，按表23-9b取值d绳钢丝绳直径 如果卷筒直径选择较大，可降低钢丝绳的弯曲应力，这对使用寿命的提高是有利的。但这样必然导致卷筒轴转速较低，使速比和扭矩相应增大，从而使传动机构变的庞大。若钢丝绳直径选择过小，速比和扭矩会相应减小，从而减小了传动机构尺寸。但此时因钢丝绳的弯曲应力增大，会使使用寿命降低

53、。2、 卷筒长度L：单层卷绕卷筒长度如图2-3-13所示，其值取决于钢丝绳在卷筒上的卷绕量，卷筒直径D的大小等。可按下式计算： LL0t12t2 式中：H起升高度 m滑轮组倍率 D0=D+d绳-卷筒的卷绕直径 h-1.53附加安全圈数t-螺旋槽节距t1-固定钢丝绳头所需长度t2-卷筒两端空余部分长度，一般取1-2圈L0钢丝绳在卷筒上的工作卷绕长度L卷筒总长度3、卷筒壁厚：其壁厚按经验公式确定，卷筒承受径向压缩、扭转和弯曲作用，铸铁卷筒：=0.02D+（610）12毫米钢卷筒：=d绳15毫米4、钢丝绳尾在卷筒上的固定方法钢丝绳尾在卷筒上的固定应当保证工作安全可靠，便于检查、更换钢丝绳，并且在固定

54、处不应使钢丝绳过分弯折。目前采用的固定方法是运用摩擦原理实现的。在港口起重机上，常采用压板（图2-3-14a、 b、 d）或楔块（图2-3-14c）将绳尾固定在卷筒的外表面上。 2-4斗轮机构1、 斗轮机构驱动装置的形式和概况斗轮机构包括斗轮和斗轮驱动装置，作为挖取物料之用。斗轮驱动机构主要有：电机、减速器、制动器、液力联轴节、铲斗等组成。斗轮机构装于臂架的头部，斗轮是由电动机通过液力联轴节的减速机来驱动的。斗轮机构通过斗轮的旋转，配合堆取料机的行走、俯仰，逐层或按阶梯形方式分层取料。斗轮由胀圈与减速机输出轴联接。大扭矩的轴套联接的胀圈能够取代键槽联接。胀圈是不带键的而靠摩擦联接轴毂的一种装置

55、，容易调整和拆卸，具有胀缩配合的所有优点。胀圈是通过径向压力在轴毂表面产生的摩擦力来传递扭矩和轴向负荷的。减速机齿轮为密封的油浴式润滑。 斗轮的驱动装置一般布置在斗轮的两侧。煤系堆取料机的斗轮安装在臂架前端部的右侧，铲斗底部敞开，与轮体内部相通，圆弧形导料板通过调整丝杠固定在臂架的端部。当取料机构工作时，通过电机、液力联轴节、减速箱，使斗轮转动，铲斗切入物料堆挖取物料，物料沿弧形导料板转动到卸料区，由于卸料区没有弧形导料板挡住物料，物料依靠自重卸到溜煤板上，最后落到皮带上，通过皮带的运转输送物料。2、 铲斗、斗轮、斗轮的卸料装置的组成a) 铲斗铲斗用来直接挖取物料，并将挖取下来的物料运送到卸料

56、处。通常情况下，斗轮体上装置的铲斗数目有6-12个，铲斗的容积为20-630d m3。煤系统堆取料机的铲斗数量为8只，铲斗的容积为2.5立方米。铲斗要有合理的形状，使挖取过程中的阻力最小。铲斗还要有足够的强度和耐磨性，保证工作过程安全可靠，使用寿命长，并能快速更换铲斗的磨损部分。铲斗的种类很多，根据用途和挖取物料的不同，较常使用的有平口斗、斜口斗、带齿斗等。斗口形状有拱形，梯形、花瓣形等（图2-4-1）。铲斗由切割刃、斗唇、斗底和底座等组成。在铲斗的斗唇部分堆焊有斗箍 ，用以增加铲斗的钢性和强度。斗齿的作用是为了减少斗口的磨损，过去多用高锰钢斗齿以铆钉或高强度螺栓固定，现在改用铸钢（ZG55）

57、或高强度合金调质钢，表面堆焊耐磨层，可大为提高斗齿的寿命。b) 斗轮斗轮由斗轮体和铲斗组成，通常采用的斗轮直径为2-18m。根据生产能力的不同，直径大小也不同。斗轮按其结构型式可分为：有格式斗轮、无格式斗轮和半格式斗轮。（1）有格式斗轮有格式斗轮结构（如图2-4-2a）所示。铲斗1用螺栓固定在轮毂2上，每个铲斗有一个对应的卸料溜槽，它是由前后格板4和溜板3组成。溜板倾斜安装，由铲斗卸下来的物料经溜板3卸到斗轮一侧的胶带输送机上。为了防止铲斗内的物料在还没有到卸料位置时从卸料槽流出，在斗轮靠卸料一侧装有扇形档板5，斗轮旋转时档板5不动而挡住已装进铲斗及卸料溜槽的物料。有格式斗轮由于每个斗（如斗轮直径较小时，有时相邻两个斗）都有自己相应的卸料槽，物料滑移行程较短，因而适宜于挖掘中小块度坚硬的物料。由于物料与卸料槽滑动表面之间的摩擦力阻碍卸料，有格式斗轮卸料区间较小，其卸料角不超过7093，故而斗