集裝箱龍門起重機設(shè)計電氣部分說明書畢業(yè)論文.doc

重慶交通大學二OO八屆機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）1前言第二次世界大戰(zhàn)以后，在運輸業(yè)發(fā)生了一場技術(shù)革命集裝箱運輸。六十年代中期集裝箱運輸受到世界各國的普遍重視，從而得到了迅速發(fā)展，以形成一個完整的體系。國際標準化組織為集裝箱規(guī)定了統(tǒng)一的規(guī)格、重量。為發(fā)展集裝箱運輸，又出現(xiàn)了許多種類的裝卸機械，集裝箱龍門起重機就是其中的一種。集裝箱龍門起重機由普通龍門起重機發(fā)展而來，是專門用來裝卸集裝箱的一種起重機，被廣泛的用于碼頭、車站、貨場等。集裝箱龍門起重機最早出現(xiàn)于1958年。1965年以后軌道式集裝箱龍門起重機有了很大的發(fā)展，隨后在19711972年輪胎式集裝箱龍門起重機又有顯著的增多。目前，國內(nèi)外集裝箱龍門起重機正朝著裝卸自動化的方向發(fā)展，為了提高裝卸效率，采用計算機控制起重機的各種動作，它可以安全、準確的將集裝箱搬運到指定的位置。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，起重機械在不斷地發(fā)展和完善。這是因為起重機械是物流機械化系統(tǒng)中的重要設(shè)備。社會化大生產(chǎn)愈發(fā)展，人民生活水平愈提高，物料搬運和人員的輸送量就愈大，起重機械的應(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(也稱門吊)是屬于橋式類型起重機的一種，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。懸臂梁的作用可使起重小車在主梁上的走行距離延長，擴大作業(yè)范圍。門式起重機也是由機械傳動、金屬結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備三大部分組成。機械傳動部分又由起升機構(gòu)、起重小車走行機構(gòu)、大車走行機構(gòu)等構(gòu)成。即為門式起重機的三大工作機構(gòu)，它們分別實現(xiàn)吊裝貨物的上下升降，左右(橫向)搬移和前后(縱向)搬運三個動作，構(gòu)成一個作業(yè)區(qū)域。任何生產(chǎn)機械都由原動機、傳動裝置、工作機構(gòu)和操縱控制設(shè)備等組成。如果以電動機作為原動機來拖動生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)，則它的驅(qū)動、傳動裝置通常稱為電力拖動系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的電動機、控制操縱部分，電氣電路和電氣器件等等習慣統(tǒng)稱電氣設(shè)備。李江華：集裝箱龍門起重機設(shè)計（電氣控制部分）2電氣設(shè)備部分主要由電動機、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械能，實現(xiàn)起重機工作的目的，同時控制各工作機構(gòu)按照工作要求進行作業(yè)。電氣設(shè)備的功用主要在于：由電動機將電能轉(zhuǎn)變成機械能，通過傳動裝置拖動工作機構(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機按工作機構(gòu)的要求完成各種動作。起重機的電氣設(shè)備主要有動力設(shè)備電動機，操作電器磁力起動器、凸輪控制器、主令控制器、變頻器、接觸器、電阻器、繼電器等，電氣保護裝置保護箱、過電流繼電器、熔斷器、行程限位開關(guān)、安全保護開關(guān)等；導電裝置以及電氣電路工作電路(主回路)和控制電路等組成。集裝箱門式起重機門式起重機的一種，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類似，所以稱為集裝箱門式起重機。集裝箱門起重機根據(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)走行機構(gòu)的不同，有輪胎式和軌道式。談到起重機的電氣設(shè)備，必涉及起重機的電氣控制的設(shè)計問題。任何生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，都包括兩個方面：一是滿足生產(chǎn)機械和工藝的各種控制要求，另一個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)計包括原理設(shè)計和工藝設(shè)計兩方面。前者決定起重機的使用效能和自動化程度，即決定起重機設(shè)備的先進性、合理性。后者決定電氣設(shè)備生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟性、外觀等性能。本次設(shè)計的起重機為重慶寸灘港的軌道式集裝箱門式起重機，該起重機采用雙主梁，跨距40.5t-40m，兩端有效懸臂10m，可進行20到40國際標準集裝箱的裝卸、轉(zhuǎn)運及堆放等作業(yè)，進行集裝箱門式起重機電氣控制部分和小車機器房部分的設(shè)計，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)計起重機的機器房結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建實體模型，編寫設(shè)計說明書。說明書介紹了起重機的三大工作機構(gòu)、常用電氣設(shè)備和其電氣控制部分的設(shè)計，主要內(nèi)容是起重機的電氣設(shè)備和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計。重慶交通大學二OO八屆機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）13第1章軌道式集裝箱門式起重機1.1概述起重機械是一種對重物能同時完成垂直升降和水平移動的機械。在工業(yè)和民用建筑工程中，起重機械作為主要施工機械用于建筑構(gòu)件和材料在運輸過程的裝卸，并將構(gòu)件吊到設(shè)計位置進行安裝等，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械。起重機械的分類：起重機械的種類很多，按使用的動力設(shè)備可分為內(nèi)燃機作動力和電動機作動力兩種；按起重機載荷率可分為輕型、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)臺的角度可分為全回轉(zhuǎn)式和非全回轉(zhuǎn)式；按行走機構(gòu)的構(gòu)造可分為固定式和移動式兩類。建筑施工中常用的為移動式起重機，包括：塔式起重機、汽車式起重機、輪胎式起重機、履帶式起重機，以及最基本的起重機械卷揚機等。隨著高層建筑中作為垂直運輸機械而迅速發(fā)展的施工升降機也已納入起重機械范圍。起重機械的主要性能參數(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能吊起重物的質(zhì)量，其中應(yīng)包括吊索和鐵扁擔或容器的質(zhì)量，它是衡量起重機工作能力的一個重要參數(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所允許起吊的最大起重量。一般起重機的額定起重量是指基本起重臂處于最小幅度時允許起吊的最大起重量，也就是起重機銘牌上標定的起重量。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不李江華：集裝箱龍門起重機設(shè)計（電氣控制部分）4移位時的工作范圍，它包括最大幅度(Rmax)和最小幅度(Rmin)兩個參數(shù)。對于俯仰變幅的起重臂，當處于接近水平的水平夾角為13時，從起重機回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線的水平距離最大，為最大幅度；當起重臂仰到最大角度（一般水平夾角為78）時，回轉(zhuǎn)中心軸線到吊鉤中心線距離最小，為最小幅度。對于小車變幅的起重臂，當小車行到臂架頭部端點位置時，為最大幅度；當小車處于臂架根部端點位置時，為最小幅度。起重機的起重量，隨幅度變化而變化，同一臺起重機，幅度不同，其起重量也不同。對于有支腿裝置的輪式起重機，還應(yīng)以有效幅度A表示，即用支腿側(cè)向工作時，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的實際工作能力；沒有使用支腿側(cè)向工作時，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，它是起重機的綜合起重能力參數(shù)，能全面和確切地反映起重機的起重能力。塔式起重機需要經(jīng)常在大幅度情況下工作，故以起重力矩作為表示型號的主參數(shù)。塔式起重機的起重力矩，通常是指最大幅度時的起重力矩。起重機的起重特性曲線是表示起重機的起重量與幅度關(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。所有起重機的操縱臺旁都有這種曲線圖，使操作人員能很快地查出起重機在某一幅度時的最大起重量。對于能配用幾種不同臂長的起重機，對應(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)標定值通常以額定起升高度表示。額定起升高度是指滿載時吊鉤上升到最高極限，自吊鉤中心到地面的距離。當?shù)蹉^需要放到地面以下吊取重物時，則地面以下深度叫下放深度，總起升高度