第五章桥门式起重机安全技术解析.pdf

-102-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 51 所示，部分种类形状如图 5-2、5-3 图 桥门式类型起重机 图 51 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 -102-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造船门式起重机 -102-图 53 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 -102-1-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 -102-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 -102-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 -102-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 A1A3级，挠度不大于 S/700；对 A4A6 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。-102-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）；-102-3.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。-102-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 -102-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，而且它与角形轴承箱直接连接，与走台脱离了联系，桥架不受大车传动的扭力载荷，所以，同轴线分别驱动方式得到愈来愈广泛的应用。同轴线分别驱动结构中的减速器可采用二级返回式齿轮、摆线针轮和少齿差行星轮三种形式。（二）大车运行机构的技术要求 1.大车运行机构必须安装制动器，以便使大车断电后在允许制动的行程范围内安全停车。当大车正常运行断电后的滑行距离超过规定值时，应立即调整制动器，以使其制动行程符合要求。严禁开反车制动停车。2.制动器应每 23 天检查并调整一次。分别驱动的运行机构，两端制动器应调整协调一致，防止制动时发生大车扭斜啃道现象，使运行时两端制动器完全松开而无附加摩擦阻力，确保起重机正常运行。3.大车应安装终端行程限位器，并相应在大车行程两终端安装限位安全尺，以确保在大车行至轨道末端前触碰限位器转臂并打开常闭触头而断电停车；同一轨道上两台起重机间也应安装相应限位安全尺，当两车靠近时触碰对方限位器转臂而打开触头断电，以防止两大车带电碰撞。4.桥式起重机桥架四角端部都必须装有弹簧式或液压式缓冲器，并于起重机每条轨道末端设置装有硬木或胶垫的金属构架式的止挡体（俗称车挡），既能防止起重机脱轨，又可吸收起重机运动动能，起缓冲减振并保护起重机和建筑物不受损害的作用。5.带有锥形踏面的大车车轮，通常用于分别驱动的场合且应配用顶面呈弧形的轨道，锥度的大端应靠跨中的方向安装，不得装反。6.大车车轮前方应安装扫轨板，扫轨板的下边缘与轨顶面的间隙为 10mm，用来消除轨道上的杂物，以确保起重机运行安全。三、小车运行机构 -102-（一）小车运行机构传动形式 中、小型起重机的小车运行机构均采用集中驱动形式，如图 5-20（a）所示。大起重量起重机的小车运行机构则通常采用分别驱动的形式，见图 5-20(b）。（二）小车运行机构的组成 如图 5-20 所示，小车运行机构由电动机 2、联轴器 3、立式减速器 4、传动轴 6 及车轮组 7 组成，在电动机轴上安装制动轮及其相应的制动器 1。图 5-20 小车运行机构示意图 1-制动器 2-电动机 3-联轴器 4-立式减速器 5-联轴器 6-传动轴 7-车轮组。（三）小车运行机构的技术要求 1.小车运行机构必须安装制动器，以使断电后在允许制动行程范围内安全停车。2.制动器每 23 天检查调整一次。3.小车行程的两端必须安装限位器，相应在小车架梁端装有限位安全尺，以确保在小车行至终端时碰撞限位器转臂而打开触点断电停车。4.小车架底部必须装有缓冲器，并在主梁两端腹板相应部位焊有挡板，使之与缓冲器的碰头对中相碰撞，以阻挡车体继续运行并起缓冲作用。5.在主梁端部之上盖板处应焊有止挡体，以确保小车不脱轨掉道。6.小车运行时各车轮踏面应同时与轨道接触，主动车轮踏面与轨顶面间隙不大于 0.1mm；从动车轮踏面与轨道顶间隙不大于 0.5mm，小车出现“三条腿”现象时，必须予以修理，不可带病工作。7.小车车轮为单轮缘时，轮缘应靠近轨道外侧方向安装，不得装反。8.同大车一样，小车轮前方应安装挡轨板，挡轨板底边缘与轮顶间隙为 10mm。四、造船门式起重机 目前，国内造船愈来禽趋向于大分段建造方式，目的是为了缩短船台(坞)的使用周期，提高船台(坞)的利用率，即分段在船体车间预制，通过平移设备(如平板车等)移至分段堆场，然后再利用起重设备将预制分段吊运至船台(坞)，进行船体拼装焊接。能胜任吊运工作的起重设备般是门座起重机或大型造船门式起重机。与门座起重机相比较，大型造船门式起重机对于大型分段的安装和运输具有明显的优点，它横跨船台(坞)，并为大型分段的装配现场服务。此类起重机不仅具有升降、吊运功能而且可以实现船体分段的空中翻身作业，把分段调节到所需的最佳焊接位置。大型造船门式起重机是通过具有两套起升机构的上小车和一套起升机构的下小车来实现分段的 -102-翻身作业。首先通过吊钩的升降调整使整个分段都由上小车来承受(见图 5-21（a）)；卸了载的下小车从上小车下穿过，吊钩则重新系在分段的另一侧(见图 5-21（b）)；这时上小车放下吊钩，同时上，下小车继续相背而驶，从而实现分段翻身(见图 5-21（c）)。（a）（b）（c）图 5-21 船体翻身示意图 对于跨度较大的造船门式起重机，为了补偿温差造成的结构变形，以及因为大车行走的不同步引起起重机两腿间偏差过大，导致门架的扭转，这时需要设置柔性腿（如图 5-22 所示），同时配合纠偏装置调整两腿间偏差。图 5-22 造船门式起重机 -102-第四节 桥门式起重机的电气安全 一、电动机 电动机是一种将电能转换成机械能并输出机械转矩的动力设备。电动机可分为交流电动机和直流电动机两大类。在交流电动机中又有异步电动机和同步电动机之分。交流异步电动机又分笼型和绕线型两种。绕线型异步电动机是起重机上使用最广泛的一种电动机，而笼型电动机只限用于中小容量、起动次数不多、没有调速要求，对起动平滑性要求不高、操纵简单的场合。（一）电动机的结构 三相绕线型异步电动机的结构（如图 5-23 所示），它主要由定子和转子两个基本部分组成；1、定子 定于是电动机静止不动的部分，定子包括机座、定子铁心、定子绕组和端盖等。定子铁心由 0.5mm 的硅钢片叠成，是电动机的磁路部分，定子绕组嵌放在定子铁心槽内，是电动机的电路部分。图 5-23 电动机的结构图 1-排尘孔盖 2-集电环 3-接线盒座 4-转子 5-吊环 6-机座 7-定子 8-风扇 2、转子 转子是电动机的转动部分，它由转子铁心、转子绕组和转轴等组成，其作用是输出机械转矩。转子铁心与定子铁心一样，也是由 0.5mm 的硅钢片叠成的，是电动机的磁路部分。二、控制器 控制器是一种具有多种切换线路的控制电器，它用以控制电动机的起动、调速、换向和制动，以及线路的联锁保护，进而使各项操作按规定的顺序进行。控制器的分类方法很多，如按其控制方法的不同可分为：直按控制、半直接控制和间接控制三种。按控制器触点的不同可分为：平面控制器、鼓形控制器、凸轮控制器和主令控制器。起重机上一般采用后二种的的控制器。（一）凸轮控制器 1、凸轮控制器的结构 凸轮控制器是由机械、电器、防护三部分组成的，其结构（如图 5-24）所示，其中机械部分有手轮、转轴、凸轮等；电器部分有动触点、静触点、联板等：防护部分有外罩及防止弧光短路的灭弧 -102-罩等：图 5-24 交流凸轮控制器 图 5-25 LK1 系列主令控制器结构图 1-联板 2-手轮 3-转轴 4、7-灭弧罩 1-静触点 2-动触点 3-滚轮 4-杠杆 5-动触点 6-静触点 8-触点 5-凸轮 6-凸轮心轴 7-手柄 8-定位滚轮 2、凸轮控制器的作用 它的作用是控制电动机起动、制动，换向、调速，控制电阻器并通过电阻器来控制电动机的起动电流，防止电动机起动电流过大，并获得适当的起动转矩，凸轮控制器与限位开关联合工作，可以限制电动机的运转位置，防止电动机带动的机械运转越位而发生事故：保护零位起动，防止控制器手柄不在零位时，切断电源以后重新送电，使电动机运转而发生事故。3、凸轮控制器的特点 (l)控制绕线型电动机时，转子串接不对称电阻，以减少凸轮控制器触点的数量(2)一般为可逆对称电路，平移机构正、反方向档位数相同，具有相同的速度，从 1 档至 5 档速度逐级增加，在下降时，电动机处于回馈制动状态，稳定速度大于同步速度，与起升相反，5 档速度最低。不能得到稳定低速，如需准确停车，只能靠点动操作来实现。重载时需慢速下降，可将控制器打至上升第 1 档，使电动机工作在反接制动状态。(二)主令控制器 主令控制器是向控制电路发出指令并控制主电路工作的一种间接控制用电器。它常与起重机控制屏相配合，组成一个完整的控制系统，用来控制电动机的起动、制动、换向和调速。1、主令控制器的结构（如图 5-25 所示）。2、主令控制器的应用范围 由于主令控制器线路复杂，使用元件多，成本高，体积大。所以仅适用在下列情况：电动机容量大，凸轮控制器容量不够，操作频率高，每小时通断次数接近 600 次或 600 次以上；要求电气设备有较高的寿命；有较好的调速，点动性能等。3、主令控制器的特点：主令控制器具有工作可靠、操作轻便、能实现多点多位控制等优点，这对于工作机构操作频繁的起重机来说是很重要的。（三）联动控制台 -102-联动控制台是凸轮控制器、主令控制器等电器的组合而成，台上还可附加信号灯、按钮及紧急开关等元件。联动手柄机构是利用锥形齿轮和杠杆组成，它可用较少的手柄，控制较多的机构操作，在机构多、工作频繁的起重机上常采用。三、接触器 接触器是一种远控电器，它是接通或断开主电路来实现自动控制的一种通断开关电器。在起重机上，接触器用来控制电动机的起动、制动、加速和减速过程。由于它是用电磁控制的，所以能远距离控制和频繁动作，并能实现自动保护。四、继电器 当某些参数达到预定值时，能自动动作，从而使电路发生变化的电器称为继电器，它是根据一定的信号，如电流、电压、时间、温度和速度等来接触或断开小电流电路和电器的控制元件的，继电器的自动控制系统中应用的相当广泛。继电器按其用途可分为保护继电器和控制继电器两大类。保护继电器中有过电流继电器和热继电器，控制继电器中有时间继电器和中间继电器。五、电阻器 电阻器是由电阻元件，换接设备及其它零件组合而成的一种电器。它接在绕线型异步电动机的转子电路中，其作用是限制电动机的起动，调速和制动电流的大小。电阻器的选择，与起重机工作效率及使用寿命有很大关系，而整个电器设备的工作特性又和电阻器与电动机及控制器之间的正确连接有很大关系。电阻器按其用途可分为起动用的电阻器和起动调速用的电阻器两种。六、保护箱 保护箱又称保护盘、控制箱、配电盘。它是用来配电，保护和发出讯号的电气装置，而且也是一种较为复杂的成套电器。它的结构（如图 5-26 所示），它是由空气开关（又称自动开关，也有用刀开关的）、过电流继电器、接触器、熔断器、变压器等组成。过电流继电器保护电机过载。熔断器起短路保护作用，变压器分别供给照明灯和信号灯用。保护箱与凸轮器或主令控制器配合使用，实现电动机的过载保护和短路保护，以及失压、零位，安全、限位等保护。图 5-26 保护箱的结构、外形示意图 1-空气开关 2、过电流继电器 3-三相电器具 4-接触器灭弧罩 5-接触器具 6-熔断器具 7-变压器 -102-七、制动电磁铁 制动电磁铁与制动器联合作用，使电动机带动的各工作机构准确工作。一般制动电磁铁吸引线圈的引入线是从电动机的定子接线中引出的，所以，电磁铁的供电或停电是随电动机停电而停电，随电动机的供电而工作的。制动电磁铁根据电流种类的不同，可分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类。交流电磁铁又分单相交流电磁铁和三相交流电磁铁两种。根据行程长短和电磁铁的性质，电磁铁又可分为长行程制动电磁铁、短行程制动电磁铁、液压制动电磁铁等几种（如图 3-1、3-2、3-3、3-4）。八、起重机的电路（一）、组成 起重机的整体电路是由照明回路、主回路、控制回路三部分组成的。1、照明电路 起重机的照明电路它是由机上照明、机下照明和驾驶室照明等几部分组成的（如图 5-27 所示）。2、主电路 主电路（动力电路）是用来驱动电动机工作的电路，它包括电动机绕组和电动机外接电路两部分。外接电路有外接定子和外接转子电路，简称定子电路和转子电路（如图 5-28 所示）。图 5-27 图 5-28 -102-3、控制电路 控制电路由保护电路（如图 5-29）、大车控制电路、小车控制电路、升降控制电路等四部分组成。其中保护电路包括零位启动电路（号电路）、联锁保护电路（号电路）和限位保护电路（号电路）所组成。九、电气保护 1、电气隔离装置 起重机上低压的总电源回路设有能够切断所有动力电源的主隔离开关或其他电气隔离装置。起重机上未设主隔离开关或其他电气隔离装置时，总电源开关应具有隔离作用。2、总电源回路的短路保护 起重机总电源回路至少应有一级短路保护。起重机上电气设备的绝缘破坏，发生碰壳或相间短路时，应迅速动作切断故障电源。短路保护应由自动断路器或熔断器来实现。自动断路器每相均应有瞬时动作的过电流脱扣器，其整定值应随自动开关的型式而定。熔断器熔体的额定电流应按起重机尖峰电流的 1/21/1.6 选取。3、失压保护 总电源有失压保护。当供电电源中断时，能够自动断开总电源回路，恢复供电时，不经手动操作，总电源回路不能自行接通。4、零位保护 起重机设有零位保护（机构运行采用按钮控制的除外）。开始运转和失压后恢复供电时，必须先将控制器手柄置于零位后，该机构或所有机构的电动机才能启动。防止控制器不在零位，电动机定子电路接通，使转子电路在电阻较小的情况下送电，造成电动机的误起动。5、过流保护 起重机上的每个机构均应单独设置过流保护。当电路短路或电动机严重过载时，断开总电源或机构电动机控制电源，使电动机停止工作，过电流保护用的电器有过电流继电器、热继电器和自动断路器等。交流绕线式异步电动机可以采用过电流继电器。笼型交流电动机可采用热继电器或带热脱扣器图 5-29 -102-的自动断路器做过载保护。采用过电流继电器保护绕线式异步电动机时，在两相中设置的过电流继电器的整定值应不大于电动机额定电流的 2.5 倍。在第三相中的总过电流继电器的整定值应不大于电动机额定电流的 2.25 倍加上其余各机构电动机额定电流之和。保护笼型交流电动机的热继电器整定值应不大于电动机额定电流的 1.1倍。6、行程保护 限制大、小车或起升机构在所规定的行程范围内工作，行程开关（或终端开关）起行程保护作用。7、通道口的联锁保护 进入起重机的门和司机室到桥架上的门必须设有电气联锁保护装置，当任何一个门打开时，起重机所有的机构应均不能工作。防止驾驶员或检修人员上车误触电，也可防止由于机构突然起动造成挤伤，坠落事故。8、紧急断电开关 设在司机操作方便的地方，供在紧急情况下迅速切断总电源用，其结构形式应是不能自动复位的。9、超速保护 起重机起升机构和变幅机构调速时，机构的支持制动器是全打开的，不起制动作用。由于调速可能造成超速，调速系统一般均应设置超速保护环节和措施，如安装位置允许，都应设置超速保护开关。铸造、淬火起重机的主起升机构和用可控硅定子调压、涡流制动器、能耗制动、可控硅供电、直流机组供电调速以及根据相关安全技术规范要求额定起重大于 20T 用于吊运熔融金属起重机的起升机构，应有超速保护措施。10、失磁保护 电磁式起重电磁铁交流侧电源线，应从总电源接触器进线端引接，以保证起重机内部各种原因使总电源接触器切断总电源时，起重电磁铁不断电。突然失电可能造成事故的场合，电磁式起重电磁铁可设置备用电源。11、接地保护 起重机上允许用整体金属结构做接地干线，金属结构必须是一个有可靠电气连接的导电整体。如金属结构的连接有非焊接处时，应另设接地干线或跨接线。起重机上所有电气设备正常不带电的金属外壳、变压器铁芯及金属隔离层、穿线金属管槽、电缆金属护层等均应与金属结构间有可靠的接地联接。当起重机供电电源为中性点直接接地的低压系统时，整体金属结构的接地型式应采用TN 或TT 接地系统。零线重复非接地的接地电阻不大于4；零线重复接地的接地电阻不大于10。采用TT 接地系统时，起重机金属结构的接地电阻与漏电保护器动作电流的乘积应不大于50V。第五节 桥门式起重机的基本操作方法 一、对起重机司机操作的基本要求 -102-起重机司机在严格遵守各种规章制度的前提下，在操作过程中应做到稳、准、快、安全、合理。（具体要求参照第四章第五节）二、开机 要想开动起重机，首先要对起重机送电。一般送电的总电源箱在地面，当电源开头合上后，司机室内控制箱上电源指示灯亮启，表示送电成功，这时应把所有的安全限位闭合。如司机室、走台门等关上，并合上紧急开关和所有控制器手柄放到零位，然后合上控制箱上的闸刀开关，接通主接触器后，才能开始工作。三、起升机构的操作 起升机构是起重机的核心机构，它的工作好坏是保证起重机能否安全运转的关键，因此作为司机，必须很好地掌握起升机构的操作方法。桥门式起重机多用凸轮控制器操作，中间位置为零位，即停止档，在其左右各有五个档位。将起升机构凸轮控制器手柄推离零位，起升机构就起动运行。当手柄向左推时，起升机构取物装置就向上运行；当手柄向右推时，起升机构取物装置就向下运行。（一）起升操作 起升操作可分为轻载起升、中载起升和重载起升三种。1、轻载起升 轻载起升的起重量 Q0.4G n。操作方法是：从零位向左（起升方向）逐级推挡，直至第五档，每档必须停留 1 秒钟以上，从静止、加速到额定速度（第五档），一般需要经过 5 秒钟以上，当吊钩被提升到预定高度时，应将手柄逐级扳回零位。同理，每档也要停留 1秒钟以上，使电动机逐渐减速，最后制动停车。2、中载起升 中载起升的起重量 Q0.5G0.6G n。操作方法是：启动、缓慢加速，当将手柄推到起升方向第一档时，停留 2 秒钟左右，再逐级加速，每档停留 1 秒钟左右，直至第五档。而电动机逐渐减速，直至最后制动停车。3、重载起升 重载起升的起重量 Q0.7G n。操作方法：将手柄推到起升方向的一档时，由于负载转矩大于该档电动机的起升转矩，。所以电动机不能启动运转，应该迅速将手柄推到第二档，把物件逐渐吊起。物件吊起后再逐渐加速，直至第五档。如果手柄推到第二档后，电动机仍不能启动，就意味着被吊物件已超过额定起重量，这时要马上停止起吊。另外，如果将物件提升到预定高度时，应将手柄逐档扳回零位，在第二档停留时间应稍长些，以减少冲击，但在第一档位不能停留，要迅速扳回零位，否则重物会下滑。（二）下降操作 下降操作与上升时各档位速度的逐级加快正好相反，下降手柄一、二、三、四、五档的速度逐级减慢，其操作可分为轻载下降、中载下降和重载下降三种。1、轻载下降 -102-轻载下降的起重量 Q0.4G n。操作方法是；将手柄推到下降第一档，这时被吊物件以大约 1.5倍的额定起升速度下降。这对于长距离的物件下降是最为合理的操作档位，可以加快起重吊运速度，提高工作效率。2、中载下降 中载下降的起重量 Q0.5Gn0.6Gn。操作方法是：将手柄推到下降第三档比较合适，不应以下降第一档的速度高速下降，以免发生事故，这样操作，既能保证安全，又能达到提高工作效率之目的。3、重载下降 重载下降的起重量 Q0.7G n。操作方法是：将手柄推到下降第五档时，以最慢速度下降。当被吊物到达应停位置时，应迅速将手柄由第五档扳回零位，中间不要停顿，以避免下降速度加快及制动过猛。重载下降的操作还应注意以下几点：（1）不能将手柄置于下降方向第一档。因为这时被吊物下降速度可高达额定起升速度的两倍以上，这无疑是极其危险的，不仅电动机要发生故障，而且由于下降速度过快，重量大的被吊物体会产生很大的动能，造成刹不住车的严重溜钩事故。（2）长距离的重载下降，禁止采用反接制动方式下降。即手柄置于上升方向第一档，这时电动机启动转矩小于吊物的负载转矩，重物拖带着电动机逆转，电动机转子电流很大，有可能烧毁电动机，所以在这种场合不能采用这种操作方法。4、反接制动、单相制动的操作 对于大起重量的起重机，采用了如 PQS 型控制屏配合使用的主令控制器，那么下降的档位一般设置为：下降第 1 档为反接制动，可实现重载慢速下降，降第 2 档为单相制动，可实现轻载慢速下降，其余下降 35 档为下降加速档，其功能和操纵方法与上述相同；当轻载下降可选择 25 档，重载下降时，慢速可选择 1 档（但不能长时间使用），一般应直接置于 3 至 5 档。（三）起升机构的操作要领及安全技术 起升机构操作的好坏，是保证起重机工作安全的关键。因此，起重机驾驶员不仅要掌握好起升机构的操作要领，而且还要掌握它的安全技术。1、吊钩前后找正 每次吊运物件时，要把钩头对准被吊物件的重心，或正确估计被吊物件的重量和重心，然后将吊钩调至适当的位置。吊钩左右找正，要根据钩头吊挂物件后钢丝绳的左、右偏斜情况而向左、右移动大车，使钩头对准物件的重心。吊钩的前后找正，因为吊钩和钢丝绳在驾驶员的前方，钢丝绳的偏斜情况不太容易看出，所以钩头吊挂物件后，要缓慢提升，然后再根据吊物前后侧绳扣的松紧不同，前后方向移动小车，使前后两侧绳扣松紧一致，即吊钩前后找正。2、平稳起吊 当钢丝绳拉直后，应先检查吊物、吊具和周围环境，再进行起吊，起吊过程应先用低速把物件吊起，当被吊物件脱离周围的障碍物后，再将手柄逐档推到最快档，使物件以最快的速度提升。禁止快速推档、突然启动，避免吊物碰撞周围人员和设备，以及拉断钢丝绳，造成人身或设备事故。3、被吊物起升后 一般起升的高度在其吊运范围内，高出地面最高障碍物半米为宜，然后开小车移至吊运通道再沿 -102-吊运通道吊运，不得从地面人员和设备上空通过，防止发生意外事故。当吊物需要通过地面人员所站位置的上空时，要发出信号，待地面人员躲开后方可通过。4、切断电源 在工作中不允许把各限位开关当作停止按钮来切断电源，更不允许在电动机运转时（带负荷时）拉下闸刀，切断电源。5、物件的停放 当物件吊运到应停放的位置时，应对正预定停点后下降，下降时要根据吊物距离落点的高度来选择合适的下降速度。而且在吊物降至接近地面时，要继续开动起升机构慢慢降落至地面，不要过快、过猛。当吊物放置地面后，不要马上落绳脱钩，必须在证实吊物放稳且经地面指挥人员发出落绳脱钩信号后，方可落绳脱钩。（四）起升机构制动器突然失灵的操作方法 在实际操作中，有时会碰到制动突然失灵的现象。所谓制动器失灵，就是控制器手柄转到零，吊钩或车体仍在运行。当遇到这种情况，特别是起升机构的制动器突然失灵时的正确处理方法是：1、处理态度：驾驶员应该沉着、冷静、正确判断，采取应急措施。2、机械方面：先从机械方面着手。首先要进行一次点车或反向操作，使吊物上升到一定高度（能上升，千万不可断电！）。手柄再放到零位，若重物又开始下滑，说明机械故障不能消除，应立即发出紧急信号，同时寻找物体可以降落的地点。如当时物体所处位置即可以降落，应立即发出紧急信号，同时寻找物体可以降落的地点。如当时物体所处位置即可以降落，就要把控制器手柄放到下降速度最慢一档，使物件降落。决不允许让物件自由坠落。如果当时的情况不允许直接降落物体，就要迅速地把控制器手柄逐级地转到上升速度最慢的一档，严禁将控制器转到上升速度最快一档。（因为转矩变化大，会使过电流继电器触点脱开，把电源切断，使重物立即自由坠落，造成更大的事故）。因此，根据实际情况，通过连续几次重复的上下操作，能使大、小车把物件运送到可以降落的地点。3、电气方面：如果在点车或反向操作之后，重物仍在下滑，那么可以认为这种失灵是由电气方面原因造成的。遇上这种情况，应立即拉下紧急开关和保护箱闸刀开关，切断电源，使制动器合闸制动（因为是常闭制动器），把吊物停住。然后查明原因，排除故障。（五）起吊操作中判断超载和故障的方法 当控制器手柄放到上升第二档位置时，仍不能起动负载，驾驶员应当及时把控制器手柄放到零位，然后分两种情况进行分析：1、询问、估计载荷是否超载，若有超载可能，就不允许再起吊。2、询问、估计载荷不可能超载，那么起升机构有故障，也不能再起吊，应请有关机、电维修人员来检查维修。（六）吊运中突然停电的处理方法 当吊运过程中突然停电时，司机应首先把控制器手柄放到零位，并拉下控制箱闸刀开关，然后询问停电原因。1、若短时间停电，就在司机室内耐心等待。2、若长时间停电，就要设法撬开制动器放下载荷。-102-（七）操作机构突然失灵的处置方法 先立即拉下紧急开关，再拉下闸刀开关切断电源待查。（八）桥门式起重机操作中突然着