第六章门座式起重机安全技术

第六章 门座起重机安全技术
第一节 门座起重机的分类
门座起重机是以其门形机座而得名的。

这种起重机多用于造船厂、码头装卸等场所。

在门形机座上装有起重机的回转部分，门形机座实际上是起重机的承重部分。

门形机座的下面装有运行机构，可在地面设置的轨道上行走。

在回转部分上装有臂架和起升、回转、变幅机构。

四个机构协同工作，可完成设备或船体分段的安装，或者进行货物的装卸作业。

门座起重机通常用由外部电网经软电缆供电，其四大机构一般均采用三相感应电动机分别驱动。

按门座结构形式不同可分为全门座起重机和半门座起重机两种。

所谓半门座就是指起重机的一侧支撑在地面轨道上，另一侧则支撑在厂房外侧的承轨梁的轨道上。

按专用场合不同则可分为：港口用门座起重机、造船用门座起重机和水电站用门座起重机三种。

另外国家《特种设备目录》中还有带斗门座式起重机，并且把港口台架起重机、液压折臂起重机和固定式起重机也列入门座起重机的范畴（如图6-1）。

图6-1 门座起重机种类
港口门座起重机 造船门座起重机 水电站门座起重机 带斗门座起重机 港口台架式起重机 固定式起重机
第二节 门座起重机的结构和性能
门座起重机的构造一般分为两大部分，即上旋转部分和下运行部分。

上旋转部分包括：臂架系统（如图6-2）、人字架（如图6-3）、旋转平台和司机室、机器房。

在机器房内安装有起升机构、变幅机构和旋转机构。

下运行部分包括：门座和运行机构。

图6-2 图6-3 一、门座结构及其技术要求
门座结构分为桁架式和钣梁式。

由于它承受着全部起重部分的重量及吊重和风载，同时承受着各种运动所产生的惯性力和由此而引起的各种变矩作用，因此要求它具有足够的刚性和强度。

门座的门洞尺寸，依专用场合有所不同，港口用门座的门洞可通过1～3条铁路路轨，因而有一线门座、二线门座和三线门座的称法。

其门座轨距分别为6m 、10.5m 、和15m ；船用门座轨距为6m 、10m 和12m ；水电站用门座轨距为7m 、10.5m 和13.5m 。

（1）门座结构形式
①八杆门座。

如图6-4a 所示，它是由
顶部圆环结构、中部八根支杆以及下部门座
等三部分组成。

支杆可由型钢或钢板焊制。

门座多为钢板制成的箱形结构。

此种门重量
轻、结构简单、制造方便。

②交叉门座。

如图6-4b 所示，它是由
箱形截面的两片钢架垂直方向交叉组成。

顶部是
箱形断面的圆环，上面装有圆形轨道及齿轮；中
部有一层或两层水平十字梁，用来拉撑四条立腿；上层十字梁可用来装置转柱下支撑座。

其特点是门座构件少，刚性好，制造也较简单，但自重较大。

③圆筒门座。

如图6-4c 所示，圆筒门座是把整个门座的中间部分，用大直径钢筒代替前两种门座的支杆或箱形结构支腿的上半部。

顶面上装有大直径滚动轴承和大齿轮。

圆筒内装有电梯和爬梯等。

这种门座风阻小，自重轻，外形简单，制造安装均较方便。

图6-4
（2）技术要求
①门座是受力主要构件，对焊接质量要求很高，不得有任何缝隙和气孔。

使用时发现缺陷，应立即补修，不得带病工作。

②各部连接螺栓在安装时要求预紧力均匀。

每使用100小时后，要及时检查，发现松动者及时拧紧。

③要定期检查构件的各条焊缝，有开裂者及时补焊。

二、起升机构及其技术要求
（1）起升机构
起升机构是起重机提取货物作升降运动的机构，一般是依靠改变电动机的旋转方向来改变取物装置的升、降运动。

起升机构由驱动装置、钢丝绳缠绕系统和取物装置组成。

起升机构电动机通电后，开始旋转并产生扭矩，通过联轴器，把扭矩传递给齿轮减速器和卷筒，由卷筒的转动来缠绕钢丝绳，使钢丝绳产生直线运动，经过导向滑轮和滑轮组的作用，成为使取物装置升降的牵引力（如图6-5所示）。

图6-5起升机构组成
1-电动机2-制动轮及联轴节3-制动器4-齿轮减速器5-卷筒组6-钢丝绳7-人字架导向滑轮8-象鼻梁尾
部导向滑轮9-象鼻梁头部滑轮10-吊钩装置
对于起重量较大的门座起重机，除主起升机构外，还设有副起升机构。

主起升机构的起重量大，但起升速度较慢；副起升机构则相反，其起重量较小，但起升速度较快。

这种做法可以弥补吊运小型物件时，主起升机构速度慢的缺陷，并减少了能量消耗。

使门座式起重机的生产率有所保证。

一般来说，副钩的起重量是主钩起重量的20～30%。

门座起重机的取物装置可以是吊钩，也可以是抓斗。

为了使门座起重机用途较广泛，通常把起升机构设计成双卷筒结构。

每一个卷筒都用一台电动机来驱动。

如果我们仔细地观察的话，我们将会发现两只卷筒上的绳槽的方向是相反的。

我们往往把左边的卷筒作为支持绳卷筒，并使用左旋钢丝绳，而把右边的卷筒用作闭合绳卷筒，使用右旋钢丝绳。

因此，用抓斗作为取物装置时，人们很自然地把支持绳接到支持绳卷筒上，把闭合绳接到闭合绳卷筒上。

采用吊钩作取物装置时，吊钩常用带有滑轮组的夹套支持着。

这样，取物装置就有了足够的重量，便于在空载下降过程中克服滑轮组和卷筒的阻力，使吊钩具有一定的下降速度，不致影响其生产率。

（2）技术要求
①起升机构必须装有上升限位器和下降限位器，用以限制其起升高度和下降深度。

②起升机构安装制动器的制动安全系数应符合表6-1中的规定值。

常闭式制动器制动安全系数K表6-1
③起升机构由彼此有联系的两套驱动装置组成时，若每套有一个制动器，其制动安全系数应为
1.25；若每套有两个制动器时，则每个制动安全系数为1.1。

④制动时间应在1～2s内，速度高或工作繁重时取最大值。

⑤应安装超载限制器。

三、变幅机构及其技术要求
门座起重机利用变幅机构来改变货物的径向货位以完成装卸任务。

臂架带载进行变幅的称为工作性变幅机构，臂架不带载进行变幅的称为非工作性变幅机构。

前者阻力较大，机构比较复杂；后者阻力较小，机构比较简单。

为了提高生产效率，门座起重机广泛采用工作性变幅机构。

为尽可能降低变幅机构的驱动功率和提高机构的操作性能，必须采取载荷水平位移措施和臂架自重平衡措施。

（1）变幅时实现载荷水平位移的方法
图6-6 图6-7
①绳索补偿法。

这种方法的特点是在变幅过程中，采用补偿滑轮组法，使起升钢丝绳卷绕系统及时地放出或收回一定长度的钢丝绳，以补偿由于起重臂变幅时使吊物产生的垂直运动的距离，从而达到变幅过程中吊物的运动轨迹是一水平线，即载荷水平位移（见图6-6）。

这种方法优点是结构简单，臂架受力好，缺点是钢丝绳长，穿绕滑轮多，只适于小起重量的起重机中。

②组合臂架法：是依靠臂架的机构和外形设计，实现在变幅过程中臂端移动轨迹为水平线或接近
水平线，以满足在变幅过程中吊物走水平位移的要求。

如图6-7所示是四连杆式组合臂架图。

象鼻梁下端点，在有效幅度范围内，将沿接近水平的轨迹移动。

这样，在起升绳不动的情况下，则能保证吊钩实现水平移动。

（2）变幅机构的技术要求
①变幅机构必须在幅度范围的两终端安装幅度限位器，以限制起重机的最大幅度和最小幅度。

②起重机必须安装幅度指示器，以使司机随时能掌握操作中幅度位置，防止超载作业，避免整机倾翻事故。

③吊钩在变幅过程中沿非绝对水平线移动时，其高度差值应小于0.03m。

④变幅机构必须安装制动器，其制动安全系数应为：
工作状态下K≥1.25 非工作状态下K≥1.15
制动时间为：
工作状态下t≤4～5s 非工作状态下t≥1.5s
四、旋转机构及其技术要求
门座起重机的旋转机构是完成吊物沿圆弧作水平移动的机构。

其与起升和变幅机构配合，可将起吊货物移送到幅度范围内的任意部位。

旋转机构是由旋转支撑装置及促使转动部分旋转的驱动装置两部分组成。

旋转支撑装置有转柱支撑装置（图6-8）、定柱旋转支撑装置和转盘式旋转支撑装置（图6-9）三种形式。

图6-8 图6-9
旋转驱动装置则有卧式电动机、圆柱及圆锥齿轮传动；卧式电动机、蜗轮减速器直接带动和立式电动机、立式圆柱齿轮减速器或立式行星减速传动等三种形式（如图6-10）。

旋转机构必须安装极限力矩联轴器，且其安装位置为：电动机——制动器——极限力矩联轴器。

则机构的负荷可由极限力矩联轴器所传递的力矩加以限制，还可对旋转机构和金属构件起保护作用。

有的门座起重机为了减缓旋转惯性力和冲击，还装有弹簧缓冲器。

图6-10
五、运行机构及其技术要求
门座起重机运行机构是由运行支撑装置、运行驱动装置和安全装置三部分组成。

支撑装置包括均衡梁、车轮、锁轴；驱动装置包括电动机、制动器和减速器。

运行机构的安全装置包括夹轨器、缓冲器以及限位开关、扫轨板等（如图6-11）。

图6-11
其技术要求有以下几点：
①门座起重机不能带载运机。

②门座起重机运行制动时间通常为6～8s，过短会产生强大的惯性力而使整机振动。

③经常检查制动电磁铁，以防传动杠杆卡死，螺栓松动或线圈受潮。

如用液压电磁铁，则应经常检查液压油是否充足，是否有泄漏现象。

六、门座起重机的稳定性
门座起重机的稳定性，是指起重机在其自重和外载荷作用下，抵抗翻倒的能力。

稳定性不足，会使整机翻倒而造成重大人身和设备事故。

由于它的重量大、整体高、倾斜时更可能危及高载货物的船舶和舰艇，因此门座起重机的稳定性是关系到工作人员生命和国家财产的重大安全问题，工作中必须
予以高度重视。

门座起重机的稳定性有两种，一为载重稳定性（包括工作状态稳定性和满载稳定性），另一为自重稳定性（也称非工作状态稳定性）。

两种稳定性的大小，都以相对倾翻棱边（简称倾翻线）的复原力矩（又称维持力矩）与倾翻力矩的比值来表征；即所谓的“稳定性安全系数K”。

第三节门座起重机的安全操作规程
一、起重机司机安全守则
1、司机必须经过体格检查，身体健康并无妨碍门座起重机操作的疾病及生理缺陷。

2、司机必须进行一定时期的特种设备安全教育和培训，经考试合格取得“国家统一格式的特种作业人员证书”。

3、司机作业前带好随车工具和穿好绝缘鞋，以利安全操作。

4、严禁驾驶员酒后操作起重机。

5、严格遵守“起重十不吊”的规定(具体参照第五章第五节的要求)。

6、接班前要做到“四交、八查”。

“四交”：
（1）交生产操作环境；
（2）交机械设备运行状况及各种安全装置；
（3）交安全质量措施和注意事项；
（4）交随车工具是否齐全、工具是否良好。

“八查”：
（1）查棚架、门窗、玻璃有无损坏；
（2）查吊臂、滑轮、吊钩、角度指示器，限位器，控制器等是否完好；
（3）查仪表、灯光、警报装置是否良好；
（4）查各电动机工作运行运转是否正常；
（5）查传动机构、联轴箱、齿轮油是否符合标准；
（6）查起重操纵系统是否灵活可靠，钢丝绳是否牢靠；
（7）查各制动器的制动性能是否良好；
（8）查液压系统是否漏油，金属结构是否有裂缝。

二、起重机安全操作规程
（一）司机必须严格执行“起重机驾驶员安全守则”的有关规定。

（二）司机的基本要求：在操作中应做到稳，准，快，安全，合理。

稳：司机在操纵起重机的过程中，必须做到起动，制动平衡，吊钩或负载不摇晃。

准：在稳的基础上，吊钩或重物应正确地停放在所指定的位置上。

快：在稳、准的基础上，协调各机构动作，缩短工作循环时间。

有的司机为了达到快的目的，往往忽视安全，不顾车体和吊钩的摇晃开快车，这是十分错误又是十分危险的。

安全：对设备能预检预修，确保起重机在生产过程中安全运行，在操作中严格执行安全操作堆积，不发生或预防任何人身设备事故。

在意外故障情况下，能机动灵活采取措施，制止事故发生或使损失减少到最低程度。

合理：在了解，掌握电动机的机械特性的基础上，根据吊运物件的具体情况，正确地操纵控制器。

（三）作业前要做的工作：
1、司机必须对所驾驶的机械进行详细检查电气线路，电器开关，各种仪表的情况，松开夹轨器，各种刹车，把电缆放在安全位置。

2、未投入作业前，首先空载试转，回转时谨防该机（象鼻梁、刚性拉杆、平衡铁）与前后机械、船台、船舶吊杆等之间相碰，确认情况正常，方可开始作业。

（四）作业中要做的工作：
1、各操纵手柄必须放在零位位置，并检查制动器是否膨胀或咬死，如有，应采取措施调整后方能送电。

起吊额定重量60%以上时，高度不超过0.5m，并需制动有效方可作业。

2、严禁超负荷作业，当超负荷限制器铃响时，应立即将货物放下。

3、当货物位置和钩头不处于垂直位置时，须将货物移至钩头钢丝绳垂直位置时，立即落地停顿。

防止货物游荡碰伤人或损坏其他物件。

4、严禁抽拔压在下面的货物；要有顺序操作。

5、严禁起重机载运人员或跟货物上下。

6、用抓斗时，严禁单索超负荷，必须二索一起上升，并随时注意卸扣变化的情况。

7、当钢丝绳由卷扬筒下放时，卷筒上的钢丝绳除固定绳丝尾的圈数外，必须保留应有的安全圈数，但钢丝绳不可松得太多，以免滑槽出事故。

8、规定掌握正确的操作方法，纠正不正确的驾驶姿势。

9、电动机起动后没有完全停止，不准反向启动。

10、机械作业中禁止修理或注油等，如机械发生故障要停止作业，在没有得到修理工同意，严禁动车。

11、作业中如发现货物捆扎不好，重心不稳等不符合安全生产的情况要及时采取安全措施。

12、随时检查并细心钢丝绳的情况，对已达到报废标准的钢丝绳应予立即更换。

13、不得在电阻器、电阻片上烘烤物品。

14、当风力达到六级以上，应停止工作，夹好夹轨器或塞好木楔，并积极采取有效措施。

15、由于特殊操作环境，而不能遵守本操作规程时，司机必须取得有关领导及技术主管人员的同意，方能作业。

（五）作业后要做的工作：
1、工作完毕后应执行例行保养、检查。

2、保养电气设备时严禁用水冲。

3、司机检查电气设备时发现有故障，不准擅自修理，应请电气维修人员修理。

4、做好保养检修工作后，人离开起重机应将变幅到最小幅度；钩头升到顶端，回转刹车刹好，切断电源，夹紧夹轨器。

5、填写日报表。

第四节门座起重机的维护与保养
一、起重机定期保养制度
起重机定期保养制度，直接关系到起重机的寿命、工作效率和安全生产，是司机职责范围内的一项重要工作。

只管开车不管维护保养的作法是对工作极不负责的表现，国务院第373号令第三章第二十七条中指出，特种设备使用单位应当对在用特种设备经常性日常维护保养，应定期自行检查。

起重机应在规定日期内进行维护和修理，防止起重机过度磨损或意外损坏引起伤害事故。

通常执行预防性，计划性、预见性的检修保养工作制度。

经常地、细心地对起重机进行检查。

做好调整、润滑、紧固、清洗等工作，保持机械的正常运转称之为保养。

起重机保养分为：日常保养，一级保养和二级保养。

1、日常保养
（1）做好司机室内外的清洁工作。

（2）检查制动器间隙是否适当。

（3）检查联轴节上的键及联接螺栓是否紧固。

（4）检查音响信号，各种安全保护装置是否灵敏可靠。

（5）检查制动带及钢丝器绳的磨损情况。

（6）检查控制器的金属触头是否密贴吻合。

2、一级保养（每月一次）
（1）给滚动轴承加注润滑油。

（2）检查控制屏、保护盘、控制器、电阻器及各接线座，接线螺丝是否紧固。

（3）检查所有的电器设备的绝缘是否良好。

（4）检查减速器的油量，抽动液压电磁铁的油量及润滑情况。

3、二级保养（每半年一次）
（1）除去润滑脂表面油污，清洗滚动轴承加注润滑油。

（2）检查所有电器设备的绝缘是否良好。

（3）检查控制屏、保护盘、控制器、电阻器及各接线座，接线螺丝是否紧固。

（4）检查减速箱的油量，液压电磁铁油量与润滑情况，如发现油质变坏，应更换润滑油，若油量不足则加油至标准值。

（5）检查钢丝绳的磨损情况以及在卷筒上的固定是否良好。

二、在作业中如何对起重机进行维护保养
1、注视控制器、电流表、电压表、接触器、继电器的工作状况；
2、察听各机构电动机、电阻器、减速器、卷筒等运转声响；
3、注视吊钩升降、吊臂、变幅、转盘、回转、机械运行的情况及其指示器的工作状态；
4、利用利用作业间歇时间，检查各机构电机、减速器。

卷筒等轴承发热或升温情况，按规定对各机件加油润滑，紧固松动螺丝。

三、在作业后如何对起重机进行维护保养
1、清洁机械，包括控制器、配电盘、仪表盘、司机室和机房的地板门窗；
2、回转导线接头螺母，调整接触间隙与压力，检查保险片和旋紧固定螺母；
3、检查起升、变幅、回转、行走机构的情况：
（1）检查开式传动齿轮润滑情况，各齿轮箱，涡轮箱的油量；
（2）检查联轴节联接螺母，传动轴，销及拉杆的连接完好状况；
（3）检查钢丝绳有无磨损和钢丝绳是否在滑轮槽内；
（4）按要求检查、校正各制动器，检查缓冲器缸筒活塞活动衔铁及制动蹄位置是否正常；
（5）检查油嘴、油量是否充足，油路畅通，配置齐全。

4、检查各指示器及安全信号装置的作用，按照要求校正；
5、将臂架收缩到最小幅度、钩头升到最高位置、操纵室转到顺风方向中；
6、切断电源、清洁整理；
7、检查扶梯、扶手、平台踏板，安全栏杆是否牢固、门窗、门销是否完好；
8、检查认真保养完好后，填好运行日志，关窗锁门。

四、起重机定期保养范围的内容（见表6-2）
表6-2
五、做好起重机零部件的润滑保养工作
起重机各机构的使用质量和寿命，在很大程序上取决于经常而正确的润滑。

润滑时应按起重机说明了书的规定日期和润滑油牌号进行，并经常检查设备润滑情况是否良好。

（一）润滑的重要性
润滑是起重机司机维护保养工作的主要内容之一。

润滑工作是保证起重机正常运转，延长机件寿命、提高效率及促使安全生产的重要措施之一，其主要作用为：
1、减少机械磨损、延长零部件使用寿命；
2、保持设备良好的运转性能，如避免销轴等转动部件卡死，避免轴承烧坏等；
3、减少摩擦，提高效率，降低动能的消耗；
4、降低摩擦面的温度，避免摩擦面过热损坏；
5、防止生锈腐蚀；
6、密封防尘（干油润滑的场合）。

（二）各种机构的润滑要求
起重机各机构的润滑方法有分散润滑和集中润滑两种。

集中润滑用于大起重量的起重机上，采用手动泵供油（润滑脂）和电动泵供油集中润滑两种方式。

分散润滑用于中、小吨位的起重机上，润滑时使用油枪或油杯对各润滑点分别注油。

（三）润滑中应做到五定：
1、定人，落实到人；
2、定期，按规定时间加油，换油；
3、定点，按规定部位润滑，防止遗漏；
4、定量，剂量要合适；
5、定质，按规定的润滑材料进行润滑。

（四）润滑的原则
凡是有轴和孔动配合的部位，产生摩擦损面或铰接的传动部位（除制动摩擦带和中心集电环外）都应保持良好的润滑；并且应该了解润滑部位的润滑时间和润滑种类。

（五）在润滑时应注意事项
1、各类润滑油要有专门密封的容器盛装，容器、漏斗、油枪等加油工具应保持清洁。

2、润滑开式齿轮和钢丝绳时，应把油污刮去，然后涂抹润滑脂，润滑脂最好能加热到50℃～60℃，用刷子涂上去。

3、清洗变液压油箱时，要用手摇油泵把油箱内的油抽净，然后用煤油或柴油清油箱。

滤油网和注油器，铜丝布用硬毛刷擦洗，新油一定要通过注油器过滤加到油箱内，加油高度到油标尺后，在正式作业前，开动油泵和进行油缸放气。

4、清洗齿轮箱油池时，把油放净，加入清洗煤油至适当高度，空转数分钟，将油放出，然后加入新油。

六、起重机修理的概念及种类
起重机修理的目的是维持起重机的再生产能力，保证使用过程中的安全，延长机械的使用寿命。

采用的手段是通过更换零部件或在原部件损坏的基础上进行加工，使其恢复原来的配合性能。

修理根据其发生的时间和要达到的目的不同，可分为临时性修理、预防性修理和恢复性修理。

（一）临时性修理是根据时间概念，项目没有统一规定，随时发现故障随时修理。

（二）预防性修理是根据机构的磨损规律，在规定的间隔期，按规定的作业范围进行的有计划的分级修理。

一般包括小修理、中修理、大修理。

1.小修理
这是一种维护的修理。

根据起重机各机构或总成的外部征兆可预先估计的项目，集中组织的修理作业。

其目的是消除部分零件的自然磨损和因操作不当、保养不良所造成的局部损伤。

小修理只对一般零件进行修理或更换。

2.中修理
这是一种平衡性修理。

针对起重机各机构总成之间技术状态的不平衡，通过中修理使其平衡，并延长大修理的间隔期，节约修理费用。

中修理只对部分机构或部件解体。

对大部分机构，则根据外部征兆进行检修。

一般对起升机构、旋转机构、变幅机构的电动机、减速箱、转动零部件解体修理或主要零部件的更换，运行机构则进行检修，金属结构进行补焊或补漆。

3.大修理
这是一种恢复性修理。

按规定的修理间隔期，通过技术鉴定后，有计划组织的修理作业。

通过大修理，应恢复机械的原有技术性能。

大修理必须严格按工艺过程和技术标准进行，确保修理质量。

（三）恢复性修理是指由于长期停用，起重机锈蚀严重，或由于重大事故引起重机严重损坏的修理作业。

如门座起重机象鼻梁折断事故，这种修理可通过鉴定、编制特殊的修理项目及工艺，进行有计划的修理。

七、配合做好起重机检修工作
起重机检修时注意下列事项：
（一）起重机移至不影响其它起重机工作的位置，对因条件限制，不能做到时，应挂安全警告牌、设置监护人并采取防止撞车和触电措施。

（二）将车所有控制器手柄放于零位。

（三）起重机的下方地段应用红白带围起来，禁止人员通过。

（四）切断电源，拉下闸刀，取下控制线路的熔断器，并在醒目处挂上“有人检修、禁止合闸”警告牌，或派人监护。

（五）在检修主滑线时，必须将配电室的闸刀开关断开，并填好工作票，挂好工作牌，同时将滑线短路和接池。

（六）检修时换下来的部件及零件必须逐件清点，妥善处理，不得乱放，谨防工具及物件坠落。