门座式起重机辅助行走装置的设计

门座式起重机辅助行走装置的设计

发表时间：2018-05-14T11:02:31.937Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：殷存照

[导读] 摘要：根据门座式起重机的运行特点及工况要求，设计一套辅助行走装置，减少拖拉门机供电电缆人员的数量以及时间，提高作业效率。

（广州港股份有限公司南沙粮食通用码头分公司广东）

摘要：根据门座式起重机的运行特点及工况要求，设计一套辅助行走装置，减少拖拉门机供电电缆人员的数量以及时间，提高作业效率。

关键词:门座式起重机；辅助行走装置；设计。

Abstract：According to the operation characteristics of portal crane and the working condition of requirements, design a set of auxiliary devices, reduce the personnel number and time of drag portal crane power supply cable, then improve work efficiency. Key words: portal crane；walking auxiliary device；design。

1 问题的提出

目前我司共有海岸线1618米，共配备20台四连杆门座式起重机，简称门机，为此共配置门机岸边接电箱35个，大概每隔50m一个。由于船舶日趋大型化，导致多台门机共同装卸同一条船舶的情况出现，为此必须将门机从其它泊位移过来，这就必然需要将门机的供电电缆从一个岸边接电箱更换到另一个。

由于我司现有的门机有效行走距离都为左右各50m，使用YCW（3*240+1*70）的重型橡套软电缆从岸边接电箱取电，非常的笨重，每次长距离行机时，都必须由6至8名工人耗时50分钟才能完成门机行机工作，既费时又费力。如果通过增加一套辅助行走装置，而该装置的供电电缆非常的轻，就能够大大减少拖拉门机供电电缆人员的数量以及时间，对提高作业效率、降低企业成本具有非常现实的意义。

南沙粮食通用码头分公司设计吞吐量为2310万吨/年，门机作为码头前沿主要大型设备，是生产作业的主力军，如果能够解决门机长距离行机问题，将具有重大的经济和社会效益。

2 门机行走机构介绍

门机行走机构有4套行走台车，每只门腿下面配1套台车，每套台车都有完整的驱动传动装置。驱动系统由电机、减速机、制动器及电缆卷筒组成。

行走机构采用8台11KW电机驱动，因行走机构为非工作性机构, 与起升机构不同时工作，故将其与起升机构共用一台变频器，选用安川公司的G7B。控制系统采用PLC控制，PLC选用安川公司的CP316H。

电缆卷筒与行走电机同步启动，而行走电机停止时，电缆卷筒电机延时后断电。终端放缆限位开关动作后，自动切除行走机构电源，使其停车。

行走机构的电气保护有短路及过电流保护，失压，零位保护，行走锚定联锁保护，电缆卷筒终端放缆限位保护，大车行程限位保护等。门腿两侧装有声光报警器，行走时发出闪光及声响报警。

大车行走可通过司机室手柄操作，也可通过机下行走操作箱进行点动控制。大车行走的速度为25米/分。

3 门机辅助行走装置的设计

3.1 设计目标

（1）减小供电电缆的自重，方便拖拉，减少拖拉电缆的工人数量及耗时。

（2）保证门机行机时安全可靠运行。

（3）保证两套行走装置能够独立可靠运行，不发生混乱。

3.2 方案的设计

3.2.1 主要设计思路

通过增加一套辅助行走装置来代替原有的笨重的供电电缆，以减少拖拉电缆时工人的数量及耗时。该装置主要由辅助电源电缆、辅助电缆卷筒、断路器等相关控制元器件，主要设计思路如下：

①辅助电源电缆经岸边接电箱取电后，经辅助电缆卷筒供电至门机衡量控制柜，控制柜内自设一断路器和接触器，辅助电源经断路器和接触器后，供电至倒序开关，为整机供电。

②PLC在接收到相关信号后，通过程序逻辑分析，输出相关运行命令至行走变频器和辅助电缆卷筒，大车机构开始运行。

③为了保证安全，增加相关保护装置和电气连锁信号。

④通过司机室“强迫收缆”按钮，可强迫收起积留在地面的电缆。

具体流程见图1。

图1

3.2.2 具体设计方案

（1）主要电气回路，见图2。

（2）电缆、电缆卷筒及相关控制元器件的选择

门机行走机构使用的是8台11kW电动机驱动，再加上相关电控设备的容量，综合考虑到尽量减小供电电缆的截面积，最终决定使用YCW（3*35+1*10）橡套软电缆，相比原YCW（3*240+1*70）重型橡套软电缆重量有大幅度的减小，而且也保证了行走机构的正常运行。根据实际情况，选择CVS250F断路器以及LC1D170Q7C接触器，该接触器自带NO辅助触点，用于检测“辅助电源检测信号”。

由于使用的电缆规格为YCW（3*35+1*10），根据计算选择型号为T1D-Ⅱ的电动卷筒，电缆卷盘的直径则选择1.6m，开口大小为80mm。安装于大车台车上，原电缆卷筒一侧。

图2

（3）PLC程序的编写

根据设计，要实现以上功能，必须新增加PLC输入输出点：辅助电源检测信号、辅助电缆卷筒中继输出信号、正常/辅助电缆卷筒选择信号以及辅助电缆卷筒终点信号。

辅助电源检测信号主要用于PLC的检测判断，当PLC接收到该信号以及大车行走的命令后，通过PLC相关逻辑判断，输出大车运行命令。同时也是作为大车机构与其它机构之间的电气连锁，保证在行机过程中其它机构可靠不动作。

辅助电缆卷筒中继输出信号为辅助电缆卷筒运行信号，当PLC接收到行机信号后，会自动判断输出该信号，保证辅助电缆卷筒与大车机构同步运行。

辅助电缆卷筒终点信号用于检测辅助电缆卷筒的电缆是否到达终点，保证到达终点后大车可以立即停止，确保行机安全。通常为了安全，在到达终点时，辅助电缆卷盘上必须要有三圈的安全距离。

正常/辅助电缆卷筒选择信号是原电缆卷筒与辅助电缆卷筒的一个选择信号，通过该信号，我们可以强迫收起积留在地面的辅助电源电缆，减少工人的操作量。

为了保证安全，对行机速度进行了相关限制：机上行走时最大速度为原速的60%，机下行走为原速的50%。

4 调试与实验

4.1 调试

根据设计要求，对辅助行走机构进行了相关调试，行走机构所有保护开关和电气连锁都运行可靠，各运行工况都达到实际要求，实际测量电流值也符合要求。调试结果表见表1。

项目

表1、

4.2 实验

项目调试完毕后，进行了实际操作实验，取得了初步的效果。使用辅助行走装置行机时只需要2名工人20分钟即可完成作业，较原来相比，该装置能够使每次作业节省4-6名工人和30分钟，大概节省70%的人工和60%的时间，时间效益和经济效益巨大。另外，通过增加了相关保护装置以及限速措施，降低电源负荷、提高安全系数。

5 结语

本方案是在现有门机的基础之上，利用成熟可靠地PLC控制技术，通过增加辅助行走装置，减少了作业工人数量及作业耗时，大幅度的节约了成本，提高了作业的时效性，在实际操作中具备极高的推广意义。

参考文献:

[1] 李秀忠. PLC在门座式起重机控制电路中的应用[J].煤矿机械，2004(1).

[2] 张旭榕. 全变频门座起重机行走机构控制方式的改进[J].起重运输机械，2003,(10).

[3] 马鸿锦, 郭宇.40吨门机大车行走机构设计的改进.中国港口[J],2004,(9).