提高門式起重機(jī)的安裝精度

張繼

摘 要：門式起重機(jī)在建設(shè)施工中應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)的門式起重機(jī)起吊之后，吊物晃動(dòng)嚴(yán)重，安裝時(shí)需多次起降方能安放妥當(dāng)。該文以廈門疏港路東渡下穿通道為例，簡(jiǎn)單討論了下門式起重機(jī)在小范圍內(nèi)起降、移動(dòng)、準(zhǔn)確的安放。

關(guān)鍵詞：門式起重機(jī) PLC 變頻調(diào)速 起重吊裝

中圖分類號(hào)：TH213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0078-01

廈門疏港路下穿工程位于疏港路東渡段（東渡港南通道～仙岳路），內(nèi)有兩段暗埋段，分別長(zhǎng)為890 m與370 m，施工主要采用在外預(yù)制框架節(jié)段，現(xiàn)場(chǎng)吊裝入開(kāi)挖好的基坑內(nèi)，拼接為整體。

1 施工工藝介紹

本工程有單孔框架和雙孔框架兩種，本文僅以單孔框架為例，標(biāo)準(zhǔn)單孔框架外尺寸10.35 m×7.5 m考慮運(yùn)輸?shù)跹b條件，單孔框架采用縱向3 m為一節(jié)段，水平向上下分段，形成兩個(gè)“U”型結(jié)構(gòu)，底節(jié)段自重92.20 t，頂節(jié)段自重86.25 t；基坑圍護(hù)樁冠梁頂設(shè)置導(dǎo)軌，架設(shè)龍門吊，將運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制結(jié)構(gòu)吊入基槽進(jìn)行上下再進(jìn)行縱向拼接。施工現(xiàn)場(chǎng)位于廈門市繁華路段，無(wú)法封鎖交通，故基坑開(kāi)挖寬度僅為11.5 m，施工過(guò)程對(duì)門機(jī)的平穩(wěn)性和操控性要求極高。為滿足施工要求，我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)安裝兩臺(tái)門式起重機(jī)，分別為1臺(tái)240 t龍門吊及1臺(tái)120 t龍門吊，120 t龍門吊主要負(fù)責(zé)卸梁及上下節(jié)段匹配，240 t龍門架主要負(fù)責(zé)上下節(jié)段及縱向節(jié)段的匹配。

2 常見(jiàn)問(wèn)題

門式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)由大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)組成，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要由繼電器構(gòu)成，控制方式多以點(diǎn)動(dòng)形式。這樣容易造成以下問(wèn)題：

（1）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流過(guò)大對(duì)電網(wǎng)沖擊大且電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)矩下工作電能較浪費(fèi)。

（2）小車。大車、天車啟動(dòng)停止速度過(guò)快且都是慣性負(fù)責(zé)、機(jī)械沖擊也比較大、齒輪經(jīng)常磨損、軸承經(jīng)常破裂、機(jī)械設(shè)備使用壽命短、操作人員的安全系數(shù)較差、設(shè)備運(yùn)行可靠性低。

（3）經(jīng)常反復(fù)的操作導(dǎo)致門機(jī)的電器元件和電動(dòng)機(jī)始終處于大電流的工作狀態(tài)。降低了電動(dòng)機(jī)和電器元件的使用壽命

3 改進(jìn)方案

3.1 電器部分

（1）我們采用先進(jìn)的可編程控制技術(shù)（PLC）和變頻器技術(shù)以先進(jìn)的程序控制取代傳統(tǒng)的繼電器控制，以變頻調(diào)速的方式去控制電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)多極變速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)門機(jī)的半自動(dòng)化控制。

（2）門機(jī)的控制核心采用西門子S7-300系列可編程控制器（PLC），在電氣室設(shè)置PLC主機(jī)。操作方式采用聯(lián)動(dòng)臺(tái)主令控制器操縱方式。PLC接受各機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，由PLC主機(jī)上的CPU進(jìn)行邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，用于整機(jī)的控制、聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖、監(jiān)測(cè)、保護(hù)的管理。

（3）再根據(jù)原有結(jié)構(gòu)，加入安川A1000系列變頻器作為調(diào)速控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)門機(jī)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，大車、小車、天車的電動(dòng)機(jī)均有專屬變頻器控制，速度均分為三檔：一檔為10 Hz、二檔為30 Hz、三檔為50 Hz，加減速時(shí)間設(shè)為3 s。PLC和變頻器配合使用，起動(dòng)時(shí)變頻器先運(yùn)行，待轉(zhuǎn)矩建立起來(lái)后PLC使制動(dòng)器松閘；制動(dòng)時(shí)PLC檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，待轉(zhuǎn)速為零時(shí)使制動(dòng)器合閘。這樣，實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)制動(dòng)，增加了制動(dòng)器的安全性，提高了制動(dòng)器使用壽命。另變頻器具有電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)功能，在投入運(yùn)行前通過(guò)空載電運(yùn)機(jī)試運(yùn)行，變頻器能自動(dòng)測(cè)試并讀取電動(dòng)機(jī)的電磁參數(shù)并進(jìn)行優(yōu)化處理，以確保電機(jī)工作在最佳狀態(tài)。同時(shí)使得系統(tǒng)調(diào)速平穩(wěn)，能夠長(zhǎng)時(shí)間超低速運(yùn)行，具有很高的定位精準(zhǔn)度和運(yùn)行效率。變頻器本身具有完善的保護(hù)功能，可保證各個(gè)機(jī)構(gòu)的安全可靠地運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)有以下保護(hù)：限位保護(hù)、零位保護(hù)、電源電壓的斷相保護(hù)、失壓保護(hù)、裝置過(guò)熱保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、故障保護(hù)、超速保護(hù)等。當(dāng)上述故障出現(xiàn)時(shí)，變頻器將停止工作，并以代碼形式在屏幕上顯示。讓操作人員和維修人員迅速做出反應(yīng)。

3.2 機(jī)械部分

（1）為實(shí)現(xiàn)縱向?qū)樱?40 t門機(jī)有兩臺(tái)120 t的起重小車，各配2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)。4臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)即可單動(dòng)，也可聯(lián)動(dòng)小車的橫向、縱向水平移動(dòng)全部由油缸推拉來(lái)完成，橫向共有兩個(gè)油缸，全部安裝在一側(cè)的120 t小車上，通過(guò)連接桿將油缸推拉力傳遞給另一臺(tái)小車，保證兩臺(tái)小車橫向水平移動(dòng)的一致性。移動(dòng)采用車輪滾動(dòng)的方式。

（2）縱向共有兩個(gè)油缸，分別安裝在兩臺(tái)120 t小車的的車架上，推拉上部卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑輪組來(lái)實(shí)現(xiàn)縱向平移。平移采用滑板滑動(dòng)的方式。這樣，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)和油缸的復(fù)合工作，使得門機(jī)能夠在三個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滿足梁塊對(duì)拼調(diào)整要求。

4 結(jié)語(yǔ)

廈門疏港路下穿工程只是門式起重機(jī)在城市交通建設(shè)應(yīng)用中的一個(gè)縮影，具體工程，需要對(duì)自己的特點(diǎn)具體分析，通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)成本和安全等多方面綜合考慮，在確保安全的前提下選擇最佳的安裝方案。隨著科技的日新月異，門式起重機(jī)正朝著高安全性、高精密度、高智能化的方向發(fā)展，希望本文能對(duì)廣大建設(shè)者提供一點(diǎn)小小的啟發(fā)。

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