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甘肃金昌60t龙门吊租赁公司分享龙门吊是什么原理
2025-06-20 11:36  浏览:0
 
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龙门吊出租租赁厂家017
      甘肃金昌60t龙门吊租赁公司分享龙门吊是什么原理
龙门吊是一种大型起重设备,因外形酷似门框而得名,广泛应用于港口、码头、货场、造船厂等场景,主要用于装卸、搬运大型货物。其工作原理融合了机械传动、电气控制和结构力学等多学科知识,具体原理可从以下几个方面展开说明:
一、机械结构原理
1. 主体结构承重原理
门架结构:由两侧立柱(支腿)和顶部横梁组成 “门” 字形框架,采用箱型钢结构或桁架结构,通过地脚螺栓固定在地面轨道上(或采用轮胎式移动),利用三角形稳定性原理承受货物重量和运行时的动载荷。
例如,港口龙门吊的门架跨度可达几十米,高度达十几米,需通过钢材的抗拉、抗压强度(如 Q355B 钢材屈服强度≥355MPa)支撑起数百吨的重量。
小车运行机构:安装在横梁上的小车,通过车轮在横梁轨道上横向移动(即 “小车运行”),带动起升机构实现货物的横向位移。
大车运行机构:门架底部的车轮沿地面轨道纵向移动(即 “大车运行”),使整个龙门吊沿轨道方向移动,扩大作业范围。
2. 起升机构传动原理
动力传递路径:电动机→联轴器→减速器→卷筒→钢丝绳→吊钩 / 吊具。
电动机(如三相异步电机)启动后,通过联轴器将动力传递给减速器,减速器通过齿轮组降低转速、增大扭矩,带动卷筒旋转,卷筒缠绕或释放钢丝绳,实现吊钩的升降。
钢丝绳缠绕系统:采用滑轮组原理(如 2 倍率、4 倍率缠绕),通过增加钢丝绳股数减少单股受力,提高起升能力。例如,100 吨的龙门吊通过 4 倍率缠绕,单股钢丝绳受力可降至 25 吨。
二、电气控制原理
1. 电力驱动与调速系统
驱动方式:早期采用绕线式异步电机 + 电阻调速,现代多采用变频调速系统(如矢量控制变频器),通过改变电源频率调节电机转速,实现起升、大车、小车的平稳启停和速度调节。
优势:调速范围广(如 0-100% 额定速度)、启动电流小(≤2 倍额定电流)、节能(较传统调速方式节能 15%-30%)。
供电系统:通过滑触线(刚体滑触线或电缆卷筒)为龙门吊供电,滑触线固定在轨道旁,大车运行时通过集电器取电,确保移动中持续供电。
2. 自动化控制逻辑
PLC(可编程逻辑控制器)核心控制:接收操作指令(如按钮、遥控器信号),处理限位开关、传感器信号,输出控制信号至各机构电机、电磁阀等执行元件。
例如,当操作 “起升” 按钮时,PLC 检测起升限位未触发,输出信号使起升电机正转,同时控制制动器松开,实现吊钩上升;当接近上限限位时,PLC 自动减速并停止电机。
安全联锁控制:各机构动作需满足安全条件(如超载保护、限位保护、紧急停止),否则无法执行。例如,超载限制器检测到载荷超过额定值 10% 时,PLC 禁止起升动作并触发报警。
三、安全与辅助系统原理
1. 限位与保护装置
机械限位:在大车、小车轨道两端设置挡块,防止设备冲出轨道;起升机构设置上、下限位开关,当吊钩到达极限位置时,触碰开关触发断电停机。
电气保护:过载保护(热继电器、电流传感器)、短路保护(断路器)、失压保护(接触器自锁)等,确保电气系统安全。
2. 重量与位置检测原理
称重系统:通过安装在起升钢丝绳固定端的拉力传感器(或卷筒轴扭矩传感器),将重量信号转换为电信号,经放大器处理后显示在操作屏上,并传输至 PLC 进行超载判断。
定位系统:现代龙门吊常配备激光测距仪、编码器、GPS(室外场景)等,实时检测大车、小车位置,实现准确定位(如集装箱龙门吊定位精度可达 ±50mm)。
四、不同类型龙门吊的特殊原理
1. 港口集装箱龙门吊(轨道式 / 轮胎式)
集装箱定位原理:通过吊具上架的扭锁机构与集装箱角件对接,扭锁由液压或电动驱动旋转 90°,实现刚性连接;配备集装箱专用吊具(如伸缩式吊具),可自动调整尺寸适应 20 英尺、40 英尺集装箱。
防摇控制原理:通过变频器快速调节起升、小车运行速度,或在吊具上安装液压阻尼器,抑制货物摇摆(摇摆幅度可控制在 ±0.5° 以内)。
2. 造船龙门吊(巨型门式起重机)
超大型结构力学设计:采用双梁或多梁结构,跨度可达百米以上,起重量达数千吨(如中国 “泰山” 龙门吊起重量 2 万吨),通过有限元分析优化钢结构应力分布,避免局部过载。
同步控制原理:多台电机(如大车两侧各 2 台电机)通过 PLC 同步控制,确保两侧支腿运行速度一致(速度差≤1%),防止门架偏斜。
五、典型作业流程原理示例(以集装箱装卸为例)
大车移动:龙门吊沿轨道行驶至集装箱堆垛上方,通过定位系统确定位置。
小车移动:小车横向移动至目标集装箱上方,吊具下降。
吊具对接:吊具四角扭锁对准集装箱角件,液压系统驱动扭锁锁紧,称重系统确认载荷。
起升与移动:起升机构提升集装箱,小车、大车按指令移动至目标位置(如货船船舱)。
下放与解锁:吊具下降至指定位置,扭锁松开,集装箱放置到位,完成装卸。
总结
龙门吊的核心原理是通过 “门架承重 + 多机构联动 + 电气控制” 实现货物的三维空间移动,其设计融合了机械传动的稳定性、电气控制的准确性和安全系统的可靠性。不同应用场景下的龙门吊(如港口、造船、货场)会根据需求优化结构细节(如跨度、起重量)和控制逻辑(如自动化程度),但基本原理相通。随着智能化发展,现代龙门吊正逐步引入 AI 视觉(如集装箱智能识别)、远程操控、无人化作业等技术,进一步提升效率与安全性。
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