1、WD500 固定式桅杆起重机说计说明书武桥重工集团股份有限公司2011 年 9 月目 录1. 主要设计规范 .11.1 设计规程和安装标准： .11.2 材料标准 .12. 设计参数 .12.2 主起升机构： .22.3 变幅机构： .23. 主要系统 .33.1 金属结构 .33.1.1 吊臂和吊臂铰座 .33.1.2 三角架 .43.1.3 平台、通道、阶梯和直梯 .43.2 机构 .43.2.1 起升机构 .53.2.2 变幅机构 .63.2.3 起升机构及变幅机构安全装置 .73.3 电气 .73.3.1概述 .73.3.2 主要技术参数 .93.3.3 电气供货范围及要求 .93.3
2、.4主要设备选型 .123.3.5系统操作及要求 .131500 吨起重机用于南充化工园临时大件码头，该起重机的额定起重量为500 吨，重载起升速度为 1m/min，起升高度在码头面上为 16m，在码头面以下为 15m。同时设有 50 吨副起升机构一套。起重机主要由吊臂、吊臂铰座、三角架、主钩起升机构、变幅机构、电气系统及安全装置组成。1. 主要设计规范1.1 设计规程和安装标准：(1) GB/T 3811 起重机设计规范(2) GB/T 6067-85 起重机械安全规程(4) GB/T 5905 起重机试验规范和程序(5) JB/T 4315-97 起重机电控设备(6) GB/T 11345
3、-89 钢焊缝和超声波探伤方法和探伤结果分级(7) GB89182006 重要用途钢丝绳(8) GB/T10051 起重吊钩(9) JTJ280-2002 港口设备安装工程技术规范 (10) JTJ244-2005 港口设备安装工程质量检验标准 1.2 材料标准(1) GB/T 699-99 优质碳素结构钢(2) GB/T 700-88 碳素结构钢2. 设计参数2.1 整机参数：利用等级： U4载荷状态： Q2工作级别： A4最大起重量： 500t 最大起重力矩： 500t30m工作幅度： 10m37m2起升高度： -15+16m(以码头平面为基准)吊臂长度： 42m计算最大风速： 工作状态:
4、16m/s相对湿度： 0100 工作环境温度： -25+35整机电源： 三相四线制 500kW ；380V ；50Hz整机重量： 400t使用寿命： 30 年2.2 主起升机构：额定起重量： 500t钢丝绳倍率： 28钢丝绳型号： 38NAT-8xK36WS-IWRC-1870 卷扬机型号： M4PSF90钢丝绳额定拉力： 220kN起升速度： 1.0m/min（重载）2.0m/min（空载）容绳量： 445m x2电机型式、功率： YZP315M2-6，132kW卷扬机重量： 38t利用等级： T4载荷状态： L2机构工作级别： M42.3 副起升机构：额定起重量： 50t钢丝绳倍率： 6钢
5、丝绳型号： 28NAT-8xK36WS-IWRC-1870 卷扬机型号： M4PSF50钢丝绳额定拉力： 95kN起升速度： 10m/min（重载）20m/min（空载）3容绳量： 216m 电机型式、功率： YZP315S-6，90kW卷扬机重量： 15t利用等级： T4载荷状态： L2机构工作级别： M42.4 变幅机构： 钢丝绳倍率： 40钢丝绳号： 38NAT-8xK36WS-IWRC-1870卷扬机型号： M4PSF90钢丝绳额定拉力： 220KN容绳量： 780mx2 电机型式、功率： YZP315M2-6，132Kw2卷扬机重量： 45t变幅速度： 0-2m/min变幅角度： 2
6、578利用等级： T4载荷状态： L2机构工作级别： M43. 主要系统500t 三角桅杆起重机具有结构简单，力传递清晰，有足够的强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性，有足够的抗倾覆稳定性，整机性能安全可靠，维修保养方便等特点。本机由金属结构、工作机构、卷扬机房、司机室、维修支架等组成。结构有吊臂、三角架和前后铰座；工作机构有起升和变幅机构。该机结构设计合理，机构运行平稳，操作方便准确。3.1 金属结构该机金属结构安全、可靠、耐用。满足在各种工况下的强度、刚度、疲劳、4局部稳定性、整体稳定性和抗倾覆稳定性要求。吊臂和三角架结构简单，受力明确，传力直接，无应力集中。所有的钢板、型材在焊接前经过平整
7、和表面喷丸除锈处理，板材的下料采用自动切割机成形。3.1.1 吊臂和吊臂铰座吊臂总长 42m，吊臂总重 107t。吊臂采用钢箱梁三角形臂架。臂架主肢截面尺寸：1800mm820mm，其中盖板厚：16mm，腹板厚：16mm，材质为 Q345B；横撑截面尺寸：1300mm1000mm，板厚均为 16mm，材质为 Q345B；臂架底部铰座中心距8m。在臂头安装有起升转向滑轮、起升定滑轮组、变幅滑轮组。吊臂铰座结构形式为钢板拼接成的底座，采用 Q345B 材料。吊臂与前铰座之间采用大销轴连接，销轴材料采用 42CrMo 锻件，其轴套采用铜套，销轴中心距码头面高 1360mm(1160mm+200mm)
8、，距码头边缘 23m，前铰座和预埋在码头上的锚固件焊接成一个整体。3.1.2 三角架三角架的前撑杆铰点设在距吊臂铰点 1.5m 处，与吊臂共用前铰座，使水平力部份得以抵消。三角架前撑杆的铰点和后拉杆的铰点距离为 18.0m，后拉杆通过后铰座锚固在码头平面上，后座横向距离为 8m。三角架由钢箱梁组成的三角形门架结构，横梁采用箱型结构，三角架后拉杆与后铰座间采用销轴连接，销轴材料为 42CrMo 锻件，销轴中心距主甲板高1044mm(844mm+200mm)；三角架前撑杆与臂架共用前铰座；三角架顶部安装变幅定滑轮组、主钩导向滑轮组、变幅平衡滑轮。三角架架总重为 105t。3.1.3 平台、通道、阶
9、梯和直梯(1)平台、通道、阶梯和直梯设置在便于设备的检查与修理处。所有的梯子踏步、平台和通道平面采用热浸锌的格栅防滑板。(2)在平台的四周以及通道、梯子的适当位置设防护栏杆，上层栏杆的高度不低于 1.05m，中间栏杆的高度不低于 0.6m，底部边缘设置不低于 70mm 的挡板。5(3)阶梯坡度不大于 50；直梯仅用于不经常通行的地方。(4)直梯的高度不大于 5m，超过 2.5m 高的梯子设置安全罩。3.2 机构本机能做起升和变幅动作。起升和变幅机构不能同时进行作业，采用电气互锁。起重机各机构起动、制动加速度完全能满足核电站重大件对运输状态的水平、垂直加速度的安全要求。机构启动时，速度逐渐递增，
10、最高速度为额定速度，加减速度时间由 PLC控制。机构制动在速度几乎为零时，制动器制动，保证工作安全平稳。起升机构和变幅机构等主要驱动机构均采用交流变频电机。各相关的机构设置必要的联锁及安全保护装置。吊臂在起升的最大角度时，重大件与吊臂之间保留安全距离。3.2.1 起升机构起升机构包含主副两套起升机构，分别由起升卷扬机、滑轮组、吊钩等组成。3.2.1.1 主起升机构主卷扬机采用一台变频电机驱动一台双出轴减速机，减速机的两输出轴分别驱动一个卷筒，一根钢丝绳通过平衡滑轮在起升机构定、动滑轮间作 142倍的缠绕，钢丝绳的两端通过转向滑轮分别进入起升卷扬机的两个卷筒，钢丝绳额定拉力为 22t2，电机功率
11、为 132kw，吊钩起升速度 1.0m/min，卷筒容绳量为 445m2，采用标准绳槽。卷扬机技术参数：A、额定接力： 22t2B、额定绳速： 14m/minC、钢丝绳类型： 38NAT-8xK36WS-IWRC-1870D、卷筒名义直径： 1200mmE、卷筒长度： 1500mmF、电机型号： YZP315M2-6G、电机功率： 132KwH、减速机型号： M4PSF90I、高速轴制动器型号： YWZ5400/125J、安全制动器： SBD250-C。减速机型号为 M4PSF90，为单输入 /输出轴设计，其一个输入轴通过鼓型6齿式联轴器接变频电机，两输入轴各接一个型号为 YWZ5400/12
12、5 制动器，每一输出轴分别驱动一个卷筒。主起升机构设置三套常闭式制动器，减速机的输入轴上装设一个运行制动器和一个紧急制动器，该制动器为电力液压块式制动器。低速轴的卷筒上装设一套（两个）安全制动器，其型号为 SBD250-C，为液压钳盘式制动器。在正常工作时，电动机运行前先将紧急制动器和卷筒安全制动器打开，当两套制动器完全打开后给主电机发出指令，主电机开始运行，当电动机的扭矩建立并达到要求时工作制动器打开，关闭时先电气制动后再由工作制动器机械制动，当电动机完全停止运转后紧急制动器和安全制动器再关闭。电路中设有紧急停止，当发生故障或其它原因需要紧急停止时，按下急停按扭三套制动器同时动作，保证整过机
13、构的安全，如系统检测发现非正常(超载、超速等)工作报警会自动停止运行并紧急制动。制动器的安全系数：工作制动器、紧急制动器为电动机额定扭矩 2.02.1 倍；安全制动器为卷筒最大扭矩 1.92.0 倍。系统中还设有过、欠缠绕保护装置，控制提升高度的上下报警和限位。在主起升机构中还设有各种安全保护的联锁开关。主起升机构在吊臂顶部定滑轮组下加设重锤式高度限位，防止起升机构的高度限位出现故障造成吊钩冲顶。3.2.1.2 副起升机构副起升机构由起升卷扬机、滑轮组、吊钩等组成。最大起重量为 50 吨。副起升机构的卷扬机采用一台变频电机驱动一台减速机，带动一个卷筒，单绳额定拉力为 95kN，采用钢丝绳的型号
14、为 28NAT-8xK36WS-IWRC-1870，电机为 YZP315S-6，功率为 90kw，减速机为 M3PSF50，速比为 50 ，钢丝绳倍率为 6，起升速度 10m/min，卷筒容绳量为 240 米，采用标准绳槽。3.2.2 变幅机构变幅机构由变幅卷扬机、三角架上的定滑轮组、吊臂头部的动滑轮组、钢丝绳和平衡滑轮组成。变幅卷扬机采用两台变频电机驱动一台双出轴减速机，减速机的两输出轴分别驱动一个卷筒，一根钢丝绳通过平衡滑轮在变幅机构定动滑轮间作 202倍的缠绕，钢丝绳的两端通过转向滑轮分别进入变幅卷扬机的两个卷筒，钢丝绳额定拉力为 22t2，电机功率为 132kw2，卷筒容绳量为 780
15、m2，采用标准绳槽。7卷扬机技术参数：A、额定接力： 22.0t2B、额定绳速： 36.78m/minC、钢丝绳类型： 38NAT-8xK36WS-IWRC-1870D、卷筒名义直径： 1500mmE、卷筒长度： 1500mmF、电机型号： YZP315M2-6G、电机功率： 132Kw2H、减速机型号： M4PSF90I、高速轴制动器型号： YWZ5400/125J、安全制动器： SBD250-C。减速机型号为 M4PSF90，为双输入 /输出轴设计，其每一输入轴通过鼓型齿式联轴器各接一变频电机，两输入轴各接一个型号为 YWZ5400/125 的制动器，每一输出轴分别驱动一个卷筒。变幅机构设
16、置三套常闭式制动器，减速机的一输入轴上装设一个运行制动器，另一个输入轴装有紧急制动器，该制动器为电力液压块式制动器。低速轴的卷筒上装设一套（两个）安全制动器，其型号为 SBD250-C，为液压钳盘式制动器。在正常工作时，电动机运行前先将紧急制动器和卷筒安全制动器打开，当两套制动器完全打开后给主电机发出指令，主电机开始运行，当电动机的扭矩建立并达到要求时工作制动器打开，关闭时先电气制动后再由工作制动器机械制动，当电动机完全停止运转后紧急制动器和安全制动器再关闭。电路中设有紧急停止，当发生故障或其它原因需要紧急停止时，按下急停按扭三套制动器同时动作，保证整过机构的安全，如系统检测发现非正常(超载、
17、超速等)工作报警会自动停止运行并紧急制动。制动器的安全系数：工作制动器、紧急制动器为电动机额定扭矩 2.02.1 倍；安全制动器为卷筒最大扭矩 1.92.0 倍。系统中还设有过、欠缠绕保护装置，控制变幅角度的报警和限位。3.2.3 起升机构及变幅机构安全装置A、最大起升高度前的减速限位器；B、最大起升高度时的自动停止限位开关；C、极限起重高度重锤限位器D、最低位置前的减速限位器；E、最低位置时的自动停止限位开关；8F、超负荷报警装置：（1）起升负荷达 90额定值时，司机室内灯光显示，提示操作司机不要超载；（2）起升负荷达 100额定值时，灯光显示和声音报警，提示操作司机不要超载；（3）起升负荷
18、达到额定负荷的 110时，灯光显示和声音报警，延时断，停止起升，但允许向安全方向运行，延时断电后一次性锁定，当载荷信号降至95额定起重量极限位以下，才恢复各机构正常运行。G、起升和下降超速保护装置；H、超速保护装置；I、防桅杆臂架后倾装置。3.3 电气3.3.1概述500T 人字桅杆起重机的电气设计和设备选择，遵循安全性、可靠性、科学性及高效节能、维修使用方便等原则。电器设备的选择和安装适用于使用环境条件及满足起重机安全有效运行的需要。整个电气系统及电气设备符合起重机械的标准要求。3.3.1.1 机构基本组成500T 人字桅杆起重机主钩额定起重量为 500T，副钩 50T；配置 500T 吊钩
19、1 只，50T 吊钩一只，配置一组双联变幅卷扬机、一组双联主钩卷扬机。均采用起重变频带强迫风冷电动机驱动。3.3.1.2 电气系统主要组成起重机的主电源由配电房提供，电制为 AC380V/5P/50Hz。卷扬电机的驱动全部采用变频调速装置。机构在由高速转为低速或吊重下降的过程中产生的能量通过外部能耗电阻释放，能耗电阻单独放置在电阻柜内。每个变频器输入端加装输入交流电抗器，以减小谐波影响和提高功率因素。控制部分采用 SIEMENS 公司的 S7-400 系列 PLC，实施整机控制、安全保护与联锁以及故障诊断和状态监视等。变频调速装置与 PLC 及监控装置之间采用 Profibus-DP 总线通讯，能快速控制和监视设备运行状态。
