提高门式起重机的安装精度

　　摘 要：门式起重机在建设施工中应用广泛，但传统的门式起重机起吊之后，吊物晃动严重，安装时需多次起降方能安放妥当。该文以厦门疏港路东渡下穿通道为例，简单讨论了下门式起重机在小范围内起降、移动、准确的安放。

　　关键词：门式起重机 PLC 变频调速 起重吊装

　　中图分类号：TH213 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0078-01

　　厦门疏港路下穿工程位于疏港路东渡段（东渡港南通道～仙岳路），内有两段暗埋段，分别长为890 m与370 m，施工主要采用在外预制框架节段，现场吊装入开挖好的基坑内，拼接为整体。

　　1 施工工艺介绍

　　本工程有单孔框架和双孔框架两种，本文仅以单孔框架为例，标准单孔框架外尺寸10.35 m×7.5 m考虑运输吊装条件，单孔框架采用纵向3 m为一节段，水平向上下分段，形成两个“U”型结构，底节段自重92.20 t，顶节段自重86.25 t；基坑围护桩冠梁顶设置导轨，架设龙门吊，将运输到现场的预制结构吊入基槽进行上下再进行纵向拼接。施工现场位于厦门市繁华路段，无法封锁交通，故基坑开挖宽度仅为11.5 m，施工过程对门机的平稳性和操控性要求极高。为满足施工要求，我们在现场安装两台门式起重机，分别为1台240 t龙门吊及1台120 t龙门吊，120 t龙门吊主要负责卸梁及上下节段匹配，240 t龙门架主要负责上下节段及纵向节段的匹配。

　　2 常见问题

　　门式起重机运行机构由大车运行机构、小车运行机构和升降机构组成，传统的控制系统主要由继电器构成，控制方式多以点动形式。这样容易造成以下问题：

　　（1）电动机启动电流过大对电网冲击大且电动机在额定转矩下工作电能较浪费。

　　（2）小车。大车、天车启动停止速度过快且都是惯性负责、机械冲击也比较大、齿轮经常磨损、轴承经常破裂、机械设备使用寿命短、操作人员的安全系数较差、设备运行可靠性低。

　　（3）经常反复的操作导致门机的电器元件和电动机始终处于大电流的工作状态。降低了电动机和电器元件的使用寿命

　　3 改进方案

　　3.1 电器部分

　　（1）我们采用先进的可编程控制技术（PLC）和变频器技术以先进的程序控制取代传统的继电器控制，以变频调速的方式去控制电动机实现多极变速，进而实现对门机的半自动化控制。

　　（2）门机的控制核心采用西门子S7-300系列可编程控制器（PLC），在电气室设置PLC主机。操作方式采用联动台主令控制器操纵方式。PLC接受各机构的控制信号，由PLC主机上的CPU进行逻辑运算和数据处理，用于整机的控制、联动、联锁、监测、保护的管理。

　　（3）再根据原有结构，加入安川A1000系列变频器作为调速控制器来实现门机的高效稳定运行，大车、小车、天车的电动机均有专属变频器控制，速度均分为三档：一档为10 Hz、二档为30 Hz、三档为50 Hz，加减速时间设为3 s。PLC和变频器配合使用，起动时变频器先运行，待转矩建立起来后PLC使制动器松闸；制动时PLC检测电机的转速，待转速为零时使制动器合闸。这样，实现了软起动制动，增加了制动器的安全性，提高了制动器使用寿命。另变频器具有电机参数自学习功能，在投入运行前通过空载电运机试运行，变频器能自动测试并读取电动机的电磁参数并进行优化处理，以确保电机工作在最佳状态。同时使得系统调速平稳，能够长时间超低速运行，具有很高的定位精准度和运行效率。变频器本身具有完善的保护功能，可保证各个机构的安全可靠地运行系统设有以下保护：限位保护、零位保护、电源电压的断相保护、失压保护、装置过热保护、过流保护、故障保护、超速保护等。当上述故障出现时，变频器将停止工作，并以代码形式在屏幕上显示。让操作人员和维修人员迅速做出反应。

　　3.2 机械部分

　　（1）为实现纵向对接，240 t门机有两台120 t的起重小车，各配2台卷扬机。4台卷扬机即可单动，也可联动小车的横向、纵向水平移动全部由油缸推拉来完成，横向共有两个油缸，全部安装在一侧的120 t小车上，通过连接杆将油缸推拉力传递给另一台小车，保证两台小车横向水平移动的一致性。移动采用车轮滚动的方式。

　　（2）纵向共有两个油缸，分别安装在两台120 t小车的的车架上，推拉上部卷扬机及滑轮组来实现纵向平移。平移采用滑板滑动的方式。这样，通过卷扬机和油缸的复合工作，使得门机能够在三个方向实现平移和旋转运动，满足梁块对拼调整要求。

　　4 结语

　　厦门疏港路下穿工程只是门式起重机在城市交通建设应用中的一个缩影，具体工程，需要对自己的特点具体分析，通过技术、经济成本和安全等多方面综合考虑，在确保安全的前提下选择最佳的安装方案。随着科技的日新月异，门式起重机正朝着高安全性、高精密度、高智能化的方向发展，希望本文能对广大建设者提供一点小小的教育论文启发。

　　参考文献

　　[1] 廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

　　[2] 张桂香.电气控制与PLC应用[M].北京：化学工业出版社，2006.

　　[3] 韩安荣.通用变频器及应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

　　[4] 张进秋.可编程控制器原理及应用实例[M].北京：机械工业出版社，2004.

　　[5] 马寅.起重机的变频调速[J].起重运输机械，2001（12）.