提高門式起重機的安裝精度

張繼

摘 要：門式起重機在建設施工中應用廣泛，但傳統的門式起重機起吊之后，吊物晃動嚴重，安裝時需多次起降方能安放妥當。該文以廈門疏港路東渡下穿通道為例，簡單討論了下門式起重機在小范圍內起降、移動、準確的安放。

關鍵詞：門式起重機 PLC 變頻調速 起重吊裝

中圖分類號：TH213 文獻標識碼：A 文章編號：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），內有兩段暗埋段，分別長為890 m與370 m，施工主要采用在外預制框架節段，現場吊裝入開挖好的基坑內，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，標準單孔框架外尺寸10.35 m×7.5 m考慮運輸吊裝條件，單孔框架采用縱向3 m為一節段，水平向上下分段，形成兩個“U”型結構，底節段自重92.20 t，頂節段自重86.25 t；基坑圍護樁冠梁頂設置導軌，架設龍門吊，將運輸到現場的預制結構吊入基槽進行上下再進行縱向拼接。施工現場位于廈門市繁華路段，無法封鎖交通，故基坑開挖寬度僅為11.5 m，施工過程對門機的平穩性和操控性要求極高。為滿足施工要求，我們在現場安裝兩臺門式起重機，分別為1臺240 t龍門吊及1臺120 t龍門吊，120 t龍門吊主要負責卸梁及上下節段匹配，240 t龍門架主要負責上下節段及縱向節段的匹配。

2 常見問題

門式起重機運行機構由大車運行機構、小車運行機構和升降機構組成，傳統的控制系統主要由繼電器構成，控制方式多以點動形式。這樣容易造成以下問題：

（1）電動機啟動電流過大對電網沖擊大且電動機在額定轉矩下工作電能較浪費。

（2）小車。大車、天車啟動停止速度過快且都是慣性負責、機械沖擊也比較大、齒輪經常磨損、軸承經常破裂、機械設備使用壽命短、操作人員的安全系數較差、設備運行可靠性低。

（3）經常反復的操作導致門機的電器元件和電動機始終處于大電流的工作狀態。降低了電動機和電器元件的使用壽命

3 改進方案

3.1 電器部分

（1）我們采用先進的可編程控制技術（PLC）和變頻器技術以先進的程序控制取代傳統的繼電器控制，以變頻調速的方式去控制電動機實現多極變速，進而實現對門機的半自動化控制。

（2）門機的控制核心采用西門子S7-300系列可編程控制器（PLC），在電氣室設置PLC主機。操作方式采用聯動臺主令控制器操縱方式。PLC接受各機構的控制信號，由PLC主機上的CPU進行邏輯運算和數據處理，用于整機的控制、聯動、聯鎖、監測、保護的管理。

（3）再根據原有結構，加入安川A1000系列變頻器作為調速控制器來實現門機的高效穩定運行，大車、小車、天車的電動機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，加減速時間設為3 s。PLC和變頻器配合使用，起動時變頻器先運行，待轉矩建立起來后PLC使制動器松閘；制動時PLC檢測電機的轉速，待轉速為零時使制動器合閘。這樣，實現了軟起動制動，增加了制動器的安全性，提高了制動器使用壽命。另變頻器具有電機參數自學習功能，在投入運行前通過空載電運機試運行，變頻器能自動測試并讀取電動機的電磁參數并進行優化處理，以確保電機工作在最佳狀態。同時使得系統調速平穩，能夠長時間超低速運行，具有很高的定位精準度和運行效率。變頻器本身具有完善的保護功能，可保證各個機構的安全可靠地運行系統設有以下保護：限位保護、零位保護、電源電壓的斷相保護、失壓保護、裝置過熱保護、過流保護、故障保護、超速保護等。當上述故障出現時，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。

3.2 機械部分

（1）為實現縱向對接，240 t門機有兩臺120 t的起重小車，各配2臺卷揚機。4臺卷揚機即可單動，也可聯動小車的橫向、縱向水平移動全部由油缸推拉來完成，橫向共有兩個油缸，全部安裝在一側的120 t小車上，通過連接桿將油缸推拉力傳遞給另一臺小車，保證兩臺小車橫向水平移動的一致性。移動采用車輪滾動的方式。

（2）縱向共有兩個油缸，分別安裝在兩臺120 t小車的的車架上，推拉上部卷揚機及滑輪組來實現縱向平移。平移采用滑板滑動的方式。這樣，通過卷揚機和油缸的復合工作，使得門機能夠在三個方向實現平移和旋轉運動，滿足梁塊對拼調整要求。

4 結語

廈門疏港路下穿工程只是門式起重機在城市交通建設應用中的一個縮影，具體工程，需要對自己的特點具體分析，通過技術、經濟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，門式起重機正朝著高安全性、高精密度、高智能化的方向發展，希望本文能對廣大建設者提供一點小小的啟發。

參考文獻

[1] 廖常初.PLC編程及應用[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2] 張桂香.電氣控制與PLC應用[M].北京：化學工業出版社，2006.

[3] 韓安榮.通用變頻器及應用[M].北京：機械工業出版社，2000.

[4] 張進秋.可編程控制器原理及應用實例[M].北京：機械工業出版社，2004.

[5] 馬寅.起重機的變頻調速[J].起重運輸機械，2001（12）.endprint