1、1 国家职业资格全国统一鉴定 电工技师电工技师论文论文 （国家职业资格二级） 论文题目：轮胎式集装箱龙门起重机转向系统改造 姓名： 身份证号： 准考证号： 所在省市： 江 苏 省 连 云 港 市 所在单位： 有限公司 2 轮胎式集装箱龙门起重机转向系统改造轮胎式集装箱龙门起重机转向系统改造 XXX 有限公司 摘摘 要要 装卸作业效率是港口生产的灵魂， 而轮胎式龙门起重机由于机动 灵活，可跨场作业，在港口生产中扮演重要的角色，面对繁重紧张的 生产作业压力， 如何提高龙门吊的作业效率就成为港口生产的关键问 题。受困于堆场的影响，龙门吊在作业过程中需要频繁转场，这就导 致龙门大车机构转向故障频繁发生
2、，从而降低生产效率，影响港口生 产。本文着重研究液压顶升转向系统的改造，以减少故障，从而提高 龙门吊的作业效率。 关键词关键词：轮胎式龙门起重机；液压顶升装置；作业效率;转向系统 3 目录目录 摘 要 . 2 引言 . 4 第一章 简述我司设备运行现状及设备缺陷 . 5 1.1 设备运行现状 . 5 1.2 设备缺陷 . 5 第二章 液压顶升装置介绍 . 6 2.1 液压顶升装置的优点 . 6 2.2 液压顶升装置的特点 . 6 第三章 液压顶升装置控制系统 . 7 3.1 液压顶升转向装置的硬件设计 . 7 3.2 液压顶升转向装置的软件控制 . 7 3.3 液压顶升转向装置的 PLC 控制
3、 . 9 结论 . 10 参考文献 . 11 致谢 . 12 4 引言引言 21 世纪经济迅猛发展，港口的发展已成必然趋势。港口设备的 日渐成熟、作业效率的提高是港口发展的重要保障，而轮胎式龙门起 重机作为港口生产重要设备， 减少设备故障是提高作业效率的重要环 节。 面对堆场货物分散， 场地不连接， 龙门吊跨场作业显得尤其频繁。 而且设备转场时龙门吊需把小车推到中间吊具放到地面才能完成转 向，浪费了大量的作业时间。在设备频繁转场操作的需求下，龙门吊 快速的完成跨场作业，就成了提高作业效率的关键因素。 5 第一章第一章 简述我司设备运行现状及设备缺陷简述我司设备运行现状及设备缺陷 1.11.1
4、设备运行现状设备运行现状 我司集装箱堆场分为 A、B、C、D 四个重要堆场，每个堆场分别 有九个纵道组合而成。公司用于货场集装箱装卸的轮胎起重机仅仅 24 台，这 24 台在完成轮船固定装卸任务同时，还要面临跨堆场重复 作业的生产压力。货场的多且大、集装箱装卸场地的不确定性导致每 台起重机在生产作业时都得花很大部分时间用于跨场转向。 我司龙门 吊跨场转向时，需将轮胎驶至专用转向的钢板上，进行 90转向的 操作。在转向操作前，为了减少转场时设备软性损伤，减轻动力源供 电压力， 要求将小车移至小车轨道中间以及将吊具放置地面后方可进 行转场。2014 年我司为了响应国家的节能减排的号召，对 9 台龙
5、门 吊实行了电池组改造。改造时考虑减轻电池工作负荷，在只有电池供 电时，设备运行任何动作都只能慢速运行。，而改造后龙门吊起重机 转场时只有电池供电，大大增加转场时间，影响生产效率。 1.21.2 设备缺陷设备缺陷 由于龙门吊需经常转场,在转场时轮胎要转过 90,但是由于场 地的限制经常出现转向不到位的情况，这时就需要抢修人员现场处 理， 故障的重复出现， 设备处理抢修的延误， 大大增加跨场转向时间， 降低生产作业效率。 起重机在实行转向操作时，由于轮胎在原地转动,在大的轮压下 (通常大于 25 吨) 轮胎的原地转向不只加大胎面磨损,也对轮胎内 部的密封层和帘布层带来很大的应力直接导致了轮胎的寿
6、命降低。 轮 胎的消耗与更换，增大现场维修人员工作量的同时大大增加生产成 本，降低设备使用率。 龙门吊的频繁转场会使泵站工作时间过长， 液压系统长期处于工 作状态，再加上龙门吊自身重量都集中于转向轮胎上，大大增加转向 油泵工作负荷，导致液压油温居高不下发生变质缩短了使用周期，增 6 加了公司的运营成本。 由于我公司特殊的场地条件，频繁转动轮胎，会使龙门吊的大梁 长期出于扭曲状态会导致小车轨道的变形而使小车产生跑偏， 坑轨等 现象。 第二章第二章 液压顶升装置介绍液压顶升装置介绍 2.1 2.1 液压顶升装置的优点液压顶升装置的优点 由于我公司特殊的场地条件及作业环境一台龙门吊使用率超过 80%
7、。超高的使用率造就了龙门吊的频繁转场，转向故障居高不下尤 其是在夏季特别明显，而且频繁的转向使得轮胎的磨损大大加剧，缩 短了轮胎的使用寿命。 而液压顶升装置的改造可以减少故障的频发减 轻设备维护压力，降低运行成本提高轮胎使用寿命（估计至少一倍以 上）。 2.2 2.2 液压顶升装置的特点液压顶升装置的特点 液压顶升装置包括两套完全相同的液压系统及其控制系统， 每一 液压系统包括两套相同的转向及定位总成， 各转向及定位总成包括设 在平衡梁下的一顶升油缸、一定位油缸、一转向油缸、以及一锁销油 缸；其中顶升油缸位于车轮之间。转向油缸和定位油缸分别设在平衡 梁的近内侧和近外侧，锁销油缸设在转向油缸和定
8、位油缸之间，各控 制系统包括一液压动力站，包括一手动电控箱，其面板上设有大车转 向的各个分动作的手动开关按钮，控制各油缸的工作、停止和复位动 作。转向时，通过顶升油缸先将整台起重机顶起脱离地面，才让轮胎 在无任何阻力的情况下完成转向， 可大大延长轮胎的使用寿命及降低 码头操作运行成本。 且不用推拉小车，放吊具节省了转向时间。 7 第三章第三章 液压顶升装置控制系统液压顶升装置控制系统 3.1 3.1 液压顶升转向装置的硬件设计液压顶升转向装置的硬件设计 液压顶升转向装置（见图 1）包括可以地面支撑的顶升圆盘；顶 升圆盘安置的顶升油缸； 顶升油缸上安置的顶升支架以及安装在大车 平衡梁下的转向油缸
9、；锁销油缸；定位和限位开关等。液压顶升转向 装置装有液压控制系统包括连接在液压管路上的电控箱， 电磁阀和时 间继电器等，液压控制系统安装在大车两侧，以控制大车两侧顶升油 缸的伸缩和转向协调同步。 图 1 液压顶升转向装置 3.23.2 液压顶升转向装置的软件控制液压顶升转向装置的软件控制 3.2.1 3.2.1 液压顶升装置参数设定液压顶升装置参数设定 M1 -电动机 S5 -退销阀 S1 -1#轮 90阀 S6 -定位销阀 S2 -1#轮 0阀 S7 -顶升阀 S3 -2#轮 90阀 S8 -复位阀 S4 -4#轮 0阀 S9 -快速阀 顶升油缸限位开关 T1、T2、T1、T2 8 锁销油缸
10、限位开关 T5、T6、T5、T6 定位油缸限位开关 T3、T4、T3、T4 转向油缸限位开关 T7、T8、T7、T8 3.2.2 3.2.2 液压顶升装置转向流程液压顶升装置转向流程 以大车 90为例说明液压顶升转向装置的软件控制流程（见图 2）首先必须使轮胎脱离地面，才能完成下个动作；顶升开关选择自 动，按下大车转向 90按钮，电动机 M 得电，电磁阀 S7 延时得电。 两侧顶升油缸开始快速顶出，当到达地面位置时，两侧顶升油缸减速 顶出；当到达极限位置时，限位 T1，T1动作，允许转向；电磁阀 S7 失电。电磁阀 S5 得电，两侧锁销油缸退销，允许龙门吊转向，限 位 T6、T6动作。电磁阀
11、S1、S3 得电，两侧转向油缸开始动作，拉 动龙门吊 8 个轮胎转向，当轮胎完成 90转向时，限位 T8、T8动 作。电磁阀 S5 失电，两侧锁销油缸进销，固定住龙门吊；T5、T5 动作；电磁阀 S1、S3 失电。电磁阀 S8、S9 得电，两侧顶升油缸开始 复位，延时至轮胎到达地面位置时，电磁阀 S9 失电，两侧顶升油缸 加速复位。当顶两侧升油缸完全复位时，两侧顶升油缸限位开关 T2、 T2同时动作，S8 电磁阀失电，电动机 M 失电；90转向动作完成； 允许大车行走这就是软件控制自动完成。 图 2 液压顶升装置转向流程 顶升油缸伸出阀得电 顶升开关选择自动 90指令 顶升油缸伸出到位 退销电
12、磁阀动作 退销到位检测 90电磁阀动作 90到位检测 进销电磁阀动作 进销到位检测 顶升油缸缩阀得电 顶升缩回到位 90指示灯亮 顶升开关选择手动 90转向完成 9 3.3 3.3 液压顶升转向装置的液压顶升转向装置的 PLCPLC 控制控制 在控制上保留手动转向功能，在 PLC 上增加 12 个输入点和 4 个 输出点：其中 4 个输入点为检测柴油机和电气房侧手动/自动开关；8 个输入点为 4 个顶升油缸伸缩到位检测；4 个输出点为 4 个顶升油缸 电磁阀信号点。同时还应在龙门吊 PLC 控制程序 D300 中增加顶升转 向装置的运行条件，并在转向运行允许中增加 12 个常开点和 4 个常
13、闭点以保证转向的顺利完成。 10 结论结论 液压顶升装置的改造完成从根本上解决了龙门吊大车转向过程 中不到位的现象，大大降低了故障率，减少设备到堆场转场时间，为 生产效率的提高提供后勤保障。 龙门吊在改造完成后在转向位置上更 为灵活不在局限于指定的场地， 纵道能更快， 更高效的完成跨场作业。 改造后巧妙让轮胎在转场时避免与地面直接接触， 减轻摩擦对轮胎带 来的伤害，从而减轻设备伤害，提高设备使用寿命，节能增效，积极 响应国家号召。 11 参考文献参考文献 1刘俊伟.液压顶升转向装置在轮胎吊中的应用.集装箱化，2009， 12 2何冠军.浅谈轮胎式集装箱龙门起重机的顶升转向液压系统.设备 管理设备润滑与液压技术,2004 3王海平.港口发展研究M.北京:人民交通出版社,2004 4陈进景.移动式液压顶升系统简介及其应用.机械电子，2012，27 期 12 致谢致谢 近五年的码头设备维护工作经验， 不仅使我的知识结构和工作能 力上了一个新台阶，更重要的是各方面的素质得到了提高。值此论文 完成之际，首先我要感谢职业技术学院给我提供了宝贵的学习机会， 其次我要感谢所有关心过我的领导，同事，老师，感谢他们给予我的 帮助,正是有了他们的悉心帮忙和支持，才使我的论文能够顺利的完 成。
