第六章 门座起重机安全技术
第一节 门座起重机的分类
门座起重机是以其门形机座而得名的。这种起重机多用于造船厂、码头装卸等场所。在门形机座上装有起重机的回转部分，门形机座实际上是起重机的承重部分。门形机座的下面装有运行机构，可在地面设置的轨道上行走。在回转部分上装有臂架和起升、回转、变幅机构。四个机构协同工作，可完成设备或船体分段的安装，或者进行货物的装卸作业。
门座起重机通常用由外部电网经软电缆供电，其四大机构一般均采用三相感应电动机分别驱动。 按门座结构形式不同可分为全门座起重机和半门座起重机两种。所谓半门座就是指起重机的一侧支撑在地面轨道上，另一侧则支撑在厂房外侧的承轨梁的轨道上。
按专用场合不同则可分为：港口用门座起重机、造船用门座起重机和水电站用门座起重机三种。另外国家《特种设备目录》中还有带斗门座式起重机，并且把港口台架起重机、液压折臂起重机和固定式起重机也列入门座起重机的范畴（如图6-1）。
造船门座起重机
港口门座起重机
带斗门座起重机
固定式起重机
港口台架式起重机
水电站门座起重机
图6-1 门座起重机种类
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第二节 门座起重机的结构和性能
门座起重机的构造一般分为两大部分，即上旋转部分和下运行部分。
上旋转部分包括：臂架系统（如图6-2）、人字架（如图6-3）、旋转平台和司机室、机器房。在机器房内安装有起升机构、变幅机构和旋转机构。下运行部分包括：门座和运行机构。
图6-2 图6-3
一、门座结构及其技术要求
门座结构分为桁架式和钣梁式。由于它承受着全部起重部分的重量及吊重和风载，同时承受着各种运动所产生的惯性力和由此而引起的各种变矩作用，因此要求它具有足够的刚性和强度。
门座的门洞尺寸，依专用场合有所不同，港口用门座的门洞可通过1～3条铁路路轨，因而有一线门座、二线门座和三线门座的称法。其门座轨距分别为6m、10.5m、和15m；船用门座轨距为6m、10m和12m；水电站用门座轨距为7m、10.5m和13.5m。
（1）门座结构形式
①八杆门座。如图6-4a所示，它是由顶部圆环结构、中部八根支杆以及下部门座等三部分组成。支杆可由型钢或钢板焊制。门座多为钢板制成的箱形结构。此种门重量轻、结构简单、制造方便。
②交叉门座。如图6-4b所示，它是由箱形截面的两片钢架垂直方向交叉组成。顶部是箱形断面的圆环，上面装有圆形轨道及齿轮；中
部有一层或两层水平十字梁，用来拉撑四条立腿；上层十字梁可用来装置转柱下支撑座。其特点是门座构件少，刚性好，制造也较简单，但自重较大。
③圆筒门座。如图6-4c所示，圆筒门座是把整个门座的中间部分，用大直径钢筒代替前两种门座的支杆或箱形结构支腿的上半部。顶面上装有大直径滚动轴承和大齿轮。圆筒内装有电梯和爬梯等。这种门座风阻小，自重轻，外形简单，制造安装均较方便。
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图6-4
（2）技术要求
①门座是受力主要构件，对焊接质量要求很高，不得有任何缝隙和气孔。使用时发现缺陷，应立即补修，不得带病工作。
②各部连接螺栓在安装时要求预紧力均匀。每使用100小时后，要及时检查，发现松动者及时拧紧。
③要定期检查构件的各条焊缝，有开裂者及时补焊。
二、起升机构及其技术要求
（1）起升机构
起升机构是起重机提取货物作升降运动的机构，一般是依靠改变电动机的旋转方向来改变取物装置的升、降运动。起升机构由驱动装置、钢丝绳缠绕系统和取物装置组成。
起升机构电动机通电后，开始旋转并产生扭矩，通过联轴器，把扭矩传递给齿轮减速器和卷筒，由卷筒的转动来缠绕钢丝绳，使钢丝绳产生直线运动，经过导向滑轮和滑轮组的作用，成为使取物装置升降的牵引力（如图6-5所示）。
图6-5起升机构组成 1-电动机 2-制动轮及联轴节 3-制动器 4-齿轮减速器 5-卷筒组 6-钢丝绳 7-人字架导向滑轮 8-象鼻梁尾部导向滑轮 9-象鼻梁头部滑轮 10-吊钩装置
对于起重量较大的门座起重机，除主起升机构外，还设有副起升机构。主起升机构的起重量大，但起升速度较慢；副起升机构则相反，其起重量较小，但起升速度较快。这种做法可以弥补吊运小型物件时，主起升机构速度慢的缺陷，并减少了能量消耗。使门座式起重机的生产率有所保证。一般来说，副钩的起重量是主钩起重量的20～30%。
门座起重机的取物装置可以是吊钩，也可以是抓斗。为了使门座起重机用途较广泛，通常把起升机构设计成双卷筒结构。每一个卷筒都用一台电动机来驱动。如果我们仔细地观察的话，我们将会发现两只卷筒上的绳槽的方向是相反的。我们往往把左边的卷筒作为支持绳卷筒，并使用左旋钢丝绳，而把右边的卷筒用作闭合绳卷筒，使用右旋钢丝绳。因此，用抓斗作为取物装置时，人们很自然地把支持绳接到支持绳卷筒上，把闭合绳接到闭合绳卷筒上。
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采用吊钩作取物装置时，吊钩常用带有滑轮组的夹套支持着。这样，取物装置就有了足够的重量，便于在空载下降过程中克服滑轮组和卷筒的阻力，使吊钩具有一定的下降速度，不致影响其生产率。
（2）技术要求
①起升机构必须装有上升限位器和下降限位器，用以限制其起升高度和下降深度。 ②起升机构安装制动器的制动安全系数应符合表6-1中的规定值。
常闭式制动器制动安全系数K 表6-1
工作类型 制动安全系数K M1 M2 M3 M4 1.5 M5 1.75 M6 M7 2 M8 2.5 ③起升机构由彼此有联系的两套驱动装置组成时，若每套有一个制动器，其制动安全系数应为1.25；若每套有两个制动器时，则每个制动安全系数为1.1。
④制动时间应在1～2s内，速度高或工作繁重时取最大值。 ⑤应安装超载限制器。
三、变幅机构及其技术要求
门座起重机利用变幅机构来改变货物的径向货位以完成装卸任务。臂架带载进行变幅的称为工作性变幅机构，臂架不带载进行变幅的称为非工作性变幅机构。前者阻力较大，机构比较复杂；后者阻力较小，机构比较简单。为了提高生产效率，门座起重机广泛采用工作性变幅机构。
为尽可能降低变幅机构的驱动功率和提高机构的操作性能，必须采取载荷水平位移措施和臂架自重平衡措施。
（1）变幅时实现载荷水平位移的方法
图6-6 图6-7
①绳索补偿法。这种方法的特点是在变幅过程中，采用补偿滑轮组法，使起升钢丝绳卷绕系统及时地放出或收回一定长度的钢丝绳，以补偿由于起重臂变幅时使吊物产生的垂直运动的距离，从而达到变幅过程中吊物的运动轨迹是一水平线，即载荷水平位移（见图6-6）。这种方法优点是结构简单，臂架受力好，缺点是钢丝绳长，穿绕滑轮多，只适于小起重量的起重机中。
②组合臂架法：是依靠臂架的机构和外形设计，实现在变幅过程中臂端移动轨迹为水平线或接近
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