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生产车间内的桥式起重机

起重机制造用驱动装置:减速机、电机、制动器、联轴器及供电系统

起重设备——通用桥式、龙门、塔式、门座、港口及悬臂起重机——在短周期工况下运行,每小时启动和换向次数很高。每台起重机同时运行三到四套驱动(起升、桥架或门架行走、小车行走、回转),其中起升驱动还需要两套独立制动器和一个逆止器。露天安装还会带来特定任务:防风夹轨器、沿起重机轨道的滑触线供电,以及通过起重机变频器进行调速。

行业典型工况

  • 起重量5–500 t的桥式和龙门起重机起升机构驱动,起升速度5–40 m/min,制动力矩安全系数1.75–2.5
  • 桥架行走机构(主端梁)和龙门起重机门架行走驱动,速度30–120 m/min,通过变频器实现平稳启动
  • 沿桥架的小车行走机构驱动——紧凑型齿轮电机1.1–22 kW,频繁换向(每小时多达360个循环)
  • 塔式建筑起重机和门座港口起重机的回转、变幅和臂架起升机构驱动
  • 铸造、装料及冶金车间起重机的双制动方案——工作制动器加应急制动器,安全系数2.0,响应时间≤0.2 s
  • 露天场地门座、龙门及塔式起重机的防风夹轨器和夹轨钳
  • 沿起重机轨道的供电——滑触线母线槽和电缆小车,跨距30–500 m
  • 通过带起重机模式(S曲线、ESP、防摇摆、负载力矩)的专用变频器进行起重机调速

减速机和齿轮电机

起重机上采用三类减速机方案:用于行走和小车机构的通用齿轮电机(K系列和HB系列)、带集成制动器和内置钢丝绳卷筒安装座的紧凑型起升减速机,以及用于门座和造船起重机、力矩高达250 kN·m的重型平行轴减速机。起重机用减速机的主要特点是高使用系数(SF≥1.6)以承受启动冲击,以及高速轴上为带制动轮齿式联轴器预留的专用安装位。

露天场地的龙门起重机
Gantry crane: two end trucks with storm-brake rail clamps on the runway rails.

桥架和小车行走齿轮电机

螺旋锥齿轮(K系列)和平行轴(F系列)齿轮电机安装在桥架和小车的车轮组上。大起重量桥式起重机每根桥架采用两到四台齿轮电机——每个运行车轮一台,以保证行走同步并降低车轮轴承负荷。露天起重机至少需要IP55防护,高温车间则需要耐热VG 220油和Pt100热敏元件。

K系列(螺旋锥齿轮)用于水平车轮轴
传动比25–125
单台驱动功率1.1–22 kW(小车)和5.5–55 kW(桥架)
S4–S5工况下使用系数不低于1.6
带集成制动器电机的安装接口

桥式和龙门起重机起升减速机

带人字形输出级和内置钢丝绳卷筒的两级或三级平行轴减速机。高速轴预留带制动轮齿式联轴器安装位,低速轴与卷筒或开式齿轮传动相配。在关键起升场合(铸造、装料起重机)采用两台运动学分离的独立减速机以实现容错。

传动比16–63
输出力矩10–250 kN·m
冶金起重机使用系数≥2.0
与YONGJING GIICL齿式联轴器及制动轮兼容
带过滤器和磁性放油塞的飞溅或强制润滑

塔式和港口起重机回转及变幅减速机

带大传动比和内置应急制动器的螺旋-行星齿轮单元。塔式起重机回转驱动在臂架承受风载的条件下工作,因此减速机选型时在输出轴径向载荷上留有裕量,并必须配备保持制动器,以在断电时锁定臂架。

传动比80–315(回转)和40–125(变幅)
断电时力矩保持(内置制动器)
考虑风载分量的输出轴允许径向载荷
适用于露天安装的密封,IP65

港口和造船起重机重型减速机

在起重量100 t以上的港口岸边、码头和造船起重机上采用CGC H/B/K系列重型平行轴减速机,力矩高达1 MN·m,使用系数不低于2.5。它们在腐蚀负荷较高的海洋空气中工作——需要C5-M涂层和带干燥剂的呼吸器。

输出力矩高达1 MN·m
C5-M防腐涂层(海洋环境)
带油冷却器的强制循环润滑
轴承振动和温度监控
带干燥剂过滤器的呼吸器

悬臂和立柱式起重机齿轮电机

用于悬臂和立柱式起重机臂架回转机构、带集成电磁制动器的紧凑型齿轮电机。它们以短启动工况运行,回转角度180–360°,通常通过变频器变速以实现平稳定位。

蜗轮或螺旋锥齿轮电机
集成电磁制动器
与变频器兼容以调节回转速度
功率0.55–7.5 kW

起重机用电动机

起重机用异步电动机与通用电机的区别在于更高的启动力矩(额定值的1.8–2.8倍)、更大的转差率(5–8%),以及为暂载率25%、40%或60%的S3–S5断续工况预留的热裕量。现代起重机上,起重机用电机与变频器配套使用——这能降低对电网的电流冲击,并在不引起载荷摇摆的情况下实现平稳加速。

采用双制动方案的起升卷扬机
Foundry-crane hoist winch: two independent YPZ2 disc brakes on the drum.

起升机构用起重机电机

WOLONG YZR/YZP系列——绕线式或鼠笼式转子的起重机用异步电机,功率1.5–250 kW,H级绝缘,S3–S5工况(暂载率40%)。与INVT/INOVANCE起重机系列变频器配套以力矩控制模式使用。对于不常用的起重机(备用、检修),采用经接触器直接启动的鼠笼式电机。

启动力矩≥额定值的2.0倍
H级绝缘,S3–S5工况暂载率40%
集成电磁制动器或外置制动器安装位
防护等级IP54(封闭车间)至IP55(露天场地)
用于闭环调速的编码器

行走机构用电机

桥架和小车行走机构电机在频繁启动和换向工况下工作(每小时多达360个循环),需要更高的启动力矩和良好的热平衡。大起重量桥式起重机最多采用四台电机同步运行——同步通过起重机变频器以主/从模式实现。

S4工况暂载率40%,每小时启动多达360次
启动力矩≥额定值的1.8倍
与起重机变频器兼容(NEMA MG1 Part 31绝缘)
带电液推动器的内置或法兰安装制动器

辅助驱动用通用电机

液压泵、冷却风机和检修平台卷扬机的电机属于HUALI YE3/YE4和WOLONG YE系列通用电机。此处无需起重机工况,重点是IP55和IE3能效等级。

IE3能效等级(IE4可选)
S1连续工况
IP55,F级绝缘
标准IM1001/IM3001安装结构

塔式和门座式建筑起重机电机

塔式起重机起升机构电机以暂载率60%及以上工作,因此在标准起重机用设计基础上增加强化冷却(IC411强制通风)以及绕组和轴承上的热敏元件。回转电机为双速异步电机或单速配变频器,以实现平稳升至额定转速和臂架精确定位。

S3工况暂载率60%(塔式起重机起升)
双速绕组4/24、8/32(回转)或变频控制
防凝露保护(防凝露加热器)
防护等级IP55,H级绝缘

工作、应急及防风制动器

起重机制动系统由三个回路组成:每套驱动(起升、行走、回转)上的工作制动器、用于关键载荷的起升卷扬机卷筒上的应急制动器,以及防止沿轨道滑移的防风保护。在装运浇铸钢包的冶金车间起重机上采用双制动方案——两套独立的工作制动器,每套都能以1.75–2.0的安全系数保持满载。塔式和门座式起重机还增加自动夹轨钳,在强阵风或断电时动作。

塔式建筑起重机
Tower crane: slewing, luffing and hoist drives with integrated brakes.

行走机构和小车用工作制动器

带Ed-30至Ed-201系列电液推动器的HUAWU TKT/TKK块式制动器安装在高速轴齿式联轴器的制动轮上。断电时靠弹簧合闸,靠推动器松闸。响应时间0.1–0.3 s。在配变频器的现代起重机上常采用HUAWU YPZ2/YWZ5盘式制动器——更紧凑且响应时间更精确。

制动力矩安全系数为额定值的1.5–1.75
断电时响应时间≤0.2 s
Ed-30至Ed-201电液推动器
用于摩擦片磨损监测的行程开关
手动松闸功能

铸造和装料起重机起升机构双制动方案

在装运浇铸钢包和装料料筐的起重机上采用双制动方案:同一钢丝绳卷扬机上配两套独立的HUAWU YPZ2(盘式)或YWZ5(带电液推动器块式)制动器。每套制动器的力矩安全系数为额定值的1.75——即任一套都能单独保持满载。断电合闸时间≤0.15 s。按GOST 31303冶金起重机标准认证。

每套制动器制动力矩安全系数≥1.75
两个独立的控制和供电回路
响应时间≤0.15 s
防护等级IP55,环境温度高达+60 °C
GOST 31303认证

门座、龙门及塔式起重机防风夹轨器

“storm brake”型夹轨钳——JINGU CWZ或ZHONGHAI SB——安装在门座和龙门起重机的端梁上,当风速超过设定值时将起重机固定在轨道上。它们根据风速仪信号(通常工作状态下风速≥15 m/s、非工作状态下≥20 m/s)或断电时自动动作。可在阵风高达35 m/s时保持设计起重机。

风速达35 m/s时保持
根据风速仪信号自动动作
应急合闸由UPS备用供电
气动或液压解锁
CE认证并与起重机PLC系统兼容

防爆制动器和耐腐蚀环境制动器

化工、石化和矿山生产用起重机配备标识为Ex d IIB T4的ZHONGHAI防爆制动器。电液推动器和线圈置于能承受内部爆炸而不传至外部环境的外壳内。摩擦片磨损监测通过本质安全电路接入PLC。

Ex d IIB T4标识(或按项目更高)
推动器和线圈外壳IP66
磨损和位置监测的本质安全电路
符合GOST R 51330的1区和2区

起升驱动逆止器超越离合器

TIANIU逆止器安装在倾斜输送起重机或皮带提升机的电机与起升减速机之间,防止制动器断电或故障时载荷自行反向。它们作为工作制动器和应急制动器的备用保护回路。

允许力矩安全系数≥1.5
在轴径和键上与减速机兼容
自由方向超越力矩低
换向使用寿命≥20 000次循环

联轴器和供电系统

带制动轮的鼓形齿式联轴器是起重机驱动运动学的基础:它们同时补偿安装后的轴偏移和热膨胀,并作为工作制动器的安装座。行走机构常采用带制动轮的弹性柱销联轴器以缓冲冲击载荷。起重机配套的一个单独部分是沿起重机轨道的供电和起重机小车的电缆拖令系统。

沿起重机轨道的滑触线母线槽
Seamless AN busbar trolley: power supply to an overhead bridge crane along the span.

带制动轮齿式联轴器

带集成制动轮的YONGJING GIICL和LONGXUAN WGZ鼓形齿式联轴器安装在电机与起升减速机之间。齿圈补偿径向、轴向和角向轴偏移达1.5°,制动轮承接工作制动器。一个部件实现两种功能——这在起重机卷扬机狭小的空间内节省了位置。

力矩5–125 kN·m
角偏移补偿达1.5°
制动轮直径200–800 mm
圆周速度>15 m/s时进行G6.3平衡
通过油嘴每6个月加注润滑脂一次

带制动轮弹性柱销联轴器

带制动轮的LONGXUAN LX/LMC弹性柱销联轴器用于起重机行走和小车机构。弹性套缓冲启动冲击并补偿微小径向偏移,制动轮承接带电液推动器的TKT/TKK块式制动器。

力矩1.6–25 kN·m
径向偏移补偿0.2–0.5 mm
制动轮100–500 mm
弹性元件使用寿命≥30 000 h

沿起重机轨道的滑触线母线槽

无缝滑触线母线槽ANNENG AN系列是跨距30–500 m向桥式或龙门起重机供电的标准方式。保护外壳内的绝缘导体输送电流,滑车上的集电器沿母线槽移动。动力通道承载100–1 250 A,外加4条信号线。可通过Profibus或Modbus协议与起重机控制系统兼容。

电流100–1 250 A(取决于起重机功率)
跨距30–500 m(带温度伸缩缝间断)
IP23(封闭车间)或IP55(露天、雨棚下)
预留4条用于控制和通信的信号线
TR CU 004/2011认证

起重机小车的电缆拖令和电缆卷筒

沿起重机桥架向小车和操作室供电通过ANNENG电缆拖令实现,拖令沿C型导轨型材或圆形钢索移动。对于长跨距和大行程龙门起重机,采用带弹簧张紧绕线的电动电缆卷筒。

拖令承载能力5–50 kg(按电缆束计)
行走速度达120 m/min
与C型导轨型材或6–12 mm圆形钢索兼容
可将动力电缆和控制电缆分开布置

重型港口起重机齿式联轴器

在门座式港口、造船和集装箱起重机上,电机与起升减速机之间安装加大型号的YONGJING GIICL鼓形齿式联轴器,力矩100–500 kN·m,采用双齿圈结构以补偿较大的角偏移。密封件为带防盐雾保护的海洋型。

力矩100–500 kN·m
双齿圈结构(角偏移补偿达1.5°)
耐盐雾密封件
每3个月加注润滑脂(海洋环境)
与制动轮和应急制动器兼容

应用图库

BONENG BE
BONENG · BE
CGC BAR-WIRE
CGC · BAR-WIRE
WOLONG OLI
WOLONG · OLI
HUALI 1AL
HUALI · 1AL
HUAWU BYW
HUAWU · BYW
JINGU ED
JINGU · ED
ZHONGHAI ED
ZHONGHAI · ED
YONGJING GICL
YONGJING · GICL
LONGXUAN GIICL
LONGXUAN · GIICL

我们的行业解决方案

SDS 产品组合中覆盖该行业典型应用的品牌。

  • BONENG用于桥架行走、小车行走和悬臂起重机回转机构的K和HB齿轮电机;带集成制动器的工业减速机
  • CGC用于门座、港口和造船起重机的H/B/K系列重型减速机,力矩高达1 MN·m,C5-M防腐设计
  • WOLONG用于起升和行走机构、启动力矩≥2.0的YZR/YZP起重机用电机,用于辅助驱动的通用YE3电机
  • HUALI用于液压泵、冷却风机和起重机辅助卷扬机的IE3/IE4通用电机
  • HUAWU用于铸造和装料起重机双制动方案的YPZ2/YWZ5工作及应急制动器,Ed-30至Ed-201电液推动器
  • JINGU用于门座和龙门起重机的CWZ防风夹轨器,用于起升机构的盘式工作制动器
  • ZHONGHAI用于化工生产和露天场地起重机的Ex d IIB T4防爆制动器和SB防风夹轨器
  • YONGJING带制动轮的GIICL鼓形齿式联轴器——起重机起升驱动运动学的基础
  • LONGXUAN用于桥架和小车行走机构、带制动轮的LX/LMC弹性柱销联轴器和WGZ齿式联轴器
  • TIANIU用于倾斜输送起重机起升驱动并防止载荷反向的逆止器超越离合器
  • ANNENG100–1 250 A无缝AN滑触线母线槽和电缆拖令,用于沿轨道和起重机小车供电
  • INVT带防摇摆、S曲线和负载力矩模式的GD300-Crane系列变频器,用于起升和行走机构
  • INOVANCE带双处理器控制和内置制动晶体管的MD500-Crane变频器,用于S3–S5工况

图片来源: Rolf Obermaier (Public domain) · G-13114 (CC0) · W.carter (Public domain) · Thakerus (CC0) · Sclaferriere (CC BY-SA 4.0)