差动减速器在单臂架起重机变幅过程的应用
单臂架门机的设计方法
单臂架门机的设计方法童 强 胡吉全1 概述港口货物吞吐能力的不断提高,要求通用码头的门机向着大吨位、多用途、高效率方向发展,特别要求其具有进行集装箱装卸作业的能力。
为了满足这些要求,国外一些著名的起重机械制造厂家纷纷推出新的机型。
由芬兰KON E公司制造的多用途门机最为典型,其具有吊钩、抓斗和集装箱自动吊具作业的功能,在传动和控制方面大都采用了比较先进的技术。
由奥地利利卜海尔公司、德国高华公司制造的单臂架高立柱起重机也具有多用途的特点。
这些新机型都具有良好的性能,被广泛应用在世界各地。
在我国,集装箱运输的发展比较晚,大型专用集装箱码头相对较少,因此在通用码头装卸集装箱比较普遍。
80年代初,上海港机厂最先开发四连杆式多用途门机,随后根据我国港口集装箱发展情况,一些科研院所和制造厂家先后推出了大吨位单臂架门座起重机。
近十多年来成功地设计制造出了从十几米到四十多米之间不同工作幅度,同时能适应内河港和海港装卸作业的系列产品。
由于该机型性能优越、造价合理、适应性强,很快受到用户的欢迎,并得到了迅速推广。
国产单臂架多用途门机与国外同类产品相比仍然存在一定差距,特别是国产控制系统和机电配套产品质量还不高。
随着新的产品不断投入使用,各设计院所和制造厂家也不断总结经验和教训,使产品的综合质量有很大提高。
特别是新的设计理论和设计方法的引入,使产品的设计进入了一个新的阶段。
2 单臂架门机的设计原理和方法在港口使用的俯仰型臂架起重机中,一般都需带载变幅,为了使被吊物体在变幅过程中水平位移落差减小,降低货物起落升降引起的势能变化,减小变幅机构的驱动功率,保证起重机安全作业,通常要求使用合适的方法进行吊钩的升降补偿。
对于单臂架起重机,目前最常用的是绳索补偿法。
根据变幅驱动方式的不同和结构型式的差异可分为:钢丝绳变幅驱动滑轮组补偿、齿条变幅驱动滑轮组补偿及具有臂架自重平衡杠杆系统的导向滑轮组补偿。
对于采用钢丝绳变幅驱动方式的单臂架起重机,也成功地使用差动减速器实现了吊重水平位移补偿。
单臂架起重机匀速变幅控制驱动函数的反求方法
单臂架起重机匀速变幅控制驱动函数的反求方法李琳;张金营;周宝【摘要】According to the issues of power lose , vibration, impact, cab shaking and driver fatigue caused by the luffing speed-instability of single jib crane , a simple and practical reverse method of uniform luffing control driving function by using the method of instant centre is provided .A general idea of PLC control based on that driving function is also given , which provides u-niversal method for the implementation of uniform luffing on single jib crane , especially on the port cranes , such as the single jib gantry crane and the fixed crane .%针对单臂架起重机变幅过程中变幅速度不稳定，导致功率损失，引起振动、冲击，造成司机室晃动致使驾驶员疲劳等问题，利用瞬心法提供一种简单、实用的单臂架起重机匀速变幅控制驱动函数的反求方法，依据该函数给出PLC控制的一般思路，为单臂架起重机特别是单臂架门座起重机、固定吊等港口起重设备匀速变幅的实现提供通用方法。
【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2016(045)004【总页数】4页(P149-152)【关键词】单臂架起重机;瞬心法;匀速变幅;驱动函数【作者】李琳;张金营;周宝【作者单位】青岛海西重机有限责任公司，山东青岛266530;青岛海西重机有限责任公司，山东青岛266530;青岛海西重机有限责任公司，山东青岛266530【正文语种】中文【中图分类】U667.5单臂架起重机是港口、码头专用的起重运输设备，主要用来完成货物的装卸、转运和堆码作业，具有灵活机动、作业效率高等优点，但因其多为抓斗作业，工况恶劣，并且变幅速度较高，在使用过程中电机速度同一档位下其变幅速度却在不断的变化中，将会导致货物处于不断的加速、减速中，损失一部分功率，而且变幅过程中司机室晃动较为严重，容易引起司机疲劳。
单臂桥式起重机制动控制改造
单臂桥式起重机制动控制改造单臂桥式起重机是一种常见的工业重型机械，广泛应用于物流、制造业等领域。
但是，单臂桥式起重机在运输重物时具有一定的惯性和惯性力，因此制动控制是非常关键的。
本文将讨论单臂桥式起重机制动控制改造的相关问题。
一、传统的单臂桥式起重机制动控制传统的单臂桥式起重机制动控制方案通常采用电阻制动或机械锁死制动。
这些制动方式的优点是简单易操作，成本低廉，但是缺点也很明显。
首先，电阻制动和机械锁死制动都需要耗费大量的能量，导致能源浪费，而且在高速运转时不安全。
其次，这些传统制动方式对系统的损伤也相对较大，容易导致机器设备的使用寿命缩短，成本增加。
二、改进的单臂桥式起重机制动控制近年来，随着先进控制技术的不断发展，越来越多的企业和机构开始研究和改进单臂桥式起重机的制动控制系统。
相对于传统制动方式，改进的制动控制系统有以下优点：1. 降低惯性力：传统的单臂桥式起重机制动时，容易产生大量的惯性力，导致运转不稳，影响安全性。
改进的制动控制系统能够有效降低惯性力，在运转时保持稳定。
2. 节能减排：改进的制动控制系统体积小、效率高，能够在制动时实现动能的回收，减少能源浪费，同时减排二氧化碳等有害气体，更加环保节能。
3. 安全可靠：改进的制动控制系统容错性能更强，减少了单点故障对系统的影响，更加安全可靠。
针对以上优点，我们可以采用电子制动、减速器制动和电机反电动力制动等先进技术来改善单臂桥式起重机的制动控制系统。
1. 电子制动电子制动控制是在电机上应用电子器件来对制动力的大小和时间进行调整的技术。
它可以控制起重机的制动和恢复力度，达到更好的制动效果，保证起重机的安全性和稳定性，同时也可以减少对机械零件的损伤，延长机器的寿命。
2. 减速器制动减速器制动是在传动系统上应用制动衬带或摩擦片等器件来产生制动力的技术。
它可以根据传动系统的速度和力矩变化来调整制动力大小和时间，保证起重机在移动和下降时能够有效地进行制动。
减速器在工程实践中所起到的作用
标题：减速器：工程实践中不可或缺的关键组件在工程实践中，减速器是一种至关重要的机械传动装置，它在各种机械设备中发挥着至关重要的作用。
它通过降低驱动部件的转速、增加转矩，从而实现了机械设备的正常运转。
减速器的作用不仅体现在工业设备上，还广泛应用于汽车、航空航天、冶金、石油化工等领域。
本文将深入探讨减速器在工程实践中的作用，从其原理、类型、应用领域等方面进行全面评估，旨在帮助读者全面理解和认识减速器在工程实践中的重要性。
一、原理解析减速器的基本原理是通过齿轮传动实现的。
齿轮传动是一种传动方式，利用齿轮的啮合实现轴的传动。
减速器中常用的齿轮包括圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆齿轮等。
当两个齿轮啮合时，可以实现从一个轴向另一个轴的转动传递，从而实现了减速和增加转矩的效果。
通过调整齿轮的结构和传动比，可以实现不同程度的减速效果，满足不同机械设备的运行需求。
二、类型分类根据传动原理和结构特点，减速器可以分为多种类型，如蜗杆减速器、斜齿圆柱减速器、行星减速器等。
不同类型的减速器在工程实践中有着各自的应用领域和特点。
蜗杆减速器具有紧凑的结构、平稳的传动特性，适用于对传动精度要求较高的场合；而行星减速器由于其结构紧凑、承载能力大，被广泛应用于重载、高速的传动系统中。
通过深入了解不同类型的减速器，可以更好地选择适合的减速器类型，满足工程实践中的具体需求。
三、应用领域减速器在各个领域都有着广泛的应用。
在工业生产中，减速器被广泛应用于各种机械设备中，如输送机、搅拌机、提升机、压缩机等。
在汽车领域，汽车变速箱就是一种减速器，它通过改变齿轮传动比实现了汽车的加速和减速。
在航空航天领域，飞机的发动机传动系统中也离不开减速器的应用。
减速器还被广泛应用于矿山机械、起重机械、冶金设备等重工业领域。
可以说，减速器是工程实践中不可或缺的关键组件，它为各种机械设备的正常运转提供了强大的支持。
四、个人观点和理解在工程实践中，减速器的作用不可小觑。
它不仅可以实现机械设备的减速效果，还可以增加转矩，满足不同工况下的传动需求。
起重机变幅运动吊重防摆控制研究
起重机变幅运动吊重防摆控制研究曹旭阳;袁靖;李万里;丁冲【摘要】Aiming at the problems of poor precision,low operation efficiency and low security due to the load oscillation of luffing motion for crane,an error asymptotic compensation control method was proposed to minimize the sway angle of load.Based on the analysis of error asymptotic compensa-tion control theory,the error asymptotic compensation controller was designed.Through appropriate adj ustments to the two stage compensation coefficients,the sway angle of the lifted load was gradual-ly decreased,meanwhile,the requirements of the acceleration and the pump displacement were met. The MATLAB simulation results show that error asymptotic compensation controller has good ro-bustness and control precision for different ropes and jib lengths.After the crane began to brake,the sway angle is reduced to below 0•003 rad in 10 seconds.%针对起重机变幅运动过程中吊重摆动造成的就位精度差、工作效率低和作业不安全等问题，提出了一种误差渐进补偿控制方法，以减小吊重摆动。
减速器在起重机械设备中起什么作用？
减速器在起重机械中起什么作用？常见减速器有几种？171、减速器在起重机械中起什么作用？常见减速器有几种？答：减速器是桥式类型起重机运行机构的主要部件之一。
它的主要作用是把电动机运转的高速度转变成为起重机各机构实际需要的速度，并获得较大的扭矩，从而平稳地起吊重物。
常见减速器有蜗轮减速器、行星减速器和硬齿面减速器。
其型号有ZQ型、Z H Q型、ZSC型等。
172、减速器正常工作条件是什么？答：①壳体接合面、轴承处不允许漏油，连接螺栓不能松动。
②运转时，齿轮啮合声音应正常、平稳，不应有忽高忽低的响声和金属碰撞声，不许出现跳动现象。
③一个机构采用两台平等工作的减速器时，应使用同一厂家、同一规格类型的产品。
④减速器上应有铭牌标记，以防装错。
对于没有铭牌的减速器，必须核对外形尺寸、安装尺寸，在确认无误后，方可安装。
⑤减速器壳体无裂纹等缺陷；地脚螺栓应紧固良好；⑥减速器使用的润滑油油质、油量应满足使用说明书要求。
1/5页1 故障分析减速器是桥式起重机的重要传动部件，通过齿轮啮合对扭矩进行传递，把电动机的高速运转调到需要的转速，在传递扭矩过程中齿轮会出现轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶和、齿面磨损等机械故障，造成齿轮的故障原因分别如下：a．短时间过载或受到冲击载荷，多次重复弯曲引起的疲劳折断；b．齿面不光滑，有凸起点产生应力集中，或润滑剂不清洁；c．由于温度过高引起润滑失效；d．由于硬的颗粒进入摩擦面引起磨损。
2 预防措施a．起重机不能起载使用，启动、制动要缓慢、平稳，非特定情况下禁止突然打反车；b．更换润滑剂要及时，并把壳体清洁干净，同时要选择适当型号的润滑剂；c．要经常检查润滑油是否清洁；发现润滑不清洁要及时更换。
2/5页1 故障分析制动器是桥式起重机重要的安全部件，具备阻止悬吊物件下落、实现停车等功能，只有完好的制动器对起重机运行的准确性和安全生产才能有保证，在起重机作业中制动器会出现制动力不足、制动器突然失灵，制动轮温度过高与制动垫片冒烟、制动臂张不开等机械故障。
单臂架起重机起升-变幅系统的设计与仿真
单臂架起重机起升-变幅系统的设计与仿真
孙远韬;章增增;张氢;秦仙蓉;孙天朔
【期刊名称】《机械传动》
【年(卷),期】2018(42)6
【摘要】从单臂架起重机吊重高度补偿的数学模型出发,求解分析得到了一种总体结构形式,并结合差动减速箱的传动方式,实现用一个减速器完成单臂架起重机的变幅和起升,在此基础上通过ADAMS/cable绳索模块仿真分析了系统变幅过程中吊重高度位移变化,并与数学模型MATLAB仿真结果对比,验证所设计的差动减速器满足工程实际需要。
【总页数】5页(P64-67)
【关键词】单臂架起重机;高度补偿;数学模型;差动减速器;ADAMS仿真
【作者】孙远韬;章增增;张氢;秦仙蓉;孙天朔
【作者单位】同济大学机械与能源工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH213
【相关文献】
1.1000吨单臂架变幅式起重船起重机总体设计 [J], 李畅哲;
2.钢丝绳变幅式单臂架门座起重机臂架结构优化设计 [J], 陈梅林;田颖辉;刘江;纪石汉
3.单臂架门座起重机卷筒补偿变幅系统设计研究 [J], 刘剑波
4.单臂架起重机臂架变幅运动数值仿真 [J], 赵章焰;王真
5.臂架可放倒的齿条刚性变幅单臂架门座起重机 [J], 胡奇;罗世兵;王细平
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一种单臂架门座起重机的变幅机构
（19）中华人民共和国国家知识产权局
（12）实用新型专利
（10）申请公布号
CN206088847U
（43）申请公布日 2017.04.12（21）申请号CN201620943467.4
（22）申请日2016.08.25
（71）申请人河南起重机器有限公司
地址453000 河南省新乡市新长北线北侧
（72）发明人邵景;刘娟
（74）专利代理机构温州市品创专利商标代理事务所(普通合伙)
代理人程春生
（51）Int.CI
权利要求说明书说明书幅图
（54）发明名称
一种单臂架门座起重机的变幅机构
（57）摘要
本实用新型提供一种单臂架门座起重机的
变幅机构，包括变幅机构，所述的变幅机构包括
齿轮和齿条，还包括起重机臂架和变幅臂，所述
的齿轮设置在变幅臂上，所述的齿条固定设置在
起重机臂架内，所述的变幅臂与起重机臂架之间
通过若干滑轮滑动配合，所述的齿轮与齿条齿动
配合，还包括带动齿轮转动的电机，所述的齿轮
可带动变幅臂沿齿条延伸方向来回运动。
本产品
提供的单臂架门座起重机的变幅机构解决了目前
市场上的起重机变幅时容易发生钢丝绳脱落的问
题，本实用新型采取齿轮齿条或螺杆驱动变幅，
稳定性好，不会发生意外，非常安全。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
2017-04-12授权授权
2017-04-12授权授权
2018-08-10专利权的终止专利权的终止
权利要求说明书
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说明书
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引言
文献 标 识 码 ：Ａ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ６ — ０ １ １ ０ — ０ ３ 升钢 丝绳 ，便 可 实 现 吊重 升 降 高 度 补 偿 。
一
、
随着 港 口进 出 口贸 易 的 蓬 勃 发 展 ，港 口装 卸 机 械 也 开 始
设同段作业 时间 内， 起升卷筒收放钢丝绳量 为 ｌ ， 变幅 卷筒收放 钢丝绳量 为 １ 。 ，要实现 吊重水平位移补偿 ，理论上
起升 和变 幅钢 丝绳 量 需 满 足 比例 关 系 ：
系和 两个行 星轮系组成 ，动力 由起升和变 幅输入轴输 入 ，通
过两个行 星轮 系的两个系杆向起升卷筒和变 幅卷筒输 出转 动
满足 大型船舶快装快 卸的要求 【 １ ｌ 。受 此启 发 ，将 行 星 差 动 技
绳进 行收放 ，因此 吊重可 以在变 幅水 平移 动的同时以一定速
度 作 升 降运 动 。
通 过上述分析 ，利 用差动减速器作为俯仰 型单臂架起重 机 中起升机构和变幅机构 的减速装置在原理 上是可 行的 ，结 合实 际情况对差动减速器作合理 配齿 ，并对 起升和变幅系统 合理设计 ，即可实现起重机变幅过程 中吊重的水平位移 。 为便 于标记，本文 中起 升部分所有参数的下标为 １ ，变
变 幅 运 动 ，起 升 卷 筒 就 会 转 动 ， 即可 通 过 差 动 减 速 器 对 起 升
向着大型 高速 化、 自重轻型化、高效节能化 的方 向发展 。为
适 应 这 种 发展 要 求 ，港 口机 械 也 进 行 了一 系 列 的技 术 革 新 。
机械差动减速器在桥式抓斗卸船机上 的运用 ， 实现 了其起升、
机设计及理论。
第６ 期
比为 ：
李
芳等 ：差动减速器在单臂架起重机变幅过程 的应用
根 据 上 节 所 配 齿 数 进 行 计 算 ， 结合 具 体 的 数 据 可 更清 楚 的看 到 差 动 减速 器 如 何 实 现 起 重 机 单 独 做 起 升 运 动 ，变 幅 运
㈩
Байду номын сангаас
：
开 闭 、小 车 行 走运 动 的 组 合 ，很 大 程 度 上 简 化 了传 动 装 置 ， 使 其 结构 紧 凑 ，减 轻 了 整 机 的 重 量 ，符 合 港 口机 械 的 发展 趋 势。
二 、 差 动减 速 器 的工 作 原 理
差动减速器 由于采 用行星机构 ，结构紧凑 、传动 比大 、 传动效率 高 ，这些优点使其在工程机械 的各个领 域得 到了广 泛 的应 用。在 我国 ，上海振华港 １ ３ 机械股份有 限公 司已成 功 地将差动减速器用于双 ４ ０箱 岸桥 ，实现功率 的分解和叠加 ，
动 时起 升 机 构 行 星 轮 系 如 何 做 出相 应 的 高度 补偿 ，以 及 起 升 和 变 幅 行 星 轮 系 联 合 运 动 的效 果 。 设 逆 时 针 旋 转 方 向为 正 转 ，顺 时针 旋 转 方 向 为 反 转 。转 臂 输 出 轴 联 接 卷 筒 ，卷 筒 钢 丝 绳 布 置 应 统 一 满 足 转 臂 正转 绕 绳 ，反 转 放 绳 的 要 求 。
摘
要 ：文 中以大型单臂架起重机为研究对象 ，通过差动齿轮传动 的补偿轮系 ，实现在变幅的 同时 ，起升卷 筒 自动
根据需要使货物沿水平线 或近似于水平线运动 ，推导 了差动减速器 中联接起升、变幅卷筒的行星轮系外齿圈之间齿
数计算关系式 ，并用实例对差动减速器轮系进行 了配齿计 算，分析 了差 动减速器可实现的起重机工况 。 关键词 ：单臂架 门机 ；变幅机构 ；差动减速 器
Ｊ
。
结合工作情况分析可知 ： （ １ ）若 起 升 输 入轴 制 动 ，动 力 由变 幅 输 入 轴 输 入 ， 变 幅
‘ ｍ・ ， ’
设起升和变 幅线速度分别为 和 ， 起升变幅卷简直径 分别为 Ｄ 和 Ｄ ，起升和变 幅机构行星减速器系杆转速分别
为／ ７ Ｈ １ 和 ２，贝 Ｕ 有：
第１ ３卷 第 ６ 期
２ ０１ ３生
中 国
水
运
Ｖ ｏＩ ．１ ３
ｄｕ ｎｅ
Ｎ ｏ． ６
２ ０１ ３
６ 月
Ｏ ｈ ｉ ｎａ Ｗａ ｔｅｒ Ｔ ｒａ ｎｓ ｐｏｒ ｔ
差动减 速器在单臂架起重机变幅过程 的应 用
李 芳
（ 江 苏 省特 种设 备 安 全 监 督 检 验 研 究 院无 锡 分 院 ，江 苏 无锡 ２ １ ４ １ ７ ４）
幅 部 分 所 有参 数 的下 标 为 ２ 。
术运 用到 单臂 架起重机 的变幅和起升机构 中，通过差动减速 器来 实现起 重机变幅过程 中吊重 的水平移动 ，减少驱 动机 构
功 率 损 耗 ， 同 时可 减 轻 整 机 的 自重 。 从 下 面 的原 理 图 可 以 看 出 ：这 种 差 动 减 速 器 是 由 定轴 轮
收 稿 日期 ：２ ０１ ２ — １ ０ ２ ３
起升部分行星 轮系和变幅部分行星轮系对应外齿 圈齿数
作 者 简 介 ：李
芳 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ，女 ，湖 北 襄 阳 人 ，硕 士 ，江 苏省 特 种 设 备 安全 监 督 检 验 研 究 院 无 锡 分 院 ，研 究 方 向为 起 重
（ ２ ）若变幅输出轴制动 ，动力 由起升输入轴输入 ，由差 动减速器 原理 图可看 出，两个外齿 圈被 固定 ，此时差动减速 器通 过右侧的太阳轮和行星轮带 动系杆输 出，使起 升卷筒转 动收放起升钢 丝绳 ，实现 吊重 的升降运动 ； （ ３ ）若动力 同时 由变幅、起升 两个输入轴输入 ，由上面 的分析可知起升卷筒和变 幅卷筒将 同时转 动 ，起重机作起升 和变 幅复合运动 ，只要有动力输 入变 幅输 入轴 ，即起重机有
ｍ ，
： —
—
卷筒 的输 出运动驱动臂架系统
Ｄ２
（ ２）
ｎ Ｈ２
Ｄ１
可推 导出变幅部分 的行星轮系外齿 圈转速与起升 部分 的
行星 轮 系外 齿 圈转 速 之 比 ：
．
ａ２
・
６ ：
～
图 １ 差 动减 速 器 原 理 图
勃 。 ・
Ｄ ｌ
（ ３ ）
作变 幅运动 ，同时 ，通 过差动减速器 的内外齿 圈传递 ， 由右边 的系杆输 出使起 升卷 筒转动 ，释放或卷入一定量 的起