门座起重机基础知识
（2006年4月苏州）
门座起重机基础知识
• 一、门座起重机的构造及分类
• 门座起重机是具有沿地面轨道运行，下方
可通过铁路车辆或其他地面车辆的门形座
架的可回转臂架型起重机。
（二）门座起重机的构造
• 结构部分 包括门架、人字架、旋转平台、司机室、臂架
系统（臂架、拉杆、象鼻梁）等。
• 机构部分 包括起升机构、变幅机构、旋转机构、运行机
构。
• 电气部分 一般通过电缆卷筒或地沟滑线供电，采用电力直
接驱动；一般包括电线电缆、中心集电器、电动机、变压
器、电阻器、控制柜、操纵台、照明等。
• 安全装置部分 包括限位装置、超载限制器、缓冲器、防
风搞滑装置等。
• 附属装置 司机室、机房平台的高度超过20m的大型门座
起重机则应当考虑安装附属的简易电梯。
（二）门座起重机分类：
• 1.港口通用门座起重机
• 如图所示，这类起重机
配备有可以更换的吊钩、
抓斗等吊具
• 2.带斗门座起重机
• 如图所示，这类起重
机在门座上装有漏斗
和带式输送机，用抓
斗卸船的门座起重机。
• 3.船厂门座起重机
• 如图所示，是装在高
门座上的门座起重机，
用于船厂的吊装工作，
具有较大的起重能力
和较大的起升高度。
通常备有两个或多个
起重吊钩。主钩的起
重量应能随工作幅度
的变化而变化。工作
速度一般比港口用的
门座起重机要低。
• 4.集装箱门座起重机
• 用于集装箱码头、堆场上的专用门座起重
机
• 5.电站门座起重机
• 用于电站建设的门座起重机，具有较大的
工作幅度和起重能力，且易于拆卸和拼装，
便于转移工地。
二、结构
• （一）门架
• 门架结构支承着上部旋转部分的全部自重
和所有外载荷。门架结构对整个起重机的
稳定性和减轻自重有着重要意义。为保证
起重机正常平稳运转，门架必须有足够的
强度，尤其是要有较大的刚度。
• 1.转柱式门架结构
• （1）交叉门架
• 如图7-4所示。这种门架是
由两片平面刚架交叉组成
的空间结构。它的顶面为
一大圆环，其上装有环形
轨道和大齿轮。门架当中
有一个十字横梁，在横梁
的交叉处装有转柱下支承
的球铰轴承。在起重机轨
道的同侧平面内，用拉杆
把两条门腿相连在一起，
以增加门架的空间刚度。
• （2）八杆门架
• 如图7-5所示。它的
顶部是一个圆环结构，
其上装有环形轨道和
大齿轮。圆环断面常
作成箱形的或宽腹板
的工字形断面。在圆
环下面是由八根撑杆
组成的对称的空间桁
架结构。
• 2.大轴承式门架结构
• 这类起重机的上部旋转
部分，通过大型滚柱轴
承式旋转支承装置直接
支承在门架上。这样，
上部旋转部分的垂直力、
水平力和倾覆力矩通过
大轴承全部传给门架顶
部，从而使门架受力状
况得到改善，并简化了
门架结构的构造。如高
圆筒形的门架（图7-
6）。这种门架的圆筒
高度比门腿结构的高度
还高些。
•2.大轴承式门架结构
(新型）
（二）人字架、旋转平台的转柱
• 1.人字架
• 为了支承臂架，一般
都没有人字架。变幅
机构的推杆，组合臂
架的拉杆及其对重杠
杆等都与人字架相连。
人字架支承在旋转平
台上。
• 2.旋转平台和转柱
• 目前广泛使用的旋转平台和转柱
结构如图7-8所示。平台的金属
结构由两根纵向主梁及一些横梁
和平板组成。根据受力大小，这
些梁可做成箱形断面或工字形断
面，臂架和人字架都支承在平台
上。还有起升机构和旋转机构等
机电设备，都安放在平台上。旋
转平台和转柱相连接。臂架的两
个下支承座焊在平台的主梁端部。
• 转柱常被作成棱锥形薄壁箱形结
构，刚度大，自重轻。
（三）臂架系统
• 臂架系统是门座起重机把货载传递到旋转平台的主要构件，
可以做成单臂架系统或组合臂架系统。
• 1.单臂架系统
• （1）刚性传动变幅的单臂架
• 刚性传动变幅的单臂架门座起重机的特点，是整个臂架系
统只有臂架这一刚性部件。由于装有臂架自重平衡系统和
刚性传动装置，因而变幅拉点布置在靠近臂架根部，依靠
螺杆、螺丝传动实现臂架俯仰。
• 为了减轻自重，这种单臂架大多采用高强度管子制成三角
形截面或矩形截面的大杆桁架结构，也有直接用大管子或
钢板焊成实体结构的。
• （2）柔性拉索变幅的单臂架
• 它没有臂架平衡装置，变幅钢丝绳固定于臂架头部，依靠
柔性拉索的收进与放出实现臂架的俯仰。
• 2.组合臂架系统
• 门座起重机的四连杆臂架系统，是组合式起重臂架的一种
典型形式。一是有效空间较小，影响使用；二是悬挂钢丝
绳过长，不利于装卸作业；三是为了实现水平变幅需要借
助钢丝绳进行补偿。
• （1）柔性拉索式
• 如图7-9所示，它是采用
钢丝绳作为拉杆，并借
助象鼻架尾部一定几何
尺寸形状的曲线，实现
变幅过程中货物的水平
移动。
• （2）刚性拉杆式组合臂架
• 刚性拉杆式组合臂架，是由象鼻架、刚性拉杆及
臂架三部分通过铰轴组合而成，并与机架拼成四
连杆机构，以实现变幅过程中货物的水平移动。
• ①象鼻架
• a.桁构式象鼻架
• 图7-10为港口用小型门座起重机的象鼻架的构造
图。它由底面的一根箱型主梁和其上的两片撑杆
系统组成。
• b.板梁式象鼻架
• 它是由两片工字型单腹板梁借助横向隔板连接而
成的空间板梁结构。
• c.箱型截面杆构成的刚架式象鼻架
• 造船用门座起重机常采用这种结构型式。这种结
构型式与桁构式象鼻架不同，是一个空间的刚架
体系。
• d.桁架式象鼻架
• 这种型式的转盘式门座起重机中曾普遍采用过，
但由于不能适应自动焊接，制造困难，费时，油
漆及维护表面较多，因而已很少采用。
• ②臂架
• 臂架是支承象鼻架的主要构件。图7-11为箱型截
面实体式臂架的构造图。臂架的另一种型式是桁
构式的架。
• ③拉杆
• 拉杆是一根上端与象鼻架尾部相铰接，下
端与人字架顶部铰接的刚必瑷 拉杆件。一
般多采用箱型结构。
三、机构
• （一）起升机构
• 门座起重机的起升机构由
驱动装置、制动装置、传
动装置、卷绕系统等组成。
其起升卷绕系统如图7-13
所示
• （二）变幅机构
• 1.变幅机构的构造型式和工作原理
• 门座起重机的变幅机构分为非工作性变幅与工作
性变幅两种。起重机只允许在空载情况下改变幅
度为非工作性变幅，只是在调整起重机臂架工作
拉置时才变幅，而在装卸、起吊货物时幅度是不
变的。起重机能在带载情况下改变幅度（每一工
作循环中都要变幅）为工作性变幅。目前普遍采
用载重水平位移和臂架自重平衡两种措施。
• （1）载重水平位移
• ①单臂架系统主要补偿方法
• a.滑轮组补偿法
• 图7-14为利用补偿滑轮组使物品水平变幅
的工作原理图。
• b.平衡滑轮补偿法
• 图7-15为平衡滑轮的工作原理图。
• c.平衡卷筒补偿法
• 如图7-16所示
d.椭圆规原理补偿法
e.连杆-滑轮组补偿法
• ②组合臂架系统的主要补
偿方法
• a.曲线象鼻架拉索组合臂
架
• 如图7-9所示，组合臂架
的象鼻架有一部分是曲线
段，与拉索联合使象鼻架
端部作水平运动。
• b.直线象鼻架拉杆组合
臂架
• 如图7-19所示，臂架的
象鼻架为直线型与刚性
拉杆，臂架及人字架一
起构成一个平面四杆机
构。则在相当于有效幅
度的ab线段内，该曲线
可以接近于一根水平线。
• c.平等四边形组合臂架
• 如图7-20所示，组合臂架的纵向中心线与
大拉杆的轴心线相互平行，象鼻架中心线
与小拉杆轴心线相平行。
• （2）臂架自重平衡系统
• ①不变质心平衡原理
• 图7-21所示为得用尾重法来
获得臂架平衡的工作原理。
• ②移动质心平衡原理
• 如图7-22所示，得用杠杆系统，使臂架与
对重的合成质心沿近似水平线移动，使臂
架系统得到近似平衡。
• ③无对重平衡原理
• 如图7-23所示
2.变幅驱动机构
变幅驱动机构有绳索滑轮组、曲柄连杆、扇形齿轮、
齿条、螺杆、液压缸等形式。
（1）绳索滑轮组变幅驱动机构
如图7-16所示，
（2）曲柄连杆变幅机构
如图7-24所示，曲柄连杆驱动对重杠杆，然后再通
过杠杆臂架摆动。
（3）扇形齿轮变幅驱动机构
如图7-25所示，当臂架采用尾重法来平衡时，扇形
齿轮常直接装设在臂架尾部，这时扇形齿轮本身可
以兼作部分对重之用。
（4）齿条变幅驱动机构
如图7-26所示，臂架直接由齿条推动。
（ 5）螺杆变幅驱动机构
图7-27所示，螺杆螺纹的头数可以是单头、双头、
三头或四头的。
（ 6）液压缸变幅驱动机构
• （三）旋转机构
• 1.旋转支承装置
• （1）支承滚轮式
• 如图7-29所示，支承
装置通常是四支点的，
每个支点下可装单个
滚轮或双轮台车。它
是转盘式支承装置中
承载能力最小的一种，
主要用于小起重量的
起重机。
• （2）夹套滚子式
• 如图7-30所示为该
支承装置的构造简
图。它是将圆锥或
圆柱滚子装在上下
两个环形轨道之间，
滚子通过心轴组装
在隔离夹套的内外
环之间。
• 。
• （3）滚动轴承式
• 如图7-31所示，该装置中的滚球或滚柱可以选用
一般滚动轴承中标准规格和尺寸的滚动体。起重
机的旋转部分固定在大轴承的旋转座圈上，而大
轴承的固定座圈则与门架顶面相固结
• 2.旋转驱动机构
• 图7-32为旋转驱动机构的几种形式。
• 图7-32a是卧式电动机、圆柱和圆锥齿轮传动。这
种方案的优点是可采用标准减速器，传动效率高。
缺点是平面布置尺寸大，机械安装要求高。
• 图7-32b是卧式电动机与蜗轮减速器传动。其优点
是工作平稳，结构紧凑，传动比大，但传动效率
低。
• 图7-32c是立式电动机的轴线竖直布置的立式减速
器传动。这种方案的优点是平面尺寸紧凑，传动
效率最高，是一种较理想的传动方案。
• 图7-32d是立式电动机和行星减速器传动。这些传
动的结构都很紧凑，传动比大，是很有发展前途
的传动型式。
• （四）运行机构
• 运行机构的组成可以分为运行支承装置、
运行驱动装置和运行安全装置三部分。运
行支承装置包括均衡梁、车轮、销轴等。
运行驱动装置包括电动机、制动器、减速
装置等。运行安全装置包括夹轨器、防止
起重机碰撞的缓冲器及运行限位器等。
