WD70D维护和使用说明书教学文案.docx

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WD70D维护和使用说明书教学文案

武汉二七长江大桥

WD70D桅杆式起重机

维护和使用说明书

武桥重工集团股份有限公司

二〇一〇年七月

一.概述……………………………………………………………1

二.工作环境………………………………………………………1

三.主要设计规范…………………………………………………1

四.主要技术参数…………………………………………………2

五.主要结构及工作原理…………………………………………3

六.电气系统………………………………………………………6

七.液压系统……………………………………………………..9

八.操作说明………………………………………………………9

九.安全操作规程…………………………………………………14

一十.安全系统………………………………………………………15

一十一.起重机维护与保养……………………………………………15

一十二.故障及处理……………………………………………………19

一十三.随机工具清单…………………………………………………19

一十四.易损件清单……………………………………………………20

一十五.各部件附图………………………………………………见图册

一、概述

武汉二七长江大桥主桥为三塔六跨双索面钢混结合梁斜拉桥，跨径组合为90m＋160m＋616m＋616m＋160m＋90m，除两边跨90m部分为混凝土预应力箱梁外，其余为工字钢结合梁。

桥面净宽29.5m（含人行道）；桥面纵坡不等；桥面横坡为2%。

主桥主梁采用结合梁形式，钢主梁横断面采用“工”字型，横桥向两主梁中心距为30.5m，高3.5m（桥梁中心线处），混凝土板厚为26cm。

WD70D型起重机为全回转、单臂架式，主要用于该桥钢桁梁及桥面板等构件的安装施工。

工作机构有主起升机构、副起升机构、变幅机构、回转机构、步履走行机构和锚固装置等，传动方式为电-机械传动，控制方便，造价适中，维护简单。

如果经简单改造，可作为其他类别的起重机械使用。

该机在轨道导向作用下可沿钢桥纵向移动（非吊装作业状态），一次移动距离为钢桁梁的一个节间13.5m。

在步履走行到工作位置后，利用锚固装置将起重机锚定在已架设的钢梁上，从而达到吊重作业状态。

二、工作环境

工作最大风压300N/m2

工作环境温度-10～50℃

相对湿度90％

非工作时最大风压800N/m2

三、主要设计规范

GB/T3811-2008《起重机设计规范》

GB5905-86《起重机试验规范和程序》

GB50278-98《起重设备安装工程施工及验收规范》

GB6067-85《起重机械安全规程》

GB8918-2006《重要用途钢丝绳》

GB12602-90《起重机械保护装置安全技术规范》

GB50017-2003《钢结构设计规范》

GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》

GB3323－87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》

GB/T5905-1986《起重机试验规范和程序》

GB6067-1985《起重机械安全规程》

JB/T4315-1997《起重机电控设备》

GB5024-GB50259-96《电气装置安装工程施工及验收规范》

GB3766-83《液压系统通用技术条件》

GB3098《紧固件机械性能》

JB/ZS2.13-94《设备涂漆通用技术条件》

GB8923－1988《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》

四、主要技术参数

额定起重量70t（主钩）/15t（副钩）

主钩起升速度0～5m/min（满载）

0～10m/min（空载）

副钩起升速度0～11m/min（满载）

0～22m/min（空载）

变幅速度0～3m/min

吊臂变幅角度23°～76°

最小/最大工作幅度10m/35m

起升高度90m（轨道面以下62m）

最大起重力矩70t×22m

回转角度360°

回转速度0～0.48r/min

走行方式油缸顶推步履走行

走行速度0～1m/min

整机装机容量220kW

动力型式三相五线制，交流380V/50Hz

整机重量≤180t

轨距×基距：

10.8m×13.5m

吊臂长度36.5m

最大支点反力165t

单个后锚的最大拉力≤50t

五、主要结构及工作原理

起重机主要由上车（上部旋转部分）和下车（下部非旋转部分）两部分组成。

上车由吊臂、三角架、上转台、起升机构、变幅机构、司机室等组成，下车由底盘、走行机构及锚固装置等组成，中间回转机构把上车和下车连成一体。

金属结构的主材料采用Q345B。

。

5.1吊臂

吊臂长度36.5m，截面为矩型，采用格构式组合构件形式，主肢为φ168×10钢管，材料为Q345B；缀条用φ76×5钢管，材料为20号钢。

吊臂由尾段、2节中间段、首段及副臂组成，总重量约为15t，吊臂最大外形尺寸40m×3.1m×3m；最大节段外形尺寸10.3m×1.97m×1.87m.，最重节段3.6t。

吊臂通过臂根铰轴安装于上转台上，与上转台一起回转。

臂头上装有取力装置及滑轮组。

为减轻吊臂重量，臂头滑轮为Mc尼龙轻型滑轮。

5.2三角架

三角架采用Q345B钢板焊成箱形杆件，形成人字形主结构。

由前部撑杆桁架、后部拉杆桁架，辅助撑杆、防倾装置四部分组成。

其中前撑杆桁架上安装有变幅定滑轮组、变幅平衡滑轮组及主钩转向滑轮。

前撑杆和后拉杆下端通过铰轴安装于上转台上。

三角架总成最大外形尺寸12.9m×7.4m×3.08m，总重10.1t，其中前撑杆外形尺寸15m×3.08m×0.4m，重量为5.5t；三角架后拉杆外形尺寸为11.5m×3.02m×0.3m，重量为2.4t。

5.3上转台

上转台为框架式金属结构，纵梁、横梁采用工字型断面，材料为Q345B。

转台上设有吊臂铰轴支座和三角架铰轴支座。

转台下部通过一个133.50.3150.002的三排滚柱式回转支承与底盘相连。

转台上装有主起升、副起升、变幅三台卷扬机以及司机室及控制系统等。

上转台外形尺寸11.15m×3.47m×2.72m，重量为18.5t。

5.4底盘

底盘为可拆分式结构，由横梁、纵梁、中间梁等各种箱形和工字形梁组成的框架结构。

前横梁中心线向后3.5m处设置回转中心，前后主横梁左右两端下方各安装一个支顶调平油缸，其横桥向间距为14.4m，纵桥向间距为13.5m。

支顶油缸的底座设有橡胶垫，以保证与桥梁接触时不产生伤害。

底盘最大外形尺寸15.25m×14.79m×2.35m，总重54吨；最大单件重量8t。

5.5主起升机构

主起升机构采用一台单绳拉力为130kN的电动卷扬机，电机功率为75kW，钢丝绳倍率m=6，卷扬机中上部出绳。

额定载荷时的起升速度为0～5m/min，空载时起升速度可达到10m/min，卷筒容绳量为560m。

卷扬机配有过、欠缠绕保护装置及超速保护开关。

在高速轴端采用电力液压块式制动器，同时在低速端设有失效保护钳盘式制动器，高、低速制动器均能满足单独制动要求。

主起升机构采用变频调速控制。

吊钩采用70吨双钩，钢丝绳型号32NAT-18×K7+WSC-1770-YB/T5359，为不旋转钢丝绳，同时在死头处加装防转器，防止钢丝绳工作时打绞；为保证钢丝绳在卷筒缠绕整齐不乱绳，卷扬机两端挡板处安装有补偿挡块。

5.6副起升机构

副起升机构采用一台单绳拉力为90kN的电动卷扬机，电机功率为37kW，钢丝绳倍率m=2，卷扬机中部向上出绳。

额定载荷时起升速度为0～11m/min，空载时起升速度可达到22m/min,卷筒容绳量为190m。

副起升卷扬机配有过、欠缠绕保护装置及超速保护开关，在高速轴端采用电力液压块式制动器，在低速端设有失效保护钳盘式制动器，高、低速制动器均能满足单独制动要求。

副起升机构采用变频调速控制。

吊钩采用15吨单钩，钢丝绳采用28NAT-18×7+IWS-1770-GB/T8918不旋转钢丝绳，同时在死头才处加装防转器。

以上措施充分保证了副起升钢丝绳工作时不打绞。

为保证副起升钢丝绳在卷筒上缠绕整齐不乱绳，卷扬机两端挡板处安装有补偿挡块。

5.7变幅机构

变幅机构采用一台单绳拉力为120kN的电动卷扬机，电机功率45kW，钢丝绳倍率m=12，卷扬机中部向上出绳。

变幅速度0~3m/min，卷筒容绳量为230m。

变幅卷扬机配有过、欠缠绕保护装置及超速保护开关，在高速轴端采用电力液压块式制动器，同时在低速端设有失效保护钳盘式制动器，高、低速制动器均能满足单独制动要求。

变幅机构采用变频调速控制。

变幅钢丝绳通过设在三角架顶部的定滑轮组、转向滑轮组，和与吊臂头部相连的动滑轮组来实现变幅。

变幅钢丝绳采用30NAT-6×36WS+IWRC-1770-GB/T20118钢丝绳。

变幅钢丝绳浇铸索具左右各1根，单根长15m。

5.8回转机构

回转机构采用双驱动系统，回转速度为0.48r/min。

机构型式为变频制动电机+回转减速机+开式齿轮传动。

两套回转驱动装置左右对称布置于转台两侧。

变频电机功率为22kw×2。

支承型式为三排滚柱式全回转支承，回转支承型号为133.50.3150.002。

5.9锚固装置

吊机站位于已架设好的有斜拉索的钢桥横梁上，轨道直接承受工作时的压力；通过锚杆把吊机锚固于已架设钢桥的横梁上，保证工作时承受足够的拉力。

5.10走行机构

由轨道梁、走行油缸和滑靴等组成。

两根轨道梁在顺桥方向布置，间距为10.8m。

在底盘与轨道梁接触处设有滑靴，在滑靴槽的导向作用下，整车可以沿轨道梁滑动，反钩装置保证轨道在前移时不在钢梁上拖行。

步履走行原理：

a.吊机通过支顶油缸支撑于钢梁上。

支顶油缸顶起，轨道梁被悬吊于滑靴上。

b.走行油缸的行程最大为1米，通过走行油缸的多次伸缩动作和插拔销，使轨道梁沿滑靴槽向前移动一个节间，到达支撑位。

c.回缩支顶油缸，使轨道梁放置于钢梁上，此时整机重量通过滑靴全部承受在轨道梁上。

d.通过走行油缸的多次伸缩动作，吊机沿轨道梁向前移动，到达工作位，完成一个走行循环。

六、电气系统

电气系统在设计时充分考虑到起重机的特殊性，采用日本的安川系列变频器、西门子S7-200系列可编程控制器（PLC）及天水二一三公司一系列低压电器，具备较高的安全性、可靠性及完备的防止误操作功能，能够满足起重机大范围平稳调速的要求。

整机电气系统分为电源系统、主起升系统、变幅系统、副起升系统、回转系统、安全报警、控制及监控系统、视频监控系统和照明电路等组成。

整机功率约为220KW。

6.1电源系统

进线电缆先进入总接线JM柜中的总断路器QM和总接触器KM，再通过中央集电环接入上车体的进线P1柜中，对整个上车体的电气控制柜进行供电。

6.2主起升控制系统

6.2.1电机参数:

主起升电机一台:

YZP315S-875KWIe＝154A

6.2.2主起升变频器：

变频器一台：

日本安川CIMR-G7B4090

6.2.3主起升系统:

主起升系统由一台变频器驱动一台电机，采用矢量开环控制，其速度初步设定为30%，50%，100%的额定速度（可根据现场情况调整速度）,当重物下降或由高速转成低速时,电动机将处在发电制动状态,这部分能量通过变频器制动单元US11经制动电阻RII-R15发热消耗掉,运行机构制动减速。

主起升制动器包括一个高速端制动器和一个低速端盘式制动器。

起动时，先低速制动，再高速制动；停止时，先高速制动，再低速制动。

6.3副起升控制系统

6.3.1电机参数:

副起升电机一台:

YZP225M-637KWIe＝73A

6.3.2副起升变频器：

变频器一台：

日本安川CIMR-G7B4045

6.3.3副起升系统：

副起升系统由一台变频器驱动一台电机，采用矢量开环控制，其速度初步设定为30%，50%，100%的额定速度（可根据现场情况调整速度）,当重物下降或由高速转成低速时,电动机将处在发电制动状态,这部分能量通过变频器制动单元经制动电阻R31和R32发热消耗掉,运行机构制动减速。

副起升制动器包括一个高速端制动器和一个低速端盘式制动器。

停止时，先高速制动，再低速制动。

6.4变幅控制系统

6.4.1电机参数:

变幅电机一台:

YZP280S-845KWIe＝93A

6.4.2变幅变频器：

变频器一台：

日本安川CIMR-G7B4055

6.4.3变幅系统：

变幅系统由一台变频器驱动一台电机，采用矢量开环控制，其速度初步设定为30%，50%，100%的额定速度（可根据现场情况调整速度）,当重物下降或由高速转成低速时,电动机将处在发电制动状态,这部分能量通过变频器制动单元US21-US23，经制动电阻R21-R23发热消耗掉,运行机构制动减速。

变幅制动器包括一个高速端制动器和一个低速端盘式制动器。

起动时，先低速制动，再高速制动；停止时，先高速制动，再低速制动。

6.5回转控制系统

6.5.1电机参数:

回转电机两台:

YPEJ200-622KWIe＝45A

6.5.2回转变频器：

变频器一台：

日本安川CIMR-F7B4055

6.5.3回转系统:

回转系统由一台变频器驱动两台电机，采用V/F开环控制，其速度初步设定为30%，50%，100%的额定速度（可根据现场情况调整速度）,当高速转成低速时,电动机将处在发电制动状态,这部分能量通过变频器制动单元，经制动电阻R41和R42发热消耗掉,运行机构制动减速。

回转制动器为电机自带的电磁制动器。

停止时，先电气制动，再机械制动。

6.6安全报警系统和视频监控系统

在系统设计时，限位器、接近开关、中间继电器等通断信息都送到PLC进行判断，通过程序设计成安全联锁状态，PLC就能自动识别，并封锁错误操作指令或快速切断故障回路，从而有效防止安全事故的发生。

变频器本身具备缺相检测、相序检测、失压保护、过压保护、过流保护、速度反馈丢失、过速保护等七项保护功能；同时还具有自诊断和外部机械抱闸逻辑控制功能。

本机安装有力矩限制器，当吊重载荷超过规定值时，将自动切断起重机向危险方向（吊钩上升或者吊臂变幅下降）运行，并且发出声光报警，以提醒操作人员，此时，起重机只能向安全方向运行。

主起升、变幅和副起升卷扬机上安装有上下限位开关，当相关机构运行到极限位置时，可自动切断运行，使机构只能向安全方向运行。

司机室顶上安装有大风报警仪，当风速超过设定值时，将自动停止机构的运

行，以免发生危险。

司机室前方安装有两台摄像头，用于监视卷扬机工作情况。

起重机的三角架上安装有两台摄像头，用于监控各卷扬机的工作情况。

视频监控器放置在司机室内，便于操作人员查看。

6.7控制系统

系统的控制部分采用西门子系列可编程控制器来实现，具有控制先进，可靠性高，编程和修改方便等特点。

PLC是整个调速系统的核心，负责对系统所有的输入,输出控制点的逻辑控制。

上车体的进线P1柜内由CPU224XP一台、EM223两台和EM221一台组成。

CPU224XP为14路输入10路输出，EM223为16路输入16路输出数字量扩展模块，EM221为8路输入数字量扩展模块，司机室内的触摸屏与PLC连接，用于监控各机构的运行状况。

PLC采用AC220V供电。

PLC主要用于协调处理起升、变幅的控制信号，包括接受主令手柄的方向、速度给定信号、变频器故障信号和抱闸开合信号，发出各机构控制信号，控制变频器驱动电机旋转和保护器件动作保护。

七、液压系统

在底盘上设有一个小型液压站,通过电动机带动一个齿轮油泵。

由一个六联手动换向阀控制，分别驱动车体两侧的走行油缸和支顶油缸。

叠加式单向阀用于油缸的双向锁定。

液压站参数：

压力25MPa，流量45L/min，电机功率18.5kW，

工作介质YB-N46抗磨液压油230L

油缸型号为：

走行油缸160/90-1100，25MPa，2件；

支顶油缸250/200-200，25MPa，4件

八、操作说明

8.1投入运行前的一般要求

（1）认真阅读本说明书，对整机的结构、性能和工作原理有基本了解。

（2）按规定向液压油箱注入液压油，油位不得低于油标的4/5高度，注入液压油时要通过滤油器，其滤油精度为10微米。

（3）出厂前卷扬，回转减速机已加好润滑油，正式使用前应逐一确认。

8.2电气系统操作说明

8.2.1系统结构功能示意图及简要说明

8.2.2

整个系统有一台司机室（含联动操作台）、四台电控柜和一台电阻柜及其他电气元件和电缆组成。

电控柜按功能为：

总进线P1柜、主钩控制P2柜、变幅控制P3柜、副钩回转控制P4柜。

司机通过主令台上的总启按钮启动系统，通过主令控制器发出运行指令，传送到PLC进行处理，并输出信号控制变频器工作，驱动相应电机转动，实现机构运行。

同时PLC对主令及各机构进行状态监控，对系统进行即时在线保护：

如零位保护、变频器保护等。

司机通过操作台上的总停按钮停止系统运行。

8.2.3操作台

操作台两个，分设在司机座椅两侧，分别为左操作台和右操作台。

左操作台示意图及各器件功能右操作台示意图及器件功能

（1）左操作台操作介绍:

电压换相开关：

三相380V交流电压换相，切换相序，便于电压表检测。

电压表：

检测AB、BC、CA三相电压。

启动按钮：

绿色按钮，启动总接触器，接通主回路，同时指示灯点亮。

报警蜂鸣器：

出现紧急情况时（如变频器故障等）发出响声。

紧急停车按钮：

红色蘑菇头按钮，用于紧急切断整机电源。

主令手柄：

用于控制副钩和回转动作。

副钩和回转均为三档运行，零位停车。

机构方向及速度控制：

前推，副钩降,共三档；后推，副钩升,共三档；

左推，左回转,共三档；右推，右回转,共三档。

（2）右操作台操作介绍：

照明开关：

司机室照明。

轻载快速旋钮：

当吊重为轻载时，选择轻载快速，此时机构运行为快速状态，以提高效率。

主令手柄：

用于控制主钩和变幅动作。

主钩和变幅均为三档运行，零位停车。

机构方向及速度控制：

前推，主钩降,共三档；后推，主钩升,共三档；

左推，变幅升,共三档；右推，变幅降,共三档。

8.2.4操作说明

（1）操作人员先将总进线JM柜及P1柜中总断路器QM合上，检查供电电压，再到司机室通过电压转换开关检查供电电压，要求电压偏差不超过5%，方可按下启动按钮SB2接通电源，此时左操作台上和P1柜面板上的电源指示灯点亮。

在工作过程中如需紧急停止，可按下左操作台紧急停车按扭SB1，切断电源。

（2）开车前，以铃声通知地面其他作业人员。

当变频器出现故障或限位开关动作时，左操作台上的蜂鸣器会发出响声，提醒操作人员。

（3）左操作台上的主令控制器用于控制副钩和回转动作，均为三挡运行，零位停车。

前推，副钩降，后推，副钩升；左推，左回转,右推，右回转。

（4）右操作台上的主令控制器用于控制主钩和变幅动作。

主钩和变幅均为三档运行，零位停车。

前推，主钩降,后推，主钩升；左推，变幅升,右推，变幅降。

（5）当吊重为轻载（主钩吊重低于5吨，副钩吊重低于3吨）时，将轻载快速旋钮旋到轻载快速状态，此时机构运行为快速状态，以提高效率

8.3液压操作说明

8.3.1使用前的系统调试

1）调试应在系统安装完毕及清洗合格后进行。

2）检查多路阀油口与各执行元件的安装连接是否正确。

3）旋下空滤器的上盖，通过其滤网向油箱内加入YB-N46抗磨液压油，以加满液位计为准（约200升），加完后，再旋上上盖。

4）启动电机前溢流阀全部松开。

5）启动电机时要检查电机与油泵的旋转方向是否一致，旋向是否正确。

方法是：

观察电动机的后罩网孔，采用点动方式启动液压泵组使其运转，观察电机风扇旋向与标记是否一致，如果不一致，则调换电动机三相动力线中的任意两根。

6）启动电机空载运转10分钟，检查各处应正常。

7）操纵换向阀，逐渐调节溢流阀压力至25Mpa.

8）各元件调定后锁死。

9）空载情况下使油缸在全行程内来回伸缩以便排除缸内空气；

8.3.2使用操作说明

整机走行时，首先要将支顶油缸顶起，将轨道梁向前移动一个节间，然后回缩支顶油缸，使整机落于轨道梁上，再操作走行油缸，使整机沿轨道梁向前移动。

支顶油缸支顶的操作方法是：

将六联换向阀的相应操作杆推至伸长位，使油缸活塞杆伸出，待油缸行程全部到位后，将操作杆回复中位，最后将支顶油缸锁紧螺母旋紧锁死。

支顶油缸回缩的操作方法是：

先使将锁紧螺母松开至底部，将换向阀的相应操作杆推至回缩位，待油缸活塞杆全部收回后，将操作杆拉回中位。

走行油缸的操作，只要操作六联换向阀的相应操作杆即可。

8.4注意事项

（1）在工作过程中如需紧急停车，可按下左操作台紧急停车按扭SB1，切断电源。

当确定故障排除后才能按下启动按钮。

（2）起重机突然出现故障或者电压急剧下降时，应将手柄回到零位并用紧急停车按扭切断电源。

（3）起重机走行到工作位后，及时用前后锚固机构将起重机与钢梁锚固牢靠。

（4）起重机正常起吊过程中，应密切注意观察各卷扬机的排绳情况，防止挤绳。

（5）起重机不工作时，回转锁定销轴应插入回转锁定孔内。

（6）起重机走行过程中，吊臂应放置在正前方且幅度为30m左右，回转机构处于锁定状态。

九、安全操作规程

（1）起重机必须由经过一定培训，了解起重机的机械构造、性能和熟悉架梁工法的人员操作。

在工作时，精力要集中，严禁酒后操作。

（2）在开始吊重前，要求进行空运转，同时检查机、电、液系统是否可靠，各电机、制动器是否灵活可靠；空载情况下应校验各限位开关和行程开关。

（3）吊装前，应统一指挥信号；吊装时，指挥人员发出的信号与操作人员意见不一致时，操作人员应发询问信号，在确认指挥信号与指挥意图一致时，才能实施具体动作。

（4）操作起重机时，应合理掌握控制按钮，除两手外，不允许身体其他部位接触控制面板；吊装过程使用控制按钮操作，不可利用安全装置来停车。

另外，操作人员不能离开控制柜，以防突然情况发生时，能及时采取紧急措施。

（5）要有专人指挥，多人挂钩时，操作人员只服从吊运前确定的指挥人员的指挥，但对任何人发出的危险信号，操作人员应立即采取相应措施。

（6）在操作过程中，应有专人分别位于前后锚固处观察和监听，如果发现不正常现象或听到不正常声音时，应采取相应措施，并停车检查，排除故障。

未找出原因，不能开车。

（7）司机操作手柄起动和停止时均需平稳过渡，切记不可将手柄直接拉回中位，以免造成系统冲击，发生危险。

（8）司机室设有载荷限制器，用以显示和限制本机超载危险工况。

尽管如此，司机的操作正确仍是第一位的，不能依赖于载荷限制器而妄动。

（9）起重机停止运转后，应将吊臂转至正前方0°位置并插入回转锁定销轴，各操作手柄，操作开关置于原始位置。

（10）注意电液元件的检查和维护。

（11）起重机上所配置的液压设备，电气设备，严禁他人乱动。

梯子平台应经常检查，保证安全牢固。

（12）作业过程必须严格按照安全操作规程进行，不得违章操作；发现安全隐患应及时消除。

（13）缠绕在卷筒上的钢丝绳任何情况下不得少于3圈。

（14）禁止在风速大于20m/s及恶劣天气条件下进行吊重作业。

一十、安全系统

本起重机设有如下安全装置：

力矩限制器（可动态显示吊机的主、副钩起升重量、工作幅度、吊臂角度等相关信息。

力矩限制器在吊机的起重力