第一章--起重机械基本知识

1、第一章 起重机械基本知识第一节 起重机的基本类型 起重机是一种能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，动作间歇性和作业循环性是起重机工作特点。 起重机的分类，大多按主要用途和构造特征进行分类，按主要用途分，有通用起重机、建筑起重机、冶金起重机、港口起重机、铁路起重机和造船起重机等等。按构造特征分，有桥式起重机和臂架式起重机：旋转式起重机和非旋转式起重机；固定式起重机和运行式起重机。运行式起重机又分为轨行式和无轨式。起重机按主要用途和构造特征可分为如图l1所示的类型。第二节 起重机的基本参数 起重机的技术参数是表征起重机的作业能力，是设计起重机的基本依据，也是所有从事起重作业人员必须掌握的基本知识。 起重机的基本技术参数主要有：起重量、起升高度、跨度(属于桥式类型起重机)，幅度(属于臂架式起重机)、机构工作速度、生产率和工作级别等。其中臂架式起重机的主要技术参数中还包括起重力矩等，对于轮胎、汽车、履带、铁路起重机其爬坡度和最小转弯(曲率)半径也是主要技术参数： 一、起重机械的参数 国家标准GB 6974.286起重机械名词术语起重机械参数中介绍了中国目前已生产制造与使用的各种类型起重

2、机械的主要技术参数、定义及示意图，现摘录一部分如表1l所示。 1起重机的利用等级 起重机在有效寿命期间有一定的工作循环总数。起重机作业的工作循环是从准备起吊物品开始，到下一次起吊物品为止的整个作业过程。工作循环总数表征起重机的利用程度，它是起重机分级的基本参数之一。工作循环总数是起重机在规定使用寿命期间所有工作循环次数的总和。 确定适当的使用寿命时，要考虑经济、技术和环境因素，同时也要涉及设备老化的影响。工作循环总数与起重机的使用频率有关。为了方便起见，工作循环总数在其可能范围内，分成10个利用等级(U0 U9)，如表12所示。2起重机载荷状态载荷状态是起重机分级的另一个基本参数，它表明起重机的主要机构起升机构受载的轻重程度。表13列出了起重机载荷状态。 3起重机工作级别起重机的工作级别，即起重机的分级是由起重机的利用等级(表l2)和起重机的载荷状态(表l3)所决定，起重机的工作级别用符号A表示，其工作级别分为8级，即A1 A8级。起重机的工作级别如表14所示。 第三节 起重机的基本结构起重机由三大部分组成，即起重机金属结构、机构和控制系统。图12所示为桥架型起重机基本组成部分(不包括

3、控制系统)，图13所示为臂架型起重机基本组成部分(不包括控制系统)。一、起重机的金属结构由金属材料轧制的型钢和钢板作为基本构件，采用铆接、焊接等方法，按照一定的结构组成规则连接起来，能够承受载荷的结构物称为金属结构。这些金属结构可以根据需要制作梁、柱、桁架等基本受力组件，再把这些金属受力组件通过焊接或螺栓连接起来，构成起重机用的桥架、门架、塔架等承载结构，这种结构又称为起重机钢结构。起重机钢结构作为起重机的主要组成部分之一，其作用主要是支承各种载荷，因此本身必须具有足够的强度，刚度和稳定性。以下将简要地介绍几种典型起重机钢结构的组成与特点。1通用桥式起重机的钢结构通用桥式起重机的钢结构是指桥式起重机的桥架而盲，如图14所示。桥式起重机的钢结构(桥架)主要由主梁l、端梁2、栏杆3、走台4、轨道5和司机室6等构件组成。其中件1和2为主要受力构件，其它为非受力构件。主梁与端粱之间采用焊接或螺栓连接。端梁多采用钢板组焊成箱形结构，主梁断面结构形式多种多样，常用的多为箱形断面梁或桁架式结构主梁。2桁架式门式起重机的钢结构门式起重机的钢结构是指门式起重机的门架而言，如图15示出了双梁桁架式门式起重

4、的钢结构门架。桁架式门式起重机的钢结构一门架主要由马鞍1、主梁2、支腿3、下横梁4和悬臂梁5等部分组成。门式起重机的门架还有采用箱形梁的形式，其支腿对于跨度大于35m时多采用一刚一柔支腿。根据桁架式门式起重机主梁的断面型式之不同，可分为门形双梁、四桁架式和三角形断面等型式。3塔式起重机的钢结构塔式起重机的钢结构是指塔式起重机的塔架而言，图16示出了塔式起重机的典型产品自升塔式起重机的钢结构。自升塔式起重机的钢结构塔架是由塔身l、臂架2、平衡臂3、爬升套架4、附着装置5及底架6等构件组成，其中塔身、臂架和底座是主要受力构件，臂架和平衡臂与塔身之间是通过销轴相连接，塔身与底架之间是通过螺杆相连接固定。图16自升塔式起重机属于上回转式中的自升附着型结构型式。塔身是截面为正方形的桁架式结构，由角钢组焊而成。臂架为受弯臂架，断面多为矩形桁架式结构，由角钢或圆管组焊而成。4门座起重机的钢结构 图17示出的是刚性拉杆式组合臂架式门座起重机的钢结构，是由交叉式门架l、转柱2、桁架式人字架3与刚性拉杆组合臂架4等构件组成。其中门架、人字架和臂架是主要受力构件。各构件之间是采用销轴连接或螺栓连接固定。5轮

5、胎起重机的钢结构 图18示出了轮胎起重机的钢结构，主要由吊臂1、转台2和车架3三部分构件组成。其中吊臂如图19所示，吊臂结构型式分为桁架式和伸缩臂式，伸缩臂式为箱形结构。桁架式吊臂由型钢或钢管组焊而成，箱形伸缩臂由钢板组焊而成。吊臂是主要受力构件，它直接影响起重机的承载能力、整机稳定性和自重的大小。转台分为平面框式和板式两种结构形式，均为钢板和型钢组合焊接构件。转台用来安装吊臂、起升机构、变幅机构、旋转机构、配重、发动机和司机室等。车架又称为底架，底架分为平面框式结构和整体箱形结构。底架用来安装底盘与运行部分。二、起重机的机构能使起重机发生某种动作的传动系统，统称为起重机的机构。因起重运输作业的需要，起重机要做升降、移动、旋转、变幅、爬升及伸缩等动作，而这些动作必然要由相应的机构来完成。起重机最基本的机构，是人们早已公认的四大基本机构起升机构、运行机构、旋转机构(又称为回转机构)和变幅机构。除此之外，还有塔式起重机的塔身爬升机构和汽车、轮胎等起重机专用的支腿伸缩机构。以下只向起重机司机介绍最基本的四大机构。起重机每个机构均由四种装置组成，其中必然有驱动装置、制动装置和传动装置。另外一种

6、装置是与机构的作用直接相关的专用装置，如起升机构的取物缠绕装置、运行机构的车轮装置、回转机构的旋转支承装置和变幅机构的变幅装置。驱动装置分为人力、机械和液压驱动装置。手动起重机是依靠人力直接驱动；机械驱动装置是电动机或内燃机，液压驱动装置是液压泵和液压油缸或液压马达。制动装置是制动器，各种不同类型的起重机根据各自的特点与需要，将采用各种块式、盘式、带式、内张蹄式和锥式等制动器。传动装置是减速器，各种不同类型的起重机根据各自的特点与需要，将采用各种不同形式的齿轮、蜗轮和行星等形式的减速器。1起重机的起升机构起重机的起升机构由驱动装置、制动装置、传动装置和取物缠绕装置组成。最基本最典型的起升机构的组成形式如图110所示。起升机构的驱动装置采用电力驱动时为电动机，其中葫芦起重机多采用鼠笼电动机，其它电动起重机多采用绕线电动机或直流电动机。履带、铁路起重机的起升机构驱动装置为内燃机。汽车、轮胎起重机的起升机构驱动装置是由原动机带动的液压泵、液压油缸或液压马达。 2起重机的运行机构起重机的运行机构可分为轨行式运行机构和无轨行式运行机构。轨行式运行机构除了铁路起重机以外，基本都为电动机驱动形式。起

7、重机的运行机构是由驱动装置电动机、制动装置制动器、传动装置减速器和车轮装置四部分组成，如图111和图112所示。车轮装置由车轮、车轮轴、轴承及轴承箱等组成。采用无轮缘车轮，是为了将轮缘的滑动摩擦变为滚动摩擦，此时应增设水平导向轮。车轮与车轮轴的联接可采用单键、花键或锥套等多种方式。起重机的运行机构分为集中驱动和分别驱动两种形式。集中驱动是由一台电动机通过传动轴驱动两边车轮转动的运行形式，如图111所示，集中驱动适合小跨度的起重机，分别驱动是两边车轮分别由两套独立的无机械联系的驱动装置的运行机构形式，如图112所示。将驱动与制动两个机能合二而一，进一步又发展为将电动机、制动器和减速器三者合三而一，三者不再需要用联轴器联接，电机轴同时也是制动器轴和减速器高速轴，三者不可再分，构成一种十分紧凑的整体，可谓锥形制动减速电动机，或称为“三合一”驱动装置。如图l12b所示，分别驱动的运行机构是由独立的“三合一”驱动装置和车轮装置2所组成。3起重机的旋转机构起重机的旋转机构又称为回转机构。是由驱动装置、制动装置、传动装置和回转支承装置组成。回转支承装置分为柱式和转盘式两大类。柱式回转支承装置又分为定

8、柱式回转支承装置和转柱式回转支承装置。定柱式回转支承装置如图113所示，由一个推力轴承与一个自位径向轴承及上、下支座组成。浮式起重机多采用定柱式回转支承装置。转柱式回转支承装置如图l14所示，由滚轮、转柱、上下支承座及调位推力轴承、径向球面轴承等组成。塔式、门座起重机多采用图113定柱式回转支承装置转柱式回转支承装置。滚子夹套式回转支承装置是由转盘，锥形或圆柱形滚子、轨道及中心轴枢等组成，如图l15所示。 滚动轴承式回转支承装置是由球形滚动体、回转座圈和固定座圈组成，如图116所示。回转驱动装置分为电动回转驱动装置和液压回转驱动装置。电动回转驱动装置通常装在起重机的回转部分上，由电动机经过减速机带动最后一级开式小齿轮，小齿轮与装在起重机固定部分上的大齿圈相啮合，以实现起重机的回转。 电动回转驱动装置有卧式电动机与蜗轮减速器传动、立式电动机与立式圆柱齿轮减速器传动和立式电动机与行星减速器传动三种形式。 液压回转驱动装置有高速液压马达与蜗轮减速器或行星减速器传动和低速大扭矩液压马达回转机构二种形式。 4起重机的变幅机构 起重机变幅机构按工作性质分为非工作性变幅和工作性变幅；按机构运动形式分

9、为运行小车式变幅和臂架摆动式变幅，按臂架变幅性能分为普通臂架变幅和平衡臂架变幅。 普通臂架变幅机构分为臂架摆动式和运行小车式。臂架摆动变幅机构又分为定长臂架变幅机构和伸缩臂变幅机构，如图117所示。第四节 起重机的相关专业知识一、电学基础知识 （一）电学相关知识 1导体 容易让电流通过的物体称为导体。一般是指电阻率在之间的物体，如钢、铁等金属材料，均属导体。2绝缘体 不容易让电流通过的物体叫绝缘体。一般是指电阻率在10-8 10-9/mmm之间的物体。如塑料、木材、橡胶等。 3半导体 介于导体和绝缘体之间的物体称为半导体。 (二) 直流电基础知识 1电流 电荷的定向流动，称为电流。 2稳恒电流 电流的大小和方向都不随时间而改变的电流称为稳恒电流。 3直流电 电流流动的方向不随时间而改变的电流称为直流电流，简称直流电。 4电流强度 通过导线横截面的电量与通这些电量所耗用时间之比，称为电流强度其表示符号用I，单位为安培(A)。 5电阻 导体对电流的阻碍作用称为电阻，用R符号表示。电阻的单位为欧姆，用符号表示。电阻的大小与导体的材料和几何形状有关。 6电压 在电场中两点之间的电势差(又称电位差)叫做电压。它表示电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功，其方向为电动势的方向。电源加在电路两端的电压称为电源的端电压，电压的单位为伏特，用符号v表示。 7电动势 把单位正电荷从电源负极经电流内部移到正极时所做的功称为电源的电动势。电动势的方向是由负极经电源

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