第九章变幅机构
《变幅机构》课件
PART 04
变幅机构的设计与优化
REPORTING
设计原则
功能性
变幅机构应具备所需的 功能，满足使用需求。
稳定性
机构应能在各种工况下 稳定运行，保证操作的
可靠性和安全性。
效率性
机构的设计应能提高工 作效率，减少能量损失
和不必要的摩擦。
经济性
在满足功能和稳定性的 前提下，应尽量降低制
造成本。
优化方法
详细描述
变幅机构是利用振动原理工作的机械装置，其主要功能是改变振动的振幅，即振动的最大位移量。在 工业生产中，变幅机构常用于实现物料的输送、筛选和成型等作业。通过调整变幅机构的参数，可以 优化物料在输送过程中的流动性和筛选效果，提高生产效率和产品质量。
变幅机构分类
总结词
根据不同的分类标准，变幅机构可以分为多种类型， 如按结构可分为简谐式和复合式，按功能可分为正向 和负向变幅机构等。
详细描述
根据结构特点，变幅机构可分为简谐式和复合式两类。 简谐式变幅机构结构简单，主要由振动源和变幅杆组成 ，通过振动源产生的振动传递到变幅杆上，使变幅杆的 振幅发生变化。复合式变幅机构则由多个简谐式变幅机 构组合而成，可以实现更复杂的振幅变化。此外，根据 功能特点，变幅机构可分为正向和负向变幅机构，正向 变幅机构用于增大振幅，负向变幅机构则用于减小振幅 。
《变幅机构》PPT课 件
REPORTING
• 引言 • 变幅机构概述 • 变幅机构的应用 • 变幅机构的设计与优化 • 变幅机构的未来发展 • 结论
目录
PART 01
引言
REPORTING
课程背景
01
介绍变幅机构在工程领域的应用 和重要性，如起重机、挖掘机等 。
第九章 变幅机构
— —滑轮效率
6）牵引绳下垂度引起的阻力H
H (4 ~ 6）q1l
（2）牵引绳最大张力
作用在小车上的最大运行阻力为上述各项阻力之和：
W W f WS W p W p WW S H
牵引绳的最大张力为：
S W
1
1
1
(W f WS W p W p WW S H )
图9-1 变幅方案
3 、非平衡变幅机构和平衡变幅机构
幅度改变时,物品和臂架的重心要变化,为克服 重心变化引起的阻力,需要很大的驱动功率.因此， 在非工作性变幅时采用非平衡变幅，在工作性变幅 时采用平衡变幅。
4 、动臂变幅保持重物水平移动的方法
（1）滑轮组补偿法: 补偿原理:吊钩随吊臂 端点的上升而上升,又由于 补偿滑轮组长度的缩短而下 降,如满足下式:
式中：T——正常工作时的最大变幅力；
v — —变幅钢丝绳速度；
2 — —滑轮组倍率；
2， — —变幅滑轮组和导向滑轮效率；
2 — —变幅机构传动效率；
（5）制动力矩计算
M T M max
M max
Tmax Dm 2 2 2 2 i
M max — —最大变幅力Tmax 换算到制动器轴上的最大力矩；
V — —小车运行速度
t S — —起动时间
回转时小车和重物的离心力W
p
Wp
( PQ G)n 2 R 900
n — —起重机回转速度（r / min)
R——幅度（m）
4）迎风阻力 WW
WW qt A
qt — —工作风压 A——重物和小车的迎风面积
变幅机构
1.变幅机构的类型与特点变幅机构：用来改变起重机幅度的机构。
按照工作性质可分为非工作性变幅机构和工作性变幅机构。
按照结构形式可分为运行小车式和臂架式。
按臂架的变幅性能可分为普通臂架变幅机构和平衡臂架变幅机构。
1.变幅机构的类型与特点 1.1非工作性变幅机构和工作性变幅机构（1）非工作性变幅机构：空载变幅。
特点：变幅次数少，变幅阻力较小，变幅时间对特点：变幅次数少，变幅阻力较小，变幅时间对起重机的生产率影响小，可采用较低的变幅速度(0.16~0.25m/s)以减小变幅机构的驱动功率。
构造简单，自重轻。
（2）工作性变幅机构：带载变幅。
特点：变幅次数频繁，对生产率有直接影响，较高的变幅速度(0.33~1.66m/s)，驱动功率较大。
构造复杂，重量大。
1.变幅机构的类型与特点 1.2运行小车变幅机构和臂架式变幅机构（1）运行小车式（1）运行小车式小车沿臂架运行来实现变幅。
运行小车有自行式和牵引式两种。
特点：物品位置确定，驱动功率小，变幅速度快；臂架承受较大的弯矩，结构自重大。
1.变幅机构的类型与特点（2）臂架式可分为臂架摆动式和臂架伸缩式两种。
特点：起升高度大，幅度有效利用率低，变特点：起升高度大，幅度有效利用率低，变幅速度不均匀，变幅功率大。
1.变幅机构的类型与特点 1.3普通变幅机构和平衡臂架变幅机构载荷水平位移；臂架自重平衡。
2.变幅机构的设计计算 2.1普通臂架变幅机构的设计计算计算前提：臂架的结构形式，主要尺寸，驱动机构形式。
计算内容：变幅力，变幅机构主要参数，计算内容：变幅力，变幅机构主要参数，原动机及制动装置的选择计算。
2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算1变幅力计算（1）正常工作时的变幅力考虑带载变幅。
正常工作的变幅力一般以变幅和回转两机构同时工作，机构均作稳定运动的工况计算。
2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算（2）最大变幅力按最大变幅力选择零件。
最大变幅力按下列三种工况计算。
变幅机构
1.变幅机构的类型与特点 变幅机构：用来改变起重机幅度的机构。
按照工作性质可分为非工作性变幅机构和工作性变幅机构。
按照结构形式可分为运行小车式和臂架式。
按臂架的变幅性能可分为普通臂架变幅机构和平衡臂架变幅机构。
1.变幅机构的类型与特点 1.1非工作性变幅机构和工作性变幅机构 （1）非工作性变幅机构：空载变幅。
特点：变幅次数少，变幅阻力较小，变幅时间对 特点：变幅次数少，变幅阻力较小，变幅时间对起重机的生产率影响小，可采用较低的变幅速度(0.16~0.25m/s)以减小变幅机构的驱动功率。
构造简单，自重轻。
（2）工作性变幅机构：带载变幅。
特点：变幅次数频繁，对生产率有直接影响，较高的变幅速度(0.33~1.66m/s)，驱动功率较大。
构造复杂，重量大。
1.变幅机构的类型与特点 1.2运行小车变幅机构和臂架式变幅机构 （1）运行小车式 （1）运行小车式 小车沿臂架运行来实现变幅。
运行小车有自行式和牵引式两种。
特点：物品位置确定，驱动功率小，变幅速度快；臂架承受较大的弯矩，结构自重大。
1.变幅机构的类型与特点 （2）臂架式 可分为臂架摆动式和臂架伸缩式两种。
特点：起升高度大，幅度有效利用率低，变 特点：起升高度大，幅度有效利用率低，变幅速度不均匀，变幅功率大。
1.变幅机构的类型与特点 1.3普通变幅机构和平衡臂架变幅机构 载荷水平位移；臂架自重平衡。
2.变幅机构的设计计算 2.1普通臂架变幅机构的设计计算 计算前提：臂架的结构形式，主要尺寸，驱动机构形式。
计算内容：变幅力，变幅机构主要参数， 计算内容：变幅力，变幅机构主要参数，原动机及制动装置的选择计算。
2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算 1变幅力计算 （1）正常工作时的变幅力 考虑带载变幅。
正常工作的变幅力一般以变幅和回转两机构同时工作，机构均作稳定运动的工况计算。
2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算 （2）最大变幅力 按最大变幅力选择零件。
变幅机构的名词解释
变幅机构的名词解释在机械领域中，变幅机构是指能够调节和改变输出运动幅度的装置。
它在工程设计和制造中扮演着重要的角色，可以提供灵活性和多样性。
变幅机构可以用于各种机械系统中，例如工业生产线、机器人技术和运输设备等。
本文将对变幅机构进行详细的解释，包括其工作原理、应用领域以及进一步的研究方向。
一、工作原理变幅机构的工作原理基于其结构和运动学性质。
它由一系列组件和连接件组成，通过调整这些组件的位置和角度，实现输出运动的幅度变化。
通常，变幅机构包含一个输入驱动件、一个输出动件以及一系列中间连接件。
输入驱动件提供输入运动，通过中间连接件的传递，将这一运动输出到输出动件，从而实现幅度的调节。
变幅机构可以采用不同的机械结构实现，常见的包括滑块机构、连杆机构和齿轮机构等。
这些结构都有不同的工作原理和特点，适用于不同的应用场景。
例如，滑块机构通过滑块和导轨之间的互动实现幅度调节，连杆机构通过连杆的长度和角度变化实现幅度调节，齿轮机构通过齿轮的齿数和齿轮间的传动比实现幅度调节。
二、应用领域变幅机构在工程设计和制造中有广泛的应用。
其中，它在运输设备行业和机器人技术领域尤为重要。
在运输设备中，变幅机构常用于起重机、挖掘机和天车等设备中。
通过调节变幅机构，可以改变这些设备的工作范围和灵活性，使其适应不同的工作要求。
例如，起重机在进行高空作业时，需要具有较大的幅度范围以覆盖更广的工作区域；而在进行近距离作业时，需要具有较小的幅度范围以提高精确度和安全性。
在机器人技术中，变幅机构是实现机器人灵活运动的关键。
机器人往往需要在不同的工作环境中工作，因此需要具备调整和改变运动幅度的能力。
通过变幅机构，机器人可以适应不同的任务需求，如在狭小空间中执行精确操作或在开放空间中执行广泛移动。
三、进一步研究方向随着科技的不断进步，变幅机构的研究和发展也在不断进行。
未来的研究方向可以集中在以下几个方面。
首先，改进变幅机构的设计和制造技术。
通过采用新的材料、新的制造工艺和先进的计算方法，可以提高变幅机构的性能和可靠性。
变幅机构PPT课件
§11-2 载重水平变幅
一.绳索补偿法
3.补偿导向滑轮法 ①.工作原理——在起升绳 缠绕系统中，增加一个导 向滑轮补偿装置，从而使 变幅过程中，由于补偿导 向滑轮位置的变化，使得 从卷筒到臂架头部的钢丝 绳连接长度发生变化并与 吊钩随臂架头部的升降相 补偿，则吊钩就实现走水 平。
2.使物品绕回转轴线作径向水平 移动，以提高生产率，扩大服务 范围和改善工作机动性（工作性 变幅）。
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§11-1 概述
三.变幅机构的类型
1.根据工作性质分类 ①.非工作性变幅机构——特点： 空载下调整工作位置，在物品吊 运过程中，幅度不变；或者用来 放倒臂架，以利运输。通常用非 平衡变幅机构。
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§11-1 概述
三.变幅机构的类型
2.根据变幅方法分类
②.俯仰臂架式变幅机构——特 点：幅度的改变是依靠动臂绕其 铰轴俯仰来实现，可用于工作性 和非工作性变幅。优点：臂架受 力情况较有利，结构自重较轻， 起重机的重心低，稳定性好，机 动性较好。缺点：难于获得较小 的起重机最小幅度，变幅速度不 均匀，物品容易摇摆。解决方法 措施复杂。
§11-1 概述
一.定义
1.起重机中用以改变幅度 的专用机构称为变幅机构。 2.幅度——在回转类型起 重机中，从取物装置中 心线到起重机旋转中心 线的水平距离称为起重 机的幅度。
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§11-1 概述
二.作用
1.在载重力矩不超过额定值的前 提下，改变幅度以调整起重机的 起重能力，提高起重机的利用程 度，或者通过改变幅度来调整取 物装置的工作位置，以适应装卸 路线的需要，提高工作的机动性 （非工作性变幅）。
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第9章起重机概论
将标准节吊起并推入，对正轨 道架接口后放下，螺栓紧固。 ④重复以上操作，到所需高度。 ⑤安装并调整好上限位、极限限 位和防冒顶限位开关。调整对 重机构，使升降机正常工作。
5. 主要技术参数
额定载重量 额定安装载重量 吊杆额定载重 最大架设高度 起升速度 连续负载功率
以专用浮船作为支承及运行装 置，浮在水面上作业，可以沿 水道自航或被拖航。
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3. 臂架型起重机
①.门座起重机 ②.塔式起重机 ③.轮式起重机 ④.履带起重机 ⑤.铁路起重机 ⑥.浮式起重机 ⑦.桅杆起重机
是一种临时的简易起重机，安 装在混凝土基础上。 在安装工程广泛应用，
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二. 起重机的基本构造
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2. 动力装置
是起重机的“心脏”；
给起重机提供动力，决定起重机的性 能和构造。 内燃机——轮胎和履带式起重机 电动机——塔式和固定起重机
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3．工作机构
工作机构
起升机构 变幅机构 回转机构 行走机构 吊臂伸缩机构 支腿收放机构 塔身顶升机构
四大工作机构 (基本工作机构)
为实现起重机不同 运动要求而设置的， 不同类型的起重机 工作机构有所不同。
手动起重葫芦
1. 类型:
电动起重葫芦
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2. 电动起重葫芦
具有起升和行走 机构，应用广泛。 安装在直线或曲 工字钢轨 线的工字钢轨上； 起升和运移重物。 电动起重葫芦
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2. 电动起重葫芦
双轮小车
AS型电动葫芦
是电机、制 动器和减速器的 减速器 三合一驱动装置。
卷筒 控制盒
电动小车
起升电机 吊钩
吊笼
第九章 变幅机构
P Pb ——回转时吊臂的离心力， b G b n
2
0 ——起升滑轮组效率；
S ——起升绳中的拉力，S PQ
m L co s a 0
2
2 m L co s
1800
900
——导向滑轮效率； a rctg L sin h d d ——起升绳到铰轴的距离， L sin L co s m b1 则正常工作时的变幅力为：
率造成的阻力；由于起重机轨道存在坡度引起的阻力。 总阻力矩：
Fb ——作用在吊臂上的风力； F Q ——作用在重物上的风力；
F ——回转时重物的离心力，F PQ n
M PQ 0 .5 G b L co s Fb Pb h1 FQ F h 2 S d
T M l
P
Q
0 .5 G b L co s W b Pb h1 W Q F h 2 S d l
l ——变幅力臂，随变幅角度β变化而变化，
l L sin a rctg L sin h ຫໍສະໝຸດ L co s m b
三、俯仰臂架式变幅机构（动臂式变幅机构）
其驱动装置除必须克服一般的变幅阻力（如摩擦阻力、 风阻力、坡度阻力、惯性阻力等）外，还必须克服由于臂架 自重、物品升降所引起的阻力。 用于工作性变幅时，要使物品沿水平线或近似水平线移 动，可采用绳索补偿法和组合臂架法。 1、类型：一般分为挠性传动和刚性传动两大类。 （1）挠性传动： 主要优点：构造简单，自重轻，臂架受力情况较好，总 体布置较方便。 缺点：效率较低，绳索易磨损。 注意：①要加装限速安全制动器； ②要设置防后倾保险装置。
起重机械复习总结
第一章：起重机械概论起重机械的用途和特点：起重机械是一种能在一定范围内完成物料升降和转移的机械，起重机属于特种设备，国家对起重机械的生产使用检验检测等环节实行监督。
起重机械的工作过程具有周期循环间歇运动的特点，一个工作循环一般包括上料运送卸料空车复位四个阶段。
起重机的组成：通常可以看作由机械部分金属部分电气控制部分三部分组成。
机械部分主要实现起升运行回转和变幅等动作分别由相应的起升机构运行机构回转机构和变幅机构来实现的。
起重机主要技术参数：一，起重量Q：起重机正常工作允许一次吊起的重物连同吊具质量的总和称为额定起重量简称起重量。
起重量不包括吊钩或吊环的重量，但应包括抓斗电磁铁夹钳盛钢桶之类吊具的重量。
二，起升高度H：起升高度是指地面或轨道顶面至取物装置最高起升位置的铅锤距离，取最低点，三，跨度L和轨距I：桥式类型起重机大车运行轨道中心线之间的水平距离称为跨度L 四，幅度R旋转臂架式起重机处于水平位置时，回转中心线与取物装置中心铅锤线之间的水平距离称为幅度。
五，起重力矩M：起重力矩的臂架类型起重机的主要技术参数之一，它等于额定起重量Q和与其相应的工作幅度R。
即M=QR一般单位用t·m六，机构工作速度：主要有起升速度运行速度变幅速度和回转速度等①额定起升速度：是指起升机构电动机在额定转速条件下或油泵输出额度流量时，取物装置满载的速度。
起升速度与起重机的用途起重量大小和起升高度有关。
②额定运行速度：是指运动机构电动机在额定转速条件下或油泵额度流量时，起重机或小车的速度。
③额定变幅速度：是指变幅机构电动机在额定条件下或油泵额定输出额定流量时，取物装置从最大幅度到最小幅度的平均线速度（单位m/s）也可用最大幅度到最小幅度所需的变幅时间表示（单位S）④额定回转速度：是指回转机构电动机在额定转速条件下或油泵额定输出流量时取物装置满载，并在最小幅度时起重机安全旋转的速度。
起重机的工作级别：包括起重机整机的工作级别和机构的工作级别。
门式起重机变幅机构的电气控制
门式起重机变幅机构的电气控制门式起重机的变幅机构是指能够调整起重机工作范围的部分，它的电气控制是起重机电气系统中的一个重要组成部分之一。
本篇文档将详细介绍门式起重机变幅机构的电气控制的内容。
门式起重机变幅机构的概述门式起重机变幅机构的作用是通过调整起重机的工作范围，使其能够满足不同场合的需求。
传统的门式起重机变幅机构一般采用机械传动方式，但在现代化的门式起重机上，由于电气控制技术的不断发展，电气传动方式已经成为一种普遍采用的方式。
门式起重机变幅机构的电气控制要求精准、高效、可靠。
通常它包括传感器、执行器、控制电路和控制器等部分。
门式起重机变幅机构电气控制的传感器传感器是门式起重机变幅机构中的关键部件之一。
现代化的变幅机构常常采用各种各样的传感器来完成对变幅机构的控制。
比如位置传感器、速度传感器、力传感器等。
它们可以测量相应的物理量，为控制电路提供准确的反馈信号。
位置传感器一般采用光电干扰原理或霍尔电场信号等方式进行信号采集。
通过挂载在门式起重机的变幅机构上，可以实时地测量变幅机构的运动状态。
速度传感器也是门式起重机变幅机构的关键部分之一，它主要是用来测量变幅机构运动速度的。
通常使用霍尔元件、磁性元件和高精度光电测量技术等等。
将传感器的信号与预设的控制速度进行比较，实现对变幅机构速度的控制。
力传感器则是用来测量起重机的负荷情况的。
通常将传感器安装在变幅机构上，通过分析所测量到的负荷情况，可以实现对变幅机构的控制。
门式起重机变幅机构电气控制的执行器执行器一般也称为作动器，它是门式起重机变幅机构电气控制的另一个重要组成部分。
执行器通常由电动机、齿轮减速器、滑动系统组成。
电动机是执行器的核心部分，一般采用伺服电机或步进电机。
这些电机具有定位精准、响应速度快的优点，可以实现对变幅机构的高精度控制。
齿轮减速器是用来减速电机转速并提供输出扭矩的组件。
它主要是由行星齿轮、行星架和太阳轮等等几个部件组成，能够满足执行器所需的转矩和转速要求。
变幅机构
小齿轮分度圆半径为r，减速器的
减速比为i。
求解：：齿 大= 拉—2杆6—0在in—电图=示—位3—置0ni—电时的角速ra度d/s拉（图解法）
49
变幅机构
22
4.曲柄连杆传动 优点：不会超越行程，驱动装置可装在机房内 缺点：减速装置尺寸大、重量大 5.液压传动
优点：结构最紧凑，重量最轻，工作平稳 缺点：制造、维修、安装要求高
三、各种传动方式的重量比较
49
变幅机构
23
§5－4 瞬心回转功率法
Mo = MO臂 + MO象 + MO拉 - Mo对 一、对瞬心的回转功率法原理 对平面运动的刚体 F力的瞬时功率 N = F ·vA
49
变幅机构
1
变幅速度----稳定运动时从最大幅度到最小幅度变幅的平均速度
49
变幅机构
2
§5－1 变幅机构的分类
1．按变幅的作用分
非工作性变幅：例:汽车吊、轮胎吊、 履带起重机。
分
工作性变幅：例：门座起重机。
49
变幅机构
3
（1）非工作性的
（2）工作性的
（与生产率无关）
（与生产率有关）
作用： 调整位置
带货变幅
变幅次数：少
频繁
变幅速度：较低
较高
结构： 简单、紧凑
较复杂
2、按变幅系统结构特点来分:
简单臂架式 , 平衡式变幅臂架
49
变幅机构
4
（1）简单臂架式 优点：简单、轻便 缺点：a.货物和臂架重心位置会升降，
使驱动功率↑，操作不便 b.变幅绳受力大
P
=
R货·l货＋ G臂·l臂 ———————
r
P↑→d绳↑→D卷↑→i↑→减速器尺寸大 n卷 = V绳/π D↑ i↑= n电/n卷↓
第九章 变幅机构
2
8y
§2 变幅机构的 P f Ph Ps
6、电动机和减速器的选择 电机的静功率：
N
j
P jV c 1 0 0 0
根据静功率初选电机，然后选减速器。并视情况选制动器，一 般这种变幅机构的运行阻力大于惯性力，故通常不安装制动器。 电机发热和起动时间计算参见第六、七章。
第九章
变幅机构
内容：变幅机构的组成和主要形式； 变幅机构的计算；
§1 变幅机构的组成和主要型式
从起重机旋转轴线到吊钩中心的水平 距离，称为起重机的幅度。为了扩大起 重机的作业范围，就要用变幅机构来改
变起重机的幅度。当变幅机构和旋转机
构协同工作时，起重机的作业范围是一 个环形空间。
变幅机构按结构型式分为运行小车式
§2 变幅机构的计算
7、打滑验算
牵引绳的驱动靠卷筒与绳间的摩擦力，故应按照欧拉公式验算 绳在卷筒上是否满足不滑动的要求，即
S m ax S e
/
S m ax k 2 S k 2 P j S k2 1
/
2 为保证小车的平稳运行，牵引绳应
保持恒定的张力，故应将滑轮2做成张
采用小车式变幅机构。
§2 变幅机构的计算
一、 小车式变幅机构
计算与运行机构相似，计算如下： 1、 摩擦阻力
Pm M d 2 Q G xc k 2 Dc
m
Dc / 2
2、 坡度阻力
Pp M
p
3、 风阻力
Pf M
f
Dc / 2
Q G xc sin
紧轮。
§2 变幅机构的计算
二、动臂式变幅机构
变幅机构
2.2.2组合臂架补偿法 平行四边形组合臂架
2.变幅机构的设计计算
2.3平衡臂架变幅机构的设计计算 2.3.1载重水平变幅系统的设计 （1）补偿滑轮组装置的设计 预先确定：臂架长度L、最大幅度Rmax、最小 幅度Rmin、臂架铰点O、起升滑轮组倍率mL、 补偿滑轮组倍率mK。最大幅度时，臂架对水 平线的夹角取为20~40°，最小幅度时，取 60~80 °。 确定：补偿滑轮组定滑轮夹套的装设位置A。
2.变幅机构的设计计算
实现水平变幅的条件： ΔHmL=(l1-l2)mk 特点：构造简单，臂架受力情况较好， 容易获得较小的最小幅度。缺点是起升 绳的长度大，磨损快，小幅度时物品摆 动角度大，不宜用于大起重量起重机。
2.变幅机构的设计计算
（2）补偿滑轮 条件： AB+BC-（A‘B’+B‘C’)=H 特点：起升绳的长度和磨损小， 摆动杠杆可以兼作对重杠 杆。但臂架所受弯曲力矩 较大，并难以获得较小的 最小幅度。 这种方案可用于吊钩及抓 斗起重机，在起重量较大 的起重机上的应用日益增多。
作图法
A点确定后，根据整个变 幅范围内的一系列臂架位 置（6~8个），做出变幅 过程中物品移动的实际轨 迹线，并据此校验实际的 最大高度差，条件为： Δmax≤[Δ] [Δ]=0.03Rmax 并做出未平衡力矩变化图， 校验 |M|max=|F·r| ≤[M] [M]=0.10MQ
解析法
变幅过程中，吊钩的轨迹：
杠杆式活动对重 保证重心始终在 一条水平线上。
2.3.2臂架自重平衡系统的设计 （2）平衡系统对重计算 确定杠杆系统尺寸： 与补偿滑轮尺寸确 定方法相同。
（2）平衡系统对重计算 对重的计算： 对重应与臂架重力、象鼻粱重力以及拉 杆重力的一半相平衡。 臂架重力产生的力矩： 对重产生的力矩： 未平衡力矩：
对变幅机构的操作要求及注意事项
对变幅机构的操作要求及注意事项变幅机构是一种用于改变机械装置工作范围和承载能力的重要设备。
在实际运用中，对于变幅机构的操作要求和注意事项至关重要。
本文将详细介绍这些内容。
操作要求：1.了解变幅机构的结构和原理：在操作变幅机构之前，必须了解其结构和工作原理。
只有对变幅机构有全面的了解，才能正确操作和处理故障。
2.熟悉操作手册：在操作变幅机构之前，必须熟悉相关的操作手册。
操作手册包含了详细的操作步骤、安全事项和维护要求等内容，操作人员必须按照操作手册进行操作，确保操作的准确性和安全性。
3.严格遵守操作规程：在操作变幅机构时，必须严格遵守相关的操作规程。
例如，严禁超负荷使用变幅机构，禁止在变幅机构运行时进行任何维修和检查等。
4.操作人员必须具备专业知识和经验：操作变幅机构的人员必须具备相关的专业知识和经验。
只有具备这些能力，操作人员才能正确判断和处理机构故障，并采取适当的应对措施。
5.合理安排工作计划和过程：在操作变幅机构时，必须合理安排工作计划和过程。
例如，按照规定的工作程序进行操作，定期检查和维护变幅机构，确保其正常运行。
6.密切关注变幅机构的运行状态：在操作变幅机构时，必须密切关注其运行状态，随时观察和检查变幅机构的工作情况。
一旦发现异常，应及时采取措施，避免发生事故。
7.保持机房整洁和安全：在操作变幅机构时，必须保持机房整洁和安全。
例如，及时清理工作区域的杂物，保持机房内的空气流通，确保操作环境的良好。
8.严格遵守操作安全规范：在操作变幅机构时，必须严格遵守相关的安全规范。
例如，戴好安全帽、安全带和防护手套等，确保操作人员的人身安全。
注意事项：1.避免超负荷使用：变幅机构的承载能力是有限的，严禁超负荷使用。
在使用变幅机构之前，必须了解其额定承载能力，并在操作过程中严格遵守。
2.定期检查和维护：为了保证变幅机构的正常运行，必须定期进行检查和维护工作。
检查和维护包括润滑系统的检查、部件的紧固和更换、轴承的润滑和更换等。
起重机变幅机构工作原理
起重机变幅机构工作原理嘿，咱今儿就来说说这起重机变幅机构的工作原理哈！你想想看，起重机就好比是一个大力士，而变幅机构呢，那就是这个大力士能屈能伸的胳膊肘儿。
起重机要吊起那些重重的东西，全靠这变幅机构来帮忙调整好姿势呢！变幅机构啊，它主要是通过一些复杂又精巧的部件组合起来的。
就好像咱人走路得靠腿脚协调配合一样，起重机的变幅机构也得各个零件一起努力干活才行。
比如说那个起重臂吧，它就像是大力士的长胳膊，能伸出去够到远处的东西。
还有那些钢丝绳啊，就跟咱的筋脉似的，传递着力量，让起重臂能按照咱的要求动起来。
当起重机要去吊东西的时候，变幅机构就得开始工作啦！它得根据实际情况，把起重臂调整到合适的角度和长度。
这可不是随随便便就能做到的哦，得精确得很呢！要是调得不好，那可就麻烦大啦，说不定东西吊不起来，或者还会出啥危险呢！你说这变幅机构是不是很重要啊？这就好比是一个球队里的核心球员，没了他可不行！而且啊，变幅机构还得足够强壮才行。
你想想，起重机吊的那些东西可都重得要命，要是变幅机构不结实，那还不得一下子就被压垮啦？所以啊，制造变幅机构的材料那都得是杠杠的，质量绝对不能含糊！咱再说说它工作的时候，就像是一场精彩的表演。
起重臂缓缓伸展，钢丝绳紧紧拉住，一切都那么有条不紊。
这可不是随便谁都能玩得转的，得靠专业的技术和经验才行呢！那有人可能会问啦，这变幅机构就不会出问题吗？嘿，当然会啦！就跟咱人会生病一样，机器也会有不舒服的时候。
这时候就得靠那些专业的维修师傅啦，他们就像是医生，得给变幅机构好好诊断治疗一番。
总之啊，起重机变幅机构的工作原理虽然复杂，但是咱只要稍微了解一下，就会发现它真的很有意思呢！它让起重机变得更加灵活、高效，能完成各种高难度的任务。
咱可不能小瞧了它，它可是建筑工地上的大功臣呢！所以说啊，起重机变幅机构，真牛！。
第九章 变幅机构
卷筒长： l
（3）卷筒转速
1.1(l k 3D1 ) n( D dn)
变幅速度：v Rmax Rmin
t
绕入卷筒的变幅钢丝绳速度：
v 卷筒速度：n D1
v 2 (
xmax xmin )v Rmax Rmin
（4）驱动功率及电机选择
N Tv 1000 2 2 2
取以下三种工况计算最大变幅力
1）稳定回转时起升重物
1 Tmax [PQ 0.5Gb ) L cos (Wb Pb )h1 (WQ F )h2 Sd ] l
— —动载系数
2）变幅与起升同时发生，并处于起动
1 Tmax [PQ 0.5Gb ) L cos Wb h1 WQ h2 Sd ] l
小车变幅： 优点：变幅时重物作水平移动，给安装工作带来方便； 速度快，功率省，幅度有效利用率大； 缺点：吊臂承受较大的弯矩，吊臂结构笨重，用钢量 大； 动臂式变幅机构： 优点：具有较大的起升高度，不易产生死角，拆装也 比较方便； 缺点：幅度的有效利用率低，变幅速度不均匀，不能 水平移动，变幅功率较大。
轮胎式起重机。
2 变幅力确定 （1）正常工作时变幅机构的作用力 总阻力矩：
M ( PQ 0.5Gb ) L cos (Wb Pb )h1 (WQ F )h2 Sd
Gb n 2 Pb (2m L cos ) 1800
F
PQ n 2 900
(m L cos ) S
图９－９
2、牵引计算
（1）阻力分析 包括六种阻力：
摩擦阻力Wt ; 坡度阻力WS ; 惯性阻力Wp ; 逆风阻力WW ;
起升绳阻力S 和牵引绳下垂度引起的阻力H.
变幅机构1概述
4、卷筒补偿法：
补偿原理：起升绳的另一端绕在由一变幅机构驱动的 补偿卷筒上，在变幅过程中，补偿卷筒放出或收入一 定长度的起升绳，以弥补由于臂架摆动而引起的物品 升降现象
§ 5-2 载重水平位移
4、平行四连杆组合臂架：
特点：总体布置上要比前种型式方便得多，且可充分 发挥对重对整机和回转部分的抗倾覆作用。但在变幅 过程中合成重心不能严格保证在水平线上。
2、挠性件—活动对重法：
活动对重通过挠性件（拉索）与臂架端部相连。变幅 过程中，对重也在相应轨道上滑移。
特点：构造简单，尾部半径小，但挠性件易磨损，使 安全性降低。
§5-3 臂架系统自重平衡
§5-3 臂架系统自重平衡
二、移动重心平衡
工作原理：利用平衡重使臂架系统的合成重心保持在 接近水平线的轨迹上，从而避免或大大减少臂架系统 合成重心在变幅过程中发生升降现象。常用的结构有 以下几种：
1、杠杆—活动对重法：
通过平衡重（活动对重）的上升或下降来补偿臂架系 统重心的下降或上升的平衡方式。
⑵工作原理：直线象鼻梁的端点的运动轨迹是一根双 叶曲线，设计时，只要将四连杆机构各构件的尺寸选 择恰当，则在有效范围Smin ∽ Smax 内双叶曲线可以 接近于一条水平线，即在变幅过程中，象鼻梁的端点 将沿着接近于水平线的轨迹移动。
⑶特点：悬挂长度减小，起升绳的长度和磨损减小， 倍率对补偿系统没有影响。
1、工作原理：在简单摆动直臂架基础上，在起升绳卷 绕系统内除起升滑轮组外，增设一个补偿滑轮组，用 以补偿在变幅过程中的载重的升降现象。
2、滑轮组补偿法：
实现载重水平位移应满足的条件式：
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第一节 概述
具有直臂架的简单摆动臂架式变幅机构，在小幅度 时，臂架下的空间狭小。采用折线臂架，则可扩大此时 臂架下的工作空间[见图9-3(b)]。但这样将使臂架的受力 条件恶化。
第一节 概述
液压驱动的起重机采用油缸改变臂架的倾角。为了增大幅 度变化范围，近代汽车起重机臂架制成可伸缩的。它用油缸驱 动伸缩运动(见图9—4)，伸缩臂包括各节臂架结构件及各节伸 缩油缸，当各级油缸进油使活塞杆顶出时，臂架长度逐渐增大， 到活塞杆全部顶出时，臂架达到最大长度。这种变幅系统具有 使用简便、灵活的特点，在移动式起重机中得到了广泛的应用。
第一节 概述
在简单摆动式变幅系统中，臂架装置没有平衡部分，起升绳卷绕系 统没有绳索补偿部分，因此在变幅过程中，物品与臂架的重心也同时做 升降运动(见图9—3)，为克服臂架自重和物品重力升降所引起的阻力， 所需的变幅驱动功率将显著增大。此外，物品随变幅自行升降的现象也 对装卸工作带来不便。所以这类变幅系统主要用作调整变幅。
一、绳索补偿法
第二节 载重水平位移
所以，当采用滑轮组补偿时，实现水平变幅应满足的条件式为
式中m——起升滑轮组的倍率，通常m≤2； mF——补偿滑轮组的倍率，常用mF=3。
第一节 概述
在摆动臂架式变幅机构中(见图9-2)，幅度 的改变是靠动臂在垂直平面内绕其铰轴摆动 来达到的。它被广泛应用于各种类型的旋转 起重机，如门座起重机、流动式起重机及大 多数塔式起重机等。
流动起重机和一些不经常 工作的大起重量非旋转式起 重机，通常采用简单摆动臂 架变幅系统[见图9-3(a)]，臂 架通过变幅绞车及滑轮组的 牵引，改变它的倾角，从而 改变幅度。
起重机械与吊装
第九章 变幅机构
湖南城建职业技术学院 陈树文
第一节 概述
第一节 概述
在旋转类型起重机中，从取物装置中心线到起重机旋转 中心线的距离称为起重机的幅度；在非旋转类型起重机中， 从取物装置中心线到臂架铰轴的水平距离，或到其他典型轴 线的距离称为起重机的幅度。用来改变幅度的机构，称为起 重机的变幅机构。
第二节 载重水平位移
第二节 载重水平位移
在用臂架摆动进行变幅的起重机中，为使载重在 变幅过程中沿水平线或近似水平线移动，可以采用多 种形式来达到，但基本上可以归纳为两种： ➢绳索补偿法； ➢组合臂架法。
一、绳索补偿法
第二节 载重在变幅过程中引起的升降现象依靠
第一节 概述
根据变幅方法，变幅机构
分为运行小车式和摆动臂 架式两种。
在运行小车式变幅机构中 (见图9—1)，幅度的改变是靠 小车沿着水平的臂架弦杆运行 来实现的。
运行小车有自行式和 绳索牵引式两种。这类变
幅机构主要用作工作性变幅机 构，它主要用于带电动葫芦的 小型固定式旋转起重机，也用 于一部分塔式起重机。
第一节 概述
对调整性变幅机构确定其驱动功率时，只需考虑臂架自重和风力。 显然，一般当臂架处于最低位置时变幅拉力为最大，对于制动器以 及它与臂架间的所有传动连接构件，都必须按臂架吊载物品时(包括 物品偏斜、起升绳拉力)的最大变幅力进行计算(见图9—5)，并且也需 对非工作状态下最大风力的情况进行验算。
工作性变幅机构可使物品沿起重机的径向做水平移动，以扩大起重机的
服务面积和提高工作机动性。这种变幅是在带载条件下进行，其变幅过程为每 一工作周期主要工序之一，这类变幅机构称为工作性变幅机构。其主要特征是 变幅频繁，变幅速度对装卸生产率有直接影响，所以在这类变幅机构中，一般 应采用较高的变幅速度以提高装卸生产率，通常变幅速度为40～90m／min。这 种变幅机构在构造上较为复杂，但工作性能则显著改善，例如采用吊重水平位 移及臂架自重平衡系统，大大降低变幅功率，使起重机在增大变幅速度、频繁 变幅的条件下，能选用不太大的电动机，消耗合适的能量。
第一节 概述
在现代生产中，多数情况下要求实现工作性带载变幅， 为了尽可能降低变幅机构的驱动功率和提高机构的操作性 能，目前普遍采用下述两项措施。
①载重水平位移——使物品在变幅过程中沿着水平线或 接近水平线的轨迹运动。
②臂架自重平衡——使臂架装置的总重心高度在变幅过 程中不变或变化较小。
现在已有多种形式的变幅装置能满足上述要求。一般说来，这类变 幅装置要比那些简单摆动臂架式变幅装置来得复杂，但对于需要经常 带载变幅的起重机来说，由此而得到的优点，足以弥补构造复杂、自 重较大等缺点，因而应用广泛。
根据工作性质的不同，变幅机构分为调整性的(或非工作 性的)和工作性的两种。
第一节 概述
调整性变幅机构只在装卸开始前的空载条件下变幅，使起重机调整到适
于吊运物品的幅度，有时是根据物品的装卸点与起重机位置的要求变更幅度， 有时是根据物品的质量变更幅度，因为许多旋转起重机如塔式起重机、汽车起 重机、轮胎起重机、履带起重机等，由于倾翻稳定性的限制，在吊运重物时必 须将幅度调整到允许范围以内。在物品运转过程中，幅度不再调整，变幅过程 是非工作性的，称为非工作性变幅机构。其主要特征是工作次数少，变幅速度 对装卸生产率的影响小，由于不带载变幅，所以可节约其变幅功率的消耗。一 般都采用较低的变幅速度，通常为l0～30m／min，进一步减少所需的驱动功率。 在这类变幅机构的性能参数中，常以变幅时间来表征，即由最大幅度变到最小 幅度所用的时间。
起升绳缠绕系统及时放出或收入一定长度起升绳的办法来 补偿，从而使物品在变幅过程中沿水平线或接近水平线的 轨迹移动。
绳索补偿法又有多种方案，常用的有： ➢ 补偿滑轮组法； ➢ 补偿导向滑轮法。 ➢ 连杆－补偿滑轮组法 ➢ 椭圆规 ➢ 补偿卷筒
一、绳索补偿法
第二节 载重水平位移
1．补偿滑轮组法
图9-6所示为补偿滑轮组工作原理。它的特点是在起升绳绕绳系统 中增设一个补偿滑轮组。可以看出，当臂架从位置工转到位置Ⅱ时， 物品和取物装置一方面将随着臂架端点的升高而上升，另一方面又将 由于补偿滑轮组长度缩短，放出钢丝绳，增加悬挂长度而下降。设计 时使起重机在变幅过程中由于臂架端点上升而引起的物品升高值大致 等于因补偿滑轮组缩短而引起的物品下降值，则物品将沿近似水平线 移动。