起重机基础知识

半门式起重机 ：
3、缆索型起重机——又叫走线滑车，挂有 取物装置的起重小车沿架空承载索运行的起 重机。
4、臂架式起重机：悬臂起重机 （如: 柱式 悬臂起重机 ）、流动式起重机 （如: 汽车 起重机、轮胎起重机、履带起重机 ）、塔式 起重机 （如: 固定式塔式起重机 ）、门座 起重机 （如: 港口门座起重机 、集装箱正 面吊运起重机 ）等。
第四章 起重机械安全技术
第一节
起重机械基础知识
一、起重机械的类型
起重机械是在一定范围内垂直提升和水平 搬运重物的多动作起重机械，又称吊车。它主 要用来吊运成件物品，配备适当吊具后也可吊 运散状物料和液态物料。
起重机械的工作特点是作间歇性运动，即 在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的 相应机构是交替工作的。各机构经常处于起动、 制动和正反方向运转的工作状态。
中国古代灌溉农田用的水车是臂架 型起重机的雏形；14世纪，西欧出现人 力和畜力驱动的转动臂架型起重机；19 世纪前期，出现了桥式起重机；起重机 的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始 采用金 属材料制造，并开始采用水力 驱动；到了19世纪后期，蒸汽驱动的起 重机逐渐取代了水力驱动的起重机；20 世纪20年代开始，由于电气工业和内燃 机工业的迅速发展，以电动机或内燃机 为动力装置的各种起重机基本形成。
按构造分类： 1、轻小型起重设备：起重葫芦 （如: 电动葫芦 ）、悬挂导轨系统（如: 单 轨葫芦 ）
2、桥架型起重机——取物装置悬挂在可沿
桥梁架运行的起重小车或运行式葫芦上的 起重机。桥架型起重机包括桥式起重机、 门式起重机、半门式起重机等。
桥架型起重机具有水平桥架，能越过地 面障碍物吊运重物，或完成一定的工艺 操作，它广泛应用于机械制造和冶金等 部门的车间和室内外仓库。
1、金属结构组成和特点
（1）桥式起重机
桥式起重机的金属结构主要是指桥式起重 机的桥架，它由主梁、端梁、栏杆、走台、 轨道和司机室组成。其中主梁和端梁是主 要受力构件，其他为非受力构件。主梁与 端梁之间采用焊接或螺栓连接。端梁多采 用钢板组焊接成箱形结构，主梁截面形式 多种多样，常用的多为箱形截面梁或桁架 式主梁。
2、工作机构 能使起重机实现某种作业动作的传动系统， 统称为起重机的工作机构。因起重机运输 作业的需要，起重机实现升降、移动、旋 转、变幅、爬升及伸缩等动作，这些动作 由相应的机构来完成。 起重机最基本的四大机构为起升机构、运 行机构、回转机构（又称旋转机构）和变 幅机构。还有塔式起重机的塔身爬行机构 和汽车、轮胎等起重机的支腿伸缩机构等。
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和需要，采用各种 块式、盘式、带式、内张蹄式和锥式制动 器。 传动装置是指减速器、联轴器、传动 轴等。各种不同的起重机根据自身特点， 采用定轴齿轮、蜗轮和行星等形式的减速 器。
1）起升机构 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。
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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。车轮与车轴的连接可采用单键、花 键或锥套等多种方式。 起重机的运行机构可分为集中驱动和分 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运行的运行机 构形式。集中驱动只适合小跨度的起重机或 起重小车的运行机构。分别驱动是两边的车 轮分别采用两套独立、无机械联系的驱动装 置的运行机构形式。
臂架式起重机的主要技术参数还包括起 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半径也 是主要技术参数。对于某些类型的起重 机而言，生产率、轨距、基距、最大轮 压、自重、外形尺寸等也是重要的参数。
2、起重机械的工作级别 （1）整机工作级别：根据起重机的10个使 用等级和4个载荷状态级别，起重机整机的 工作级别划分为A1～A8共8个级别。 （2）机构的工作级别。根据机构的10个使 用等级和4个载荷状态级别，机构单独作为 一个整体进行分级的工作级别划分为M1～ M8共8级。 （3）结构件或机械零件的工作级别。根据 结构件或机械零件的使用等级及应力状态 级别，将其划分为E1～E8共8级。
5、其它起重机械 ：施工升降机 、擦窗机 、 高处作业吊篮 。
按取物装置和用途分：吊钩起重机、抓钩 起重机、电磁起重机、冶金起重机、堆垛 起重机、集装箱起重机、安装起重机和救 援起重机。
按照运移方式分：固定式起重机、运行式 起重机、爬行式起重机、便携式起重机、 随车起重机以及辐射式起重机。 按照工作机构驱动方式分：手动起重机、 电动起重机、液压起重机、内燃起重机和 蒸汽起重机。
二、起重机械的性能参数和工作级别
1、起重机械的性能参数 起重机的性能参数表明起重机的工作性 能和技术经济指标，既是设计起重机的 技术依据，也是制造和选用起重机的依 据。 主要技术参数包括： 额定起重量：起重机正常工作时允许一 次起吊的物品或物料以及可分吊具或属 具质量的总和。
起升高度：从地面或轨道顶面至取物装置 允许最高起升位置的垂直距离。 跨度：桥架式起重机大车运行轨道中心线 之间的水平距离。 幅度：旋转臂架式起重机处于水平位置时， 取物装置中心铅垂线与回转中心线之间的 水平距离。 机构工作速度：起重机机构工作速度根据 作业要求而定。如额定起升速度是指起升 机构电动机在额定转速或油泵输出额定流 量时，取物装置满载起升的速度。
越野轮胎起重机是70年代发展起来的一种起重机， 其吊重功能与轮胎起重机相似，也可进行不用支腿 吊重及吊重行驶。所不同的是底盘的结构形式及由 独特的底盘结构所带来的行驶性能的提高。这种起 重机的发动机均装在底盘上，底盘有两根车轴及四 个大直径的越野花纹轮胎。四个车轮均为驱动轮及 转向轮，当在泥泞不平的工地上转移工位时，四个 车轮都传递动力，即四轮驱动，以提高通过泥泞地 面及不平路面的能力。当在平坦路面以较快速度行 驶时，只用前轴或后轴的两个车轮驱动，以减少能 耗。
（5）轮胎起重机 其金属结构主要由吊臂、转台和车架等构 件组成。吊臂结构形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 由型钢和钢管组焊而成。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、电动机和司 机室等。 车架又成为底架，分为平面框式和整 体箱形结构。车架用来安装底盘与运 行部分。
臂架型起重机一般可以回转，通过起重机的回转和 臂架的俯仰，或起重小车沿臂架的运行，使重物在 特定范围内移动。这类起重机的起重能力以臂架最 小幅度时的额定起重重量和额定起重力矩来表示。 幅度是吊具离起重机回转中心线的水平距离，起重 力矩是起吊物品的重力与幅度的乘积。
将起重机安装在通用或专用汽车底盘上低盘性能等 同于同样整车总重的载重汽车，符合公路车辆的技 术要求，因而可在各类公路上通行无阻。此种起重 机一般备有上、下车两个操纵室，作业时必需伸出 支腿保持稳定。起重量的范围很大，可从8吨～1000 吨，底盘的车轴数，可从2～10根。是产量最大，使 用最广泛的起重机类型。
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式电动机，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 液压泵或液压马达。
2）运行机构 运行机构可分为轨式运行机构和无轨式 运行机构。这里只介绍轨式运行机构简 称运行机构。轨式运行机构除了铁路起 重机外，基本都为电动机驱动形式。因 此，起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。
起重机的每个机构均由四种装置组成：驱 动装置、制动装置、传动装置，以及机构 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、 回转机构的旋转支撑装置和变幅机构的变 幅装置等。 驱动装置分为人力和动力两种形式，手动 起重机是依靠人力直接驱动；动力驱动装 置由电动机和内燃机以及液压泵或液压马 达。
三、起重机械的基本组成
金属结构
起重机的骨架，承受和传递起重机负担 的工作载荷、自然载荷以及自重载荷。 金属结构必须具有足够的强度、刚度和 稳定性。
工作机构
能使起重机实现某种作业动作的传动系 统。起重运输作业中的升降、移动、旋 转、变幅、爬行及伸缩等动作的完成机 构。
起重机动作过程中起控制作用。
电控系统
2）旋转机构 旋转机构由驱动装置、制动装置、传动 装置和回转支撑装置组成。 回转支撑装置分为柱式和转盘式两大类。 柱式回转支撑又分为定柱式回转支撑装 置和转柱式回转支撑装置。定柱式回转 支撑装置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撑装置。
转柱式回转支撑装置由滚轮、转柱、 上下支撑座及调位推力轴承、径向球面轴 承等组成。塔式、门座起重机多采用转柱 式回转支撑装置。 转盘式回转支撑装置又分为滚子夹套 式回转支撑装置和滚动轴承式回转支撑装 置。滚子夹套式回转支撑装置是由转盘、 锥形或圆柱形滚子、轨道及中心轴枢等组 成。滚动轴承式回转支撑装置是由球形滚 动体、回转座圈和固定座圈组成。
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，由电动机经过减速器带动最后一级开 式小齿轮，小齿轮与装在起重机固定部分 的大齿圈或针齿圈相啮合实现起重机的回 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、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，以及低速大扭 矩液压马达回转机构两种形式。 变幅机构是臂架起重机用来改变作业幅度， 使吊运物品沿臂架径向水平位移的机构。 幅度是臂架起重机的重要参数，对于回转 类起重机，指从取物装置中心线到起重机 旋转中心线的水平距离；对于非回转的臂 架型起重机，则是从取物装置中心线到臂 架铰轴的水平距离，或其他典型轴线的距 离。
随着葫芦起重机技术的发展，电动机采 用锥形制动电动机，将驱动与制动两个 机能合二为一，又进一步发展为将电动 机、制动器和减速器三者合为一体，三 者不再需要用联轴器连接，电动机轴同 时也是制动器和减速器的高速轴，三者 不可再分，构成一种十分紧凑的整体， 或称为“三合一”驱动装置，已经为起 重小车和起重大车分别驱动形式所采用。
其中塔身、臂架和底座是主要的受力 构件，臂架和平衡架与塔身之间通过 销轴连接，塔身与底座之间通过螺杆 连接固定。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，截面多为矩形或三角形桁 架结构，由角钢或圆管组焊而成。
（4）门座起重机 刚性拉杆式组合臂架 式门座起重机的金属 结构，是由交叉式门 架、转柱、桁架式人 字架与刚性拉杆组合 臂架等构件组成。其 中门架、人字架和臂 架是主要受力构件。 各构件之间采用销轴 连接或螺栓连接固定。
（2）门式起重机 门式起重机的金属结构主要由主梁、端梁、马鞍、 支腿、下横梁以及小车架等部分组成。金属结构 可分为：无悬臂式、双悬臂式、单悬臂式。
（2）塔式起重机
塔式起重机的金 属结构主要是指 塔式起重机的塔 架。自升塔式起 重机的金属结 构——塔架由塔 身、臂架、平行 臂、爬升套架、 附着装置及底架 等构件组成。
桥式起重机在高架轨道上运行，其他桥 架型起重机则在地面轨道上运行。起重 小车沿桥架上的轨道运行 ，通过桥架和 起重小车的运动，可以获得矩形的工作 范围。表征这类起重机的主要参数是额 定起重量和跨度。 桥架式起重机：如： 电动单梁起重机、 悬挂单梁起重机、葫芦双梁起重机、双梁 桥式起重机等。
门式起重机 ：如：葫芦门式起重机、单 主梁门式起重机、双主梁门式起重机、轮 胎式集装箱门式起重机、岸边集装箱门式 起重机