起重机伸缩臂的结构原理

起重机伸缩臂的结构原理

起重机是利用吊臂顶端的滑轮组支承卷扬钢丝绳悬挂重物，利用吊臂的长度和倾角的变化改变起升高度和工作半径，汽车起重机的吊臂是起重机最重要的部分。虽然吊臂的作用都是悬挂和搬运物体，但是不同的吊臂结构和技术，使起重机的性能和效率有很大的不同。

汽车起重机的吊臂一般包括主臂和副臂两部分。主吊臂主要有两种类型，一种是由型材和管材焊接而成的桁架结构吊臂，一种是有各种断面的箱型结构吊臂。随着汽车起重机的发展，现在大部分的汽车起重机主吊臂都是箱型结构，只有少部分是桁架结构。副臂的作用是，当主臂的高度不能满足需要时，可以在主臂的末端连接副臂，达到往高处提升物体的目的。副臂只能提升较轻的物体。副臂一般只有一节臂，也有两节以上的折叠式副臂或伸缩式副臂，其中以折叠式的桁架结构副臂最为常见。

汽车起重机的吊臂伸缩形式有以下几种：

1、顺序伸缩机构–伸缩臂的各节臂以一定的先后次序逐节伸缩。

2、同步伸缩机构–伸缩臂的各节臂以相同的相对速度进行伸缩。

3、独立伸缩机构–各节臂能独立进行伸缩的机构。

4、组合伸缩机构–当伸缩臂超过三节时，可以同时采用上列的任意两种伸缩方式进行伸缩的机构。

无销全液压伸缩机构的优点是臂长变化容易，工作臂长种类多，实用性很强。缺点是自重大，对整机稳定性的影响较大。

无销全液压伸缩机构有不同的组合形式，可以是多液压缸加一级绳排，可以是单液压缸或多液压缸加两级绳排。

多液压缸加一级绳排的特点是最末一节伸缩臂采用钢丝绳伸缩，其它伸缩臂采用多级缸或多个单级缸或多级缸和单级缸套用等方式直接用油缸伸缩。因而最末伸缩臂的截面变化较大，其它臂节截面的变化较小。

1.绳排系统

绳排系统在中国已经应用的比较成熟，也是一种历史比较悠久的技术。此技术的优点是臂长变化容易、工作臂长种类多、可以带载伸缩、实用性很强，缺点是自重重、对整机稳定性的影响较大。现在在100吨以下的起重机上应用的比较广泛，其原理如图，就是简单的滑轮原理。对于四节臂以上起重臂的伸缩机构又分为以下两种：多缸或多级缸加一级绳排、单缸或多缸加两级绳排。DEMAG和TADANO部分产品采用第一种伸缩机构，这种伸缩机构的特点是最末一节伸缩臂采用钢丝绳伸缩，其它伸缩臂采用多级缸或多个单级缸或多级缸和单级缸套用等方式直接用液压缸伸缩。因而最末伸缩臂的截面变化较大，其它臂节截面的变化较小。在过去，徐重、浦沅、长起跟随LIEBHERR技术多年，普遍使用第二种伸缩机构，使用单缸或双缸加绳排实现四节或五节臂的伸缩。这种伸缩方式在国内最先进，但解决五节臂以上起重臂的伸缩难度很大。北起、泰起、锦重等厂家采用第一种伸缩机构（多个单级缸加一级绳排），但由于技术落后，第二缸、第三缸的进回油依靠软管卷筒输送。现在，大多数5节臂的起重机使用的是双缸双绳排的技术，一般为第2节臂独立伸缩，第3.4.5节臂同步伸缩；4节臂的一般单缸双绳排为2.3.4节同步伸缩。其局限性在于最末一、二节伸缩臂采用钢丝绳伸缩，其它伸缩臂用油缸伸缩，因而最末伸缩臂的截面变化较大，大大降低了起重机在大幅度下的起重性能；同时，对于大吨位的起重机，对钢丝绳的要求也非常高，符合要求钢丝绳非常难加工。虽然有些日本企业有将绳排技术发展到6节甚至更多，但是对于中大吨位起重机，一般企业还是优先考虑单缸插销技术。

2.单缸插销系统

单缸插销式伸缩臂技术是典型的机、电、液一体化系统.以较典型的德国利勃海尔为例，作为伸缩臂伸缩的执行机构，主要由（见图）1．伸缩缸、2．拔销机构、3．缸销等组成，为保证伸缩臂伸缩过程的安全性、可靠性，该机构采用内置式互锁系统即在伸缩油缸上装的弹簧驱动缸销销定伸缩臂后，才机械释放该节臂和其他节臂的连接。该方式确保某一节伸缩臂和伸缩油缸互相锁定后才能释放该节臂和其它节臂的联接。利勃海尔将拔销装置置于伸缩机构上方，其优点是结构简单，自锁性强，便于实现；格鲁夫GROVE、德马格（DEMAG）、多田野（TADANO&FAUN）将拔销装置置于伸缩机构两侧，结构布置上比较困难，对加工、装配精度要求高，插拔销难度相对较大。缸销则都布置在伸缩机构的侧方。单缸伸缩机构要求动作灵活、可靠性高、响应速度快、互锁性好，否则，很难实现吊臂的可靠伸缩。此技术采用单缸、互锁的缸销和臂销、精确测长电子技术，优点是重量最轻，对整机稳定性的影响最小，但技术难度大、成本较高、臂长种类少、伸缩时间长、臂长变化时麻烦。现在，徐重和浦沅等国内企业也成功研制出了此项技术，采用的是和LIEBHERR相似的拔销装置置于伸缩机构上方的形式。由于此技术对于电液的要求较高，尤其是在自动伸缩的PLC控制和伸缩系统的液压回路的设计上，国内企业的技术还不是太成熟，可靠性还不是太高，还有较长的路去走。

这里有个单缸插销系统的动画演示，是TADANO的，可以看一看,