第一章起重机械基本知识

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。

起重机是具有多种类型多样品种的机械。

目前在中国对起重机的分类，大多习惯按主要用途和构造特征进行分类，如按主要用途分，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(在固定的轨道上运行)和无轨式(无规定轨道，由轮胎或履带支承运行)。

起重机按主要用途和构造特征可分为如图1—1所示的类型。

图1－1 起重机基本分类

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。

随着起重机技术的发展，工作级别已成为起重机一项重要的技术参数。

一、关于起重机械参数

国家标准GB 6974．2—86《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机械的主要技术参数(标准的术语名称)、定义及示意图，现摘录一部分如表1—1所示。

二、起重机工作级别

以往作为起重机的主要技术参数中，常常提起ⅡB％值、JC％值等标明起重机的级别，如轻级、中级或重级等即所谓的“工作制度”。随着起重机技术的发展，显然起重机工作制度的技术概念和含义均有相当的欠妥与不足之处，因为起重机工作制度只考虑了起重机的通电时间的长短，来确定起重机的级别是十分不合理的。

当今，作为起重机的一个主要技术参数是起重机的工作级别，它代替了过去不合理的工作制度。

起重机的工作级别的大小高低是由二种能力所决定，其一是起重机的使用频繁程度，称为起重机利用等级；其二是起重机承受载荷的大小，称为起重机的载荷状态。

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1—2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。载荷状态与两个因素有关：一个是实际起升载荷G与额定载荷Gn之比G／Gn，另一个是实际起升载荷G的作用次数N与工作循环总数Nn之比N／Nn。表示G／Gn 和N／Nn关系的线图称为载荷谱。表1—3列出了起重机载

荷状态。

表1—3 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1—2)和起重机的载荷状态(表1—3)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1—4所示。

4．起重机工作级别举例

为便于广大起重作业人员了解和掌握起重机适用的工作级别，而列举了以下各种起重机的工作级别，如表1—5所示。

第三节起重机的基本结构组成

不论结构简单还是复杂的起重机，其组成都有一个共同点，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1—2所示为桥架型起重机基本组成部分(不包括控制系统)，图1—3所示为臂架型起重机基本组成部分(不包括控制系统)。

图1—2 桥架型起重机简图

1—桥架2—大车运行机构3—小车架4—起升机构5—小车运行机构6—俯仰悬臂

图1—3 臂架型起重机简图

1—门架(或其它底架) 2—塔架3—臂架4—起升机构5—变幅机构6—回转机构7

—起重运行机构(或其它可运行的机械)

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

作为起重作业人员不必苛求掌握起重机钢结构的强度、刚度和稳定性如何设计，如何进行试验检测验证，重要的是起重机司机能善于观察、善于发现起重机钢结构与强度、刚度和稳定性有关的隐患与故障，以利及时采取补救措施。例如起重机钢结构局部或整体的受力构件出现了塑性变形(永久变形)，有了塑性变形即为出现了强度问题，有可能是因超载或疲劳等原因造成的；起重机钢结构的主要受力构件，如主梁等发生了过大的弹性变形，引起了剧烈的振动，这将涉及刚性问题，有可能是超载或冲击振动等原因造成的；带有悬臂的起重机钢结构，由于吊载移到悬臂端发生超载或是吊载幅度过大，将会发生起重机倾翻，这属于起重机的整体稳定性问题。这些都是与起重机钢结构结构形式、强度、刚度及稳定性密切相关的基本知识。

以下将简要地介绍有关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言，如图1—4所示。

图1—4 桥式起重机桥架

桥式起重机的钢结构(桥架)主要由主梁1、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。主梁与端梁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1—5示出了双梁桁架式门式起重的钢结构——门架。