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l—1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 6974.2—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、定义及示意图，现摘录一部分如表1—l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。表1—3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l—2)和起重机的载荷状态(表l —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。

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)。

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1—4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1—5示出了双梁桁架式门式起重的钢结构——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1—6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1—6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1—7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．轮胎起重机的钢结构

图1—8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1—9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1—10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1—11和图1—12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1—11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1—12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