港口起重机

第一二章

分类：臂架型起重机（门座、流动式、臂架......）、桥架型起重机（桥式、门式）、缆索型起重机（缆索、门式缆索）

臂架型起重机：有固定的或者可以摆动的承载臂架。门座起重机：臂架安在门座上，下方可通过铁路或公路车辆的移动式回转起重机。流动式起重机：臂架安在车架上，能在带载或不带载情况下沿着无轨路面行驶。桥架型起重机：有一个直线形或门形桥架的承载结构，取物装置悬挂在能沿桥架运行的起重小车或葫芦上。门式起重机：门式起重机是指桥架梁通过支腿支撑在轨道上的起重机。

基本组成 ：1、工作机构：为实现货物运动而设置的执行机构组成：动力、传动、制动以及工作装置 2、 金属结构：起重机械的骨架（桁架、板梁、箱形等结构）承受起重机自重、货重、外载荷，并将其传递到基础上3、动力装置和控制系统：动力装置 ：为起重机械提供动力的设备能源决定起重机械的性能和特点供给：工作动力、控制、照明、联络等控制系统：操纵起重机械完成各种作业要求的动作指挥实现机构的起动、调速、换向、制动等动作4、安全辅助装置：对起重机械实施各种安全保护如：起重量限制器、载重力矩限制器、限位开关、缓冲器、夹轨器、防风装置、偏斜指示器等

工作特点：短暂、重复、周期性循环1、每个工作循环中，都包括满载和空载的过程；2、每个工作循环中，其主要工作机构都作正向和反向的运动，且起制动非常频繁；3、所受到的载荷的大小和方向都是变化的。

技术参数：一、起重量Q （额定起重量）安全正常工作所允许的最大起吊货物的质量（kg 、t ）不包括吊钩、吊环（动滑轮组、钢丝绳）等吊具的质量，包括抓斗、电磁吸盘、集装箱吊具、料桶等吊具的质量（可更换或辅助取物装置）起重量随幅度变化的起重机，其起重量为最小幅度时（主钩）的最大起重量。净起重量是吊挂在起重机固定吊具上起升的货物质量，是有效起重量与可分吊具质量之和。桥架型起重机的额定起重量是定值。工作性变幅的臂架型起重机的额定起重量是随工作幅度而变化的，其最大值被称为起重机的最大起重量，是臂架处于最小幅度位置时起重机的最大起重能力，同时也被称作起重机的标称起重量。副钩起重量一般为主钩五分之一到三分之一。通常用分数表示：15/3t 主钩15吨副钩3吨。

二、幅度R （外伸距l ）（后伸距）1、幅度：旋转臂架类起重机：旋转中心至吊具中心线的水平距离。非旋转臂架类起重机：臂架下铰点至吊具中心线的水平距离2、外伸距（对桥式卸船机、装卸桥而言）：临水侧的轨道中心线至吊具中心线的最大水平距离3、后伸距：确定：装卸对象的尺寸有关，如船宽、舱宽等，装卸工艺有关，如是否需要过驳作业，临水侧轨道中心至码头边缘的尺寸，轨距及旋转轴线位置有关。三．起升高度H 吊具下极限位置至最上极限位置之间的垂直距离（地面、轨面、水面）含轨上、轨下或水上、水下起升高度确定。下降深度h 起重机支承面至取物装置最低工作位置之间的垂直距离。四、轨距L 、跨度S 和基距B ：1、轨距：有轨起重机大车运行轨道或起重小车行走轨道中心线间的水平距离。2、跨度：对桥式起重机而言，起重机运行轨道中心线的水平距离 3、基距：沿轨道方向，两支腿中心线的水平距离。五、工作速度V1、起升速度Vh ：取物装置的升降速度。（ m/s 、m/min ）2、变幅速度Vr ：取物装置沿水平方向移动的平均线速度。3、回转速度n ：起重机回转部分的转速。（r/min ）4、运行速度：起重机或起重小车的行走速度。5、速度的选择：根据作业性质和使用要求：工作性机构速度要高，非工作性机构速度较低 前沿机械速度要高，后方机械速度较低；起重量；工作行程，行程大用高速，行程小用低速；六、生产率A 单位时间内吊运货物的总吨数。（t/h ）（平均值）表明起重机装卸工作能力的综合性指标。起重机在规定装卸条件下每小时装卸货物的总质量或每小时装卸的标准集装箱箱数 计算：A = n * Qp n ——每小时工作循环次数。n = 3600/ T T ——一个工作循环时间（s ）。T = ∑t +tj ∑t ——一个工作循环中机构运转时间。Tj ——摘挂钩等辅助工作时间。Qp ——每次吊运物品的平均起重量（t ）。七、 轮压P ：一个车轮对轨面或地面的垂直压力。（N 、kN ） 最大值：影响机构设计（车轮大小、数量）、金属结构设计（桥架、门架结构）、基础承压能力。最小值：打滑验算。八、 工作级别（也称工作类型）：考虑起重机起重量和时间的利用程度以及工作循环数的特性。为了合理选用、设计和制造起重机，为设计者，制造者和使用者提供提供一个共同基础，以取得良好的技术经济影响效果，应根据起重机使用频繁程度和受载轻重程度，对起重机及其组成部分进行工作级别的划分。工作级别包括：起重机整机的工作级别、机构的工作级别和结构件或机械零件的工作级别。起重机的工作级别利用等级——表征起重机在其设计寿命期内的使用频繁程度用总工作循环次数N 表示，共分为十级：U0～U9；载荷状态——表征起重机受载的轻重程度与实际起升载荷/额定起升载荷有关与实际载荷作业次数/总的工作循环次数有关按名义载荷谱系数（Kp ≤〔Kp 〕）分为四级：Q1～Q4 载荷谱系数 :ni —— 载荷Pi 的作用次数N —— 总的工作循环次数Pi —— 第i 个起升载荷 Pmax —— 最大起升载荷 m —— 指数

（轻、中、重、特重）综合利用等级和载荷状态 起重机的工作级别分为八级：A1～A8主要代表机构—— 起重机机构的工作级别：机构利用等级——按机构总设计寿命（小时数）分为十级：T0～T9载荷状态——表明机构受载轻重的程度按载荷谱系数分为四级：L1～L4（轻、中、重、特重）根据机构的利用级别和载荷状态 机构的工作级别分为八级：M1～M8 对同一起重机而言，整机的工作级别与各机构的工作级别是不相同的，各机构之间的工作级别也是不相同的。设计依据起重机的工作级别（P23，表1-9）机构的工作级别（P24，表1-10）

电力驱动：分为直流和交流两类。起重机械应采用起重机及冶金用系列电动机。要求：启动转矩大，转子转动惯量笑，过载能力强，机械强度高。工作制：1、短时工作制S2：恒定负载下给定的时间N 运行，电动机在该时间内不足以达到热稳定，随之停机和断能。特点是电动机接电运转时间短，温升达不到稳定值，而断电后的停歇时间长，足以使电动机冷却到环境温度；2、S3断续周期工作制：特点是电动机接电运转的时间较短，不足以使电动机达到热稳定状态，启动时间与一个周期相比很短，气动电流对温升没有显著影响。3、包括启动的断续周期工作制S4：每个周期包括一段温升有显著影响的启动时间和一段恒定负载运行时间和一段停机和断能时间。4、电制动的断续周期工作制S5：包括启动时间、恒定负载运行时间、电制动时间。选电动机容量的基本要求：在给定的工作条件下长期进行重复短暂工作时，电动机的温升不应该超过允许的数值，即不过热；在正常满载状态工作时，电动机能进行可靠的启动，启动时间要符合要求；在最大工作载荷作用下，电动机具有足够的短期过载能力，不会造成工作中的停机现象。

载荷分类：1、常规载荷：起重机正常工作时经常发生的载荷，包括自重载荷、起升载荷、垂直运动引起的动载荷、变速运动引起的动载荷。2、偶然载荷：正常工作时不经常发生而只是偶然出现的载荷，包括偏斜运行时的水平侧向载荷、坡道载荷、风载荷、冰雪载荷及温度变化引起的载荷。3、特殊载荷：非正常工作时或不工作时的特殊情况下才发生的载荷，包括非工作状态风载荷、碰撞载荷、意外停机引起的载荷等。4、其他载荷：特定情况下发生的载荷，包括工艺性载荷、作用在起重机的平台或通道上的载荷。

细分：一、起升载荷Pq ：起升部分质量（随物品升降的其它设备）的重力，包括起重量、取物装置质量、钢丝绳等 二、自重载荷Pg ：起重机金属结构、机械设备以及附设在起重机上的存仓、连续运输机及其上的物料等的重力，不包括起升载荷，作用形式（依结构情况定）：机电设备——集中载荷，桁架结构——节点载荷，箱型、板梁结构——均布载荷。三、风载荷Pf ：流动的空气被结构物阻挡而产生的载荷（露天工作，水平方向）Pf =C Kh qA 起重机的风载荷分为：工作状态 (Ⅰ类：正常；Ⅱ类：最大 )；非工作状态 ( Ⅲ类 )。四、动力载荷（起重机各质量由于运动状态变化而产生的动态力）1、机构的起动和制动、回转机构使转台作回转运动、起重机转弯行驶→ 惯性载荷

2、金属结构和机构都是弹性系统，当外载荷骤然作用使系统上振动→振动载荷

3、起重机或起重小车驶过轨道接头或不平路面时（垂直方向） 起制动时传动机构中的间隙等原因（运动方向）→冲击载荷。以上（1、2、3）载荷，引用动力系数、冲击系数来计算

4、臂架类型回转起重机，由于回转、变幅、运行机构起动或制动时产生的惯性力，回转离心力以及物品所受风力的作用，使悬挂物品的钢丝绳相对于铅垂线产生偏摆角，从而使臂架头部受到一个水平力→货物偏摆载荷T ，T=Qtg α （αⅠ ， αⅡ ， αⅢ ）

五、起重机偏斜运行时的水平侧向力Ps 垂直于轨道—— 水平导向轮，与轮压、跨度、基距等因素有关。六、坡度载荷Pp 重力产生的沿路面方向的分力七、试验载荷动态试验时，为额定起升载荷的 1.1 倍静态试验时，额定起升载荷的 1.25 倍八、垂直运动引起的动载荷：1、自重振动载荷：货物起升离地是，或将悬吊在空中的部分货物突然卸除时，或悬吊在空中的货物下降制动时，起重机本身的自重将因出现振动而产生脉冲式增大或减小的动力响应动G P = 起升冲击系数乘自重载荷)2、起升动载荷：货物无约束地起升离地时，货物的惯性力会将起升载荷出现动载增大的动力效应 公式

3、突然卸载时的动载荷：有的起重机正常工作室会在空中从总起升质量m 中突然卸除部分起升质量△m 公式 九、其他载荷：碰撞载荷、地震载荷、温度载荷、安装载荷、工艺载荷等。

分类：1、Ⅰ类载荷组合(疲劳计算）：工作情况下的正常载荷组合——经常出现，又称耐久性计算载荷组合，起重机平稳起制动 、Pf Ⅰ、T Ⅰ、Pp Ⅰ载荷变化时，取其等效值，用于零部件的疲劳、磨损和发热以及驱动功率的计算（电动机的发热；车轮、轨道、支承滚轮、齿轮等的磨损和点蚀；机构传动零件、支承零件和金属结构的疲劳）2、Ⅱ类载荷组合

（静强度计算）：工作情况下的最大载荷组合——可能出现，又称静强度计算载荷组合，起重机猛烈起制动、 Pf Ⅱ 、T Ⅱ 、Pp Ⅱ最大值常常受到某些条件的限制：运行机构中驱动轮打滑、回转机构中极限力矩限制器的摩擦离合器打滑、电器保护装置作用、液压系统中安全装置作用。用于全部零部件的静强度、静刚度和失稳破坏计算，对整机进行抗倾覆稳定性和最大轮压计算，校核电动机过载能力和制动器制动力矩3、Ⅲ类载荷组合（校验）：非工作情况下最大载荷——偶然出现Pf Ⅲ、T Ⅲ 、Pp Ⅱ安装载荷、运输载荷、试验载荷、碰撞载荷等 。用于某些零部件（支承装置零部件和金属结构、安全装置）的静强度验算；起重机自身抗倾覆稳定性；最大轮压计算

第三章

一、钢丝绳滑轮组卷绕系统

1.常用类型特点

2.钢丝绳的选用 1）合理选择钢丝绳的结构型式 → 选型① 结构型式：起重机工作频繁→线接触钢丝绳 ② 绳芯材料： 纤维芯 、钢芯③ 表面状况：光面，镀锌 ④ 抗拉强度适中，破断拉力：1550-1850 N/mm2 ⑤ 捻（绕）制方向：绳在筒上左向卷绕→右捻绳；绳在筒上右向卷绕→左捻绳；起升高度大，承载分支数少→多层股不旋转2）根据最大静拉力选取钢丝绳的直径 →选规格① C 系数法：

式中： Fmax ——钢丝绳最

大静拉力C ——选择系数，查表；② 最小安全系数法：

式中： Fo ——钢丝绳的最小破断拉力n ——安全系数，查表 钢丝绳的特征 ① 外层股和绳的捻制方向（丝→股→绳）【（a ）同向捻钢丝绳（钢丝绳捻制中两次旋绕的方向相同）:这种钢丝绳的钢丝方向同钢丝绳中心线以较大角度斜向交叉、挠性好，使用寿命长，但容易松散、扭转打结。适用于经常保持张紧状态的情况，如绳索滑轮组变幅机构的钢丝绳，牵引小车的牵引绳；不宜做起升机构的起升绳； （b ）交互捻钢丝绳（相反）:这种绳的钢丝方向同钢丝中心线接近于平行，挠性较差，钢丝绳间的接触较差、使用寿命较低；但绳与股的扭转趋势相反，相互抵消，因此使用广泛，常用与起升机构；（c ）混合捻钢丝绳：多层不旋转钢丝绳。】 ☆ 绕向：左旋、右旋 ② 股中相邻钢丝间的接触情况【 点接触：绳股中各层钢丝直径相同，内外层钢丝的捻距不同，相邻层的钢丝互相交叉，并在交叉点上接触，形成点接触，因此接触应力较高，易磨损。；线接触：股中丝径不同，外层丝位于里层丝形成的沟槽里。西鲁型（S ）——外粗式:是两层具有相同钢丝数的平行捻股结构。同层钢丝直径相同，不同层钢丝直径不同，内细外粗，因此耐磨性好，适用于多层卷绕或磨损较严重的场合，但僵性交大，需选用较大直径的滑轮和卷筒。、瓦林吞型（W ）——粗细式:是外层包含粗细两种交替排列的钢丝，而且外层钢丝绳是内层钢丝数的两倍的平行捻股结构。内层钢丝直径相同，外层粗细相间，粗钢丝位于内层的沟槽中。外层细钢丝位于粗钢丝之间，因而填充系数较高，承载能力交大，且钢丝绳，挠性练好，是常用形式。、填充型（F ）外层钢丝数是内层的两倍，而且在两层之间有填充钢丝的平行捻股结构。外层钢丝不是布置于内层钢丝间的沟槽，内外层每相邻四根钢丝成正方形排列，在形成的空隙中填充一根细钢丝。细钢丝起着几何稳定作用，增加钢丝绳的金属填充率，从而提高承载能力。面接触：由异型钢丝绕制而成密封型结构，绳中钢丝间呈面接触，表面光滑、强度高，耐磨蚀；工艺复杂，成本高。用于特殊场合，如缆索起重机的承载绳。1）钢丝绳损坏的原因：钢丝绳反复弯曲所造成钢丝的疲劳和磨损2）提高钢丝绳使用寿命的措施：① 合理选择钢丝绳的结构型式，降低工作应力：优先选用线接触钢丝绳， 即：↑安全系数。② 尽量减少钢丝绳弯曲次数（绕过的滑轮数和包角），避免反向弯曲， 即：↓疲劳。 ③ 选取较大直径的卷筒和滑轮， 即：↓弯曲应力。④ 选择恰当的滑轮材料和表面硬度：改善绳与槽间的摩擦状态，即：↓接触应力⑤ 合理确定绳槽（滑轮和卷筒）的槽底半径：改善绳与槽的接触状态， 即：↓接触应力（光卷筒R →∞，寿命↓20-30％；槽底加软衬垫）。 ⑥ 加强润滑，保养及检查。3）钢丝绳的报废：报废标准 —— 每一捻距内的断丝数。 ① 单联滑轮组— ② 双联滑轮组 i 为承载分支数 2．滑轮与滑轮组1）作用：① 支承并传递载荷；② 改变钢丝绳方向 → 导向； ③ 组成滑轮组 → 省力或增速；④ 平衡钢丝绳的张力 → 均衡。2）构造和种类： ① 构造：轮毂、轮辐、轮缘 ② 种类：铸造滑轮、焊接滑轮、热轧滑轮、双辐板压制滑轮 3）直径：式中：D ——按钢丝绳中心计算的滑轮直径 → 槽底直径：D – d 均衡梁或均衡滑轮组是不转动的。 3.卷筒尺寸与钢丝绳的关系。 1）卷筒直径（槽底）：D>=(h1—1）d 2）卷筒长度L ： D 。=D+d 二．取物装置：用于抓取、持住或搬运货物的装置，是货物—起升机构联结的装置 4．吊钩及吊钩滑轮组 （1）吊钩：组成：钩柱、钩身；形状：单钩、双钩；制造方法：锻造吊钩、片式吊钩。注意：禁止使用铸造吊钩、焊接吊钩。☆ 吊钩有标准系列可根据起重量选取供选用 （2）吊钩滑轮组：吊钩与起升滑轮组中动滑轮的组合体1）组成：吊钩、吊钩横梁、轴承、螺母、拉板、滑轮和滑轮轴等2）类型：① 短钩型吊钩组：高度尺寸较大、横向尺寸小，对减小钢丝绳的偏角有利； 滑轮数可单、双——适用于任何倍率的单、双联滑轮组。 ② 长钩型吊钩组：高度尺寸较小、横向尺寸大、吊钩横梁长，受力对称；滑轮数只能是双数——适用于倍率为双数的滑轮组 5．抓斗是一种靠颚板的开闭自行抓取，卸出散料的取物装置。主要用于装卸大宗散粒物料，特殊形式的也可以装卸圆木，生铁块。 （1）抓斗的分类：1）根据抓取物料的种类：粮食、煤炭、矿石、木材、及耙集式抓斗 2）根据抓取物料的容积密度： 轻型、中型、重型、特重型3）根据颚板数目：双颚板、多颚板抓斗4）开闭驱动方式：动力式（电动抓斗、液压抓斗、气动抓斗）、绳索式抓斗（单绳抓斗、双绳抓斗（四绳抓斗）） （2）双（四）绳抓斗1）构造：颚板、下承梁、撑杆、上承梁、支持绳、开闭绳 2）工作原理：四个基本动作过程：① 空斗下降：支持绳和开闭绳同步下降（F1=PG ，F2=0 ），抓斗以张开状态，在自重的作用下插入物料中② 抓取物料：支持绳不动，提升开闭绳，抓斗逐渐闭合并抓取物料，直到抓斗完全闭合。③ 载货起升：支持绳和开闭绳同步上升，则载货抓斗上升，然后将抓斗移动到卸料地点，初期全部重量由开闭绳承担，然后由支持绳和开闭绳平均分担。④ 开斗卸料：支持绳不动，放松开闭绳，开斗卸料，这个过程中全部重量由支持绳承担。3）受力分析：① 空斗下降：F1=PG ，F2=0 到料堆：F1=F2=0 ② 抓取物料：F2↑→ F2 ≈ PG+PQ ， F1≈0，离开料堆瞬时，由于动载影响： F2 =φ2（PG+PQ ）③ 载货起升：F1=F2=0.5（PG+PQ ）——（自动均衡）④ 开斗卸料：F2：0.5（PG+PQ ）→0， F1：0.5（PG+PQ ）→ PG ，刚开斗卸料时，受动载影响，支持绳载荷瞬时增大 （3）单绳抓斗： 启闭控制：曳绳式、自动式、无线遥控式等。1）空斗下降：钢球卡在叉内→支持绳2）抓取物料：钢球脱出钢叉→开闭绳 3）载货起升：运移并下降到料堆上4）开斗卸料：卷筒反转，绳下降并使钢球卡在钢叉内，卷筒正转，绳提升，在自重作用下，开斗卸料 （4）影响抓斗抓取能力的主要因素 1）抓斗自重及分配： ① 抓斗自重② 抓斗自重的分配（增加上承梁和撑杆的重量对抓取能力的提高最有效，颚板次之，下承梁最差。加大颚板在铰点附近部位的重量也同上承梁和撑杆一样最有效，但此处却是最合理处。）2）抓斗的结构及尺寸① 开闭滑轮组的倍率 ② 颚板最大张开度 ③ 鹗板宽度④ 颚板几何形状外形、刃口后角（底背角） ⑤ 撑杆与颚板铰接点的位置3）物料性质4）操作方式 6.集装箱吊具 组成：吊具架、导向装置、旋锁连接装置、操纵控制。 1）固定式吊具2）主从式吊具（组合式）3）子母式吊具（换装式）4）伸缩式吊具 三．制动器： 使起重机机构减速、停止或防止其运动的装置。电力制动——减速，机械制动——减速、停止、支持 1．概述（1）制动器的作用：停止、支持、调速（2）制动器的分类1）根据制动器的工作状态：上闸→制动、松闸→解除制动。① 常闭式制动器（常用于回转机构、变幅机构）：机构不工作时总是处于闭合状态，运转时，有松闸使制动器松闸。常闭式的制动转矩基本恒定。② 常开式制动器（多用于运行机构，常设有锁紧装置）：经常处于松闸状态，只有在机构需要制动时，才施加闸力产生制动力矩进行制动。制动转矩大小，可以人为控制。③ 综合式制动器：常开式和常闭式的综合体。机构不工作时→制动——自动上闸；机构工作时→松闸，可随时控制上闸力→制动2）根据制动器的动作方式① 自动式制动器：自动上闸或松闸、制动转矩恒定——常闭式② 操纵式制动器：操纵上闸或松闸、制动转矩的大小可控制——常开式③ 综合式制动器：机构断电→自动上闸——常闭式；机构工作→可操纵——常开式 3）根据制动器的构造型式：① 块式制动器② 带式制动器 ③ 盘式制动器：钳盘式、多盘式、锥盘式 2．块式制动器（1）组成：制动轮、制动瓦块、制动弹簧、制动臂、松闸装置、调节螺母等（2）工作原理 制动：制动弹簧作用；松闸：松闸器通电（3）块式制动器的特点1）正、转制动力矩相同2）制动瓦块对制动轮的压力是平衡的，制动轮轮轴不受弯3）瓦块在制动轮上的包角受限制，制动力矩较小4）构造简单，制造、安装、调整方便 → 在电力驱动的起重机上广泛应用，并有标准系列供选用 3．带式制动器（1）构造和工作原理（2）带式制动器特点1）带的包角大，制动力矩较大 2）制动带的绕入、绕出端张力的合力 不为“0”，制动轮轴受较大弯矩 3）制动带磨损不均匀4）M 正≠M 反（可以） （3）带式制动器的类型1）简单式：带一端固定在铰轴上，另一端固定在杠杆上M 正≠M 反； 2）综合式：带两端固定在铰轴的同侧；制动时，带两端都拉紧M 正=M 反（仅a=b 时)；3）差动式：带两端固定在铰轴的两侧；制动时，带一端放松、另一端拉紧M 正≠M 反；4）双带式：有两个对称的简单带式制动器组成。制动时，制动带两端都拉紧。T=te µa ,p=T-t 。（t 为绕出边） 第四章 起升机构第五章：运行机构 定义：使载荷升降的机构是起重机械中最基本的机构。组成：驱动装置（见下）、制动装置（常闭式，块式制动器，装在高速轴上）、钢丝绳滑轮组卷绕系统（钢丝绳、导向滑轮、滑轮组等）、取物装置（又称吊具，吊钩、抓斗、集装箱吊具等）、辅助装置等。驱动装置组成：由原动机、制动器、减速传动装置、卷筒及机架等组成。驱动装置布置形式：① 吊钩作业用起升绞车：单联卷筒、双联卷筒（电动机与卷筒轴平行布置应用最广泛）② 抓斗作业用起升绞车：双绳抓斗、四绳抓斗（需设置两组参数相同的能独立动作的单联或双联卷筒，其中一组用于卷绕抓斗的开闭绳，一组用于卷绕抓斗的支持绳）③ 集装箱吊具作业用起升绞车：双联卷筒（两套）（为实现集装箱的上升下降运动，操纵集装箱吊具需要四根绳） 定义：使起重机或起重小车作水平运动的机构，是运行式起重机中必有的机构。其中，使起重机运行的机构称为大车运行机构，使起重小车运行的机构称为小车运行机构）起重小车：在起重机中，使吊挂载荷移动的总成。作用：实现货物的水平运输（带载运行）；调整、变更起重机和起重小车的工作位置（空载运行）；承载并将其传递给基础。分类：1）支承型式：有轨运行机构、无轨运行机构2）工作性质：工作性（可以带载运行，用来水平移动货物）、非工作性（一般空载运行，用来调整起重机和起重机小车的工作位置）3）工作对象：大车运行、小车运行4）驱动方式：自行式、 牵引式。组成：（1）支承装置：承受自重、外载荷，并将其传递给基础，对于有轨式主要是车轮和轨道，对于无轨式主要是轮胎或履带装置。（2）驱动装置：驱使起重机或起重小车克服运行阻力在专门铺设的轨道上火普通的路面上运行，主要包括原动机（电动机或内燃机），减速传动装置，制动装置。（3）安全装置：保证起重机或起重小车的行驶安全。包括行程限位开关，缓冲器，防风抗滑装置（如夹轨器，锚定装置），偏斜指示装置，轨道清扫器等。一、有轨运行支承装置：其组成：均衡装置、车轮、轨道等。①均衡装置组成：均衡梁，平衡台车，销轴等。均衡装置作用：使同一支承点下的所有车轮受力均匀。它的实际是一个杠杆系统。均衡装置相关：与轮压和轨道型式、支承举出承载能力【N 】有关.。均衡装置满足条件：最大轮压<=基础许用承压，若不满足就增加支腿下的车轮数来降低轮压。②车轮：作用：承受着起重机或起重小车的自重载荷和外载荷，并引导它们沿轨道运行。车轮的踏面起支撑作用，轮缘起导行并防止脱轨的作用，对于无轮缘的车轮，则必须由水平轮导行。车轮的形状：1）踏面形状：园柱形、圆锥形、鼓形；2）轮缘形状：双轮缘、单轮缘、无轮缘。材料：铸钢、合金钢、锻钢，车轮踏面应进行热处理。车轮组组成：车轮、轴、轴承等。分类：转轴式，定轴式．③轨道：分类：轻轨、铁路钢轨、起重机钢轨。作用：承受起重机或起重小车的轮压并引导车轮运行，还将轮压传递给支承基础。轨道固定（用于安装轨道的轨道梁种类）：钢结构梁，混泥土预制梁。（需留有预埋孔或预埋螺栓）固定方法：压板固定，构型螺杆固定，焊接，螺栓联用固定。二、有轨运行驱动装置：①组成：动力、减速及传动、制动装置等。②运行驱动的工作原理：牵引式--依靠钢丝绳的牵引力而运行；自行式--依靠主动轮与轨道或路面间的粘着力而运行。③自行式有轨运行主动轮的布置方式：目的：保证足够大的粘着力，使起重机或起重小车具有足够数量的主动轮（即驱动轮），具有足够的轮压。主动轮数：全部车轮驱动，半数车轮驱动，1/4车轮驱动。一般用1/2驱动。布置形式：单边布置，对面布置，对角布置，四角布置。④自行式运行主动轮的驱动方式：集中驱动（一台电动机驱动所有的主动轮，分类：高速轴传动，中速轴传动，低速轴传动，三合一套装驱动）分别驱动（两根浮动轴，一根浮动轴，无浮动轴，三合一套装驱动）⑤典型自行式运行驱动装置传动方案：组成：电动机，减速传动装置，制动装置。（1）起重机小车运行驱动装置：集中驱动（减速器布置在中间，减速器偏向小车架一侧布置，减速器布置在外侧，三合一套装驱动）分别驱动（电动机直接带动主动轮转动）（2）大车运行驱动装置（桥式）：（同④方式）⑥牵引式起重小车运行驱动装置：组成：电动机、减速传动装置和制动装置、卷筒及钢丝绳滑轮组卷绕系统等。三、运行驱动装置计算：运行机构的载荷特点：起重机或小车往返运行，运行载荷是双向的；运动质量的惯性力矩对机构的影响较大；有可能打滑——对轮压最小主动轮进行打滑验算。电动机克服的运行阻力：摩擦阻力（车轮滚动的摩擦阻力，轴承的摩擦阻力，附加摩擦阻力），坡道阻力，风阻力。①打滑计算：对于自行式的驱动力是通过主动轮踏面与轨道间的粘着摩擦实现的，粘着力是主动轮与轨道的接触面无相对移动时，轨道接触面可能给主动轮的最大切向反力。校验目的：验证主动轮与轨道间是否有足够大的粘着力，以保证起重机或起重小车的正常工作。打滑现象：起动时，主动轮空转或连滚带滑，起重机不前进或运动缓慢；制动时，主动轮滑动，但起重机向前运动。打滑原因：牵引力≥粘着力。 打滑常出现位置：起重机或起重小车的运行启动或运行制动过程中，并容易发生在最小轮压处。（对有些自重较轻、运行速度较快的起重机或起重小车，有时最小轮压的驱动轮往往不能满足不打滑的要求，这时只要不是全部驱动轮都同时打滑，并且与不打滑的驱动轮相关连的电动机能满足起动时间的要求，还是认为许可的）不打滑条件：主动轮与轨道间的粘着力大于主动轮上的牵引力。避免打滑的措施：1、调整电动机功率大小（调整启动性能）、制动器的制动转矩大小。2、增加主动轮数量，必要时，将全部车轮都作为主动轮3、调整各部件的布置位置，以改变主动轮轮压的分配4、减少平均加减速度，即延长起制动时间。5、轨面铺沙，以增加车轮与轨道之间的黏着系数。 六七 回转机构：使起重机回转部分在水平面内绕回转中心线转动的机构回转类型起重机中必有的工作机构。回转机构的作用：实现货物的水平移动。通过起升、变幅和回转三个机构的配合动作，可以将货物运送到起重机工作幅度范围内的任意位置。回转机构的组成：回转支承装置、回转驱动装置。回转机构的类型：转盘式回转机构、柱式回转机构。回转支承装置的作用：（1）联接回转部分与非回转部分——保证确定的回转运动 → 对中。（2）承载，传力（垂直力、水平力、倾复力矩）。（3）防止回转部分倾覆。回转支承装置的型式：（1）柱式回转支承装置：转柱式、定柱式。（2）转盘式回转支承装置：滚轮式、滚子式、滚动轴承式。 转柱式回转支承装置：立柱与回转部分连接成一体一起回转运动，成为转柱：转柱依靠上、下支座支承，并通过驱动装置来实现回转运动。上支承的作用相当于一个径向轴承（承受水平载荷），水平滚轮——转柱上（或门架上），滚道座圈——门架上（或转柱上），下支承的作用相当于一个径向止推轴承（主要承受垂直载荷，同时也能承受水平载荷）定住式：立柱——固定 → 定柱，回转部分——“钟罩”，上支承：承受水平力 + 垂直力，下支承：承受水平力，滚轮——回转部分上，滚道座圈——定柱上。上、下支承距离↑，水平力↓ 转盘式回转支承装置：起重机的回转部分装在一个大转盘上，转盘通过滚动体（滚轮、滚子、滚珠或滚柱等）支承在固定部分上，滚动体在滚道座圈上滚动，转盘随回转部分一起转动。滚动体的形式：滚轮式、滚子夹套式、滚动轴承式。滚轮式：组成：转盘、滚轮、滚道、中心轴枢。滚轮——回转部分上：圆柱或圆锥，垂直载荷→滚轮支架→滚轮→滚道→固定部分，对中：中心轴枢或水平滚轮，水平载荷：中心轴枢或水平滚轮，防倾：反滚轮。滚子夹套式：多个直径较小的滚子，心轴——夹套，上轨道——前后两段环形，下轨道——圆形，垂直载荷→滚子→固定部分，对中：中心轴枢或水平滚轮，水平载荷：中心轴枢或水平滚轮，防倾：反滚轮。滚动轴承式：回转座圈+固定座圈+滚动体+隔离圈，垂直载荷、水平载荷、倾复力矩及对中 → 滚动轴承，型式：滚动体的型式 → 滚珠（球）、滚柱，滚动体的排列 → 单列、双列、三列。回转机构中的死对重：为了减小倾覆力矩，改善回转支撑装置的受力状况，门座起重机的回转部分通常在转台后部加装对重。对重的确定原则是：不计风载和货物偏摆影响，使回转支承装置在最大幅度满载时所受的前倾力矩等于在最小幅度空载时所受的后倾力矩。 回转驱动装置：使起重机回转部分相对于固定部分实现正、反向回转运动的动力传动装置。特点：传动比大（n=1~3 r/min ），回转阻力变化很大→ 常开式制动器，回转运动质量大，惯性载荷大→极限力矩限制器，根据需要调速。组成：① 原动机：电动机、液压马达、内燃机。电动机驱动是轨道式起重机的主要驱动形式。② 传动装置：减速、换向、制动装置及过载保护装置等。③ 末级开式齿轮传动：小齿轮 + 大齿圈（或销轮）。布置方式: ① 驱动部分在回转部分上，最后一级大齿圈（或销轮）固定，港口起重机多采用。②驱动部分在非回转部分上，最后一级大齿圈在回转部分上，装卸船机、斗轮堆取料机、定柱式起重机、塔式起重机。回转驱动装置的传动型式：1）卧式电机—圆柱圆锥齿轮传动：采用标准减速器，传动效率高，但平面布置尺寸大。2）卧式电机—涡轮减速器传动：传动比大，结构紧凑，工作平稳，但传动效率低。3）立式电机—立式圆柱齿轮减速器传动：传动效率高，但不易获得较大传动比，且径向尺寸较大。4）立式电机—行星齿轮减速器传动：结构紧凑，传动比大，承载能力强，传动效率高是目前港口起重机回转机构中应用最广泛的驱动形式。 变幅机构：改变起重机幅度和起升高度的机构，臂架型起重机的主要工作机构。变幅机构的作用：（1）扩大起重机作业范围，改善工作机动性，提高生产率；（2）改变取物装置位置，以适应起重量和装卸位置的要求；（3）提高非工作时起重机的通过性。变幅的类型： （1）按工作要求：1）工作性变幅机构：是带载变幅，特点（变幅频繁，幅度变化范围大，变幅速度高，变幅阻力及变幅功率的消耗都较大）；示例：港口装卸用的门座式起重机。2）非工作性（调整性）变幅机构：是不带载变幅（又称调整性变幅，通过空载调整取物装置工作位置），特点（在货物装卸过程中，幅度不再调整；变幅次数少，变幅速度低；变幅速度对起重机的生产率影响小；变幅阻力及变幅功率的消耗都较小）。示例：履带、轮胎、汽车起重机等。（2）按变幅方式：1）摆动臂架式：依靠臂架在垂直平面内摆动来实现变幅，货物作径向移动的同时作升降运动，特点（臂架受力状况较有利，结构自重较轻，起重机的自重较轻，稳定性较好，但难于获得较小的最小幅度和均匀的变幅速度，货物容易摇摆，变幅功率较大。）应用：门座起重机、浮式起重机、流动式起重机。）应用：门座起重机、浮式起重机、流动式起重机。2）牵引小车式：依靠起重小车沿着水平臂架上的轨道运行来实现变幅；特点（变幅过程中货物水平移动，变幅速度均匀，货物摇摆现象较轻；易于获得较小的最小幅度和较大的有效工作空间，但臂架承受较大的弯矩，结构自重较大，变幅功率小。）应用：塔式起重机。3）伸缩臂架式：依靠臂架沿其轴线方向伸缩来实现变幅，在改变幅度的同时，也可增加起升高度。特点（臂架由基本壁和若干节伸缩臂组成，采用液压缸驱动。）伸缩臂架的主要目的：使起重机在作用时伸出臂架，以取得较大的起升高度。应用：流动式起重机（非工作变幅）。按臂架系统结构1）非平衡性变幅机构：变幅时，货物重心和臂架重心有升（降），增加变幅阻力，且变幅速度越高，变幅阻力增加越大，给司机操作带来不便，在港口门座起重机中多不采用。2）平衡性变幅机构：变幅中，货物重心和臂架重心沿水平线或接近水平线移动，有货物水平位移系统、臂架自重平衡系统 臂架自重平衡：变幅过程中，使臂架系统的合成重心不移动或沿水平线或近似水平线轨迹移动。1）不变重心平衡法——尾重平衡法，借助活动对重，变幅过程中，使臂架系统的合成重心固定不变。特点（结果简单，能保证臂架在任何位置都达到自重完全平衡，对重紧靠臂架尾部，起重机回转部分尾部半径小，但对重力臂的长度受到起重机总体布置的限制，对重重量大。）较少应用2）移动重心平衡法：将臂架与活动对重之间通过杠杆系统或挠性构件相连接，使臂架及其平衡系统的合成重心沿近似水平线轨迹移动。它是利用活对重的上升或下降补偿臂架系统合成中心的下降或上升。1）杠杆—活对重平衡：特点：可以在臂架摆动角度不变的前提下，使平衡梁的摆动角度显著增大，增加了对重的升降高度，且对重远离臂架并抬高，有利于总体布置并可充分发挥对重对整机稳定性的作用。不足：很难实现在全幅度范围内达到完全平衡，但可将误差缩减到很小程度）应用普遍2）拉索—活对重平衡：对重通过拉索与臂架的端部相连接，变幅时，若活对重沿适当形状的轨道上下滑动，则在变幅的各个位置都能达到完全平衡。特点（构造简单，尾部半径小，容易将臂架放倒至更低位置）应用于浮式起重机。3）无对重平衡法：依据臂架系统的构造特点，使其合成重心在变幅过程中沿水平线移动。特点（不需要平衡对重，回转部分重量轻，但结构较复杂，金属结构受力状况不利）目前较少采用。 平衡型设计的目的：平衡力矩要是使臂架在最大力矩回收，小力矩时向外推。绳索补偿法原理: 起升绳总长度不变，而局部长度可变，自动补偿因臂架摆动引起的货物升降。① 滑轮组补偿 ② 导向滑轮补偿 ③ 椭圆规原理补偿④ 卷筒补偿特点：可采用单臂架，结构简单，自重轻，但钢丝绳磨损较快，寿命较短。 组合臂架补偿法原理: 利用运动构件组合的合理设计，使货物的移动轨迹，满足货物水平移动的要求。① 刚性四连杆组合臂架 ② 平行四边形组合臂架③ 曲线象鼻梁组合臂架 刚性支承：将支承结构看成是一个绝对刚体，在载荷作用下，支承结构的四个支承点时钟保持在同一个平面上。 柔性支承：将支承结构看成是由若干个相互铰接的纵横简支梁组成，在载荷作用下，支承结构的四个支承点不再保持在同一个平面上，而是随基础的变形而变形。