第一篇基础知识第七章起重机的工作原理与构造本章要求熟悉汽车式起重机泵驱动装置、支腿、回转、伸缩、变幅、起升机构的构造及其工作原理。

熟悉履带式起重机的构造及工作原理。

了解起重机的类型, 掌握起重机的技术参数。

了解起重机上机电路,掌握起重机系统的液压原理。

第一节起重机的类型及技术参数一、起重机类型按构造类型起重机械可分为轻小型起重设备、起重机和升降机三大类。

1、轻小型起重设备轻小型起重设备一般只有一个升降机构, 常见的有千斤顶、电动或手拉葫芦、绞车、滑车等。

其特点是轻便,结构紧凑,动作简单。

2、起重机当起重设备除了具有起升机构以外, 还有其他运动机构时, 其结构组成必然比单机构的轻小型起重设备复杂得多, 我们称这类起重设备为起重机。

根据金属结构的类型不同, 起重机可分为桥架类型起重机和臂架类型起重机两大类别。

其特点是可以使挂在起重吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降和水平运移。

即起重机对重物能同时完成垂直升降和水平移动,在工业和民用建筑工程中作为主要施工机械而得到广泛应用。

起重机种类繁多, 在建筑施工中常用的为流移动式起重机, 包括:塔式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机等。

常用起重机的特点和适用范围见表 1 - 1。

表 1-1 用起重机的特点和适用范围3、升降机常见的有垂直升降机、电梯等。

升降机类起重设备只有一个升降机构。

由于出于安全性考虑, 电梯配有完善的安全装置及其他附属装置, 其复杂程度是轻小型起重设备不能相比的, 所以,列为单独一类。

在所有各类起重机械中, 桥架类型起重机和臂架类起重机是使用量最大、功能最强的主体起重设备,现在,我们重点来认识一下起重机械设备中的这一大类别。

(1桥架类型起重机桥架类型起重机的最大特点, 是以桥形金属结构作为主要承载构件, 取物装置悬挂在可以沿主梁运行的起重小车上。

桥架类型起重机通过起升机构的升降运动、小车运行机构和大车运行机构的水平运动, 在矩形三维空间内完成对物料的搬运作业。

桥架类型起重机根据结构形式不同还可以进一步分为桥式起重机(俗称为天车、行车、门式起重机(被称为带支腿的桥式起重机、包括装卸桥和集装箱门式起重机和缆索起重机(由于跨度太大, 用缆索取代了桥形主梁等。

(2臂架类型起重机臂架类型起重机的结构特点是, 都有一个悬伸、可旋转的臂架作为主要受力构件。

其工作机构除了起升机构外, 通常还有旋转机构和变幅机构, 通过起升机构、变幅机构、旋转机构和运行机构等四大机构的组合运动, 可以实现在圆形或长圆形空间的装卸作业。

例如, 汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、塔式起重机、门座起重机等。

除了按构造类型分类外, 起重机还可以按行驶性能分为有轨运行起重机和无轨运行起重机。

有轨运行起重机装有车轮, 可以在铺设的轨道上在有限范围内工作, 例如, 各种桥架类型起重机、塔式起重机、门座起重机等。

无轨运行起重机的运行装置配备橡胶轮胎或履带, 常见的各种流动式起重机, 它们机动性好, 可以在各种路面上长距离行驶, 灵活转换作业场地。

大多数起重机是通用式的, 广泛应用于车间、仓库、露天堆放场等处。

也有许多起重机是专门为特定工作场所或某种工艺服务的。

例如, 兑铁水起重机、脱锭起重机等冶金起重机, 铸造起重机、锻造起重机等服务于热加工的起重机, 门座起重机、卸船机等专门用于港口装卸作业的起重机,用于仓储料库的堆垛起重机,还有专门用于海上作业的浮式起重机等。

起重机在许多重要国民经济部门得到广泛使用, 成为现代物流和制造业组织生产的基础装备之一。

起重机今后发展的方向是进一步增大起重性能,向大型化发展,扩大作业范围; 增加科技含量, 实现机电一体化, 提高计算机技术应用水平; 增强安全可靠性和作业的舒适性。

二、起重机的技术参数起重机的主要性能参数包括:起重量、工作幅度、起重力矩、起升高度以及工作速度等, 见表 1-2。

1、起重机工作级别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。

1.1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, 到下二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~U 9 ,如表 1-3所示。

1.2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 G n 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 N , 1之比 N/Nn 。

表示 G/以和 N/Nn 关系的线图称为载荷谱。

表 1-4列出了起重机载荷状态。

表 1-4 起重机载荷状态1.3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 1-3和起重机的载荷状态(表 1-4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A 1~A 8级。

起重机工作级别是表征起重机基本能力的综合参数, 用户可根据使用的工艺要求选择适当工作级别的起重机, 以达到既经济又适用的目的。

起重机工作级别也是识别风险, 确定重定监控对象的一个重要参数。

起重机的工作级别如表 1-5所示。

表 1-5 起重机的工作级别1.4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超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— 6所示。

表 1-6 起重机工作级别举例2、起重机的特性曲线自行式起重机的特性曲线规定了起重机在各种工作状态下允许吊装的载荷, 反映了起重机在各种工作状态下能够达到的最大起升高度, 是正确选择和正确使用起重机的依据。

每台起重机都有其自身的特性曲线,不能换用,即使起重机型号相同也不允许。

2.1特性曲线表反映自行式起重机的起重能力随臂长、幅度的变化而变化的规律和反映自行式起重机的最大起升高度随臂长、幅度变化而变化的规律的曲线称为起重机的特性曲线。

目前一些大型起重机, 为了更方便, 其特性曲线特别是起重量特性曲线, 往往被量化成表格形式, 称为特性曲线表, 。

规定起重机在各种工作状态下允许吊装的载荷的曲线, 称为起重量特性曲线, 量化为表格形式后如表 1-7所示, 它考虑了起重机的整体抗倾覆能力、起重臂的稳定性和各种机构的承载能力等因素。

在计算起重机载荷时,应计入吊钩、索和吊具的重量。

2.4起重高度特性曲线反映起重机在各种工作状态下能够达到的最大起升高度的曲线称为起升高度特性曲线, 它考虑了起重机的起重臂的长度、倾角、铰链高度、臂头因承载而下垂的高度、滑轮组的最短极限距离等因素,如图 1-1所示 (GT550E。

3、流动式起重机的选用流动式起重机的选用必须依照其特性曲线进行,选择步骤是:3.1根据被吊装设备或构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置,站车位置一旦确定,其幅度也就确定了。

3.2根据被吊装设备或构件的就位高度、设备尺寸、吊索高度等和站车位置(幅度 , 由起重机的特性曲线,确定其臂长。

3.3根据上述已确定的幅度、臂长, 由起重机的特性曲线, 确定起重机能够吊装的载荷。

3.4如果起重机能够吊装的载荷大于被吊装设备或构件的重量,则起重机选择合格,否则重选。

4、流动式起重机技术参数应用4.1载荷处理①动载荷起重机在吊装重物运动的过程中, 要产生惯性载荷, 习惯上把这个惯性载荷称为动载荷。

在起重工程中,以动载系数计入其影响。

一般取动载系数 K 1=1.1。

冲击载荷较大的机械式起重机必须考虑和计入其影响,对动作平缓的液压起重机一般可以不考虑动载荷。

②不均衡载荷在多分支(多台起重机、多套滑轮组、多根吊索等共同抬吊一个重物时,一般按一定比例让它们分担重物的重量。

但实际提吊过程中, 由于工作不同步的问题, 各分支往往不能完全按设定比例承担载荷, 这种现象称为不均衡。

在起重工程中, 以不均衡载荷系数计人其影响。

一般取不均衡载荷系数 K 2 =1.1~1.2。

(注意:对于多台起重机共同抬吊设备,由于存在工作不同步而超载的现象,单纯考虑不均衡载荷系数 K 2是不够的,除了考虑不均衡载荷系数 K 2外,还必须根据工艺过程进行具体分析,采取相应措施。

③风载荷吊装过程常受风的影响, 尤其在北方和沿海, 尽管起重安全操作规程规定了只能在一定的风力等级以下进行吊装作业, 但对于起升高度较高、重物体积较大的场合, 风的影响仍不可忽视。

风力对起重机、重物等的影响称为风载荷。

风载荷必须根据具体情况进行计算, 风载荷的计算必须考虑:标准风压、迎风面积、风载体型系数、高度修正系数等因素。

4.2起升高度的选择起升高度的选择。

起重机的起升高度必须满足所吊装构件的起升高度的要求。

如图 1-2所示。

其计算公式为:H ≥ h 1+ h2+h3+h4式中 H 一起重机的起升高度,从停机地面算起至吊钩中心 (m;h 1——安装支座的表面高度,从停机地面算起 (m;h 2——安装间隙,视具体情况而定,一般不小于 0.3m;h 3——绑扎点至构件吊起后底面的距离 (m;h 4——索具高度,自绑扎点至吊钩中心的距离,视具体情况而定 (m。

图 1-2起升高度计算简图4.3地基的处理吊装前必须对基础进行试验和验收, 按规定对基础进行沉降预压试验。

在复杂地基上吊装重型设备, 应请专业人员对基础进行专门设计, 验收时同样要进行沉降预压试验。

一定要保证起重机和各对地压力都能得到安全保证。

4.4起重机数量的选择起重机数量应根据工程量、工期和起重机台班定额产量而定,其计算公式为:错误!未找到引用源。

式中 N ——起重机台数; T ——工期(天 ; C ——每天作业班数; K ——时间利用系数, 取 0.8 ~0.9; P i ——起重机相应的台班产量定额 (t/台班 ; Q i ——每种构件的吊装工作量 (t。

此外,在决定起重机数量时,还应考虑到构件装卸、拼装和就位的作业需要。

4.5起重机经济性的选择起重机的经济性与其在工地使用的时间有很大关系。

使用时间越长, 则平均到每个台班的运输和安装费越少,其经济性越好。

各类起重机的经济性比较如图 1-3。

在同等起重能力下,如使用时间短,则使用汽车或轮胎起重机最经济; 如使用时间较长, 则履带起重机较为经济; 如长期使用, 则使用塔式起重机为最经济。