起重機(jī)
起重機(jī)(Crane)是指用吊鉤或其他取物裝置懸掛重物,在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多作用起重機(jī)械也叫起重機(jī),屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)通過反復(fù)短時(shí)間的工作循環(huán)來完成貨物裝卸或設(shè)備安裝。一個(gè)工作周期包括拿東西、貨物上升、水平運(yùn)動(dòng)、下降、卸載,然后空的擴(kuò)展器返回到其原始位置。
起重機(jī)的主要機(jī)構(gòu)是起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)分別完成貨物的提升、起重機(jī)的平面運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)、改變起重機(jī)回轉(zhuǎn)半徑的操作動(dòng)作。其中,變幅機(jī)構(gòu)的基本原理是通過改變起重機(jī)吊臂的長(zhǎng)度和角度,改變工作范圍來提升一定距離的物體;提升機(jī)構(gòu)的基本原理是驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和收線卷繞裝置等實(shí)現(xiàn)貨物的提升運(yùn)動(dòng)?;剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基本原理是通過回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)行機(jī)制的基本原理是運(yùn)行支撐裝置、行走系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起重機(jī)自身的運(yùn)動(dòng)、支撐起重機(jī)和自身質(zhì)量和提升載荷。
起重機(jī)包括許多種類和分類方法根據(jù)起重機(jī)的結(jié)構(gòu),可分為橋式起重機(jī)、臂架型起重機(jī)、纜索型起重機(jī)。起重機(jī)的主要性能參數(shù)是額定起重能力、起升高度、幅度、跨度等。起重機(jī)廣泛用于冶金行業(yè)、港口、機(jī)械制造、物流、電力、采礦、工業(yè)、在建筑工程和海洋工程等行業(yè)。世界上主要的起重機(jī)制造商是中國(guó)的徐工集團(tuán)、三一重工、中聯(lián)重科、太原重工,美國(guó)特雷克斯(TEREX)德國(guó)利勃海爾(Hans Liebherr)等。
歷史溯源 編輯本段
公元前10年,古羅馬建筑師維圖斯魯比斯(Vitruvius)曾在其建筑手冊(cè)中描述了一種起重機(jī)械。15世紀(jì),意大利發(fā)明了一種可以升降和旋轉(zhuǎn)的起重機(jī)。直到18世紀(jì),各種起重機(jī)都是由人力操縱的、畜力為動(dòng)力。1805年,英國(guó)工程師萊尼(Lenny)為倫敦碼頭建造了許多蒸汽起重機(jī)。20世紀(jì)初,歐洲開始使用塔式起重機(jī)。1957年,北京起重機(jī)廠制造了中國(guó)第一臺(tái)汽車起重機(jī)。1963年,魯南第八兵工廠(徐工集團(tuán)的前身)制造出新中國(guó)第一臺(tái)載重5噸的汽車起重機(jī)Q51。20世紀(jì)6070年代,全球起重機(jī)市場(chǎng)在美國(guó)形成、日本和德國(guó)的三方對(duì)抗。自1986年以來,中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)發(fā)展有限公司美國(guó)三大集團(tuán),——徐工、三一重工、中聯(lián)重科開始快速發(fā)展。
構(gòu)造原理 編輯本段
起重機(jī)通過反復(fù)短時(shí)間的工作循環(huán)來完成貨物裝卸或設(shè)備安裝。一個(gè)工作周期包括拿東西、貨物上升、水平運(yùn)動(dòng)、下降、卸載,然后空的擴(kuò)展器返回到其原始位置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或復(fù)雜的起重機(jī)都有一個(gè)共同點(diǎn),那就是都是由承受載荷的金屬結(jié)構(gòu)制成、產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置和控制系統(tǒng)由三部分組成,一些起重機(jī)配備了各種安全指示裝置。
基本原理
吊取重物:起重機(jī)通過變幅機(jī)構(gòu)改變起重臂的長(zhǎng)度和角度以及工作范圍,以提升一定距離的物品。
移動(dòng)重物:起重機(jī)通常由電機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)、卷筒、驅(qū)動(dòng)鋼絲繩滑輪等設(shè)備提升重物或產(chǎn)生牽引力實(shí)現(xiàn)重物的垂直提升,這也是起重機(jī)工作最基本的內(nèi)容;依靠運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車使吊起的貨物在一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),作業(yè)范圍是一個(gè)長(zhǎng)方形空間。
回轉(zhuǎn):回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理可以由電機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)、開式直齒輪、開式錐齒輪傳動(dòng)也可以通過蝸輪來實(shí)現(xiàn)、蠕蟲傳輸模式的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的功率較高時(shí),一臺(tái)起重機(jī)可以使用兩套驅(qū)動(dòng)裝置,它們分布在180°方向上。所有驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸都有一個(gè)小齒輪一個(gè)小齒輪和一個(gè)固定在非轉(zhuǎn)動(dòng)部分的大齒輪(或大針輪)嚙合實(shí)現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
半徑變幅:變幅機(jī)構(gòu)的基本原理是通過鋼絲繩滑輪組帶動(dòng)吊臂旋轉(zhuǎn)在變幅過程中,鋼絲繩的靜態(tài)張力在較大范圍內(nèi)變化,電機(jī)的功率也根據(jù)這種變化的外力提供相應(yīng)的動(dòng)力。變幅機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)可以通過繩滑輪組或剛性連桿來實(shí)現(xiàn)。繩索滑輪組的布置是動(dòng)滑輪組通過連桿或鋼絲繩與吊臂前端連接,滑輪組的天車支撐在塔架上。通過在卷筒上纏繞或解開繩索,吊臂可以圍繞下端旋轉(zhuǎn),從而改變半徑范圍。
結(jié)構(gòu)組成 編輯本段
整體結(jié)構(gòu)
起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)由鋼和由金屬材料軋制的鋼板作為基本構(gòu)件并鉚接而成、焊接等方法,按照一定的結(jié)構(gòu)組成規(guī)則連接起來,可以承受結(jié)構(gòu)的荷載。這些金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)和制造成梁、柱、桁架和其他基本受力構(gòu)件,然后通過焊接或螺栓將這些金屬受力構(gòu)件連接起來,形成起重機(jī)的橋梁、門架、塔架、吊臂等承重結(jié)構(gòu),也叫起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu),主要用來承受各種載荷,具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。比如桁架門式起重機(jī)的門架主要由鞍座組成、主梁、支腿、下橫梁和懸臂梁等。這五個(gè)部分都是受力構(gòu)件,便于生產(chǎn)制造、為了運(yùn)輸和安裝,螺栓通常用于連接組件。又像橋邊的橋式起重機(jī)、小車、大車、提升機(jī)構(gòu)、主滑線和輔助滑線等。推車安裝在大框架上,可在行走平臺(tái)上沿軌道垂直移動(dòng)穿過車間(左或右)運(yùn)行。小車安裝在小車框架上,可沿主梁上的軌道橫向移動(dòng)(前或后)運(yùn)行。升降結(jié)構(gòu)安裝在小車架上,其升降裝置可以是垂直的(上升或下降)運(yùn)行。
主要機(jī)構(gòu)
起重機(jī)的機(jī)構(gòu)是指在起重運(yùn)輸作業(yè)中,能使起重機(jī)采取某種動(dòng)作來完成起吊的傳動(dòng)系統(tǒng)、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、變幅、攀爬拉伸等動(dòng)作。起重機(jī)的主要機(jī)構(gòu)是起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)。
起升機(jī)構(gòu)
起升機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)貨物的升降運(yùn)動(dòng),它由驅(qū)動(dòng)裝置組成、制動(dòng)裝置、傳送裝置和取物卷繞裝置。收線卷繞裝置通常是省力的鋼絲繩滑輪組。驅(qū)動(dòng)裝置通過卷筒收回鋼絲繩,鋼絲繩穿過導(dǎo)向滑輪、平衡滑輪等聯(lián)系鉤子。起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式一般是電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)滾筒的齒輪減速器。機(jī)械制動(dòng)器安裝在高速軸上,以安全地停止處于懸掛狀態(tài)的貨物。一些輕小型起重設(shè)備可以作為起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu),如滑輪(俗稱葫蘆)卷揚(yáng)機(jī)(俗稱絞車)等。
運(yùn)行機(jī)構(gòu)
運(yùn)行機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)起重機(jī)本身、起重機(jī)支撐機(jī)構(gòu)自身質(zhì)量和提升載荷。起重機(jī)的操作機(jī)構(gòu)分為有軌操作和無軌操作。軌行式運(yùn)行機(jī)構(gòu):它主要由操作支撐裝置和操作驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成。運(yùn)行支撐裝置用于承載起重機(jī)和起重機(jī)自重和外部載荷,并將所有這些載荷傳遞到軌道基礎(chǔ)建筑物,主要包括平衡裝置、車輪與軌道等。軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)負(fù)載能力大、運(yùn)行阻力小等特點(diǎn)。例如橋式、門式、塔式、門座起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)為軌道式。
無軌式運(yùn)行機(jī)構(gòu):基本由傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)由四部分組成。運(yùn)行機(jī)構(gòu)能使機(jī)器以所需的速度和牽引力向規(guī)定的方向運(yùn)行,運(yùn)行機(jī)構(gòu)的性能直接影響起重機(jī)的使用性能。無軌運(yùn)行機(jī)構(gòu)是汽車起重機(jī)輪胎起重機(jī)等各種移動(dòng)式起重機(jī)的重要組成部分。
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),包括回轉(zhuǎn)支撐裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。支撐裝置是將指定立柱固定在起重機(jī)底座上,起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分支撐在固定立柱頂部的軸承上并可繞固定立柱的中心線旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)部分的下部通過水平滾輪支撐在固定立柱下部的圓形滾道上,支撐裝置也可以將固定立柱用作起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。
變幅機(jī)構(gòu)
變幅機(jī)構(gòu)用于改變臂架起重機(jī)的振幅,包括臂架系統(tǒng)和變幅傳動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)變幅機(jī)構(gòu)變幅時(shí),會(huì)引起吊臂重心或物品重心的升降。根據(jù)變幅原理,普通吊臂的變幅是通過繞其鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)吊臂來改變起重機(jī)的振幅。因此,當(dāng)貨物由大振幅變?yōu)樾≌穹鶗r(shí),伴隨著貨物的垂直上升,使變幅機(jī)構(gòu)消耗了額外的驅(qū)動(dòng)力。因此,這種變幅方式適用于非工作變幅,偶爾需要運(yùn)載貨物變幅時(shí)也可以應(yīng)用。
平衡臂的變幅機(jī)構(gòu)采用各種補(bǔ)償方法和臂架平衡系統(tǒng),使變幅過程中物體的重心沿水平線或接近水平線移動(dòng)。根據(jù)變幅原理,平衡變幅采用升降滑輪組或?qū)iT設(shè)計(jì)的帶鉸接連桿的臂架系統(tǒng),臂架及其平衡系統(tǒng)的合成重心高度基本不變,從而節(jié)省驅(qū)動(dòng)功率它適用于經(jīng)常需要變幅貨物的起重機(jī),如港口和造船廠廣泛使用的門座起重機(jī)。
控制系統(tǒng) 編輯本段
起重機(jī)機(jī)構(gòu)動(dòng)作開始、運(yùn)轉(zhuǎn)、換向和停止由電動(dòng)或液壓控制系統(tǒng)完成。起重機(jī)可以平穩(wěn)運(yùn)行、準(zhǔn)確、安全可靠離不開有效的電力驅(qū)動(dòng)、控制與保護(hù)。
動(dòng)作控制
通常,起重機(jī)上的電機(jī)有兩種控制電路一種由凸輪控制器控制,屬于直接控制方式;另一種是由主控制器和磁控面板組成的控制電路主控制器控制接觸器通斷,然后接觸器控制電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)和制動(dòng)是間接控制模式。磁控制板包括PQY系列和PQS系列,PQY系列是控制操作機(jī)構(gòu)的磁控制板,PQS系列是控制升降機(jī)構(gòu)的磁控制板。
線路保護(hù)
起重機(jī)有欠壓、零位、短路、過載和終端保護(hù)等保護(hù)線路。通常情況下,這些起線路保護(hù)作用的裝置會(huì)布置在保護(hù)箱內(nèi),保護(hù)箱是起重機(jī)電氣線路的重要組成部分,起著多種線路保護(hù)功能。例如XQB1保護(hù)箱電路如圖所示,其中SA1~SA3均為聯(lián)動(dòng)開關(guān)。
起重機(jī)每臺(tái)電機(jī)的過電流繼電器,每臺(tái)電機(jī)有兩相受過電流繼電器保護(hù);KI是總過電流繼電器。起重機(jī)的短路、過載保護(hù)由過電流繼電器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電機(jī)發(fā)生過載或短路故障時(shí),KI動(dòng)作使線路接觸器KM失電脫扣,并切斷電機(jī)電源。欠壓保護(hù)是指當(dāng)電源電壓過低或斷電時(shí),接觸器KM因電壓過低而自動(dòng)釋放,并切斷電源。接零保護(hù)用于防止電機(jī)自行啟動(dòng),以免危及設(shè)備和人身安全。切斷電源后,控制器手柄仍在工作位置,當(dāng)電源恢復(fù)時(shí),電機(jī)會(huì)自行啟動(dòng)。
基本分類 編輯本段
種類很多,分類方法也很多以按結(jié)構(gòu)分類為例:起重機(jī)可分為橋式起重機(jī)、臂架型起重機(jī)、纜索型起重機(jī)。橋架型起重機(jī)(Overhead crane)它是一種由剛性或柔性架空支架支撐,將重物吊在小車上,在支架上空中運(yùn)行的機(jī)械剛性支架(橋架)可以在軌道上行走,所以機(jī)械的工作范圍是一個(gè)長(zhǎng)方形的空間。如果橋在移動(dòng)梁軌道上運(yùn)行,它就是橋式起重機(jī);如果橋的兩端裝上腿架,在地面軌道上運(yùn)行,就成了龍門吊。起重機(jī)小車在單個(gè)工字梁上運(yùn)行,這是一種梁式起重機(jī)。
性能指標(biāo) 編輯本段
起重機(jī)的主要性能參數(shù)是額定起重能力、起升高度、幅度、跨度、每個(gè)機(jī)構(gòu)的工作速度,對(duì)于塔式起重機(jī)來說,還包括起重力矩和軌距。此外,生產(chǎn)率、整體尺寸和整體質(zhì)量也是起重機(jī)的重要參數(shù)。這些參數(shù)表明起重機(jī)的工作性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也是設(shè)計(jì)起重機(jī)和選擇各種起重機(jī)的技術(shù)依據(jù)。
額定起重量(Cp):額定起重量是指起重機(jī)一次允許吊起的最大貨物質(zhì)量與取物裝置質(zhì)量之和,單位為噸(或千克(,起重量標(biāo)有 。額定提升能力通常不包括吊具的質(zhì)量,但包括抓斗、電磁吸盤等的質(zhì)量。起重負(fù)荷是額定起重重量的重力標(biāo)志,。額定起重能力由現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)械 基本型的最大起重量系列》確定(GB/T 783-2013)規(guī)定。
起升高度(H):起升高度(Lifting height )指從地面到取物裝置能夠到達(dá)的最高位置的垂直距離,單位為米(,以H標(biāo)記。如果取物裝置可以放在地面以下,那么地面以下的高度稱為下降深度(沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定提升高度。
關(guān)鍵技術(shù) 編輯本段
超起技術(shù)
超起技術(shù)的應(yīng)用大大提高了起重機(jī)的起重性能。超起裝置主要提高了臂架的縱向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性,大大改善了臂架系統(tǒng)的受力。安裝超起裝置后,相當(dāng)于通過鋼絲繩在吊臂末端施加一個(gè)力,有利于吊臂作業(yè)。在變幅平面內(nèi),這個(gè)力有利于減小動(dòng)臂的撓度,改善動(dòng)臂的受力狀況,增加動(dòng)臂的整體穩(wěn)定性。
金屬材料技術(shù)
因?yàn)?a href="http://93992.cn/doc-view-4724.html" target="_blank">鶴 她的工作很重、工作環(huán)境比較臟,這就要求用于制造起重機(jī)的金屬材料具有高強(qiáng)度良好的塑性強(qiáng)韌性抗沖擊性和良好的焊接性。用于制造起重機(jī)的鋼材在出廠時(shí)應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率、冷彎試驗(yàn)、室溫或低溫和碳沖擊試驗(yàn)、硫、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)性能保證。此外,在選擇鋼材時(shí),應(yīng)選擇合理的焊接工藝并進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn),以降低其制造內(nèi)應(yīng)力,防止焊縫開裂并控制高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)的變形。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼多用于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼和鑄鋼,主要承重結(jié)構(gòu)一般是常見的碳素結(jié)構(gòu)鋼如Q235 鋼。當(dāng)起重量超過400且工作水平較低時(shí),應(yīng)采用 Q345、Q390、Q420 等低合金高強(qiáng)度鋼。
應(yīng)用領(lǐng)域 編輯本段
起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品、城市發(fā)展、人與自然的基礎(chǔ)設(shè)施的生命被廣泛應(yīng)用于冶金、港口、機(jī)械制造、物流、電力、采礦、工業(yè)、在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)中,如建筑工程和海洋工程等。
建筑工程:在建筑工程的施工過程中,離不開起重機(jī)的輔助,而塔式起重機(jī)有其獨(dú)特的上升高度、工作強(qiáng)度大、工作能力強(qiáng)等一系列特點(diǎn),贏得了工業(yè)和民用建筑項(xiàng)目的青睞,在建筑項(xiàng)目的發(fā)展、它在施工過程中應(yīng)用廣泛,發(fā)揮著越來越重要的作用。在充分保證建筑工程施工安全的前提下,充分發(fā)揮塔吊的作用,可以加快施工進(jìn)度、縮短工期、降低工程成本是建設(shè)項(xiàng)目順利進(jìn)行的保證。
物流:在現(xiàn)代生產(chǎn)中,起重機(jī)在物料運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域、裝卸和倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)。橋式起重機(jī)可以搬運(yùn)材料,多用于車間、倉(cāng)庫(kù)、在露天貨場(chǎng)及其他場(chǎng)合裝卸物品。其中龍門起重機(jī)可用于港口、碼頭和露天貨場(chǎng)沿地面運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)貨物裝卸機(jī)械化。門式起重機(jī)主要用于造船廠、碼頭裝卸場(chǎng)所是碼頭最常用的主要機(jī)械。
風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝:結(jié)合風(fēng)電、核電、隨著石油化工等行業(yè)的發(fā)展,工程起重機(jī)已應(yīng)用于風(fēng)機(jī)吊裝、檢修領(lǐng)域。例如,中國(guó)太原重工有限公司實(shí)現(xiàn)了在役風(fēng)機(jī)整機(jī)及吊裝設(shè)備的研制、風(fēng)電場(chǎng)EPC總承包項(xiàng)目全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)能力。
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