起重机液压原理

1、起重机液压原理研究与分析前言 ： 工程起重机是被广泛地应用于各种物料的起重、运输、 装卸、安装和人员输送等作业中现代工业生产不可缺少的设备。 它对 减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设 速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。 工程起重机涉及了 很多学科的知识，内容很广，值得深究。 随着我国工业的快速发展，各种各样和形式设备的需求量也日益增 加，这就需要更大的动力来提供这些设备的运作。 比如抗震救灾中使 用的吊车，挖掘机，装载机等都是大功率起重设备，那么他们是靠什 么来提供如此大的动力？他们大多是靠液压系统来提供动力， 所以研 究和设计液压系统是很必要和重要的， 那

2、么我们就从现实生活中的一 些常见流动式起重机和履带吊液控系统工作原理 设备中来找到我们 需要的答案。第一 章 ; 流动式起重机第 一 节 概 述1.流动式起重机的种类流动 式起 重机 属于 旋 转 臂架式 起 重机 。由 于靠 自 身 的动 力 系 统驱 动，也 称 为自 行 式 起重 机 ，其 中 采 用 充气 轮 胎 装置 的 被 称为 轮式 起 重 机。流 动 式起 重 机 可以长 距 离行 驶 ，灵 活 转 换 作业 场地 ，机 动性 好 ，因 而 得 到 广泛 应 用 。流 动 式 起重 机 主 要有 汽车 起 重 机、轮 胎 起重 机 和 履带式 起 重机 ，它 们的 特 性 简要

3、介绍如下。1.1. 1 汽 车起 重 机 汽车起重机使用汽车底盘，具有汽车的行驶通过性能， 行驶 速度 高 。缺 点 是 运 行不 能 负 载，起 重 时必 须 打 支腿 。 但 因其 机动 灵 活 ，可 快 速 转移 的 特 点，使 之 成为 我 国 流动 式 起 重机中使用量最多的起重机。1.1. 2 轮 胎起 重 机轮胎起重机采用专门设计的轮胎底盘，轮距较宽，稳定 性好 ，可 前 后 左右 四 面 作业 ，在 平坦 的 地 面上 可 不 用支 腿 负 载行 驶。在 国 外，轮 胎 起重 机 特 别是 越 野 轮胎 起 重 机使 用 越 来越广泛，大有取代汽车起重机的趋势。1.1. 3 履

4、 带式 起 重 机團m.l履帯武起重机图片来自中国教育网履带式起重机是用履带底盘，靠履带装置行走的起重机。 与轮式起重机相比有其突出的特点：履带与地面接触面积 大、比活小，可在松软、泥泞地面上作业；牵引系数高、爬 坡度大，可在崎岖不平的场地上行驶；履带支承面宽大，稳 定性好，一般不需要设置支腿装置。弱点是笨重，行驶速度 慢，对路面有损坏作用，制造成本较高。以上三种类型的起重机在安全技术上有共性。本章以汽车起 重机为例，介绍流动式起重机的有关安全技术。第二节主要技术参数1.2.1起重量Gn起重量是起重机安全起升物品的质量，单位t。对于流动式起重机来说，其额定起重量是随幅度而变化的，标牌 上标定的

5、起重量值是最大额定起重量，指基本臂处于最小 幅度时的最大起重量。1.2.2幅度L幅度是起重机置于水平场地时，吊具垂直中心线至回转 中心线之间的水平距离，单位m。它是臂架长度与臂架仰 角的函数，在臂架长度一定时，仰角越大，幅度越小。有效幅度是指使用支腿侧向工作时，吊具垂直中心线至 该侧支腿中心线的水平距离。当轮胎式起重机幅度小于支 腿跨距一半时，作业无法进行。规定有效幅度A的极限值A为:A. Zuin d j41.2.3起重力矩M起重力矩是汽车起重机的起重特性指标，单位N-m，为起 重量和相应的工作幅度的乘积。124 .起升高度H起升高度是吊具上升到最高极限位置时，吊具中心至地面的垂直距离，单位

6、m。当臂架长度一定，起升高度随幅度减少而增加(见图10 l)轮胎式起重机的工作幅度和高度1.2.5工作速度V(1) 起升速度vq。它是起升机构在稳定运行状态下， 吊额定载荷的垂直位移速度，单位m/min。为降低功率，减 少冲击，流动式起重机的起升速度应取较低值。(2) 变幅速度v1。它是变幅机构在稳定运动状态下， 在变幅平面内吊挂最小额定载荷，从最大幅度至最小幅度 的水平位移平均速度，单位m/min。有时用最大幅度到最小 幅度的时间表示。变幅速度对起重作业的平稳性和安全性 影响较大，平均速度在15m/min左右。(3 )旋转速度3。它是旋转机构在稳定运动状态下，驱 动 起重机 转 动 部分 的

7、 回 转 角 速 度 ，单 位 r/min 。 受 到旋 转 启 制 动 惯性 力 的 限制 ，旋 转 速 度 不 能过 大 ，一 般在 3r/min 左 右 ， 当回 转 半 径增 大 ， 旋转 速 度 相应 降 低 。( 4) 行 走 速 度 v。 它 是 在 道路 上行 驶状 态 下 ， 流 动 式起 重 机的平 稳 运 行速 度 ， 单位 工 作 场地 转 移 速 度 要 快 ， 汽 车 起 重机行 走 速 度较 高 ， 可以 与 汽 车编 队 行 驶， 轮 胎 起重 机 的行走速度一般较汽车起重机低。此 外，还 有 伸缩 式臂架 起重 机特 有 的 参数 ，臂 架伸 缩 速 度 ，单

8、 位 m/min ，一 般 外 伸速 度 是 缩回速 度 的 1 倍 左 右。支 腿 收放速 度 用 时间 表 示 ， 单 位 s。第 三 节 .起 重 机 的 特 性 曲 线起重机的特性曲线表示起重机起重量与幅度的关系曲线 见图 102，它 规 定 了 在 某 一 幅 度下 ，安 全 起 吊 的最 大 起 重 量。 起 重 机 作业 安 全 区是 由 钢 丝绳 强 度 线、 臂 架 强度 曲 线 和起重 机 稳 定 曲 线 的 包络 线 限 定 的 区 域 。 起 重 特 性曲 线 经 常与起 升 高 度曲 线 画 在 一 起 ， 有些 起 重 机 技 术 资 料还 给 出同一起重机在不同工

9、况下的多条特性曲线。一 fH 2=工图10 2汽车起重机的特性曲线根据起重机的受力分析可知，作用在臂架上的起升载荷 可以分解为垂直手臂架的倾翻成行和对臂架的压力载荷，这 两个分力随着幅度的变化而变化。在起升载荷木变、臂长不 变的情况下，幅度越小，对臂架的压力越大，倾翻载荷越小, 因而载荷产生的倾覆力矩也小；幅度越大，对臂架的压力降 低，倾翻载荷越大。该特性曲线可分为三个区段，在小幅度 时，起重量受臂架强度的限制，超载会发生臂架破坏；在大 幅度时，起重量受起重机稳定性的限制，起重作业的主要危 险是丧失稳定而引起整机倾覆；起重机的最大起升载荷还受 钢丝绳强度的制约，超载会导致钢丝绳断裂。超出安全区

10、的 操作属于违规作业。起重机的特性曲线是进行起重作业的操作依据，应根据 起重机的臂架幅度，严格控制起重量在特性曲线限制的安全 区内不超载。同时，特性曲线也是起重事故分析的重要参考 依据。对事故进行分析时，还应该综合考虑风力、操作速度 不当所引起的惯性力、支腿支撑基础变化、臂架悬伸太长时 臂端出现的弹性下挠等非起重量超载等原因，给起重机带来 的实际超载影响，这些都可以借助特性曲线进行分析。第四节.流动式起重机事故流动式起重机区别于其他类型起重机的最大特点就是起重 机的流动性。作业场所和环境多变、汽车的行驶功能和起重 功能兼备以及复杂的结构，使操作难度增大。除了一般起重 事故，如由吊具损坏、捆绑不

11、当、机构故障、结构件破坏、 人为等原因造成的重物坠落以及一般机械伤害事故外，流动 式起重机常见事故是丧失稳定性导致的倾翻、臂架破坏、夹 挤伤害，以及在转移作业场地过程中发生的交通事故等。下 面仅就起重作业中，流动式起重机常见事故作一说明。.失稳倾翻从理论上讲，倾翻的根本原因是作用在起重机上的力矩 不平衡，倾覆力矩超过稳定力矩。从实际情况看，产生倾覆 力矩的因素是多方面的，除超载、操作失误这些比较明显的 原因 外， 还 有 风力 、工 作速 度 不 当引 起 的 惯性 力 ，支 腿 支 撑 基础 劣化 ，臂 架端 部 的 变形 下 挠 ，或 其 他 一些 随 机 的、不 确 定因 素，各 种 因

12、素 往 往 交织 在 一 起。这 些 非起 重 量 超载 原 因 的影 响，使 起 重机 实 际 操作 的 复 杂性增 加 ，给 正 确 判断 造 成 困难。4.2臂架破坏臂架是流动式起重机最主要的承力金属结构，在起重作 业时，承受压、弯的联合作用，在强度、刚度和稳定性方面 的失 效都 有 可 能引 发 臂 架结 构 破 坏。变 幅 机构 故 障 还会 导 致 臂架坠落，其后果的严重程度等同于重物坠落。4.3触电起重机在输电线附近作业时，触碰高压带电体或与之距 离过近，都可能引发触电伤害。4.4挤压受作业场地条件所限，起重机与其他设备或建筑结构物 之间 缺少 足 够 的安 全 距 离，当 回

13、转作业 时 ，回 转 部 分的 金 属 结构、配重或吊载对人员造成夹挤伤害第二章 汽 车起 重 机 的工 作 原 理 机械式汽车起重机的工作原理 汽车 起重 机 的 主要 机 构 有起 升 机 构、旋 转 机构 、变 幅机 构 和运行机构，以及臂架的伸缩机构和支腿收放机构。这些工作 机构通常以内燃机作为原动机，传动方式有机械传动和液压 传动。国外也有采用外接电源作为动力源，但不普遍。起重 机的各工作机构及零部件都安装在金属结构上，金属结构承 受起重机的自重以及作业时的各种载荷。机械式汽车起重机的工作原理是操纵控制装置，通过各 种机械零件（如齿轮、传动轴、离合器和制动器等）的配合 运动，将原动机

14、的能量变成各机构的运动。现以QI - 5型汽 车起重机为例（见图10 - 3）进行介绍，其传动路线是：发动机一变速箱f 动力分路箱汽车后桥一运行机构起重机上车起重机上车一*圈锥齿轮磁器一换向机妁动力分配箱卜机构 机掏. F机构掩Mhl勵_-15动力甘配机忙辭至iTW芟瑞何科剧找鄴叨力廿带in楼汽耶变遠輔副乂 2SCHii.UU M1Un. H ft图10 3 Q1-5型汽车起重机传动系统I- 动力分路箱主动齿轮2,3-齿轮4,5-伞齿轮6,7-换向离合 器伞齿轮8,9-动力分配箱圆柱齿轮10-起升机构蜗轮减速 箱II- 回转机构蜗轮减速箱12-回转机构小齿轮13-大齿圈1. 动力分路箱动力分路

15、箱位于变速箱和后桥之间，通过滑移齿轮离合 器，将动力分为两路，一路进入后桥，驱动运行机构，实现 汽车 起重 机 的 行驶 功 能 ；另 一 路 进入上 车 系统 ，提 供起 重 各 机构 的动 力 。该 离 合 器 只能 单 向 结合，使 运行 和 起 重不 能 同 时进行。2 圆锥齿 轮 减 速器 圆锥齿轮减速器固定在车架上，通过一对锥形齿轮将动 力由下车传递到上车。3动力分配箱 动力分配箱通过三个牙嵌式离合器，将传递到上车的动 力分 配给 起 升 机构 、变 幅机 构 和 旋转机 构 。这 三 个 机构 可 以 单独工作，也可以组合工作。4换向机构 换向机构由爪形离合件和三个伞形齿轮构成，

16、功能是实 现上 车各 机 构 的正 反 方 向运 动 。下 车 将 动 力传 递 给 离合 器 的 轴，伞 齿 轮 空 套在 离 合 器轴 上 。当 离 合 器 分别 与 上 下伞 齿 轮 结合 时， 可 以 实现 起 升 机构 的 升 降、变 幅 机构 的 仰 附、旋 转 机构的左右回转。旋转机构的运动是由离合器来控制结合与分离的。当离 合器 结合 时 ，由 动 力 分 配箱 传 入 的动 力 经 过蜗 轮 减 速器 带 动 小齿 轮，与 固 定的 中 空 大齿 圈 啮 合，从 而 带动 回 转 上车 部 分 作旋 转运 动 。蜗 轮 的 力 矩由 极 限 力矩联 轴 器制 约 ，当 臂 架

17、 触 碰障 碍物 或 由 于旋 转 力 矩过 大 等 原因 造 成 超载 趋 势 时，通 过 极限 力矩 联 轴 器的 锥 形 摩擦 轮 打 滑来 防 止 过载 。制 动器 控 制 机构运动停止。起升机构和变幅机构的工作原理相似，当各自的离合器 结合 时，由 动 力分 配 箱 传入 的 动 力经 过 蜗 轮减 速 器 带动 卷 筒 旋转 ，收 放 钢 丝绳 ，实 现起 升 机 构升 降 吊 物，变 幅 机构 使 臂 架变幅。因受汽车起重机装配空间的限制，卷筒采用多层缠绕的 光筒 ，制 动 器 采用 体 积 小、制 动 力矩 大 的 常闭 带 式 支持 制 动 器，以适应汽车起重机对元件体积小、

18、结构紧凑的要求。液压汽车起重机以 QL2 8 型汽 车起 重机 的 液 压系 统 为 例，说明 其 工作 原 理 。 1液压系统的功能起重机的起升机构、变幅机构、旋转机构、臂架伸缩机 构和 支腿 收 放 机构 均 采 用液 压 传 动，其 原 理参 见 液 压系 统 图 10 4。 ZBD40 型 定量 泵 由 装在 底 盘 上的 取 力 箱带 动 ， 直接 从油 箱中 吸 油 ，经 过 滤 油器 2，输 出 压 力油 。 改 变发 动 机的 转速 ，可 改 变 泵的 排 出 油量 ，从 而对 各 机 构的 工 作 速度 进 行 调节 。手 动 换 向阀 3 可 控制 压 力 油的 流 向 。

19、联 合 阀 4 操 纵 上 车各 机构 （ 起 升、 变 幅 、旋 转 和 臂架 伸 缩 机构 ） ， 二联 阀 5 操纵 支腿 收 放 。系 统 工 作压 力 由 溢流 阀 6， 7 控 制 。 上车 务 机构 的油 路 相 互串 联 ，可 实 现 一 个机 构 单 独动 作 或 几个 机 构 的组 合动 作 。二 联 阀 3 和 主控 四 联阀 4 中 的各 手 动 换向 阀 都有节流作用，因而可在一定范围内实现机构运动的无级调 速。图10 4液压系统原理图1-泵2-滤油器3-手动换向阀4-四联阀5-二联阀6,7-溢流 阀8-回转马达9-变幅油缸11-臂架伸缩油缸10,12,14-平衡阀1

20、3-起升卷筒马达15-制动器16,17-支腿油缸18-双向液压 锁2. 系统中各阀的功能及工作原理(1) 手动换向阀3是二位三通阀，用来切换油泵输出压 力油的通路。当阀在左位时压力油只能进入上车系统回路； 当阀在右位时，压力油只能进入下车支腿回路。(2) 主控四联阀4由4个三位四通手动换向阀(包括回 转机构的阀4 I、变幅机构的阀4 II、臂架伸缩机构的 阀4一皿和起升机构的阀4 W）组合而成，用来控制上车 各机构执行装置的换向、 锁紧和调速。操 纵各阀的手柄， 可 以使每个分阀处于三个工作位置，其 中左位和 右位分别控制 执行装置的两个相反方向运功；中 位使工作机构处于停止状 态。回 转机构

21、、变 幅机构和臂架伸缩机构的三个换向阀构造 相同，中 位都采用 M 型，可 将油缸（ 或马达）两 腔封死，起 锁紧作用 。起 升机构的换向阀中位采用 Y 形，防止由于马达 泄漏造成进油路吸空现象。（3）二 联换向阀 5 由两个手动三位四通阀组合而成，用 于前支腿（二联换向阀5 I）、后支腿（二联换向阀5 I ） 的油路换向 ， 其结构与变幅机构的换向 阀相同。（4）溢流阀 6 位于主控四联阀的进油端，限制上车起升、 变幅、旋 转、 臂架伸缩回路的 最大工作压力，并 保护上车系 统油路免于过载。（ 5）溢 流阀 7 位于支腿油路的进油端，限 制下车支腿油 路的 最大工作压力， 并有过载保护作用

22、。（ 6） 平衡阀 10、 12、 14 都采用同一结构。平衡阀 10， 12 保证变幅和 伸缩臂机构 匀速运动， 同时起液压锁的 作用。 一旦与油缸连接的管路破裂，可 防止吊臂突然下落或缩回造 成事故。平衡阀 14 保证吊载匀速下降， 防止在重力作用 下 运动速度过快， 造成事故。现以起升机构为例，说明平衡阀的工作 原理（见图 10 5）。平衡阀是由单向阀 1 和内泄漏的远控顺序阀 2 组成。 当手 动换 向阀 拨至 左 位 时，油 泵 输出压 力 油项 开 单 向阀 ，无 阻碍地进入油马达，马 达带动卷筒旋转来起升吊载，回 油经 换向阀返回油箱。当 换向阀拨到右位时（ 如图 105 所示状

23、 态），油泵输出的压力油直接经换向阀进入油马达的另一端。 而马达回油无法再经单向阀 1 返回，必 须打开顺序阀 2 才能 将回路接通。顺序阀 2 的控制油路与马达进油的管路相通， 这时控制管路中的高压油进入 D 腔。将顺序阀 2 中的阀杆 B 向左推移，打 开阀杆上锥形体 E 处的环形通道，于 是马达回 油经此流出，再 经换向阀返回油箱，马 达带动卷筒反向旋转 下降 吊物 。由 于重 力 作 用，吊 物 有加速 下 降并 带 动 马达 加 速 旋转的趋势。当 马达的排油量大于油泵的供油量时，马 达的 进油压力减小，甚 至出现负压，顺 序阀 2 控制油路的油压也 相应变化，顺序阀 2 的阀杆 B

24、 在弹簧 C 的作用下，阀杆锥体 E 处 的环 形 通 道变 小 ，使 马达经 此 通道 返 回 油箱 的 流量 减 小 ， 直到与泵的供油量相适应时为止，从 而使马达的转速（ 相关 吊载的下降速度始 终保持匀速。变 幅机构与臂架伸缩臂机 构的 平衡 阀则 是分 别 在 起重臂 架 下降 或 回 缩时 ， 对图 104 中执行元件油缸 9 和 11 的运动 起限制作用。或汕包LLJ爪力泊图10 5平衡阀工作原理1-单向阀2-顺序阀A-阀腔B-阀杆C-弹簧D-油进入腔E-锥体（7）双向液压锁18保证支腿油缸在伸出或缩回状态下 锁紧，其构造如图10 6所示。两个液控单向阀共用一个阀 体1和一个控制

25、活塞2 ,而预杆（即卸行阀芯）3分别置于 控制活塞两端，二者共同构成双向液压锁。当P1腔通压力 油时，油液通过左阀到P2腔，同时顶开右阀，保持P4与P3 腔相通；当P3腔通压力油时，油液一面通过右阀到P4腔， 同时顶开左阀，保持P2与P1腔畅通。而当P1、P3腔都不 通压力油时，P2和P4腔被两个单向阀封闭，执行元件（支 腿油缸）被双向锁住，从而保证在起重作业时，支腿伸出支好后不因外力而自行收缩；支腿收回起重机行驶时，不因自重而自动落下。液压锁直接安装在油缸壁上，防止管路破裂引起事故2E3P2P4图10 - 6双向液压锁工作原理1-阀体2-控制活塞3-顶杆2.油路分析在图10-4所示状态，各机

26、构均不工作，各换向阀处于中 位，油泵卸荷。在图10 4中循环油路为：滤油器2宀油泵1宀 手动换向阀3上车主控四联阀4油箱。(1)旋转机构回路。液压马达8通过蜗轮减速箱和开式 小齿轮，与转盘上的固定内齿圈相啮合来驱动转盘。由于转 盘速度较低，驱动转盘的液压马达转速也不高，不必设置马 达制动回路。通过阀4 I的三个工作位置，可获得左转、停 转、右转三种不同工况。( 2)臂 架 伸缩 回 路 。多 节 臂 架的伸 缩 由一 个 伸 缩液 压 缸 9 控制 。 为防止 吊 臂 架在 自重 作用 下 下 落，该 回 路中 串 有平 衡阀10。手动换向阀4 H操纵伸缩臂伸出、停止、缩回三 种工况。(3)变

27、幅回路。手动换向阀4-皿控制液压缸11，使起重 臂幅度变小( 即仰角增大) ，停止变幅，幅度增大。 变幅作 业要求平稳可靠， 因此该回 路装有平衡阀 12。( 4)起 升回 路。起 升机构是起重机的最主要的机构，直 接关系起重作业安全。 平衡阀 14 的作用是防止重物下降时 速度失控，但 由于马达的泄漏， 尽管有平衡阀， 仍可能产生 溜车现象。 为此， 在油马达输出 轴上装设常闭式液压制动 器 15。 当制动器的油缸与回油相通时，借助弹簧力的作用， 制动瓦抱紧制动轮锁紧马达，使 吊载停止运动；当 制动器的 油缸与压力油相通时， 压力油克服弹簧力， 推动油缸活塞， 给制动器松闸， 使马达旋转，

28、实现吊物升降。为 避免其他机 构工作导致制动器松阐发生意外，起 升回 路置于上车系统串 联回路的最末一级。手动换向阀4W的中位采用Y形，其 作用 是在中 位时，将 阀的进、出 油口与通往马达的进油口沟 通。在 制动时为油马达的回 路补油，避 免由于马达泄漏造成 进油 路的 吸空 现象 。( 5)支 腿回 路。由 于汽车轮胎的 承载能力有限，在 起重 作业时必须放下支腿使轮胎悬空， 行驶时则必须收回支腿， 使轮 胎接 触 路 面。支 腿 回路 由 手 动换 向 三 位四 通 阀 5 控 制 前 （二联换向阀5 I）、后（二联换向阀5 H）共四条支腿, 每条 腿配 一 个 液压 缸 ， 每个 油

29、缸 上部 配 有 一个 双 向 液压 锁 ， 两阀 串联 ，以 保证 支 腿 可靠 地 锁 住，防 止 起重 作 业 过程 中 发 生软腿 ， 或 行驶 过程中 支 腿 的自 行 下 落。汽车起重机的金属结构汽车 起重 机 的 金属 结 构 以回 转 平 台为 界 ，分 为 上 车 和下 车 两 部分 。上 车 部 分由 起 重 臂架 、 人 字架 、 配 重、 回 转 平台 和 起 重司 机室 组 成 ；下 车 部 分由 车 架 、 汽 车 司 机室 和 支 腿组 成 。 上车 部分 可 以 相对 下 车 部分 旋 转 。起 重 机 的金 属 结 构将 起 重 机连 接成 一 个 整体 ，承

30、 受起 重 机 的自 重 以 及作 业 时 的各 种 外 载荷。1起重臂起 重 臂有 桁 架 式和 箱 型伸 缩 式 两种 。后 者采 用 多 节套 装 在一 起的 箱 形 结构 ， 满 足了 起 重 机运 行 时 臂架 缩 叠 体积 小 ， 起重 时臂 架 伸 展幅 度 大 的不 同 要 求，成 为 现代 流 动 式液 压 起 重机 的首 选 臂 架型 式 。伸 缩 臂 架 结构由 基 本臂 、伸 缩臂 和 附 加臂 组成 ，借 助人 字 架 铰支 在 回 转平台 上 ，通 过 变 幅液 压 油 缸的 活塞 运 动 调整 臂 架 幅度 。起 重作业 时 ，在 臂 架 平面 和 垂 直臂 架平

31、 面 这 两个 平 面 上承 受 压 、弯 联 合 作用 。起 重臂 必 须 满足 强度 、刚度 和 稳 定性 要 求 ，是 起重 机 最 主要 的 承载 构 件 。 2回转平台回转平台是上车各组成部分的支承连接平台，提供臂架 的铰 接点 和 上 车各 机 构 的运 动 约 束，承 受 起升 载 荷 和上 车 部 分的 自重 ，并 通过 旋 转 支承 装 置 传递到 下 车部 分 。配 重 设 置 在与臂架悬伸相反的方向上，起平衡稳定作用。 3车架车架是整个起重机的基础结构，也是整机驱动装置和运 行机 构连 接 的 固定 框 架 。车 架 的 刚度、强 度将 直 接 影响 起 重 机的性能。4

32、支腿支腿安装在车架上，支腿在起重机运行时收回，起重作 业时 伸出 并 支 承在 坚 实 的基 础 上 ，将 充 气 轮胎 架 空 ，构 成 刚 性支撑，为起重作业提供较大的支承面积，提高稳定性。第三单 元 汽 车起 重 机 的稳 定 性行驶稳定性汽车 起重 机 兼 有汽 车 行 驶和 起 重 两种 功 能 ，行 驶 稳 定性 是 指 起重 机在 行 驶 时，抗 倾 翻和 滑 移 的能力 ；起 重 稳 定 性是 指 起 重机在起重作业时，抗倾翻的能力。1纵向行驶稳定性起重机在行驶过程中失去纵向行驶稳定性有两种情况， 一是 当其 前 轮（ 转 向 轮）的 轮压 为零 时，无 法控 制 行进 方 向

33、 ， 丧失 操纵 性 ；二 是 当 后 轮（ 驱 动 轮）的 轮 压太 小 或 附着 力 不 够，车 轮 打滑 甚至 车 体 下滑，丧 失纵向 行 驶稳 定 性 。其 主 要 原因是行驶道路的坡度超过起重机的设计爬坡角，或 路况太 滑。2横向行驶稳定性 丧失横向行驶稳定性的主要表现是行驶中发生侧翻或侧 向滑 移。其 主 要原 因 是 转弯时 行 驶速度 过 快，产 生 较大 离 心 力所致。起重稳定性 起重稳定性是指起重作业中，在最不利的载荷组合条件下， 起重机抗倾覆的能力。通常需对其稳定性进行验算。1 验 算 工 况 与 载 荷 系 数 考虑到各种载荷对稳定性的实际影响程度，在进行起重 机抗

34、倾覆稳定校核时，不 同工况各载荷应分别乘以相应的载 荷系 数（ 见表 10 1）。工矿 特征 自 重 系 数 水平惯 性 力（包 括 物品 ） 风 力无风静载 1 1.25+0.1A/PQ 0 0有风动载 1.15 1 1突然卸载或吊具脱落 -0.2 0 0表 10 一 1 载 荷 系 数注：A为臂架自重对臂端和臂架铰点按静力等效原则折算 到的 臂端 重量 ； PQ 为 起 升载 荷。2倾覆线倾覆线是指最外侧支腿或轮胎的连线(见图10 - 7)。对 于作业打支腿的起重机，起重机前方的倾覆线是支腿与前轮 着地点的连线。起重机倾翻是沿臂架所在方向的倾覆线倾翻。在计算时，各 载荷力矩等于载荷与其到倾

35、覆线距离的乘积。图10 7轮胎起重机的倾覆线1-支腿2-轮胎3-吊臂4-第五支腿I -用支腿时的倾覆线II -不用支腿时的倾覆线 皿-整机重 心位置3.稳定性的计算方法(1)力矩法。其稳定条件为：刀M0式中：刀M-包括自重在内的各项载荷对倾覆边的力矩之和, 计算时起稳定作用的力矩为正，使起重机倾覆的力矩为负。(2 )利用合力轨迹(圆)校核倾覆稳定性。用一合力轨迹同时对每条倾覆边进行稳定性校核（见图10 8）车能轴缆图10 8利用合力轨迹（圆）校核倾覆稳定性起重机在确定的幅度下吊重回转时，所有载荷的合力轨迹是 一个圆，若合力轨迹位于支承面内，则起重机在各个方向均 为稳定。当起重机下车部分重心在底

36、架纵轴线上时，此合力 轨迹圆方程为：式中:x,y-合力作用点的坐标；PGI-起重机下车（固定部分）的总垂直载荷;PGO-起重机上车的总垂直载荷；PG-起重机的总垂直载荷；e-起重机的下车重心在底架纵轴线上的坐标；R-起重机上车的总垂直载荷作用重心的回转半径；M-垂直于臂架平面的侧向倾覆力矩。无论用哪种方法计算，计算中载荷须根据不同工况的各 载荷乘以相应的载荷系数。4.起重机作业区根据起重机的稳定性，可对作业范围进行划分。起重机 应按制造厂明确规定的作业范围进行作业。起重机用支腿作业时，从俯视角度按行驶方向，以回转中心 为原点通过支腿中心的射线为界限，划分为前方、后方、左 右侧方四个区，汽车起重

37、机作业区主要包括侧方和后方，其 稳定性后方大于侧方（见图10-9a ）。轮胎起重机、履带起 重机作业区一般包括侧方、后方和前方（见图10 9b）。图10 9流动起重机的作业区不用支腿作业时的方位区（b）用支腿作业时的方位区第四单元流动式起重机的安全管理安全技术检验解决流动式起重机安全问题应该从设备和使用两个环节 入手。通过对起重机的安全检查和监管来保证设备的安全状 态；在使用环节，加强对人员的安全培训与考核，制定安全 操作规程，通过技术手段来化解遗留风险。1. 技术资料审查技术资料审查包括产品合格证，验收资料（安全技术档 案，使用许可证等），安装、使用、维护说明书，历次检查 试验记录，人员、设

38、备事故记录等。2. 载荷试验检查通过无负荷试验、静载试验、动载试验，检查起重机金 属结构和连接的承载能力、主要零部件的性能，以及是否报 废、工作机构的性能及运转、电气系统和液压系统工作情况 等。3. 安全防护装置及措施按规定装设的安全装置应该齐备（见表10 - 2），性能可 靠，信号灯和警示安全标志醒目、清晰；起重特性曲线或起 重性能表牌应配备在司机室内，便于操作人员使用。序号汽车起重机轮胎起重机丿1起重量v 16t,宜装应装起重量2 16t,应装应装应装3应装应装4起重量 16t,应装应装5应装应装6应装应装7应装应装8应装应装9应装应装10应装应装表10- 2流动式起直机的安全装置使用安全

39、技术管理除了起重机通用的操作技术外，流动起重机还应针对自身特 性，制定相应的安全规程。1.起重作业前的准备工作(1) 了解作业环境，平整作业场地，清除障碍物，确定 搬运路线。在阴暗或夜间条件下作业，应对照明给予充分注 意，保证司索工和起重机司机能清楚地观察操作场地情况。(2)划定作业危险区域，必要时，应加临时围栏或设置 警示 标记 。危 险区 域 范 围可考 虑 以下 几 个 因素 ：起 重机 、 臂 架和配重的可能移动（ 回转）范围，吊 载意外坠落可能涉及 的范围。（ 3 ）作 业 场 地 的 地 面 应 坚 实 ，不 得 下 陷 ；松 软 地 面 应 在 支腿 下垫 上木 板或 枕 木 。

40、支 腿 伸 出垫好 后 ，起 重 机 应保 持 水 平。（4）对使 用 的 起重机 和 吊装 工 具 进行 安 全检查 。必要 时 ， 作无 负荷 运转 检查 。安 全装置 、 警报装 置 、制 动 器 等必 须 灵 敏可靠。（ 5）在 高 压线 附 近 作业，事 前应向 电 业管 理 部 门了 解 情 况，研究安全对策。2起重作业操作要求（ 1 ）控 制 起 重 的 工 作 幅 度 和 臂 架 仰 角 ，起 吊 前 调 整 好 幅 度，尽 量 避免 带载 变 幅 ，起 吊 重 物时不 准 落臂 。 严 格按 起 重 机的特性曲线限定的起重量和起升高度作业。操 作人员必须 遵守十不吊，严禁超载

41、。（2）起 重机带载回转要平稳，特 别是在接近额定起重量 时，防 止 快速 回转 的 离 心力或 突 然回转 制 动，引 起 吊载 外 偏 摆，增大工作幅度，造成倾翻事故。在旋转时，无论周围是 否有人，都要鸣笛示警。（ 3 ）流 动 式 起 重 机 的 稳 定 性 是 后 方 大 于 侧 方 ，在 从 后 方 向侧方回转时，要注意控制转速，防 止倾翻。汽车起重机应 尽量避免在前方作业。（ 4 ）注 意 支 腿 基 础 情 况 ，防 止 垫 块 破 坏 或 基 础 下 沉 而 造 成起 重机 倾 翻 。严 禁 带 载荷 调 整 支腿 ，如 需调 整 支 腿，应 将 重物落地后方可进行。（ 5）司

42、 机 在 物品 处 于 悬吊状 态时 ，不 准离 开 司 机室 ，必 须把起重物落到地面，方可离开。（6）了解 当 天 的气 象 情 况，对 瞬时 大 风 和风 向 给以 关 注 。 大幅 度作 业 、回 转 或 物 品起 升 较 高时，要 注意 风 力 和风 向 的 影响 。风 力 6 级以 上 须 停止 作 业 。（ 7 ）汽 车 起 重 机 不 许 吊 载 行 走 。轮 胎 起 重 机 和 履 带 起 重 机可 在允 许 小 起重 量 范 围内 带 载 移动 ，臂 架一 定 要 处于 行 驶 前方 。行 驶 时 要锁 紧 旋 转装 置 ，路面 要 平 整坚 实 ，根 据 路 况 选择档位

43、低速行进，避免急刹车，防止吊重摆动。（ 8）在 高 压输 电 线 附近 作 业 应安 排 专 人监 看 ，禁 止 越 过 电线 吊拉 。起 重机 任 何 部位 与 输 电线 的 最 小距 离 应 不小 于 表 10 3 的 规定 。一 旦 触 电要 控 制 起重 机 及 时脱 开 电 线， 司 机 应双脚跳离起重机，防止跨步电压电击。输电线路电压U/KV V 1 135 60最小 距离 /m 1.5 3 0.01（U-50）+3表 103 与 输电 线 最 小距 离 。第二章 ;履带吊液控系统工作原理摘要：履带起重机是广泛应用于国民经济各领域的一种起重设备，国内在大吨位产品的自主开发方面还是个

44、空白， 目前仅有两个 厂家引进国外 70 年代末的技术有少量的生产，大部分市场还是由国 外产品占领。履带起重机接地面积大，通过性好，适应性强，可带载 行走，可进行挖土、夯土、打桩等多种作业。机动灵活，不象固定式 起重机那样需要安装和调试。 但因行走速度缓慢， 转移工地需要其他 车辆搬运。 本文概述述了起重机的分类， 简要说明了履带起重机的各 个部分及其工作原理，详细介绍了履带起重机的回转，卷扬（提升） ， 行走液压系统工作原理。 关键词：履带吊 回转 卷扬 行走 液 压系统The Principle Of Hydraulic System Of Crawler CraneAbstract： I

45、n china there s a blank in the development of the large crawler crane, which is a important device widely used in different fields. At present, only two companies which introduce foreign technology of the end of 1970 product some crawler cranes and the most part of the market is in the hands of othe

46、r countries. The crawler crane take a large area with ground, has a strong adaptability, can be widely used,and can go with a lifting , in addition,it can ekcacate,tamp,pile and so on. It msore flexible, not need to be installed and adjusted. But it goes slowly, no wander it needs a car to help with

47、 it to go.This paper simply show you the categories of crane, the principle of different parts of the crawler crane. And it is detailed in the hydraulic systems of gyration, lifting, going.Key words: crawler crane、gyration 、 lifting 、 going 、 hydraulic system2工程起重机的分类工程起重机主要包括轮胎式起重机， 履带式起重机，塔式起重机, 龙

48、门起重机，门座起重机，桥式起重机，桅杆式起重机和缆索式起重 机以及施工升降机等。2.1轮胎式起重机轮胎式起重机既是工程起重机的主要品种 ，又是一种使用范围广、作 业适应性好的通用型起重机。轮胎式起重机又分为汽车起重机和轮胎 起重机两种类型。图2轮胎起重机2.1.1汽车起重机图土 1汽车起重机通常,习惯上把安装在通用或专用载重汽车底盘上的起重机称为汽车 起重机。如图2.1。2.1.2轮胎起重机将起重作业部分安装在专门设计的自行轮胎底盘上所组成的起重机 称为轮胎起重机。如图2.2。2.2塔式起重机塔式起重机的结构特点是有一个直立的塔身，起重臂连接在垂直的塔 身的上部，故塔式起重机起生高度和工作幅度

49、都很大。如图2.3。2.3龙门式起重机门式起重机又称龙门起重机都是桥架通过两侧支腿支承在地面轨道 上的桥架型起重机。如图2.4。2.4门座下图是门座，因为造型像鹤，所以也叫鹤式起重机，大家知道英文起重 机直译就是鹤，大概就是源于此吧。如图2.5。2.5桥式起重机图工E桥式起重机桥式起重机由桥架和起重小车两大部分组成，桥架两端通过运行装 置，直接支承在高架轨道上，沿轨道纵向运行；其中小车沿在桥架主 梁上沿小车轨道横向运行。如图2.5。2.6履带式起重机图Z履带式起垂机作业部分装设在履带底盘上，行走依靠履带装置的起重机称为 履带式起重机。如图2.7。履带式起重机与轮胎式起重机相比，因履带与地面接触

50、面积大，故 对地面的平均压力小，约为0.050.25MPa,可在松软、泥泞地面作业。 它牵引系数高，约为轮胎式的1.5倍,爬坡度大，可在崎岖不平的场地上 行驶。由于履带式起重机支承面宽大，故稳定性好，一般不需要像轮胎 式起重机那样设置支腿装置。对于大型履带式起重机，为了提高作业时的稳定性，履带装置设计成可横向伸展，以扩大支承宽度。但履带式 起重机行驶速度慢（15km/h）,而且行驶过程要损坏路面，因此转移 作业时需要通过铁路运输或用平板拖车装运，机动性差。此外，履带底 盘笨重,用钢量大（一台同功率的履带式起重机比轮胎式重50%100%）,制造成本高。3 履带式起重机的组成 3.1 履带式起重机

51、概况履带式起重机是在行走的履带式底盘上装有行走装置、 起重装置、 变幅装置、回转装置的起重机。履带式起重机有一个独立的能源,结构紧凑、外形尺寸相对较小 ,机动性好 ,可满足工程起重机流动性的要 求 ,比较适合建筑施工的需要 ,达到作业现场就可随时技入工作。3.2 履带式起重机的组成部分如下图 3.1 所示,履带式起重机主要由下列几部分组成。3.2.1取物装置 履带式起重机的取物装置主要是吊钩 （抓斗、电磁吸盘等作为 附属装置 ）。 3.2.2吊臂用来支承起升钢丝绳、滑轮组的钢结构 ,它可以俯仰以改变 工作半径。 它直接装在上部回转平台上。 吊臂可以根据施工需要在基 本吊臂基础上接长。在必要时

52、,还可在主吊臂的顶端装一吊臂 ,扩大作 业范围 ,这种吊臂称副臂。3.2.3上车回转部分 它是在起重作业时可以回转的部分包括装在回转平台上除吊 臂、配重、吊钩等以外的全部机构和装置。3.2.4.行走部分 它是履带式起重机的下部行走部分 ,是履带式起重机的底盘 , 同时也是上车回转部分的基础。主要有履带、驱动轮、导向轮、支重轮、上托轮、行走马达、行走减速箱、履带张紧装置、履带伸缩油缸等组成。3.2.5回转支承部分 它是安装在下车底盘上用来支承上车回转部分的,包括回转支承装置的全部回转、 滚动和不动的零部件和用来固定回转支承装置 的机架等 （不包括四转小齿轮 ）。3.2.6 配重 配重是安装在起重

53、机回转平台尾部的具有一定形状的铁块 目的是确保起重机能稳定地工作。在必要时 ,这些铁块可以卸下后单 独搬运。3.2.7 动力装置动力装置即为动力源。 在履带式起重机上 ,大部分动力装置为 四冲程柴油发动机。在履带式起重机上 ,它把内燃机的机械能经液压 油泵转变为液压能 ,经液压油管和各种控制阀将液压能传给液压马达 和液压油缸 ,液压马达和液压油缸再将液压能转变为机械能驱动各工 作机构。3.2.8机械传动部分它把内燃机的动力传递给液压油泵 ,再把液压马达、 液压油缸 的液压能变成机械能 ,带动各工作机构。机械传动部分主要由分动箱、 减速箱、离合器、卷筒、轴、轴承、滑轮等部分组成。3.2.9 液压

54、传动部分 主要由液压泵、液压马达、液压油缸、控制阀、液压油管、液压 油箱等组成。液压油泵把内燃机的机械能转变为液压能,液压马达把液压能转化为机械能驱动各工作机构。由于液压传动调速方便, 传动平稳,操纵轻便 ,元件体积小 ,重量轻 ,具有限速、自锁功能、总体布置合 理等优点 ,在履带式起重机上被广泛应用。3.2.10 控制装置 控制装置是用以操纵和控制起重机各工作机构 ,使各机构能 按要求进行启动、调速、换向、停止 ,从而实现起重机作业的各种动作。控制装置主要由操 纵杆、控制阀、按钮、开关、控制器等组成。3.2.11工作机构 履带式起重机的工作机构主要包括卷扬机构、变幅机构、回 转机构等。卷扬机

55、构可以实现吊钩的垂直上下运动 ;变幅机构可以实 现吊钩在垂直平面内移动 ;回转机构可以实现吊钩在水平平面内移 动。以上三种机构的组合 ,能实现吊钩在起重机能及范围内的任意运 动。3.2.12操纵机构 离合器、回转制动、变幅制动、行走制动、锁止机构等由储 能器所储存的工作油操纵 ,而储能器的液压油由发动机后部的一个液 压泵控制。 从储能器出来的压力油被分配给电磁阀、 液压阀和离合器 阀,通过操纵操作室中相应的控制杆和开关控制这些阀 ,从而控制相应 的机构。3.2.13 电气系统 电气系统可分为主电路、控制电路、监测器电路、制动控制电路、力矩限制器电路和自动停止电路等部分。3.2.14安全装置 履

56、带式起重机上的安全装置主要是为了履带式起重机的安全 操作。履带式起重机上的安全装置主要有 :钩过卷保护装置、吊臂过 倾保护装置、力矩限制器、吊臂角度指示器、卷扬棘抓、变幅棘爪、 制动器、回转锁销等。3.3 履带式起重机各部分工作原理3.3.1动力传递机构 整个机器包括上部机构、回转装置和底盘 ,操作是液压式的。 三个液压泵直接与发动机相联 ,液压泵将液压压力传递给驱动负载卷 扬、主臂 （第三卷鼓 ）、回转及行走等各个液压马达。各液压回路中均设有一安全阀 ,以防止由于过负荷或冲击压 力损坏液压设备。所有的减速齿轮机构均为油浴式润滑。3.3.2 操纵机构离合器、圆盘制动器、锁止机构由储能器所储存的

57、工作油操 纵,而储能器由装在发动机后部的第 4 个油泵操纵。从储能器出来的 压力油被分配给电磁阀、液压阀和离合阀。- 10 -这些阀通过操纵室中的相应控制杆和开关控制,从而控制相应的机构。在履带主动轮一侧 ,回转 马达和主臂马达处装有圆盘制动器。3.3.3 卷扬机构主卷鼓和辅卷鼓装在一根轴上。液压马达通过装在卷鼓轴中 间的正齿轮减速一级 ,再通过内胀带式离合器将动力传给主卷鼓或铺 卷鼓，两卷鼓分别装在卷鼓轴的两端，为液动式。负载的卷上不和卷下是由操纵相应的卷鼓离合器及卷扬马达 正、反转来进行控制的。通过将卷扬控制杆推至相应的位置 ,即可实现高、低速的选 择。通过双控制阀的油被导入三联控制阀的卷扬回路 ,以提高卷上和 卷下的速度 ,与此同时行走牵引和第三卷鼓不起作用。当卷扬操纵杆扳回到空挡位置时 ,卷扬马达的工作油被平衡 阀切断 ,卷