起重零部件教案

第二章起重机械第二节起重零部件*1

§2—2起重零、部件

§2—4

塔式起重机

§2—3

起重机的主要工作机构

§2—5

自行式起重机*2

§2—1概述*3

§2—1概述一、起重机的分类按其构造、用途和特点分：*4二、起重机的主要性能参数

1.起重量（Q）起重机起吊重物的重量。单位为吨力。通常是以额定起重量表示，即基本臂处于最小幅度时能安全起吊重物的最大重量。

2.工作幅度（R）额定起重量下起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离，用R表示，单位为m。对于轮式起重机，以有效幅度R1表示，即用支腿侧向工作时，在额定起重量下，吊钩中心垂线到该侧支腿中心线的水平距离，有效幅度反映了起重机的实际工作能力。

3.起重力矩（M）

起重量与幅度的乘积，是起重机的综合起重能力参数，全面反映了起重机的起重能力。我国塔式起重机的起重力矩是以基本臂最大工作幅度与相应起重量的乘积作为标定值。*5

4.起升高度（H）起重机吊钩上升的最高极限。自吊钩中心至地面或轨面的垂直距离，用H表示，单位是m。

5.运行速度（1）起升（下降）速度vh指稳定运动状态下，额定荷载的垂直位移速度，单位是m/min（2）起重机(大车)运行速度vk指稳定运动状态下，起重机的运行速度。规定为在水平路面（或水平轨面）上，离地10m高度处，风速小于3m/s时，起重机带额定荷载的运行速度。（3）小车运行速度vt指稳定运动状态下，小车的运行速度。规定为离地10m高度处，风速小于3m/s时，带额定荷载在水平轨道上的运行速度。（4）变幅速度vr指稳定运动状态下，额定荷载在变幅平面内水平位移的平均速度。规定为离地10m高度处，风速小于3m/s时，起重机在水平路面上，幅度从最大值至最小值的平均速度。*6

6.轨距或轮距（k）除铁路起重机之外的臂架型起重机，轨距或轮距是指轨道中心线或起重机行走踏面（或履带）中心线之间的水平距离。7.起重机的自重、配重与压重

自重是指起重机处于工作状态时，它本身的全部重量，单位为t。配重是为了平衡起重臂而配置。压重是对起重器起稳定作用的。配重和压重一般采用生铁块，或混凝土块。*7三.起重机的工作级别表示起重机工作的繁忙程度和工作条件的参数，是起重机工作特性的重要标志。划分起重机工作级别就是为了能根据使用要求和工况条件合理地选用、设计、制造起重机，并取得较好的技术经济效益。根据我国的生产实践，对起重机工作级别的划分是按起重机的利用等级和荷载状态将起重机划分为A1-A8八个级别。*8

§2—2起重零、部件一、钢丝绳1.钢丝绳的种类和构造钢丝绳是由许多抗拉强度为（1400-2000）MPa的高强度钢丝编绕而成。

优点：强度高、卷绕性好、自重轻、工作可靠，不易突然断裂等

分类：按照钢丝绕成股和股绕成绳的相互方向，可分为

（1）顺绕绳钢丝绕成股的方向和股绕成绳的方向相同。挠性好，使用寿命长，易松散和扭转，只易用于经常保持张紧状态的地方，不易用作自由端悬吊物品的起升绳。*9

（2）交绕绳钢丝绕成股的方向和股绕成绳的方向相反。挠性差，使用寿命短，不易松散和扭转，应用较广。实际中常用钢丝预变形的同向捻，即在钢丝绕制前预先把其弯成在绳中形状，然后绕成绳。这样的绳挠性好，使用寿命长，又不易松散、扭转。按照钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同，分为：

（1）点接触绳钢丝直径相同，层与层之间呈点接触。局部应力大，易磨损，寿命短，制造方便，成本低。

（2）线接触绳钢丝直径不同，各股间钢丝呈线接触。接触应力低，使用寿命长，可承受较大的荷载，抗疲劳破坏能力也好。*102.钢丝绳的标记方法结构形式-钢丝绳直径-公称抗拉强度-韧性号-表面情况-捻制方法-标准号6×196×376×61单位是1/10的实际公称抗拉强度钢丝韧性特好-特钢丝韧性较好-Ⅰ钢丝韧性一般-Ⅱ光面钢丝-光甲级镀锌钢丝-甲渡乙级镀锌钢丝-乙渡右交互捻-右交左交互捻-左交右同向捻-右同左同向捻-左同6×3715.0170特甲渡右同GB1102-74右旋顺绕法甲级镀锌钢丝特级韧性公称抗拉强度为1700MPa绳中有6股钢丝，每股37根钢丝绳的直径为15mm*113.钢丝绳的选用与保养及报废标准（1）钢丝绳直径的选择式中Fp—钢丝绳的破断拉力，N;∑Aσb—绳中全部钢丝破断拉力总和，N;∑A—钢丝总截面积，mm2;σb—钢丝抗拉强度，MPa;Ψ—折算系数，对于结构形式为6×19的钢丝绳，Ψ=0.85，对于6×37的钢丝绳，Ψ=0.85，对于6×61的钢丝绳，Ψ=0.80；K-安全系数，取决于工作类型，见表7-6。

根据计算结果，查表选择。*12（2）钢丝绳的使用与保养1）钢丝绳绕过滑轮和卷筒时，反复弯折会使绳的疲劳加剧，降低使用寿命，因此应尽可能减少绳的弯折次数，尤其避免反向弯折。2）滑轮和卷筒必须有足够大的直径，否则因绳绕过时，引起绳的弯曲应力、挤压应力太大而降低绳的使用寿命。要求滑轮或卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值大于或等于规定的e,即D/d≥e,e值见表7-6。*133）滑轮和卷筒的材料不易太硬，这样有利于提高钢丝绳的寿命。4）钢丝绳在使用中应保持绳面清洁和定期润滑，防止钢丝绳生锈和腐蚀。（3）钢丝绳的报废标准1）当钢丝绳在一个节距内（即钢丝绳一般的螺距）的断丝数达到规定的数时，即为报废。报废标准见表7-7。2）当径向表面磨损或腐蚀量≥40%时,不论断丝多少,均应报废。3）当径向表面磨损或腐蚀量<40%时,断丝数的报废标准按表7-8中数折减。二、滑轮、滑轮组和卷筒1、滑轮滑轮的主要作用，是用来改变钢丝绳的运动方向和达到省力的目的。也常用作均衡滑轮以均衡二支钢丝绳的张力。*14定滑轮：轴线位置固定不变的滑轮，只能改变钢丝绳的走向。动滑轮：装在移动的心轴上的滑轮，可与定滑轮组成滑轮组达到省力或增速的目的。材料：铸铁、铸钢（大型滑轮采用焊接结构）铸铁滑轮：绳槽硬度低，对钢丝绳的磨损小，脆性大且强度较低，不易在强烈振动的情况下使用，常用于工作类型为中、轻级的起重机中。铸钢滑轮：强度和冲击韧性较高，适用于工作类型为重级及特重级的起重机中。滑轮的槽底直径D：按D≥de来选定。*152、滑轮组钢丝绳依次绕过若干个定滑轮和动滑轮所组成的装置（1）滑轮组的种类按照构造形式滑轮组可分为单联滑轮组和双联滑轮组单联滑轮组常用于建筑起重机，双联滑轮组则多用于桥式类型起重机中。按照工作原理可分为省力滑轮组和增速滑轮组*16（2）滑轮组的倍率钢丝绳绕过动滑轮的分支数（3）单联滑轮组的效率及钢丝绳的拉力计算若不计钢丝绳绕过滑轮时的僵性阻力和滑轮轴承的摩擦阻力，则各承载分支拉力均相等：当设没个滑轮的效率相同，均为η，则各承载分支拉力有如下关系：则：又：*17滑轮组的效率ηm为不计钢丝绳绕过滑轮组的僵性阻力和滑轮组的摩擦阻力时动滑轮引出绳的拉力与实际情况下引出绳拉力的比值，即为：承载分支中最大拉力为：若钢丝绳从滑轮组引出后，再经过n个导向滑轮才绕入卷筒，那么卷筒上钢丝绳最大拉力为：*183、卷筒（1）卷筒的种类按绕绳层数不同，分为光面和槽面两种。（2）卷筒的容绳量单层绕光面卷筒：式中d-钢丝绳直径；

D-光面卷筒的直径；

Z-卷绕钢丝绳的总圈数；

Z0-钢丝绳的安全圈数。多层绕卷筒，每层绕的圈数为Z,则绕到第m层时，卷筒的容绳量为：*19*19三、制动器实现停止和减缓机械运动速度的装置起升、变幅、旋转和运行机构都必须装设制动器。分类：按用途分：停止式、调速式1.块式制动器按工作状态分：常闭式、常开式按构造特征分：块式、带式、圆盘式、圆锥式设计和选择标准：制动力矩利用制动块对制动轮压紧产生产生的摩擦力进行制动组成：制动轮、制动臂、制动块、松闸器*20原理（a)：机构不工作时，电磁铁线圈中没电流，制动弹簧8的推力通过夹板7和推杆6，使两个制动臂连同铰接的瓦块压紧制动轮产生制动作用，电磁铁的衔铁13被推杆从线圈中顶开。机构工作时，电动机和电磁铁线圈同时通电，电磁铁产生吸力，衔铁所受的吸力通过推杆压缩制动弹簧，在电磁铁自重力矩作用下，左制动臂绕下铰点转动，瓦块离开制动轮，辅助弹簧将右制动臂推开，制动器处于松闸状态，电动机处于转动状态。*21悬重在制动器上产生的静力矩:

η—制动轴到卷筒的传动效率式中：F—卷筒绳索上的牵引力，N

Db—卷筒的计算直径，m

i—制动轴到卷筒的传动比为了保证制动可靠，应有一定的制动储备。因此，所需的制动力矩为：式中：S—制动安全系数。对于起升机构，轻级取S=1.5；中级取S=1.75,；重级取S=2.0*222.带式制动器利用制动带压紧制动轮产生摩擦力矩（Tb）来实现制动顺时针转动时：逆时针转动时：式中：D-制动轮直径

e-自然对数的底

α-包角

f-摩擦系数特点：结构简单紧凑，包角大，制动力矩大。制动轮轴受较大的弯曲作用力，制动带的比压和磨损不均匀，散热差。*23*23*23四、卷扬机—钢丝绳驱动系统，又叫铰车组成：电动机、制动器、减速器、卷筒分类：电动与手动、快速与慢速、单卷筒与双卷筒1.电动可逆卷扬机--特点：工作可靠，牵引能力较大，操作轻便电动可逆卷扬机电动摩擦式卷扬机2.电动摩擦式卷扬机图8JKD1型卷扬机的构造返回图9JJKX1型卷扬机的构造示意图返回卷扬机有手动卷扬机和电动卷扬机之分。手动卷扬机在结构吊装中已很少使用。电动卷扬机按其速度可分为快速、中速、慢速卷扬机等。快速卷扬机又分单筒和双筒，其钢丝绳牵引速度为25~50m/min，单头牵引力为4.0~80kN，如配以井架、龙门架、滑车等可作垂直和水平运输等用。慢速卷扬机多为单筒式，钢丝绳牵引速度为6.5~22m/min，单头牵引力为5~100kN，如配以拔杆、人字架、滑车组等可作大型构件安装使用。*28*28*283.卷扬机使用时应注意的问题1.卷扬机的地锚要牢固，并加足够的压重，以防止在荷载作用下倾翻和滑移2.钢丝绳一般应从卷筒下方绕出，以减少倾覆力矩3.为了确保钢丝绳在卷筒上卷绕均匀、排列整齐，并避免钢丝绳堆挤和松散，安装卷筒上钢丝绳的导向滑轮时，应以保证钢丝绳的最大偏角γ小于或等于允许的角度（自然排绳γ≤1.5°，有排绳器时γ≤2°）为条件来确定导向滑轮至卷筒的最近距离Smin4.为保证钢丝绳末端与卷筒不因荷载而拉脱，工作时卷筒上应最少保留3圈钢丝绳不绕出。5.重物在空中长时间停驻时，必须用棘轮与棘爪制止，不得单靠制动器来制动，以确保安全。*29实现升降及水平移动货物的机构，它包括起升机构、运行机构、变幅机构和旋转机构，称为起重机的四大机构。一、起升机构用来升降货物的机构，是起重机最基本的机构。组成：驱动装置、传动装置、卷筒、钢丝绳、滑轮组、联轴器、制动器副钩的起重量一般为主钩的1/5或1/3或更小

§2—3起重机的主要工作机构*30二、变幅机构用来改变吊钩中心线与起重机回转中心轴线之间距离的机构，该距离称为幅度。分类：小车式变幅、动臂式变幅、伸缩式变幅1.小车式变.优点：变幅速度均匀，工作平稳可靠，所需驱动功率小，幅度利用率大缺点：吊臂受弯矩较大*312.动臂式变幅通过起重机的起重臂的仰俯角的改变而实现幅度的改变优点：起重臂架受力情况好，起重机的重心低，工作稳定性好，起升高度大。缺点：不易获得最小幅度，有效空间小，变幅速度不稳定。应用：大多数自行式起重机和部分塔式起重机3.伸缩臂式变幅*32全回转的回转机构主要是由回转驱动装置和回转支撑装置组成三、回转机构使起重机的回转部分相对非旋转部分实现旋转运动的装置，其作用是使被起升的货物能够绕起重机的回转轴线作旋转运动，以实现货物在水平面内搬运作业。*33*33四、运行机构使起重机本身或起重机的载重小车作水平运动的机构，称为起重机的行走机构。分类：有轨和无轨有轨运行机构有自行式和牵引式两种自行式运行机构由原动机、传动装置、联轴器、传动轴、车轮及制动器组成有轨运行机构的驱动方式有集中驱动和分开驱动两种*34

一、概述起升高度大，作业半径大的工业、工作效率高、操作简便，主要用于民用建筑施工，以及电站、水利、港口、造船等施工作业。

§2—4塔式起重机

1.塔式起重机的主要特点（1）塔式起重机有较大的作业范围和较高的吊装高度（2）塔式起重机有可靠的自平衡，调运性能好，能同时进行垂直和水平吊运，并作360°的会转运动（3）塔式起重机有多种工作速度，机械化程度高，工作平稳，安全可靠，生产效率高（4）塔式起重机制造较简单，单位起重量消耗材料较少，近代塔式起重机多采用通用化和标准化的零部件，架设、装拆迅速方便，机动性能好*35塔式起重机的主要缺点：机体庞大，运输和转移时间长，安装拆卸费时间；轨道式塔式起重机还要铺设轨道，费工、费时、成本高。

2.塔式起重机的类型、编号及主要组成部分分类2.按变幅方式分主要有：小车变幅式、动臂变幅式3.按安装方式分：下回转式、上回转式1.按回转支承位置分：上回转塔机、下回转塔机4.按底架固定情况分：固定式、轨行式5.升高方式分：自升式、固定高度自升式：附着式、内爬式*36编号：（JJ29-85）

Q（起）T（塔）QTL-轮胎塔式起重机QT-普通轨道式上回转塔式起重机QTP-爬升（内爬式）塔式起重机塔式起重机的主要参数采用最大起重力矩（t·m）表示QT60/80-起重机起重力矩为60t·m-80t·m的轨道上回转塔式起重机老型号采用最大起重量的轨道上回转塔t来表示主要参数QT1-6-最大起重量为6t的轨道式上回转塔式起重机*37组成：钢结构、工作机构、电气设备、安全装置金属结构部分：底座（上回转式为龙门架，下回转式为行走架）、塔身、转塔（只有上回转式才有）、爬梯工作机构：起升、变幅、回转和运行机构电气设备：电动机、中央集电器、电缆卷筒、控制电器安全装置：起升高度限位器、起重力矩限制器、回转限位器、行程限位器、起重量限制器、风速仪、夹轨器、锚定装置*38*393.起重量特性曲线和起升高度曲线（1）起重量特性曲线起重能力和起升高度是塔式起重机的主要特性参数，它们是选用起重机的重要指标，可以用曲线参数表示出来。塔式起重机的起重能力和起重幅度有关，所以起重量特性曲线可根据最大起重量和最小幅度及最小起重量和最大起重幅度来确定（a）一般压杆式臂架的工作情况，曲线由两段组成。水平段（L1）表示起重臂上升到上部极限工位时，起重量为常数（最大起重量Qmax）L-L1段是曲线，可按来计算（M为起重机的起重力矩，x为此刻的其中幅度）起重量。（b）表示个别情况下（没有水平段的情况）的起重量特性曲线。*40（2）起重高度特性曲线对于动臂变幅式塔式起重机，由于动笔的俯仰角度的变化，除了使起重幅度发生变化外，还会引起起重高度变化。用起重高度做纵坐标，起重幅度作横坐标，绘出起重幅度与高度的关系曲线----起升高度特性曲线二、塔式起重机常用机型简介QT60/80型塔式起重机为中型（起重量为3t-15t）、轨道行走、上回转式的塔式起重机。分为高、中、低三个塔级。最大起重高度68m，起重量2t-10t。1.QT60/80型塔式起重机组成：塔身、门架、塔顶、塔帽、起重臂、平衡臂等金属结构和起升、变幅、回转机构及电气系统与安全装置。*41QT60/80型塔式起重机的外形与构造示意图及工作特性曲线QT60/80型塔式起重机特点：（2）采用旋转法安装，安装场地大（至少80m长的空地），安装时需设牢固的地锚，并需大量的垫木，费工费时，且有一定的危险性QT60/80型塔式起重机缺点：构造简单，制造方便，造价低廉，使用技术要求不高（1）轨距比轮距小，侧向稳定性差（3）操纵室高度较低，又不能自由回转，使司机视野受到很大限制；起升卷扬机置于操纵室下方，起重绳通过操纵室，既限制起重臂回转角度（≤420°），又给司机操作带来极大不便。*422.QT80型塔式起重机QT80型塔式起重机为是一种轨道行走、上回转自升塔式起重机。通过换装一些设备和增加一些附件，可分别用作固定式自升式塔式起重机、附着式自升式塔式起重机和内爬式自升塔式起重机。钢结构：塔身标准节、起重臂、平衡臂、转台、塔顶、爬升套架、底架、附着装置。组成：钢结构机械传动、液压爬升、电气控制、安全保护装置。底架：由塔身基础节、纵梁、横梁及撑杆组成。纵、横梁通过螺栓连接构成一个井字架底盘，塔身基础节固定于井字底盘中央，其两侧安放压重块。*43QT80型塔