第5章 起重机械

《物流设施与设备》第五章起重机械第五章起重机械第一节起重机械概述第二节轻小型起重设备第三节门式起重机第四节桥式起重机第五节臂架类起重机第六节起重机械的主要属具第七节起重机械的安全技术及设备管理《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述一、起重机械的应用及特点二、起重机械的分类三、起重机械的基本组成四、起重机械的基本参数《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述一、起重机械的应用及特点（一）起重机械的应用起重机械是现代化生产不可缺少的设备，广泛应用于工厂、港口、建筑工地、矿山、铁路、宾馆、居民楼等场所（二）起重机械的特点经常起动、制动、正向和反向运动是起重机械动作的基本特点。此外，起重机械还有以下特点：1、操作技术难度较大；2、吊运过程复杂而危险；3、需要在较大的范围内运行，一旦造成事故影响的面积也较大；4、有些起重机械（仅指施工升降机等），需要直接运载人员做升降运动，其可靠性直接影响人身安全；5、潜在许多突发的危险因素；6、作业环境复杂；7、对指挥者、操作者和起重工等要求较高。《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述二、起重机械的分类起重机械的类型很多，按照不同的分类方法有可分为不同的型式。一般按其结构、性能不同将起重机械分为四类：轻小型起重设备桥式起重机臂架式起重机升降式起重机此外，还可以按其动作复杂程度、适用范围、驱动方式、取物装置、架设方式、运移方式、使用场合等进行分类。起重机械的详细分类见表5-1。《物流设施与设备》第五章起重机械分类方法分类结果具体名称按结构、性能不同轻小型起重设备千斤顶：螺旋千斤顶，齿条千斤顶，液压千斤顶滑车与滑车组起重葫芦：手拉葫芦，手扳葫芦，电动葫芦，气动葫芦卷扬机（绞车）：手摇卷扬机，可逆式电动卷扬机，摩擦式电动卷扬机等绞盘（绞磨）悬挂单轨系统桥式起重机通用桥式起重机、龙门起重机（门式起重机）、装卸桥、粱式起重机、电动桥式起重机、缆索起重机、堆垛起重机、冶金桥式起重机臂架式起重机门座式起重机半门座式起重机塔式起重机流动式起重机：汽车起重机，轮胎起重机，履带起重机，特殊底盘起重机铁路起重机浮式起重机甲板起重机桅杆起重机：独脚桅杆起重机，人字桅杆起重机，三角桅杆起重机，系缆式桅杆起重机，龙门桅杆起重机悬臂起重机：柱式悬臂起重机，臂上起重机，自行车式起重机升降式起重机电梯，货梯，升船机等表5|1《物流设施与设备》第五章起重机械分类方法分类结果按动作复杂程度单动作起重机械：千斤顶、绞车和升降机等复杂动作起重机械：桥式起重机和臂架式起重机等按适用范围通用式起重机械：桥式起重机、门式起重机、装卸桥等专用式起重机械：冶金起重机、防爆起重机、堆垛起重机、集装箱起重机、救援起重机等按驱动方式人力式起重机械：千斤顶，滑车，手动葫芦，绞磨等简单起重设备动力式起重机械：大部分桥式、臂架式、升降式起重机按取物装置吊钩起重机、抓斗起重机、电磁起重机按架设方式支承起重机、悬挂起重机按运移方式固定式起重机、运行式起重机、自行式起重机、牵（曳）引式起重机、爬升式起重机、便携式起重机、随车起重机等按使用场合车间起重机、机器房起重机、仓库起重机、贮料场起重机、建筑起重机、工程起重机、港口起重机、船厂起重机、坝顶起重机、船上起重机等表5|1︵续︶《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述三、起重机械的基本组成起重机械通常由工作机构、金属结构、动力装置、控制系统组成。（一）工作机构1、起升机构是用来升降货物的机构，是起重机的基本结构。大型起重机一般设有两套起升机构：主钩和副钩，副钩的起升能力为主钩的1/5-1/3或更小。2、运行机构是用来实现起重机械和起重小车沿固定轨道或路面行走的机构，它有无轨运行和有轨运行两种。一般可分为集中驱动、分别驱动两类。运行机构还有自行式和牵引式之分。3、变幅机构是依靠臂架俯仰或小车运行的方式使吊具移动而改变幅度的机构。4、回转机构使起重机的回转部分在水平面内围绕回转中心转动的机构。通过回转机构，起重机的工作范围从线、面作业扩展为具有一定空间的作业。回转一般分为全回转（360º）和部分回转（270º）。《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述三、起重机械的基本组成（二）金属结构金属结构是起重机的基体和骨架。它主要用来布置和安装起重机的驱动装置和其它机构，承受各种载荷并将这些载荷传递给起重机的支撑部分。金属结构主要包括臂架、门架、桥架、转台、人字架和机房等部分。（三）动力装置动力装置即起重机械的驱动装置，它是用来驱动各工作机构动作的机构，是起重机的重要组成部分，在很大程度上决定着起重机机械的工作性能和结构特点。不同类型的起重机由不同类型的动力装置组成，除了简单的起重设备外，现代起重机械主要采用电力驱动、内燃机驱动、内燃机-电力驱动、内燃机-液压驱动等复合驱动。（四）控制系统起重机的控制系统包括操纵装置和安全装置。它们由离合器、制动器、锁止器、起重力矩和起重量限制器、防风抗滑装置、行程限位器、缓冲器等组成。通过控制系统可改变起重机的运动特性，实现各机构的起动、调速、变向、制动乃至停止，从而完成起重机的作业任务。《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述四、起重机械的基本参数起重机的主要技术参数有起重量、幅度、起重力矩、起升高度、工作速度、生产率、轨距（跨度）和基距（轮距/轴距）、工作级别、起重机外形尺寸、自重、轮压等。这些参数是表示起重机械工作性能和技术经济性的指标，也是设计、评价和选用起重机械的技术依据。（一）起重量M起重量即起重机的起升质量，是指起重机在安全工作情况下所能提升重物的质量。起重量是衡量起重机起重能力的参数，有额定起重量和最大起重量之分，通常用额定起重量Mn来表示，是指起重机在各种工况下安全作业所允许吊起的重物连同可分吊具质量的总和，单位为吨（t）。最大起重量Mmax是指起重机械正常工作条件下，允许吊起的最大额定起重量。（二）幅度L幅度（或外伸距）是指起重吊具伸出起重机支点以外的水平距离（m），不同形式的起重机往往采用不同的计算起点。对回转臂架起重机，其幅度是指回转中心线与吊具中心线间的水平距离。非回转臂架起重机的幅度一般指臂架下铰点至吊具中心线的水平间距。外伸距常用于桥式卸船机，是指临水侧轨道中心线至吊具中心线的最大水平间距。《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述（三）起重力矩T起重力矩是指起重机的幅度L（m）与相应起吊货物的重力Mg（N）的乘积，即T=MgL，单位为千牛米（kN•m）。有些臂架起重机如轮胎和汽车起重机的起重能力常用起重力矩来衡量。起重力矩综合体现了起重量与幅度两个性能参数，根据其值的大小可全面确切了解起重机的起吊能力。（四）起升高度H起升高度是指起重机将额定起重量起升的最大垂直距离（m）。额定起升高度Hn是指满载吊钩上升到最高极限位置时，吊钩中心至地面或轨面的距离。最大额定起升高度的确定，是根据起重机作业要求及其总体设计的合理性综合考虑的。门座起重机的起升高度应考虑最大船舶在低潮、高潮、空载和满载的情况。目前我国对轮胎起重机、塔式起重机、电动门（桥）式起重机等制定了起升高度标准，设计和选用时应当遵循。《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述（五）工作速度（v/ω）起重机工作速度包括起升、运行、变幅和回转速度，对伸缩臂式起重机还包括吊臂伸缩速度和支腿收放速度。1、起升速度vn是起重机械起升额定起重量时，货物匀速上升的速度（m/min）；2、运行速度vk是起重机械或起重小车匀速运行时的速度（m/min），对无轨运行的起重机械常称行驶速度（km/h）；3、变幅速度vL是起重机吊具从最大幅度至最小幅度沿水平方向运动的平均速度（m/min）；4、回转速度ω是回转起重机的转动部分匀速转动回转角速度（r/min）。起重机工作速度的选择应根据其工作性质、使用场合、起重量、工作行程等因素综合考虑。《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述（六）生产率Q起重机的生产率是指在规定的条件下连续工作时，单位时间内吊运货物的总吨数，单位是t/h。它综合了起重量、工作行程和工作速度等基本参数以及操作技能、作业组织等因素，是表示起重机装卸能力的一个综合指标，也是测算装卸作业能力的依据。起重机生产率Q可按下式计算：对件货：Q=nm对散货：Q=nVρφ：m：吊货物的平均质量（t）；V：抓斗的有效容积（m3）；ρ：散粒货物的堆积密度（指它在堆积状态下单位体积所具有的质量），（t/m3）；·φ：抓斗充填系数。对粒状货物取0.8~1.0；块状货物取0.6~0.93；从薄层中抓货时取下限，从厚层中抓货时取上限；n：起重机1h内的工作循环次数，n=3600/T；T：一个工作循环的时间（s），它包括该循环中起重机各机构的工作时间和挂、摘钩等辅助时间。《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述（七）轨距（跨度）、基距（轮距/轴距）轨距是指有轨运行起重机或其小车行走轨道中心线之间的水平距离。对于桥架类起重机的运行轨道中心线之间的水平距离或固定式起重机的支腿之间的水平距离称为跨度。轨距的大小由主参数起重力矩确定。基距是沿轨道方向上起重机两支腿中心线的间距。对于无轨运行的起重机，通常为轮距或轴距。轮距是左右两组行走轮中心线的间距，分为前轮距和后轮距；轴距是前与后轮轴中心线的间距。（八）工作级别工作级别也称工作类型，是表明起重机及其机构工作繁忙程度和载荷状态的参数。我国现行的起重机国家标准规定，按起重机的利用等级和载荷状态将其分为A1~A8八种工作级别，按起重机各机构的利用等级和载荷状态将其分为M1~M8八种工作级别。由于起重机各机构的工作繁忙程度不同，各机构接电持续率JC值也不一样。对于工作循环时间小于10min的场合，JC值可下式计算：JC=在起重机一个工作循环中机构的运行时间*100%/起重机一个工作循环的总时间《物流设施与设备》第五章起重机械第一节起重机械概述（九）其它参数其它参数包括起重机的外形尺寸、自重（起重机自身重量，t）、轮压（一个轮子对轨道或地面的垂直压力，kN）、驱动功率（kW）等，这些参数不仅能反映起重机本身性能的优劣，而且还直接影响其造价、动力消耗及码头的基础建设投资，是重要的技术经济指标。《物流设施与设备》第五章起重机械第二节轻小型起重设备一、电动葫芦二、钢丝绳葫芦图5-1钢丝绳电动葫芦图5-2防爆电动葫芦图5-3环链电动葫芦《物流设施与设备》第五章起重机械第二节轻小型起重设备一、电动葫芦电动葫芦是把电动机、减速器、卷筒及制动装置等组装在一起的小型轻便起重设备，其工作类型一般为JC=25%。（一）电动葫芦分类：电动葫芦主要有三类：钢丝绳式、环链式、板链式，其性能和参数见表5-2。（二）电动葫芦的型号标注：电动葫芦的型号标注一般由四大项组成：类组型代号、特性代号、主参数和运行速度。具体标注方法如下：1、类组型代号：是指按机械部的行业标准对电动葫芦所分的八种类型，即：HC，常速钢丝绳电动葫芦；HM，常慢速钢丝绳电动葫芦；HZ，重级工作制电动葫芦；HT，双卷筒电动葫芦；HB，防爆电动葫芦；HF，防腐电动葫芦；HH，环链电动葫芦，HL，板链电动葫芦。2、特性代号：指它的安装和运行方式，有A、B、C、D四种。A固定安装的电动葫芦，根据安装地脚的位置分为上、下、左、右四种，分别用字母A1、A2、A3、A4表示；B表示手拉小车式运行方式；C表示链轮小车式运行方式；D表示用电动小车运行。3、主参数：包括起重量（t）和起升高度（m）。4、运行速度（m/min）：运行速度为20m/min时不标。《物流设施与设备》第五章起重机械表5-2电动葫芦的性能和主要参数性能/参数钢丝绳式电动葫芦环链式电动葫芦板链式电动葫芦工作平稳性平稳稍差稍差承载件弯折方向任意任意只能在一个平面内起重量（t）一般0.1~10，需要时可达63或更大0.1~200.1~3起升高度（m）一般3-30，需要时可达60或更高一般4~6，不超过20一般3~4