一、起重机的概念
起重机(Crane)是一种起重机械,是一种作循环和间歇运动的机械。一个工作循环包括:拾取装置将物体从拾取处抬起,然后水平移动到指定位置以降低物体,然后进行反向运动,使拾取装置返回原位进行下一个循环。
在一定范围内垂直提升和水平运输重物的多功能起重机械。也称为起重机。属于物料搬运机械。起重机的工作特点是做间歇运动,即在一个工作循环中相应的取料、移动、卸料等动作的机构交替工作。
卷扬机通常由提升机构(用于上下移动物品)、运行机构(用于移动卷扬机)、变幅机构和回转机构(用于水平移动物品)以及一个金属机构,动力装置,操纵控制和必要辅助装置的组合。
二、起重机类型
桥梁建设工程中使用的起重机械根据其结构和性能的不同,一般可分为轻小型起重设备、桥式起重机械和臂架式起重机三类。轻小型起重设备如:千斤顶、起重机、绞车等。
桥式起重机械如:桥式起重机、门式起重机等
动臂式起重机,如固定式回转起重机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎式起重机、履带式起重机等。
三、起重机原型
中国古代用于灌溉农田的柑橘是旋臂起重机的原型。 14世纪,西欧出现了人力和畜力驱动的旋臂起重机。 19世纪初履带吊专用千斤顶,桥式起重机出现;起重机的重要易损件,如轴、齿轮和吊具,开始由金属材料制成,并开始用水驱动。 19世纪后期,蒸汽动力起重机逐渐取代了水力起重机。 1920年代以来,由于电气工业和内燃机工业的快速发展,基本形成了以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机。
起重机主要包括:起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构,多由起升系统和绞盘组成,还有一些升降机重物通过液压系统。运行机构用于纵向和横向移动重物或调整起重机的工作位置,一般由电动机、减速机、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在旋臂起重机上,起重臂时幅值减小,下降时幅值增大。有平衡变幅和不平衡变幅两种。回转机构用于使臂架回转,由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架,桥梁、起重臂、门架等主要承重部件可以是箱形结构或桁架结构,也可以是腹板结构,有的可以用型钢作为支撑梁
四、起重机按结构分类:
梁式起重机可在矩形及以上场地作业,多用于车间、仓库、露天堆场等装卸物品。
①主梁起重机主要包括单梁桥式起重机和双梁桥式起重机。单梁桥式起重机的桥架主梁多采用工字钢或型钢与钢板组合截面。起重小车常与手拉葫芦、电动葫芦或葫芦组装成起升机构部件。
有桥梁支撑式和悬吊式两种。前桥沿车梁上的起重机轨道运行;后者沿着悬挂在工厂框架下的起重机轨道运行。单梁桥式起重机分为手动和电动两种。手动单梁桥式起重机工作速度低,起重量小,但自身质量小,便于组织生产,成本低。场合。
手动单梁桥式起重机采用手动单轨小车作为行走小车,手动葫芦作为起升机构,桥架由主梁和端梁组成。主梁一般采用单工字钢,端梁采用型钢或冲压钢板焊接而成。
电动单梁桥式起重机的工作速度和生产率高于手动起重机吊车出租,起重能力也更大。电动单梁桥式起重机由桥架、大车操作机构、电动葫芦和电气设备组成。
②桥式起重机是桥梁在高架轨道上运行的一种桥式起重机,又称桥式起重机。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架桥上的轨道纵向运行,起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行,形成一个矩形的工作范围,可以充分利用桥下空间。桥梁吊运物料不受地面设备阻碍。
桥式起重机广泛应用于室内外仓库、工厂、码头和露天堆场。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。
普通桥式起重机一般由起升小车、桥梁运行机构、桥梁金属结构组成。起重小车由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。
起升机构包括电机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电机通过减速机带动卷筒旋转,使钢丝绳缠绕在卷筒上或从卷筒上放下,以提升重物。小车架是支撑和安装起升机构、小车运行机构等部件的框架,通常为焊接结构。
旋臂起重机(臂架起重机)有立柱式、壁式和平衡起重机三种。
①立柱式悬臂起重机由立柱和悬臂组成,悬臂可以围绕固定在底座上的固定立柱旋转,或悬臂与旋转立柱刚性连接,相对于垂直中心线一起旋转。基础支撑。悬臂起重机。适用于起重能力不大,作业服务范围为圆形或扇形的场合。一般用于机床等工件的夹持和搬运。
立柱式悬臂起重机多采用环链电动葫芦作为起升机构和操作机构,很少使用钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦。旋转和水平移动操作多为手动,仅在起重能力大时才使用电动。
②壁挂式起重机是固定在墙上的旋臂起重机,或者是可以沿着墙壁或其他支撑结构上的高架轨道运行的旋臂起重机。
壁行式起重机用于跨度大、建筑高度较高的车间或仓库,最适合在靠近墙壁的地方进行频繁的吊装作业。壁式起重机多与上面的梁式起重机或桥式起重机配合使用,服务于靠近墙壁的一个长方体空间,负责吊起轻小物体,大件由梁式起重机或桥式起重机承担。
③平衡吊俗称平衡吊。它利用四连杆机构的原理,在负载和平衡重之间形成平衡系统。可使用多种吊具,在三维空间灵活轻松地吊装负载。平衡起重机轻便灵活。是吊装小件物品的理想起重设备。广泛应用于工厂车间的机床装卸、工序中的工件、自动线、生产线、沙箱吊装、零件装配,以及车站、码头、仓库等各种场合的起重机操作机构的驱动方式。可分为两类:一类是集中驱动,即用电机带动长传动轴带动两侧的主动轮;另一种是单独驱动,即两侧的主动轮由电动机驱动。中小型桥式起重机多采用制动器、减速器、电机合二为一的“三合一”驱动方式。为了方便起重能力大的普通桥式起重机的安装和调整,驱动装置常采用万向联轴器。 结构起重机的行走机构一般只使用两个驱动轮和从动轮。如果起重能力较大,则常采用增加轮子的方法来降低轮压。当车轮超过四个时,必须使用铰接式平衡框架装置,将起重机的载荷均匀地分配在每个车轮上。
桥梁的金属结构由主梁和端梁组成,可分为单主梁桥和双主梁桥两种。单主梁桥由一个主梁和位于跨两侧的端梁组成,双梁桥由两个主梁和端梁组成。
主梁和端梁刚性连接,端梁两端装有轮子,支撑桥梁在高架上运行。轨道焊接在主梁上,供小车运行。桥梁主梁的典型结构类型有箱形结构、四桁架结构和空心桁架结构等。
箱形结构可分为常规箱形双梁、离轨箱形双梁、离轨箱形单主梁两种。正轨箱形双梁是一种应用广泛的基本形式。主梁由上下翼缘板和两侧竖向腹板组成。小车轨道设置在上法兰盘的中心线上。其结构简单,易于制造,适合大批量生产,但自重较大。
离轨箱形双梁和离轨箱形单主梁截面由不等厚的上下翼缘板和主副腹板组成。短加劲板可以省去,用宽翼缘箱形主梁代替两根主梁,代替轨道外箱形单主梁,自重小,但施工复杂。生产。四桁架结构是由四个平面桁架组成一个封闭的空间结构。上部水平桁架表面一般覆盖有行走平台,重量轻,刚度高。强度低,产量少。
空腹桁架结构类似于非轨道箱形主梁。它由四块钢板组成,形成一个封闭的结构。除主腹板为实腹工字梁外,其余三块钢板均按设计要求切割成多个窗,形成一个无斜杆的空心桁架,上部表面覆盖行走平台和较低的水平桁架。起重机操作机构和电气设备安装在桥内,重量轻,整体刚度高。这是在中国广泛使用的类型。 .
普通桥式起重机以电力驱动为主,一般在驾驶室内操作,也有手柄操作和带遥控的遥控。起重量可达500吨,跨度可达60米。
简易梁桥式起重机,又称梁式起重机,其结构组成与普通桥式起重机相似,起重量、跨度和工作速度都较小。
桥架主梁是由工字钢或其他型钢和板钢组成的简单截面梁。手动葫芦或电动葫芦配备简易小车作为起重小车。小车一般在工字梁的下翼缘上。跑。桥可以沿高架上的轨道运行,也可以沿高架下悬挂的轨道运行。这种起重机称为悬梁式起重机。
冶金专用桥式起重机可以参与钢铁生产过程中的特定工艺操作。其基本结构与普通桥式起重机相似,但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣、工作水平高。主要有五种。
1、铸造起重机:用于将铁水吊入搅拌炉、炼钢炉,将铁水吊入连续铸锭设备或铸锭模具。主小车提升铲斗,辅助小车进行翻斗等辅助工作。
2、夹具起重机:用夹具将高温钢锭垂直吊入深坑均热炉,或取出放在钢锭车上。
3、 脱模起重机:用于将钢锭从钢锭模具中强制推出。小车上有专门的脱模装置,脱模方式取决于锭模的形状:有的脱模起重机用杆子压锭,用钳子提起锭模;钳子把锭举起来。
4、充电起重机:用于向平炉添加充电。主台车立柱下端装有拾取杆,用于拾取料箱送入炉内。主立柱可绕垂直轴旋转,拨杆可上下摆动旋转。辅助台车用于修炉等辅助作业。
5、锻造起重机:配合液压机锻造大型工件。主台车挂钩上挂有专用翻转器,用于支撑和翻转工件;辅助小车用于提升工件。
龙门起重机:水平桥架设置在两个支腿上,形成龙门形状的桥式起重机。这种起重机在地轨上运行,主要用于露天堆场、造船厂、电站、港口和铁路货运站的搬运和安装。门式起重机的起升机构、小车运行机构和桥架结构与桥式起重机基本相同。由于跨度大,起重机操作机构大多采用分离驱动方式,以防止起重机运行时出现歪斜和增加阻力,甚至发生事故。门式起重机的起重小车在桥上运行,有的起重小车是旋臂起重机。桥架两侧的支腿一般为刚性支腿;当跨度超过30米时,通常一侧为刚性支腿,另一侧为通过球铰与桥架连接的柔性支腿,使门架成为静不定系统,可避免因梁架引起的附加应力。外荷载作用下的横向推力,还可以补偿桥梁的纵向温度变形。起重机轨夹与行走机构互锁。桥架可两端无悬臂;也可以一端悬臂或两端悬臂,扩大工作范围。
半门式起重机的桥架一端有支腿,另一端无支腿,直接在高平台上运行。门式起重机有4种。
①普通门式起重机:这类起重机应用最广泛,可搬运各种件和散状物料,起重能力100吨以下,跨度4~35米。普通的带抓斗的门式起重机工作水平更高。
②水电站门式起重机:主要用于起重和启闭闸门,也可用于安装作业。起重量80-500吨,跨度小,8-16米;提升速度低,1-5 m/min。这种起重机虽然不常吊装,但一旦使用,工作量很大,应适当提高工作水平。
③造船门式起重机:用于在船台上组装船体,总有两台起重小车:一个有两个主吊钩,在桥梁上翼缘的轨道上运行;另一个有一个主钩和一个辅助钩 钩子在桥下翼缘上的轨道上运行,用于翻转和提升大型船体部分。起重量一般为100-1500吨;跨度185米;起升速度2-15 m/min,微动速度0. 1-0. 5 m/min。
④集装箱门式起重机:用于集装箱码头。挂车将岸壁集装箱运输车卸船的集装箱运至堆场或后方后,由集装箱龙门吊堆垛或直接装运运走,可加快集装箱运输车的周转速度或其他起重机。可存放3~4层高、6行宽的集装箱的堆场一般采用轮胎式,也有用轨道式的。与集装箱跨式相比,集装箱门式起重机在门架两侧的跨度和高度更大。为了满足港口码头的运输需要,这种起重机具有更高的工作水平。起升速度8-10m/min;跨度根据需要跨越的集装箱排数确定,最大约60米,分别对应20尺、30尺、40尺长的集装箱起重量约20吨和 25 吨和 30 吨。
桥梁
桥式起重机是由大跨度的门式起重机发展而来的,又称装卸桥。用于露天堆场、港口、铁路货运站等。普通载重桥的结构与大型门式起重机类似。特点是:①运输对象以散装物料为主; ②跨度大,一般30米以上,有的可达170米; ③作业频繁,生产率高,一般500-1500吨/小时,工作速度高,起升速度60-70m/min,小车运行速度100-350m/min,工作水平高;承载桥操作机构仅用于调整工作位置,为非工作机构。当跨度较大时,承载桥的桥架由一根刚性支腿和一根柔性支腿支撑。桥架与两个支腿之间可用螺栓连接;与柔性支腿的连接也可以通过球铰或柱铰,使柔性支腿相对于桥架有一定范围的挠度。
桥梁由桁架梁组成,台车在其上弦杆或下弦杆的轨道上运行。有的手推车带有回转臂架,相当于桥上运行的臂架起重机。
在港口码头岸边运行的集装箱承载桥是一种结构特殊的大型起重机,专门用于船舶的集装箱装卸。两侧一般有刚性支腿组成坚固的龙门架,桥架支撑在与龙门架一体的上框架上。带有集装箱吊具(见跨式)的手推车在桥上运行。伸向大海的长悬臂通常是可俯仰的。在非作业状态下,悬臂可在80°~85°仰角吊起,使载桥能越过船上最高点。工作时悬臂是平的。一些悬臂也是固定的。
2。双梁桥式起重机
双梁桥式起重机由直轨、起重机主梁、起重小车、动力传动系统和电气控制系统组成,特别适用于大悬挂、大起重能力的平面范围内物料输送。
3、 旋臂起重机。可在圆形场地内及以上作业,多用于露天装卸及安装作业。有门式起重机、浮式起重机、桅杆式起重机、壁式起重机和甲板起重机。
4、 塔式起重机。一般用于建筑工地吊装物料。
5、 门式起重机。通常用于港口。此外,起重机还可以根据驱动方式、工作类型、机动性和用途进行分类。
起重机可分为:根据安装方式的不同:
1、汽车起重机
将起重机安装在通用或专用车辆的底盘上,低盘性能相当于同等车辆总重的卡车,符合道路车辆的技术要求,因此可以在各种车辆上畅通无阻道路。这种起重机一般设有上下两个控制室,在运行过程中必须伸出支腿以保持稳定。
起重量范围很大,从8吨到1000吨,底盘的轴数可以从2到10个,是生产效率最高、应用最广泛的起重机类型。
2、轮胎起重机
吊装部分安装在专用充气轮胎底盘上。上下车使用同一台发动机,行驶速度一般不超过30KM/H,车宽也较宽,不适合在高速公路上长途行驶。具有无支腿吊装和吊重行走功能,适用于货场、码头、工地等移动距离有限的场所进行吊装作业。
3、 越野轮胎起重机是1970年代开发的起重机。其起重功能与轮胎式起重机类似,也可在不使用支腿和吊装的情况下进行起重。
区别在于底盘的结构形式和独特的底盘结构带来的行驶性能的提升。这台起重机的发动机安装在底盘上,底盘有两个车桥和四个大直径越野胎面轮胎。四个轮子都是驱动轮和方向盘。在泥泞、不平的工地换站时,四轮均传递动力,即四轮驱动,以提高通过泥泞地面和不平整路面的能力。在平坦路面上高速行驶时,只使用前桥或后桥的两个车轮,以减少能耗。在起重机的随机文件中,4x4 表示四轮驱动,4x2 表示 4 个车桥中的两个为驱动轮。该型号适用于狭窄场地作业。可实现连续无级变速,在路面阻力突变的情况下不会熄火,极大地方便了驾驶员的操作。全地形轮胎起重机是一种功能强大且灵活的轮胎起重机,具有扩展的性能。
4、全地形起重机
它是一种结合了汽车起重机和越野起重机特点的高性能产品。它不仅可以像汽车起重机一样快速转移,长途行驶,而且可以满足在狭窄崎岖或泥泞的地面上作业的要求,即高速,多轴驱动,全轮转向,三转向模式,离地间隙大,爬坡能力强,无需支腿举升等功能,是一款非常有前途的产品。但价格较高,使用维护水平较高。
5、特种起重机
为完成特定任务而开发的专用起重机。例如:安装在越野车或装甲车上的起重轮式救援车,为机械化部队提供战术和技术支持;处理交通事故等的道路清障车都属于这一类。
起重机的工作类型:指起重机的工作繁忙度和负载变化的参数。
工作繁忙程度,对起重机而言,是指起重机实际工作时间与一年总工作小时数之比;对于一个组织,它是指一年内的一个组织。工作小时数与总小时数之比。在起重机的一个工作循环中,机构运行时间的百分比称为机构的负载持续率,用JC表示。
负载变化的程度,起重机在实际运行中是按额定起重量设计的吊车公司,起重机所起的负载往往小于额定起重量。该负载的变化程度由使用系数 k 的起重量表示。 k=起重机全年实际起重量的平均值/起重机额定起重量。
根据起重机的工作繁忙程度和负载变化的程度,起重机的工作类型通常分为轻型、中型、重型和特重型4个等级。
起重机的工作类型和起重能力是两个不同的概念。起重能力大,不一定重,起重能力小,不一定轻。例如,水电站所用的起重机起重能力为数百吨,但很少使用。仅在设备安装和维修时使用。 另一个例子是车站货场使用的门式起重机。虽然起重能力不大履带吊专用千斤顶|起重机的发展历程+起重机的分类与应用,但工作很忙,属于重型。
起重机的工作类型与安全性能密切相关。对于相同起重量、跨度和起升高度的起重机,如果工作类型不同,则设计制造时采用的安全系数不同履带吊专用千斤顶,即零部件的类型、尺寸和规格不同。例如,由于钢丝绳和制动器的工作类型不同,安全系数不同(轻型安全系数小,重型安全系数大),选用的型号也不一样。又如10t桥式起重机,中型(JC=25%)起升电机功率为N=16KW,重工型(JC=40%)起升电机功率为N=23. 5KW.
从以上情况可以看出,如果在重型场所使用轻型起重机,起重机经常会出现故障,影响安全生产。因此,在进行安全检查时,应注意起重机的工作类型必须与工况相一致。
起重机特性曲线:起重机结构承载力、起重臂起重能力和整机抗倾覆稳定性三条曲线的包络线。
起重机械按其功能和结构特点大致可分为以下四类。
1、轻小型起重设备
轻小型起重设备的特点是重量轻、结构紧凑、动作简单,作业范围的投影主要以点和线为主。轻型和小型起重设备一般只有一个起升机构,只能对重物进行单次起升运动。属于这一类的有:千斤顶、滑车、手(气、电动)葫芦、绞盘等。电动葫芦往往配备行走小车和金属框架,以扩大作业范围。
2、 桥式起重机
桥式起重机的特点是可以使吊钩或其他拾取装置上的重物在空间内实现垂直起升或水平运动。桥式起重机包括:起升机构、大型和小车运行机构。依靠这些机构的协同作用,重物可以在一定的立方空间内起吊运输。桥式起重机、门式起重机、装卸桥、冶金桥式起重机、电缆起重机等都属于这一类。
3、旋臂起重机
旋臂起重机的特点与桥式起重机基本相同。
旋臂起重机包括:起升机构、变幅机构、回转机构。依靠这些机构的协同作用,可以在一定的圆柱空间内将重物提升和运输。旋臂起重机多安装在车辆或其他形式的运输(移动)工具上,从而形成运行的旋臂旋转起重机。如汽车起重机、轮胎式起重机、塔式起重机、门座起重机、浮式起重机、铁路起重机等。
4、 提升
升降机的特点是重物或取物装置只能沿导轨升降。电梯虽然只有一个起升机构,但电梯内还有很多其他的辅助设备,所以形成了一个单独的类别,其中包括:电梯、货梯、升船机等。此外,起重机的分类方法也多种多样。
例如,按拣选装置和用途分:有吊钩、抓斗、电磁、冶金、堆垛、集装箱、抢险等;行走式起重机、自行式起重机、随车起重机、爬升式起重机、便携式起重机、随车起重机等;
按驱动方式分类:有支撑吊、悬挂吊等;按使用场合分有车间起重机、机房起重机、仓库起重机、堆场起重机、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、船舶起重机等