第二章起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能第一節(jié)起重機(jī)械的基本參數(shù)及其確定起重機(jī)的參數(shù)是表征其技術(shù)性能的指標(biāo)，也是設(shè)計(jì)和選用起重機(jī)的依據(jù)。它主要包括：起重量、幅度（或外伸距）、起升高度、工作速度、生產(chǎn)率、軌距（或跨度、輪距）和基距（或軸距）、工作級別、起重機(jī)外型尺寸、自重和輪壓等。一、起重量起重量通常是指最大額定起重量，它表示起重機(jī)正常工作時(shí)所允許起升的最大重物的質(zhì)量（t）。對于使用吊鉤的起重機(jī)，它指允許吊鉤吊起的最大重物的質(zhì)量。對于使用吊鉤以外各種吊具的起重機(jī)，如使用抓頭、電磁吸盤、集裝箱吊具等的起重機(jī)，這些吊具的質(zhì)量應(yīng)包在內(nèi)，即為允許起升的最大重物質(zhì)量與可拆吊具的質(zhì)量之和。對于起重量較大的起重機(jī)，通常除主鉤外，還裝設(shè)起重能力較小、起升速度較高的副鉤，副鉤的起重量一般約為主鉤的起重量的20%～40%。輪胎、汽車、履帶等起重機(jī)的額定起重量是隨工作幅度不同而變化的，其標(biāo)定起重量是指使用支腿且臂架處于最小幅度位置時(shí)允許起升的最大質(zhì)量。起重量一般由使用部門根據(jù)需要提出。在選定起重量時(shí)，

應(yīng)使其符合我國起重機(jī)械列標(biāo)準(zhǔn)和交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，

見表9.1-1。

表9.1-1起重機(jī)械最大起重量系列（GB783-87）（t）

口述不同起重量系列的應(yīng)用范圍二、幅度（或外伸距）幅度（或外伸距）是指起重機(jī)吊具伸出起重機(jī)支點(diǎn)以外的水平距離（m），不同形式的起重機(jī)往往采用不同的計(jì)算起點(diǎn)。對回轉(zhuǎn)臂架起重機(jī)，其幅度是指回轉(zhuǎn)中心線與吊具中心線間的水平距離。三、起升高度起升高度是指起重機(jī)能將額定起重量起升的最大垂直距離（m）。四、工作速度起重機(jī)的工作速度包括起升、變幅、回轉(zhuǎn)、運(yùn)行四個(gè)機(jī)構(gòu)的速度。五、生產(chǎn)率起重機(jī)的生產(chǎn)率是指在單位時(shí)間內(nèi)吊運(yùn)貨物的總噸數(shù)，通常用t/h表示。它是綜合了起重量、工作行程和工作速度等基本參數(shù)以及操作技能、作業(yè)組織等因素而表明起重機(jī)工作能力的綜合指標(biāo)。要提高起重機(jī)的生產(chǎn)率，主要可從以下兩方面著手：一是提高起重量，如采用大噸位的起重機(jī)或采用輕型吊具，以增大起重機(jī)的有效起重量；二是增加每小時(shí)的工作循環(huán)次數(shù)，如提高工作機(jī)構(gòu)的速度，縮短起重機(jī)吊具運(yùn)行的路程，幾個(gè)工作機(jī)構(gòu)盡可能同時(shí)動(dòng)作，縮短掛鉤等輔助時(shí)間等；三是總結(jié)推廣先進(jìn)的管理和操作經(jīng)驗(yàn)。六、起重機(jī)及其機(jī)構(gòu)的工作級別工作級別是表明起重機(jī)及其機(jī)構(gòu)工作繁忙程度和載荷狀態(tài)的參數(shù)。起重機(jī)是間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械。工作時(shí)，各個(gè)機(jī)構(gòu)不但時(shí)開時(shí)停，而且有時(shí)正轉(zhuǎn)，有時(shí)反轉(zhuǎn)；有時(shí)滿載，有時(shí)空載；有時(shí)載荷大，有時(shí)載荷??；有的起重機(jī)日夜三班工作，有的特殊用途的起重機(jī)甚至一年才用一兩次。這些現(xiàn)象都會對起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)的零部件的疲勞、磨損等產(chǎn)生不同的影響。因此，應(yīng)根據(jù)不同情況對起重機(jī)及其機(jī)構(gòu)劃分為不同的工作級別，目的是為合理地設(shè)計(jì)、制造和選用起重機(jī)及其零部件提供一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)。根據(jù)我國起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB3811-83），起重機(jī)及其機(jī)構(gòu)的工作級別是按它們的利用等級和載荷狀態(tài)來劃分的。利用等級反映工作的繁忙程度，起重機(jī)按其設(shè)計(jì)使用期內(nèi)總的工作循環(huán)次數(shù)分等級，各機(jī)構(gòu)按其使用期內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)數(shù)分等級。起重機(jī)及其機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài)表明它們經(jīng)常受載的輕重程度，均分為輕、中、重、特重四級。根據(jù)起重機(jī)或機(jī)構(gòu)的利用等級和載荷狀態(tài)，把起重機(jī)的工作級別分A1至A8共八個(gè)級別，各機(jī)構(gòu)則分為M1至M8各八個(gè)工作級別。例如1～3級是指不經(jīng)常使用的或經(jīng)常輕閑地使用的級別，而7～8級則表示繁忙地使用或者利用等級中等但載荷狀態(tài)為重或特重的情況。第二節(jié)起重機(jī)械零部件及主要機(jī)構(gòu)一．起重機(jī)械零部件1.鋼絲繩鋼絲繩是廣泛應(yīng)用于起重機(jī)中的撓性構(gòu)件，具有承載力大、卷繞性好、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無噪音、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。(1).結(jié)構(gòu)形式的選擇起重機(jī)鋼絲繩通常采用雙重繞繩：先由鋼絲捻繞成繩股，再由繩股繞繩芯捻繞成鋼絲繩(圖9.2-1)。鋼絲抗拉強(qiáng)度極限可達(dá)1.4-2Gpa,其中1.7、1.85GPa較常用。鋼絲按力學(xué)性能分為特號、Ⅰ號、Ⅱ號三種。特號韌性最好，用于載人的升降機(jī)，Ⅰ號韌性較好，用于一般起重機(jī)，Ⅱ號成本較低，用做捆扎繩。鋼絲表面分鍍鋅和光面兩種，前者防腐性能好，但由于鍍鋅的影響，破斷拉力和撓性有所降低。鋼絲繩分類

鋼絲繩的捻繞方向根據(jù)其外層繩股的螺旋線方向分為右旋繩和左旋繩，一般無特殊要求，多采用右旋繩。鋼絲捻成繩股與繩股捻成繩方向相同為順捻，鋼絲捻成繩股與繩股捻成繩方向相反為交捻（圖9.2-2）。交捻不會松散，制造方便，起升機(jī)構(gòu)常采用交捻;順捻撓性好和壽命長。鋼絲繩按鋼絲與鋼絲之間的接觸形式分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。點(diǎn)接觸鋼絲繩鋼絲易滑動(dòng)，接觸應(yīng)力大，影響使用壽命，但制造成本低，線接觸鋼絲繩鋼絲之間接觸良好，使用壽命約為點(diǎn)接觸鋼絲繩2倍，故起升機(jī)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先采用線接觸鋼絲繩。(2).鋼絲繩直徑的計(jì)算與選擇鋼絲繩直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力確定：式中：d——鋼絲繩最小直徑，mm；c——選擇系數(shù)，mm/；表9.2-1Smax——鋼絲繩最大工作靜拉力，N。

對單聯(lián)滑輪組：Smax=Q/mη組

對雙聯(lián)滑輪組：Smax=Q/2mη組(3)．鋼絲繩的標(biāo)記確定鋼絲繩的形式和所需鋼絲繩的最小直徑后，可在圓股鋼絲繩國家標(biāo)準(zhǔn)GB1102-88中選定所需鋼絲繩型號。鋼絲繩型號中應(yīng)包括結(jié)構(gòu)形式、主參數(shù)、鋼絲繩質(zhì)量和捻制方法。具體標(biāo)記見下例所示：6W（19）-35-155-Ⅰ-光-右交-GB1102-88這種型號標(biāo)記的鋼絲繩表示：6股,每股19絲,直徑為35mm,公稱抗拉強(qiáng)度為1.55GPa，Ⅰ號光面制成的，右向交繞的瓦靈吞型鋼絲繩，瓦靈吞型是一種線接觸鋼絲繩。

返回2.滑輪組滑輪組是起重機(jī)械的一個(gè)重要的部件，在起升機(jī)構(gòu)里大量采用?；喗M是由鋼絲繩依次繞過定滑輪和動(dòng)滑輪組成的一種聯(lián)合裝置。具有省力和增速的作用?；喗M按作用分省力滑輪組和增速滑輪組兩種（圖9.2.3）。增速滑輪組主要用于液壓或氣力機(jī)構(gòu)中，利用油或氣缸工作裝置獲得數(shù)倍于活塞行程的速度，如輪式起重機(jī)的吊臂伸縮機(jī)構(gòu)。省力滑輪組用于起重機(jī)械的起升機(jī)構(gòu)上，該種滑輪組以較少的力能吊起較大的重物。省力的大小，用滑輪組的倍率m表示。滑輪組的倍率m在數(shù)值上等于滑輪組承載分支數(shù)與繞進(jìn)卷筒上驅(qū)動(dòng)分支數(shù)之比。倍率m的大小可用公式表示：

m=Q/S=L/H=v0/v

式中：Q——被吊起物品的重量；S----鋼絲繩自由端拉力L----鋼絲繩自由端移動(dòng)的距離H----物品提升距離

v0---鋼絲繩線速度

v----物品的提升速度下圖何為省力滑輪組?何為增速滑輪組?倍率=?起重量小時(shí)，選用小的倍率，隨著起重量增大，倍率相應(yīng)提高。倍率增大，起升速度相應(yīng)減少。流動(dòng)式起重機(jī)常用的單聯(lián)滑輪組倍率數(shù)見下表二、起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)1.起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)是起升貨物并使它產(chǎn)生升降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，它是起重機(jī)最主要和最基本的機(jī)構(gòu)，沒有起升機(jī)構(gòu)就不能稱其為起重機(jī)。起升機(jī)構(gòu)依動(dòng)力裝置的不同可分為三種：（1）內(nèi)燃機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)起升卷筒轉(zhuǎn)動(dòng).目前只在少數(shù)履帶起重機(jī)和輪胎式起重機(jī)上應(yīng)用；（2）電動(dòng)機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)起升卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，簡稱電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，它屬于分別驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)裝置簡單，可以采用標(biāo)準(zhǔn)件，在橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)和塔式起重機(jī)上廣泛應(yīng)用;（3）由油馬達(dá)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)卷筒，簡稱液壓起升機(jī)構(gòu)，它屬于分別驅(qū)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸緊湊，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在汽車起重機(jī)和輪胎起重機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。下面主要介紹后兩種起升機(jī)構(gòu)。(1).電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)參見圖9.2.5電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)簡圖，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器減速后驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，使鋼繩繞進(jìn)卷筒或由卷筒放出，從而使吊鉤升降。卷筒的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)是通過改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向來達(dá)到的；而機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的停止或使貨物保持在懸吊狀態(tài)是依靠制動(dòng)器抱住制動(dòng)輪來實(shí)現(xiàn)的。制動(dòng)器通常裝在高速軸上，這樣所需要的制動(dòng)力矩小，因而制動(dòng)器的尺寸小、重量輕.電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置是電動(dòng)機(jī)，通常采用交流電動(dòng)機(jī)，也有用直流電動(dòng)機(jī)。按照取物裝置的不同可分為吊鉤起升機(jī)構(gòu)、電磁吸盤起升機(jī)構(gòu)和抓斗起升機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)與卷筒并列布置是大多數(shù)吊鉤起重機(jī)常用的起升機(jī)構(gòu)的形式，電動(dòng)機(jī)通過二級標(biāo)準(zhǔn)減速器帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)；對于大起重量的起重機(jī)，為了實(shí)現(xiàn)低速起升以及增大電動(dòng)機(jī)與卷筒之間的距離，除采用標(biāo)準(zhǔn)兩級臥式減速器外，再采用一對傳動(dòng)比為3～5的開式齒輪傳動(dòng)。并列式起升機(jī)構(gòu)分組性好，宜先用標(biāo)準(zhǔn)件，機(jī)構(gòu)布置勻稱，安裝維修方便，因而得到廣泛應(yīng)用。(2).液壓起升機(jī)構(gòu)液壓起升機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于汽車起重機(jī)和輪胎起重機(jī)。按照液壓驅(qū)動(dòng)裝置的類型可分為：高速油馬達(dá)、低速大扭矩油馬達(dá)和起升油缸式起升機(jī)構(gòu)三種。a.高速油馬達(dá)起升機(jī)構(gòu):高速油馬達(dá)比較成熟，得到廣泛的應(yīng)用。采用高速油馬達(dá)作驅(qū)動(dòng)裝置的起升機(jī)構(gòu)可分為單卷筒式和雙卷筒式兩種。單卷筒式起升機(jī)構(gòu)按卷筒與油馬達(dá)相對位置可分為并列式與同軸式兩種。并列式布置的起升機(jī)構(gòu)是目前中小噸位輪胎式起重機(jī)最常用的，其簡圖參見9.2.6a所示。高速油馬達(dá)1經(jīng)二級標(biāo)準(zhǔn)減速器3帶動(dòng)卷筒4轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)器2裝在高速軸上，這樣需要的制動(dòng)力矩小，制動(dòng)器外形尺寸小。這種形式的起升機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是分組性好，可以采用標(biāo)準(zhǔn)件，維修方便；缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)布置不夠緊湊，特別是在起重量大的情況尤為突出，因之適用于中小噸位的起重機(jī)。

雙卷筒式應(yīng)用在大中型輪胎式起重機(jī)上，一般除裝設(shè)主起升機(jī)構(gòu)外，還裝有副起升機(jī)構(gòu)。當(dāng)?shù)踺p貨和起升高度比較大時(shí)，可用起升速度較高的副起升機(jī)構(gòu)，以提高生產(chǎn)率。按照主副起升機(jī)構(gòu)兩個(gè)卷筒的驅(qū)動(dòng)方式可分為分別驅(qū)動(dòng)和集中驅(qū)動(dòng),參見圖9.2.7，前者選用兩套獨(dú)立的單卷筒式起升機(jī)構(gòu)組成主副起升機(jī)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，缺點(diǎn)是成本高，機(jī)構(gòu)不夠緊湊；后者由一個(gè)油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)卷筒，在兩個(gè)卷筒上分別裝有各自的離合器和制動(dòng)器，以保證兩個(gè)卷筒獨(dú)立的工作。優(yōu)點(diǎn)是成本低、結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)重力下降；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。這種型式的起升機(jī)構(gòu)，目前在輪胎式起重機(jī)上的應(yīng)用較多。

b.低速油馬達(dá)式起升機(jī)構(gòu):低速大扭矩油馬達(dá)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低、輸出扭矩大，這對低速重載的起重機(jī)械是非常需要的。有這類油馬達(dá)就可以將油馬達(dá)直接與卷筒聯(lián)接，一般不需要減速裝置，從而簡化了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置和結(jié)構(gòu)。低速大扭矩油馬達(dá)與同功率的減速器相比，體積和重量小得多，這種優(yōu)點(diǎn)當(dāng)輸出扭矩越大時(shí)越明顯。因此，低速大扭矩油馬達(dá)宜用于大中型的起重機(jī)。

2.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是將起吊的貨物繞起重機(jī)垂直軸線作水平圓弧移動(dòng)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置支承和回轉(zhuǎn)裝置兩大部分組成。(1).回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置①電動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置

通常裝在回轉(zhuǎn)部分上，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器帶動(dòng)最后一級小齒輪，小齒輪與裝在固定部分的大齒圈嚙合，以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)回轉(zhuǎn)。②液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置a.高速油馬達(dá)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)方案中，高速油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)