履帶式起重機

履帶式起重機（crawler crane），是一種高層建築施工用的自行式起重機。是一種利用履帶行走的動臂旋轉起重機。履帶接地面積大，通過性好，適應性強，可帶載行走，適用於建築工地的吊裝作業。可進行挖土、夯土、打樁等多種作業。但因行走速度緩慢，長距離轉移工地需要其他車輛搬運。

基本介紹

• 中文名：履帶式起重機
• 外文名：crawler crane
• 用途：吊裝施工
• 組成：動臂，轉台，底盤
• 參數：QUY系列
• 適用：建築工地的吊裝作業

概述

履帶式起重機由行走機構、迴轉機構、機身及起重臂等部分組成。行走機構為兩條鏈式履帶；迴轉機構為裝在底盤上的轉盤，使機身可迴轉360°。起重臂下端鉸接於機身上，隨機身迴轉，頂端設有兩套滑輪組(起重及變幅滑輪組)，鋼絲繩通過起重臂頂端滑輪組連線到機身內的卷揚機上，起重臂可分節製作並接長。

履帶式起重機操作靈活。使用方便，有較大的起重能力，在平坦堅實的道路上還可負載行走，更換工作裝置後可成為挖土機或打樁機，是一種多功能機械。但履帶式起重機行走速度慢，對路面破壞性大，在進行長距離轉移時，套用平板拖車或鐵路平板車運輸。

組成

履帶式起重機由動力裝置、工作機構以及動臂、轉台、底盤等組成。

動臂

為多節組裝桁架結構，調整節數後可改變長度，其下端鉸裝於轉台前部，頂端用變幅鋼絲繩滑輪組懸掛支承，可改變其傾角。

也有在動臂頂端加裝副臂的，副臂與動臂成一定夾角。起升機構有主、副兩卷揚系統，主卷揚系統用於動臂吊重，副卷揚系統用於副臂吊重。

轉台

通過迴轉支撐裝在底盤上，可將轉台上的全部重量傳遞給底盤，其上裝有動力裝置、傳動系統、卷揚機、操縱機構、平衡重和機棚等。動力裝置通過迴轉機構可使轉台作360°迴轉。迴轉支承由上、下滾盤和其間的滾動件(滾球、滾柱)組成，可將轉台上的全部重量傳遞給底盤，並保證轉台的自由轉動。

底盤

包括行走機構和行走裝置：前者使起重機作前後行走和左右轉彎；後者由履帶架、驅動輪、導向輪、支重輪、托鏈輪和履帶輪等組成。動力裝置通過垂直軸、水平軸和鏈條傳動使驅動輪旋轉，從而帶動導向輪和支重輪，使整機沿履帶滾動而行走。

參數

有起重量或起重力矩。選用時主要取決於起重量、工作半徑和起吊高度，常稱“起重三要素”，起重三要素之間，存在著相互制約的關係。其技術性能的表達方式，通常採用起重性能曲線圖或起重性能對應數字表。

履帶式起重機的特點是操縱靈活，本身能迴轉360度 ，在平坦堅實的地面上能負荷行駛。由於履帶的作用，可在鬆軟、泥濘的地面上作業，且可以在崎嶇不平的場地行駛。在裝配式結構施工中，特別是單層工業廠房結構安裝中，履帶式起重機得到廣泛的使用。履帶式起重機的缺點是穩定性較差，不應超負荷吊裝，行駛速度慢且履帶易損壞路面，因而，轉移時多用平板拖車裝運。

在結構安裝工程中常用的國產履帶式起重機，主要有以下幾種型號：W1一50、W1一100、W2一100、西北78D等。此外，還有一些進口機型。

W1一50型

最大起重量為100KN（10t），液壓槓桿聯合操縱，吊桿可接長到18m，這種起重機車身小，由教材表6—1可知，履帶架寬度M=2.85m，機尾到迴轉中心距離A=2.9m，自重輕，速度快，可在較狹窄的場地工作，適用於吊裝跨度在18m以下，安裝高度在10m左右的小型廠房和做一些輔助工作，如裝卸構件等。

W1一100型

最大起重量為150KN（15t），液壓操縱，與W1一50型相比，這種起重機車身較大，由表6—1可知，履帶架寬度M=3.2m，機尾到迴轉中心距離A=3.3m，速度較慢，但由於有較大的起重量和接長的起重臂，適用於吊裝跨度在18m~24m的廠房。

W1一200型

最大起重量為500KN（50t），主要機構由液壓操縱，輔助機械用槓桿和電氣操縱，吊桿可接長到40m，這種起重機車身特別大，由表6—1可知，履帶架寬度M=4.05m，機尾到迴轉中心距離A=4.5m，適用於大型工業廠房安裝。

穩定性

履帶式起重機超載吊裝時或由於施工需要而接長起重臂時，為保證起重機的穩定性，保證在吊裝中不發生傾覆事故需進行整個機身在作業時的穩定性驗算。驗算後，若不能滿足要求，則應採用增加配重等措施。

在下圖所示的情況下(起重臀與行駛方向垂直)，起重機的穩定性最差。此時，以履帶中心點為傾覆中心，驗算起重機的穩定性。

①當僅考慮吊裝荷載，不考慮附加荷載時起重機的穩定性應滿足：

穩定力矩 G 1 L 1 +G 2 L 2 +G 0 L 0 —G 3 L 3

K 1 = ———— = —————————— ≥ 1.4

傾覆力矩 （Q+q)+（R—L 2 ）

② 考慮吊裝荷載及所有附加荷載時，應滿足下式要求

G 1 L 1 +G 2 L 2 +G 0 L 0 —G 3 L 3 —M F —M G —M L

K 2 = —————————————————— ≥ 1.15

（Q+q)+（R—L 2 ）

以上兩式中，K 1 、K 2 為穩定性安全係數。為計算方便，“傾覆力矩”取由吊重一項所產生的傾覆力矩；而“穩定力矩”則取全部穩定力矩與其它傾覆力矩之差。在施工現場中，為計算簡單，常採用K 1 驗算。

式中： G 0 ——平衡重；由於機身長，行駛時的轉彎半徑較大。

G 1 ——機身可轉動部分的重量：

G 2 ——機身不轉動部分的重量；

G 3 ——起重臂重量(起重臂接長時，為接長後重量)；

Q——吊裝荷載(構件及索具重量)，

q——起重滑輪組及吊鉤重量；

L 1 ——G 1 重心至A點的距離；

L 2 ——G 2 重心至A點的距離；

L 3 ——G 3 重心至A點的距離；

L 0 ——G 0 重心至A點的距離；

M F ——風載引起的傾覆力矩。一般在6級風以上時不進行高空作業，6級風以下時，臂長L<25m可不考慮M F 。M F可按下式計算

M F =W 1 h1十W 2 h2十W 3 h3

W 1 、W 2 、W 3 ——作用於相應部位的風荷載；

M G ——構件下降時剎車慣性力引起的傾覆力矩，可按下式計算

M G =P G （R—L 2 ）=Q.v(R—L 2 )/g.t

P G ——慣性力，

v——吊鉤下降速度(m/s)，取吊鉤起重速度的1．5倍；

g——重力加速度，9．8m/s 2 ；

t——從吊鉤下降速度v變到0所需的制動時間(取1s)。

M L ——起重機迴轉時的離心力引起的傾覆力矩，可按下式計算

P L ——離心力

n——起重機迴轉速度，取1r/min，

h——所吊構件於最低位置時，其重心至起重臂頂端的距離。

h 3 ——停機面至起重臂頂端的距離。

構造組成

履帶式起重機由吊鉤、起重臂、轉台、底盤、配重、動力裝置、傳動機構、工作機構、控制裝置等組成。

(1)吊鉤：履帶式起重機的取物裝置。

(2)起重臂：桁架式結構，用於支撐起升鋼絲繩、滑輪組的鋼結構。

(3)轉台：通過迴轉支撐安裝在底盤上，在起重作業時可以迴轉。

(4)底盤：包括行走機構和行走裝置，可在負重條件下行走。

(5)配重：安裝在起重機迴轉平台尾部，確保起重機工作平穩。

(6)動力裝置：即動力源，為起重機提供驅動力。

(7)傳動機構：將動力傳遞給各個工作機構。

(8)工作機構：包括卷揚機構、變幅機構、迴轉機構等。

(9)控制裝置：用來控制和操縱履帶式起重機，實現行走、吊裝作業。

安全操作

（1）起重機應在平坦堅實的地面上作業、行走和停放。在正常作業時，坡度不得大於3度，並應與溝渠、基坑保持安全距離。

（2）起重機啟動重點檢查項目應符合下列要求：

1）各安全防護裝置及各指示儀表安全完好；

2）鋼絲繩及連線部位符合規定；

3）燃油、潤滑油、液壓油、冷卻水等添加充足；

4）各連線件無鬆動。

（3）起重機啟動前應將主離合器分離，各操縱桿放在空擋位置，並應按照規定啟動內燃機。

（4）作業時，起重臂的最大仰角不得超過出廠規定。當無資料可查時，不得超過78度。

（5）在起吊載荷達到額定起重量的90%及以上時，升降動作應慢速進行，並嚴禁同時進行兩種及以上動作。

（6）採用雙機抬吊作業時，應選用起重性能相似的起重機進行。抬吊時應統一指揮，動作應配合協調。載荷應分配不公合理，單機的起吊載荷不得超過允許載荷的80%。在吊裝過程中，兩台起重機的吊鉤滑輪組應保持垂直狀態。

（7）當起重機如需帶載行走時，載荷不得超過允許起重量的70%，行走道路應堅實平整重物應在起重機正前方向。重物離地面不得大於500mm，並應拴好拉繩，緩慢行駛。嚴禁長距離帶載行駛。

（8）起重機行走時，轉變不應過急；當轉彎半徑過小時，應分次轉變；當路面凹凸不平時，不得轉彎。

（9）起重機上下坡道時應無載行走，上坡時應將起重臂仰角適當放小，下坡時應將起重臂仰角適當放大。嚴禁下坡空擋滑行。

保養

履帶行走裝置容易損壞，須經常加油檢查，清除污穢。因起重機在負載時對地面的單位壓力較大，一般應在較堅實的和較平整的地面上工作。必要時，鋪設石料、枕木、鋼板或特製的鋼木路基箱等，提高地面承載能力。

故障

履帶起重機行走跑偏的故障原因分析行走跑偏是履帶起重機的常見故障，造成行走跑偏的原因很多履帶起重機行走，特別是在工地上，因缺乏測量儀表和試驗裝置，分析起來比較困難。下面結合實例對履帶起重機的跑偏原因和判斷方法作一下介紹。

某一履帶起重機的故障現象為前進時向右跑偏，後退時不跑偏，且大油門時跑偏嚴重。

履帶起重機的行走系統主要由機械部分（包括驅動輪、導向輪、托鏈輪、支重輪、履帶）和液壓驅動部分組成。維修時，應本著先易後難的原則，先分析一下機械部分。

機械部分主要檢查兩個方面，一是兩條履帶是否平行；二是驅動輪、導向輪、托鏈輪、支重輪的中心線是否重合。這兩者的任何一方有問題，都會造成行走跑偏，但現象應是前進和後退都跑偏，而該車只是前進時跑偏，故可判定故障不是機械部分引起的。此時需對液壓部分進行分析。

當推動操縱手柄5時，操縱手柄向制動器1提供壓力油，打開制動器，同時，操縱手柄向主閥4提供壓力油，推動主閥閥芯動作，主閥向馬達2提供壓力油，馬達運轉，從而驅動行走減速機運轉，實現履帶起重機的行走。制動閥則起到停車液壓制動、下坡限速等作用。從整個行走液壓系統來看，馬達、制動閥、主閥和操縱手柄等元件中的任何一個出了故障，都會造成行走跑偏。根據經驗，故障率由高至低的順序為馬達、操縱手柄、主閥和制動閥，下面依次進行分析。

馬達的故障主要表現為內泄量大，若是右側的馬達內泄量大，容積效率降低，將會造成右側馬達轉速低於左側馬達，而這種情況將造成前進後退都向右跑偏，因此可判定不是馬達的故障。為證實這個判定，將右側馬達的泄油口打開，做行走試驗，發現液壓油從泄油口緩緩外溢，證明內泄量正常，可確認馬達沒有故障。

操縱手柄的常見故障為閥的內泄量大，提供給主閥的先導壓力偏低，造成主閥沒有完全開啟，輸送給馬達的液壓油流量小而造成跑偏。前進和後退由操縱手柄中的兩個獨立的閥芯控制，將操縱手柄控制前進、後退的兩個出油口調換，若是出現後退跑偏、前進時不跑偏的現象，則證明操縱手柄有故障。調換後試驗，發現依然是前進時向右跑偏，後退時不跑偏，說明不是操縱手柄的問題。

主閥的常見故障為閥內泄漏量大，造成流量損失大；或液壓系統不清潔，造成閥芯卡滯，閥口開啟不完全，流量小。因前進和後退均由主閥中的同一閥芯完成，若是閥內泄漏量大，前進和後退都應跑偏，因此可判定主閥內泄漏量大的故障可能性很小。為分析主閥閥芯是否卡滯，調換一下管路，將控制左馬達的主閥出油口接到右馬達，控制右馬達的主閥出油口接到左馬達，若主閥有問題，跑偏方向將改變，行走試驗後故障現象沒有變化，可證明主閥並無問題。

制動閥的常見故障為閥內泄漏量大或閥芯動作不到位。若是閥內泄漏量大，前進和後退都應跑偏，經判定閥內泄漏量大的故障可能性很小。若閥芯被雜物卡滯或閥內節流口堵塞導致閥芯動作不到位，閥口開度小，液壓油通過量小，而造成跑偏，大油門時壓力和流量損失大，跑偏就會嚴重。

為此，在左、右主閥的進油口（P口）各接一測壓表做行走試驗，發現後退時左、右壓力基本一樣。但前進時若是小油門，左、右壓力相差不大；若是大油門，右邊壓力比左邊高出幾兆帕，這說明制動閥控制前進方向的閥芯動作不到位，通油不暢。小油門時液壓油流量小，壓力和流量損失較小，大油門時的壓力和流量損失較大，故而造成前進時向右跑偏，後退時不跑偏，且大油門時跑偏嚴重的故障現象。

拆檢制動閥，發現控制前進方向的節流口被雜物堵塞，清洗後故障隨即消失。

由以上分析可知，對於履帶起重機的行走跑偏故障，原因很多，可全盤考慮各種可能因素，然後逐項分析判定，並通過測量和試驗來確認，逐項排除，以找到真正的原因。

裝置

履帶式起重機的安全裝置

（1）起重量指示器（角度盤，也叫重量限位器）

裝在臂桿根部接近駕駛位置的角度指示，它隨著臂桿仰角而變化，反映出臂桿對地面的夾角，知道了臂桿不同位置的仰角，根據起重機的性能表和性能曲線，就可知在某仰角時的幅度值、起重量、起升高度等各項參考數值。

（2）過卷揚限制器（也稱超高限位器）

裝在臂桿端部滑輪組上限制鉤頭起升高度，防止發生過卷揚事故的安全裝置。它保證吊鉤起升到極限位置時，能自動發出報警信號或切斷動力源停止起升，以防過卷。

（3）力矩限制器

力矩限制器是當荷載力矩達到額定起重力矩時就自動切斷起升或變幅動力源，並發出禁止性報警信號的安全裝置，是防止超載造成起重機失穩的限制器。

（4）防臂桿後仰裝置和防背桿支架

防臂桿後仰裝置和防背桿支架，是當臂桿起升到最大額定仰角時，不再提升的安全裝置，它防止臂桿仰角過大時造成後傾。

操作

履帶式起重機操作時應注意：

1．起重機自重大，接地壓力高，作業時重心變化大，應在平坦堅實的地面上作業、行走和停放。

2．為保證起重機的正常使用，在起重機作業前必須按照以下要求進行檢查：

(1)各安全防護裝置及各指示儀表齊全完好；

(2)鋼絲繩及連線部位符合規定；

(3)燃油、潤滑油、液壓油、冷卻水等添加充足；

(4)各連線件無鬆動。

3．起重機啟動前應將主離合器分離，各操縱桿放在空擋位置，並應參照內燃機操作安全交底啟動內燃機。

4．內燃機啟動後，應檢查各儀表指示值，待運轉正常再接合主離合器，進行空載運轉，順序檢查各工作機構及其制動器，確認正常後，方可作業。

5．作業時，俯仰變幅的起重臂的最大仰角不得超過出廠規定。當無資料可查時，不得超過78°，以防止起重臂後傾造成重大事故。

6．起重機的變幅機構一般採用蝸桿減速器和自動常閉帶式制動器，這種制動器僅能起到輔助作用，如果操作中在起重臂未停穩前即換檔，由於起重臂下降的慣性超過了輔助制動器的摩擦力，將造成起重臂失控摔壞的事故。所以，起重機變幅應緩慢平穩，嚴禁在起重臂未停穩前變換擋位；起重機載荷達到額定起重量的90%及以上時，嚴禁下降起重臂。

7．起吊載荷接近滿負荷時，其安全係數相應降低，操作中稍有疏忽，就會發生超載，在起吊載荷達到額定起重量的90%及以上時，升降動作應慢速進行，並嚴禁同時進行兩種及以上動作。

8．起重吊裝作業不得有絲毫差錯，起吊重物時應先稍離地面試吊，當確認重物已掛牢，起重機的穩定性和制動器的可靠性均良好，再繼續起吊，以便及時發現和消除不安全因素。在重物升起過程中，操作人員應把腳放在制動踏板上，密切注意起升重物，防止吊鉤冒頂。當起重機停止運轉而重物仍懸在空中時，即使制動踏板被固定，仍應腳踩在制動踏板上，一旦發生險情時可及時控制，以保證吊裝作業的安全可靠。

9．採用雙機抬吊作業時，應選用起重性能相似的起重機進行。為了使載荷的合理分配和雙機動作的同步，抬吊時應統一指揮，動作應配合協調，載荷應分配合理，單機的起吊載荷不得超過允許載荷的80%。為防止超載，在吊裝過程中，兩台起重機的吊鉤滑輪組應保持垂直狀態。

10．當起重機如需帶載行走時，由於機身晃動，起重臂隨之俯仰，幅度也不斷變化，所吊重物也因慣性而擺動，形成斜吊，因此，載荷不得超過允許起重量的70%，行走道路應堅實平整，重物應在起重機正前方向，便於操作員觀察和控制，重物離地面不得大於500mm，並應栓好拉繩，緩慢行駛。嚴禁長距離帶載行駛。

11．起重機在不平的地面上急轉彎，容易造成傾翻事故。所以，起重機行走時，轉彎不應過急；當轉彎半徑過小時，應分次轉彎；當路面凹凸不平時，不得轉彎。

12．起重機上下坡時，起重機的重心和起重臂的幅度隨坡度而變化，因此，起重機上下坡道時應無載行走，上坡時應將起重臂仰角適當放小，下坡時應將起重臂仰角適當放大。下坡空擋滑行將失去控制造成事故，嚴禁下坡空擋滑行。

13．為了減少迎風面，降低起重機受到的風壓，作業後，起重臂應轉至順風方向，並降至40°～60°之間，吊鉤應提升到接近頂端的位置，應關停內燃機，將各操縱桿放在空擋位置，各制動器加保險固定，操縱室和機棚應關門加鎖。

14．起重機-轉移工地，應採用平板拖車運送。特殊情況需自行轉移時，應卸去配重，拆短起重臂，主動輪應在後面，機身、起重臂、吊鉤等必須處於制動位置，並應加保險固定。每行駛500一1000m時，應對行走機構進行檢查和潤滑。

15．起重機通過橋樑、水壩、排水溝等構築物時，必須先查明允許載荷後再通過。必要時應對構築物採取加固措施。通過鐵路、地下水管、電纜等設施時，應鋪設木板保護，並不得在上面轉彎。

16．用火車或平板拖車運輸起重機時，所用跳板的坡度不得大於15°；起重機裝上車後，應將迴轉、行走、變幅等機構制動，並採用三角木楔緊履帶兩端，再牢固綁紮；後部配重用枕木墊實，不得使吊鉤懸空擺動。

履帶式起重機