起重機結構

起重機的結構通常由三大部分組成：一是機架；二是機構(包括起升機構、運行機構、旋轉機構、變幅機構等)；三是控制系統。

基本介紹

• 中文名：起重機結構
• 外文名：crane structure
• 所屬領域：土木工程
• 組成：機架、機構、控制系統
• 結構剛度：靜態剛度和動態剛度
• 機構組成：起升機構、運行機構、旋轉機構

組成

1．機架

機架主要由橋架、小車架、操縱室及扶梯等部件組成，構成了起重機的主體。

2．機構

對橋式起重機而言，機構只有兩種，一是起升機構，二是運行機構。無旋轉機構及變幅機構。汽車起重機則具有上述介紹的四種機構。

橋式起重機的小車，具有起升和運行兩種機構。小車上設有大、小卷揚機各一台，作起吊重物用。大卷揚機又稱大鉤，設定在小車中部，最大起吊重量有8t、10t、15t、20t、25t、30t、40t、50t、60t等多種規格供選用。小卷揚機又稱小鉤，設定在小車右邊，起吊重量也有1t、1.5t、2t、2．5t、3t、4t、5t、8t、10t、15t等多種規格。在大卷揚機的左邊，設定有一小的運行機構，為小車在橋架軌道上左右運行提供動力。

橋式起重機的橋架又稱為大車，形狀為Ⅱ形。其四角處設有大車輪和運行機構，可使起重機沿車間縱向前後運行。大車與小車的配合，即可將重物吊運到車間平面範圍內的任一位置。

3．控制系統

控制系統設定在操縱室內。重物的吊起與放下，小車在橋架上的左右運行、大車在車間的前後運行均可在操縱室中操作完成。

結構剛度

起重機的結構剛度要求分為靜態剛度和動態剛度。

靜態剛度

靜態剛度以在規定的載荷作用於指定位置時結構在某一位置處的靜態彈性變形來表征。

(1)橋架型起重機(包括門式起重機和裝卸橋)

1)當滿載小車位於跨中，主梁由於額定起升載荷和小車自重載荷在跨中引起的垂直靜撓度，對低定位精度要求的起重機，或具有無級調速控制特性的起重機；採用低起升速度和低加速度能達到可接受定位精度的起重機。

2)對於具有懸臂的門式起重機和裝卸橋，當滿載小車位於懸臂上的有效工作位置時，該處由於額定起升載荷和小車自重載荷引起的垂直靜撓度，應不大於￡I/350(￡l為懸臂有效工作長度)。

(2)塔式起重機

在額定起升載荷作用下．塔身在其與臂架連線處(或臂架與轉柱的連線處)產生的水平靜位移△￡應
不大於1.34H/100，其中日為塔身在臂架連線處至軌面的垂直距離即塔身自由高度。

動態剛度

動態剛度是以起重機作為振動系統的動態抗變形能力來表征，即以滿載情況下鋼絲繩繞組的懸吊長度相當於額定起升高度時，以系統在垂直方向的最低階固有頻率(簡稱為滿載自振頻率)來表征。一般起重機僅核算結構的靜態剛度，如果系統的振動影響了生產作業等特殊情況或用戶有要求時，才需校核動態剛度。

對於電動橋式起重機(包括門式起重機、裝卸橋)，當小車位於跨中時的滿載自振頻率，應不低於2Hz。

對於門座起重機滿載自振頻率，應不低於1Hz。

結構舉例

以履帶起重機為例，履帶起重機的結構基本相同，都是由動力裝置、工作裝置、迴轉裝置、行駛系統、傳動系統及安全裝置等組成。

1．起重臂

履帶起重機都採用桁架式起重臂，用來支撐起升鋼絲繩、滑輪組的鋼結構。它可俯仰以改變起重機的工作半徑，並直接鉸接在上部迴轉平台上。起重臂上、下兩節為基本臂，並有多節標準臂。可根據施工需要在基本臂基礎上接長，必要時還可在主臂頂端裝一個副臂，以擴大作業範圍。例如，QUY50型起重機的基本臂長為13m，加節後可達52m。早期起重臂各節間大多用法蘭螺栓連線，現在大多採用銷軸連線，適用於無縫鋼管制作的桁架臂。起重臂斷面均呈矩形，有較好的側向穩定性。

2．起升機構

機械式起重機的起升機構是由主傳動裝置通過帶形離合器接合，使起升捲筒旋轉。通過捲筒的正、反轉來收放捲筒鋼絲繩，使吊鉤升降。液壓式起重機由液壓馬達通過一對減速齒輪減速後。驅動起升捲筒。

3．變幅機構

履帶起重機是由變幅捲筒收放變幅鋼絲繩，通過固定在雙足支架上的複式滑輪組，以及一端固定在滑輪組上、另一端固定在起重臂頂端滑輪軸上的拉臂繩，使起重臂升降。機械式起重機的變幅捲筒是由主傳動裝置通過蝸桿減速器驅動。液壓式起重機的變幅捲筒是由液壓馬達通過減速齒輪驅動。

4．迴轉裝置

(1)迴轉平台 迴轉平台又稱上部機架，它是動力裝置和各工作裝置安裝和連線的基礎。平台前部裝有起重臂和操縱系統，中後部裝有柴油機和固定變幅機構的雙足支架，下底面裝有迴轉支撐裝置的上座圈。後部裝有配重箱(塊)。

(2)迴轉支撐 迴轉支撐除完成迴轉作業外，還能將上部各種載荷傳到下支撐架，當迴轉平台旋轉時，保持機身平衡。

(3)迴轉機構機械式起重機是由主傳動裝置豎軸下端的圓柱齒輪和迴轉傳動齒輪嚙合，通過離合器驅動迴轉小齒輪沿迴轉大齒輪旋轉，使迴轉平台隨之轉動。液壓式起重機是由液壓馬達通過一組減速齒輪，驅動迴轉小齒輪，實現機身迴轉。

5．行駛系統

履帶起重機行駛系統的功用是支持機體並實現起重機的行駛，以及作業所需的行駛、前進、後退、轉彎等動作。液壓式履帶起重機行駛系統包括：下機架、伸縮液壓缸、行走液壓馬達、行星減速器；驅動輪、支重輪、托帶輪、張緊輪(導向輪)、履帶(俗稱四輪一帶)；張緊機構。四輪一帶及張緊裝置都裝在履帶架上。

機械式或電動式履帶起重機行走系統的結構與液壓式履帶起重機相類似，不同的是機械式行走傳動是由上部機械傳動機構通過行走豎軸，經錐齒輪副，再經通過左右鏈輪和鏈條(或減速器)使驅動鏈輪轉動，拖動履帶滾動，並在水平錐齒輪和鏈輪軸上裝有牙嵌離合器，以控制履帶的直行和左右轉彎。

(1)下機架(行走架) 下機架是迴轉平台和台車架(履帶架)之間的連線構件，其功用是將機體重量全部或部分通過履帶架傳到支重輪上，再通過履帶傳給地面。下機架由底架、橫樑及履帶架組成。下機架有組合式和整體式兩種。整體式因剛性好而得到廣泛套用。超大型履帶起重機為了運輸方便而需要分解，因此常設計成組合式的，也有在橫向設計成可伸縮式的。機架可分為彈性懸架、半剛性懸架及剛性懸架。機體重量完全經彈性元件傳給支重輪與機架，稱為彈性機架；一部分重量經彈性元件傳給支重輪，而另一部分重量經剛性元件傳給支重輪的，稱為半剛性機架；機體重量完全經剛性元件傳給支重輪的，稱為剛性機架。對於行駛速度較低的履帶起重機，為了保證作業穩定性，通常採用半剛性或剛性機架。

(2)履帶 履帶的功用是支撐起重機的全部重量，並保證車輛具有足夠的驅動力。履帶是由幾十塊履帶板和鏈軌等零件組成。履帶的結構基本上分為四部分：履帶的下面為支撐面，上面為鏈軌，中間為與驅動鏈輪相嚙合的部分，兩端為連線鉸鏈。根據履帶板結構不同。分為整體式和組合式。整體式履帶板結構簡單、製造方便、拆裝容易、重量較輕，機械式起重機都採用鑄鋼平面整體式履帶板。組合式履帶板具有更換零件方便的優點，當某零件損壞時，只需單獨換掉該零件，無需將整塊履帶板報廢。同時，組合式履帶的板節距小，能減少履帶軌鏈對各輪的衝擊和磨損，提高行走速度。液壓式履帶起重機都採用短肋軋制組合履帶板。