第三章起重机械概论.ppt

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2009.7大连理工大学机械学院苗明131901622420411-84709830第三章第三章起重机械概论起重机械概论第一节概述n起重机械（Liftingappliances）-以间歇、重复工作方式，通过起重吊钩或其他吊具起升、下降、或升降与运移重物的机械设备。

如：

轻小起重设备、起重机、升降机。

n起重机（Crane）-使挂在起重吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降和水平运移的起重机械。

-GB6974.1-86一、用途和作用起重机械是现代化生产的重要机械设备；主要用来搬运物料，随着社会生产力的发展，得到国民经济各部门的广泛使用；如：

化工工业、钢铁工业、林业、造船工业、港口、建筑、机械工业、汽车工业、军工企业等。

作用：

1、减轻体力劳动；2、提高劳动生产率；3、实现生产过程机械化和自动化；高架高架RMG中转平台中转平台中转平台中转平台低架低架RMG低架低架RMG运动方向运动方向集卡车道集卡车道集卡车道集卡车道高架高架RMG运动方向运动方向智能道口智能道口二、组成三个基本组成部分：

1、工作机构：

起重机械的执行机构，其作用是使被吊运的物品获得必要的升降和水平移动，实现物品的装卸、转载、运输、安装等作业要求。

常用的工作机构：

起升机构、运行机构、回转机构和变幅机构-四大机构。

其中起升机构为基本的工作机构，其它为辅助机构；还有一些特殊机构-伸缩机构、夹钳机构、平衡机构和顶升机构等。

2、金属结构：

是起重机械的骨架，用来支承工作机构，起升重物和自身重力以及外部载荷。

决定着起重机的结构造型。

3、动力设备：

是为起重机提供工作动力、控制、照明和联络的功能。

三、起重机的发展简况。

中国古代灌溉农田用的桔槔是臂架型起重机的雏形；14世纪，西欧出现人力和畜力驱动的转动臂架型起重机；19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动；到了19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机；20世纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业的迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。

四、起重机械的工作特点1、间歇性2、重复性3、工作循环不固定性五、搬运物料物料种类：

成品件、散料和液体物料搬运距离：

长途、中途和短途六、起重机的发展动向1、大型化随着大型船舶的建造，大型水电站的建设需要，近些年国际上出现了一些“起重机”巨人，如联邦德国克虏伯公司为日本三井造船公司设计一台最大起重量300t的门座起重机，最大工作幅度55米，日本石川岛播磨重机公司也设计制造了同吨位的门座起重机。

联邦德国波利希海凯尔布莱谢尔为公司为瑞典考库姆斯船厂设计了起重量为1500t的门式起重机，用于35万吨船舶的船坞。

跨度174m，起升高度105m,总重7200t。

又如美国的大苦力电站，配有一台起重量为2000t的门式起重机。

美国升降机公司生产过Gmax=3000t的浮式起重机。

我国中海油有4800吨的浮吊，德国设计制造一台Gmax=1000t的轮式起重机。

2、四化标准、系列、专用、自动化。

组合式、多用对常用的大批量通用的起重机械的主要性能参数，主要机构及零部件实现标准化、系列化，对提高生产率、降低生产成本，改善产品性能及维修保养都有着积极的意义。

对于一些不同服务场所、服务对象，设计一些专用起重机械，如：

冶金起重机、集装箱起重机等。

自动化：

通过无线电遥控，电子计算机操纵实现自动化，无人化。

3、材料、结构型式及新技术的应用随着起重机的大型化，必然带来对材料的大量需求，因此采用高强度材料及合理的结构形式来减轻自重节省钢材。

4、计算理论和设计方法极限状态计算法、有限单元法、机械优化设计、可靠性设计。

动态设计。

5、提高工作安全性和环境保护改善司机的工作环境，振动、噪声、废气、尘埃的防止、处理等。

第二节主要参数n主要参数的作用和内容主要参数是说明起重机械基本性能特征的一组参数。

n作用：

设计的依据用户参照（选型）n内容：

包括起重量、起升高度、跨度、幅度、工作速度、自重、生产率、轨距、基距、轮压、工作级别等。

1、起重量、起重量起重量是被起升重物的质量。

（GB6974.2-86）起重量不包括吊钩（汽车起重机则包括）、动滑轮组及钢丝绳等基本吊具的质量。

但抓斗、起重电磁铁，铁水包等可分吊具的质量包括在起重量内。

额定起重量Gn:

起重机允许吊起的重物或物料，连同可分吊具质量的总和。

对于幅度可变的起重机，根据幅度规定起重机的额定起重量。

有效起重量Gp：

起重机能吊起的重物或物料的净质量。

总起重量Gt：

起重机能吊起的重物或物料，连同可分吊具和长期固定在起重机上的吊具或属具的质量总和（包括吊钩、滑轮组、起重钢丝绳）。

最大起重量Gmax：

起重机正常工作条件下，允许吊起的最大额定起重量（名义起重量）。

我国对各种类型的起重机的起重量已标准化。

最大起重量系列表最大起重量系列表0.1110（11.2）100（112）10000.1251.2512.5（14）125（140）0.161.616（18）160（180）0.2220（22.5）200（225）0.252.525（28）250（280）0.323.232（36）320（360）0.4440（45）400（450）0.5550（56）500（560）0.636.363（71）630（710）0.8880（90）800（900）t国家机械工业委员会批准1988-01-01实施2、跨度、跨度S桥架型起重机支承中心线之间的水平距离,单位为m。

跨度表见下页起重机跨度系列表起重机跨度系列表额定起重量：

Gtt厂房跨度L9121518212427303336起重机跨度S50无通道7.510.513.516.519.522.525.528.531.534.5有通道710131619222528313463125-16192225283134160250-15.518.521.524.527.530.533.5m注：

在同一轨道上同时装设额定起重量为50t以下和63t以上的两种起重机时，起重机的跨度值应按63t以上的起重机选取。

同一跨间内装设两层起重机时，表内的起重机跨度值只适用于上层起重机。

沿起重机轨道的两侧必须设有通道时，起重机跨度允许按0.5m的倍数减少。

3、幅度、幅度L起重机置于水平场地时，空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的水平距离，单位为m。

最大幅度：

臂架倾角最小或小车在臂架最外极限位置时的幅度。

最小幅度：

臂架倾角最大或小车在臂架最内极限位置时的幅度。

名义幅度：

即最大幅度。

4、起升高度、起升高度H起重机水平停车面至吊具允许最高位置的垂直距离。

对于吊钩和货叉算至它们的支承表面。

对于其它吊具算至它们的最低点，对于桥吊应是空载置水平场地上方，从地面开始测定其起升高度，单位为m。

起升高度考虑的因素：

起吊物品的最大高度；障碍物的高度；吊具高度；对于港口起重机还需考虑船的空载、满载、涨潮和潮落问题；对于取物装置可以降落到地面以下时，要分别标出地面上高度、地面下高度（该高度称为下降深度h）。

总的起升高度为二者之和。

对桥式起重机已标准化（标准化表见下页）。

对于港口门座式和港口浮式起重机也有有关部委标准。

额定起重量Gtt吊钩抓斗电动吸盘一般起升高度加大起升高度起升高度一般起升高度主钩副钩主钩副钩一般加大5016182426182630166312520223032-16025022243032-通用桥式起重机、慢速桥式起重机、防爆桥式起重机和通用桥式起重机、慢速桥式起重机、防爆桥式起重机和绝缘桥式起重机的起升高度表绝缘桥式起重机的起升高度表注：

表中有范围的起升高度，具体值视使用场合而定。

表中所列的起升高度均为最大起升高度，必要时，经供需双方协商，也可超出此限。

用户在订货时应提出实际需要的起升高度，实际值应从6m始，每2m为一档。

5、工作速度、工作速度工作速度一般是指起升、变幅、回转、运行四种工作速度。

起升速度上升速度，有快速、慢速、微速之分。

单位为m/s；变幅速度取物装置从最大幅度到最小幅度沿水平方向移动的平均速度，单位为m/s；回转速度起重机上部回转部分相对上部基础或运行部分沿回转中心线的回转速度。

单位为r/min；运行速度指起重机或起重小车的行走速度。

单位为m/s；对流动式起重机为km/h；工作速度一般根据以下几点而定：

工作性质和使用场合对于工作性的，对生产率有较高要求的工作机构，V取高速；对于非工作性的或调整性的工作机构一般采用低速。

一般用途的起重机用中速；大批散料装卸用的起重机采用高速。

安装用的采用低速、微速。

装卸、转运采用多种速度或调速，满载用低速，空载用高速。

起重量大小对于中小起重量采用高速以提高生产率；对于大起重量采用低速以减小驱动功率，提高工作平稳性，、安全性。

工作行程大小行程大，速度大；行程小，速度小。

要使机构在正常工作时能达到稳定运行，如果起制动的加速度给定a，当行程为s时，工作速度应为可参考有关书籍。

6、生产率：

为了表明起重机械的装卸工作能力，常综合起重量、工作行程和工作速度等参数以及机构协同工作的程度等，用式中m有效起重量（t）；n起重机每小时的工作循环次数；对吊钩式：

额定起重量;对抓斗式：

v抓斗式容器的有效容积（m3）充填系数散粒物料的比重（t/m3）T起重机一次工作循环时间；吊具移动过程中机器的工作时间；t辅物料挂钩和脱钩的辅助工作时间；7、轨距、轨距对于除铁路起重机之外的臂架型起重机，为轨道中心线或起重机行走车轮路面中心线之间的距离。

对于桥式起重机，为小车轨道中心线之间的距离。

起重机两侧为双轨线路时，轨距为双轨几何中心线之间的距离。

轨距主要根据小车上机构布置以及整体稳定性及具体条件而定。

单位为m。

8、基距、基距沿起重机纵向运动方向的起重机支承点中心线之间的距离。

当一侧仅装有两个车轮时，基距就是轮距。

基距也是据整体稳定性而定。

9、自重、自重自重指标也是设计工作的重要指标之一。

也是衡量同级起重机的指标。

对同类起重机自重指标的优劣用比重量系数K重来表示（比重量系数就是起重机自重与起重力矩之和）。

对于桥式：

对于臂架式：

L跨度；R幅度；10、轮压、轮压一般指起重机或起重小车的一个行走车轮对运行轨道的压力，单位为N或KN，分为Pmax、Pmin。

轮压是重要的设计计算参数。

它影响着起重机或起重小车运行机构的设计，桥架或门架的结构设计及轨道基础的建筑费用投资。

11、工作级别、工作级别考虑起重量和时间的（利用程度）使用等级以及工作循环次数的起重机械特性。

表征着起重机械工作忙闲程度和载荷大小、作用特性的参数。

i、划分工作级别的目的为使起重机具有先进的技术经济指标，保证产品的经济耐用、安全可靠，设计时一定要考虑工作级别：

合理的设计、制造和使用起重机；提高零部件的通用、系列、标准化。

取得好的技术经济效果。

采用国际标准，便于国际交往与技术交流。

ii、划分工作级别的依据疲劳设计理论（工作寿命）iii、分类原则在不同的作用载荷、不同的作用次数情况下，具有相同的寿命就划成同一组。

n根据起重机设计规范（GB3811-2008）规定，起重机械的工作级别包括：

起重机的整机分级、起重机结构件或机械零件的分级和起重机机构的分级。

n一、起重机工作级别的划分n根据起升载荷状态级别：

（载荷的满载程度）；n起重机的起升载荷，是指起重机在实际的起吊作业中每一次吊运的物品质量（有效起重量）与吊具及属具的总和（即起升质量）的重力；额定起升载荷是指起重机起吊额定起重量时能够吊运的物品最大质量与吊具及属具质量的总和的重力。

n起重机的设计预期寿命：

是指设计预期的起重机从开始使用起到最终报废时止能完成的总工作循环数。

起重机的一个工作循环：

是指从起吊一个物品起，到能开始起吊下一个物品时止，包括起重机运行及正常的停歇在内的一个完整的过程。

起重机的使用等级：

工作时间的忙闲程度；1）起重机的使用等级是将起重机可能完成的总工作循环数来决定的；具体分划分为十个等级：

用U0、U1、U9表示。

（见下页表格）。

起重机整机