桥式起重机的合理选用.docx

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桥式起重机的合理选用

时间：

2004-4-10:

08:

北京起重运输机械研究所须雷

随着现代工业的迅速发展和生产规模的扩大，物料搬运费用在生产成本中的比例越来越高。

因此如何正确合理地选用起重机，对提高生产率，充分发挥起重机的有效功能，满足使用要求，降低使用成本，提高经济效益，确保运行安全都具有十分重要的意义。

1基本参数的选择

起重机的基本参数表征起重机主要性能特征和作业能力，是起重机正确选用的基本依据。

桥式起重机的基本参数包括起重量、起升高度、工作级别、工作速度和跨度等。

1.1起重量

起重机正常工作时允许一次起吊的最大质量称为额定起重量。

吊钩起重机的额定起重量不包括吊钩和动滑轮组的自重。

抓斗和电磁吸盘等取物装置的质量计入额定起重量内。

按标准规定，桥式起重机的起重量系列采用的是R10优先数系，从3.2t开始，按1.25公比递增为4，5，6.3，8，10，12.5，16，20，25，32，40，50t……。

但目前国内的桥式起重机产品只是根据多年的生产惯例，从上述数列中选出一部分组成实际的起重量系列。

最为常用的系列是5t，10t，16t，20t，32t和50t。

通常，当起重量超过10t时设两个起升机构，即主起升机构和副起升机构，二者起重量之比约为1：

4。

主起升机构的起重量大，用以起吊重的货物；副起升机构的起重量小，但速度较快，用以起吊较轻的货物或作辅助性工作，以提高工作效率。

一般应以起重机可能遇到的最大起吊重物来确定起重量，同时考虑转载工作的条件或工艺过程的要求。

起重机不允许超载使用，因此在起吊物经常发生变化的场合，起重机应考虑一定的裕量。

在某些情况下，偶尔需吊运超重物件时，可用两台起重机协同作业。

在工艺流程固定，起吊物重量基本不变，起重机基本满载使用的情况下，可以取消副起升机构，以简化起重机的结构，降低成本。

国外的大吨位桥式起重机也并不是都带有副起升机构的，而是按需要选装。

1.2起升高度

起升高度是指从地面到取物装置最高起升位置的铅垂距离。

如果取物装置需下落到地面以下作业，从地面至取物装置最低下放位置间的铅垂距离称为下放深度。

此时总起升高度为地面以上的起升高度和地面以下的下放深度之和。

起升高度的选择按作业要求而定。

通用桥式起重机一般将起升高度限制在20m以内。

因为超过20m则要在起升机构上采用特殊的钢丝绳卷绕方式或增大卷筒尺寸，使起重小车布置出现困难，并增大了起重机的界限尺寸。

对有装车作业要求的起重机，在确定起升高度时，还应考虑配属的吊具和车辆的高度，以保证起重机能将最大高度的物品装入车内。

用于船舶装卸的起重机应考虑潮水涨落的影响。

1.3工作级别

桥式起重机安装的场所和使用的条件差别很大，起重能力的利用程度和工作频率各不相同。

为了经济合理地使用起重机，需根据起重机的工作条件选择合适的工作级别。

桥式起重机的工作级别分为A1～A8共8级，可根据起重机的利用等级和载荷状态，即根据起重机的使用繁忙程度和满载程度通过计算确定。

起重机在有效寿命期间有一定的总工作循环数。

起重机作业的一个工作循环是从准备起吊物品开始，到下一次起吊物品的整个作业过程。

工作循环总数表征起重机的利用程度。

为便于计算，将工作循环总数在其可能范围内分成10个利用等级，见表1。

载荷状态表明起重机受载的轻重程度。

载荷状态与两个因素有关：

一个是实际起升载荷Qi与额定载荷Qmax之比，另一个是实际起升载荷Qi的作用次数Ni与工作循环总数N之比。

名义载荷谱系数分为4级，见表2，起重机载荷系数KQ可按下式计算：

式中m为材料疲劳试验曲线的指数,此处取m=3。

表1起重机的利用等级

利用等级

工作循环总数

使用情况

1.6×104

不经常使用

3.2×104

6.3×104

1.25×105

2.5×105

经常轻闲使用

5×105

经常断续使用

1×106

不经常繁忙使用

2×106

繁忙使用

4×106

>4×106

根据计算所得的KＱ，可从表2中查得最接近的名义载荷谱系数。

确定了起重机的利用等级和载荷状态以后，可按表3确定起重机的工作级别。

桥式起重机常用的工作级别也可参照表4选取。

表2起重机名义载荷谱系数

载荷状态

名义载荷谱系数KＱ

使用情况

Q1—轻

0.125

很少起吊额定载荷，一般起吊轻载荷

Q2一中

0.25

有时起吊额定载荷，一般起吊中等载荷

Q3一重

0.5

经常起吊额定载荷，一般起吊较重载荷

Q4一特重

频繁起吊额定载荷

表3起重机工作级别

载荷

状态

名义载荷

谱系数KＱ

利用等级

Ql一轻

0.125

—

Q2一中

0.25

—

Q3一重

0.5

—

Q4一特重

—

表4桥式起重机工作级别选用举例

起重机用途　

工作条件　

工作级别

电站、车间用人力驱动起重机

使用轻闲

电站用起重机

使用轻闲

A1-A3

维修用起重机

使用少，经常轻负荷使用

A1—A3

车间及仓库用起重机

经常断续使用

车间及仓库用起重机

繁忙使用

A4—A5

繁重工作车间用起重机

繁重使用

货场、料场用起重机

抓斗或电磁吸盘式、繁忙使用

冶金厂铸造、夹钳起重机

使用频繁、满载使用

冶金厂脱锭、加料起重机

使用频繁、重载使用

1.4工作速度

桥式起重机的工作速度包括起升速度、小车运行速度和大车运行速度。

工作速度的选择取决于多种因素。

首先与起重量有关，中、小起重量的起重机选用高速以提高生产率，大起重量的起重机宜选用低速以降低驱动功率，提高运行的平稳性和安全性。

工作速度还取决于工作级别和使用要求，工作级别高、经常使用、要求生产率高的起重机选用高速；工作级别低、用于调整性运行的工作机构可选用低速；仅用于设备安装与维修的起重机除应选用低速外，还可根据需要，采用双速（快、慢速）、微速或调速。

采用变频调速可使工作速度在1∶10之间任意调节。

工作速度还与起重机的服务空间大小有关，运行路程长、起升高度大的宜选用高速。

当起重机运行路程较短时，就不宜采用高速，以免没有起动完毕就开始制动。

但随着现代工业的发展，做大量转载工作的起重机日趋采用高速度，安装维修用的起重机大量采用调速。

对一些特殊功能的起重机，如用于工件淬火作业的起重机，应有快速下降装置；大起升高度的起重机除应适当提高起升速度外，还可重载采用低速、空载采用高速，或者采取措施获得更高的下降速度，以提高生产率。

1.5跨度

桥式起重机大车运行轨道中心线之间的水平距离称为跨度。

起重机的跨度主要取决于服务空间的宽度，用于厂房内的起重机跨度取决于建筑物的宽度。

为了使跨度参数系列化，桥式起重机的常用跨度每隔3m为一级，具体数值见表5。

起重量50t以下的起重机对应每种厂房跨度有两种跨度值，在厂房上方的吊车梁上留有安全通道的情况下用小值。

如在同一轨道上有80t以上的起重机，也有50t以下的起重机时，起重机的跨度按80t以上的起重机选取。

当同一跨内有两层起重机时，表内数值只适用于上层起重机，下层起重机的跨度值应为0.5m的整数倍。

当跨度不符合表中所列数值时一般属于特殊设计起重机。

表5桥式起重机跨度系列

厂房跨度

起重机

跨度

起重量

3～50t

7.5

10.5

13.5

16.5

19.5

22.5

25.5

28.5

31.5

－

起重量80—250t

－

2构造形式的选择

选择合适的桥架、起重小车、操纵方式和取物装置等，可使桥式起重机在各种特定安装尺寸和作业方式下更好地满足使用要求。

2.1桥架

桥架是金属结构承载主体。

桥式起重机的桥架有单梁桥架和双梁桥架两类，由一根或两根主梁和位于跨度两边的各一根端梁组成。

在起重量10t以下，工作级别较低，跨度较小，运行速度要求不高，起重机不频繁使用的情况下，一般可选用单梁桥架。

这种单梁起重机通常采用电动葫芦作为起升机构，因此结构紧凑，自重轻，价格也比较低。

在其他情况下可选择双梁桥架，稳定性好，受力条件好，运行性能也较好。

为了满足特定厂房建筑结构的要求，桥架的形式可采取相应的变化。

一般情况下，主梁和端梁采取水平连接的方式，制造简单，调整方便，见图1a。

有时厂房建筑结构已经确定，为了满足起重量和起升高度要求，在起重小车超高情况下，可采用主梁下凹的形式，见图1b。

有时为了降低厂房吊车梁的高度，尽量减轻厂房建筑结构重量，可采用主梁与端梁不等高的连接方式，见图1c、图1d。

图1主梁与端梁的连接方式

2.2起重小车

起重小车用来实现起吊物的升降和沿桥架的运行，其性能直接影响到整台起重机的工作性能。

双梁桥式起重机一般采用上置式起重小车，承载能力大，运行平稳，但外形尺寸大。

这种起重小车上一般布置有电动机、减速器、卷筒组成的起升机构。

为了降低建筑高度，减轻自重，简化结构，可以采用电动葫芦作为起升机构。

电动葫芦桥式起重机的整机自重要比前者轻30%左右，更适合于厂房建筑对高度和轮压有限定的情况，目前在国外已大量使用。

单梁起重机通常采用电动葫芦作为起升和小车运行机构，且悬挂在单梁的下部。

这种结构更轻巧，自重更轻。

但葫芦下置会影响起升高度。

有时在厂房建筑高度低，而又要尽可能增加起升高度的情况下，可选用低建筑高度电动葫芦单梁起重机。

这种起重机把电动葫芦安置在单梁的侧边，达到增加起升高度的目的。

这种起重机需采取特殊措施，对悬挂式电动葫芦需增加配重以保持平衡，但也增加了自重；另一种采用小车侧挂式，也可有效利用空间，但小车结构复杂，还会给主梁附加一个扭矩。

2.3操纵方式

对于起重量大、工作级别高、运行速度快的起重机，一般都采用司机室操纵方式，以确保运行安全。

司机室通常都固定在桥架的一侧。

如果起重机跨度很大，在起吊作业复杂的情况下，可以选用司机室随起重小车一起运动的形式。

有时还可选用司机室能沿主梁随意移动的形式，操作更便利。

在起重机运行速度慢、行程短、工作不繁忙、并要求司机直接挂、摘钩的情况；在厂房低矮或地面设备高，不能安装司机室的情况；在厂房上部有有害气体，不能在起重机上操纵的情况下，可采用地面操纵。

地面操纵起重机的运行速度一般不超过45m/min。

地面操纵有手电门固定、手电门随小车移动、手电门随意移动几种方式，可根据需要选用。

由于采用地面操纵时有电缆相连，操作者必须跟随起重机运动，因此还可采用无线遥控操纵方式，包括红外光或无线电遥控，使起重机的操纵更加灵活便利。

这种操纵方式在国外已得到广泛采用。

2.4取物装置

选择合适的取物装置，对安全生产和提高生产效率具有重要意义。

由于桥式起重机装卸物品的对象种类繁多，有成件的、散粒的和液态的等等，它们的物理性能和几何形状各具特色。

为了适应各类物品的装卸工作

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