汽車起重機構(gòu)造一

1、第一篇 基礎(chǔ)知識第七章 起重機的工作原理與構(gòu)造本章要求熟悉汽車式起重機泵驅(qū)動裝置、支腿、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、起升機構(gòu)的構(gòu)造及 其工作原理。 熟悉履帶式起重機的構(gòu)造及工作原理。 了解起重機的類型, 掌握起重機的技術(shù)參數(shù)。了解起重機上機電路,掌握起重機系統(tǒng)的液壓原理。第一節(jié) 起重機的類型及技術(shù)參數(shù)一、 起 重機類型按構(gòu)造類型起重機械可分為輕小型起重設(shè)備、起重機和升降機三大類。1、 輕小型起重設(shè)備輕小型起重設(shè)備一般只有一個升降機構(gòu), 常見的有千斤頂、 電動或手拉葫蘆、 絞車、 滑 車等。其特點是輕便,結(jié)構(gòu)緊湊,動作簡單。2、起重機當起重設(shè)備除了具有起升機構(gòu)以外, 還有其他運動機構(gòu)時, 其結(jié)構(gòu)組成必然比

2、單機構(gòu)的 輕小型起重設(shè)備復(fù)雜得多, 我們稱這類起重設(shè)備為起重機。 根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)的類型不同, 起重 機可分為橋架類型起重機和臂架類型起重機兩大類別。 其特點是可以使掛在起重吊鉤或其他 取物裝置上的重物在空間實現(xiàn)垂直升降和水平運移。 即起重機對重物能同時完成垂直升降和 水平移動,在工業(yè)和民用建筑工程中作為主要施工機械而得到廣泛應(yīng)用。起重機種類繁多, 在建筑施工中常用的為流移動式起重機, 包括:塔式起重機、 汽車式起重機、 輪胎式起重機、 履帶式起重機等。常用起重機的特點和適用范圍見表 1 - 1。表 1-1 用起重機的特點和適用范圍 3、升降機常見的有垂直升降機、 電梯等。 升降機類起重設(shè)備只有一

3、個升降機構(gòu)。 由于出于安全性 考慮, 電梯配有完善的安全裝置及其他附屬裝置, 其復(fù)雜程度是輕小型起重設(shè)備不能相比的, 所以,列為單獨一類。在所有各類起重機械中, 橋架類型起重機和臂架類起重機是使用量最大、 功能最強的主 體起重設(shè)備,現(xiàn)在,我們重點來認識一下起重機械設(shè)備中的這一大類別。(1橋架類型起重機橋架類型起重機的最大特點, 是以橋形金屬結(jié)構(gòu)作為主要承載構(gòu)件, 取物裝置懸掛在可 以沿主梁運行的起重小車上。 橋架類型起重機通過起升機構(gòu)的升降運動、 小車運行機構(gòu)和大 車運行機構(gòu)的水平運動, 在矩形三維空間內(nèi)完成對物料的搬運作業(yè)。 橋架類型起重機根據(jù)結(jié) 構(gòu)形式不同還可以進一步分為橋式起重機(俗稱為

4、天車、行車 、門式起重機(被稱為帶支 腿的橋式起重機、 包括裝卸橋和集裝箱門式起重機 和纜索起重機(由于跨度太大, 用纜索 取代了橋形主梁等。(2臂架類型起重機臂架類型起重機的結(jié)構(gòu)特點是, 都有一個懸伸、 可旋轉(zhuǎn)的臂架作為主要受力構(gòu)件。 其工 作機構(gòu)除了起升機構(gòu)外, 通常還有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和變幅機構(gòu), 通過起升機構(gòu)、 變幅機構(gòu)、 旋轉(zhuǎn)機 構(gòu)和運行機構(gòu)等四大機構(gòu)的組合運動, 可以實現(xiàn)在圓形或長圓形空間的裝卸作業(yè)。 例如, 汽 車起重機、輪胎起重機、履帶起重機、塔式起重機、門座起重機等。除了按構(gòu)造類型分類外, 起重機還可以按行駛性能分為有軌運行起重機和無軌運行起重 機。 有軌運行起重機裝有車輪, 可以在

5、鋪設(shè)的軌道上在有限范圍內(nèi)工作, 例如, 各種橋架類 型起重機、塔式起重機、門座起重機等。無軌運行起重機的運行裝置配備橡膠輪胎或履帶, 常見的各種流動式起重機, 它們機動性好, 可以在各種路面上長距離行駛, 靈活轉(zhuǎn)換作業(yè)場 地。大多數(shù)起重機是通用式的, 廣泛應(yīng)用于車間、 倉庫、 露天堆放場等處。 也有許多起重機 是專門為特定工作場所或某種工藝服務(wù)的。 例如, 兌鐵水起重機、 脫錠起重機等冶金起重機, 鑄造起重機、 鍛造起重機等服務(wù)于熱加工的起重機, 門座起重機、 卸船機等專門用于港口裝 卸作業(yè)的起重機,用于倉儲料庫的堆垛起重機,還有專門用于海上作業(yè)的浮式起重機等。 起重機在許多重要國民經(jīng)濟部門得

6、到廣泛使用, 成為現(xiàn)代物流和制造業(yè)組織生產(chǎn)的基礎(chǔ) 裝備之一。起重機今后發(fā)展的方向是進一步增大起重性能,向大型化發(fā)展,擴大作業(yè)范圍; 增加科技含量, 實現(xiàn)機電一體化, 提高計算機技術(shù)應(yīng)用水平; 增強安全可靠性和作業(yè)的舒適 性。二、起重機的技術(shù)參數(shù)起重機的主要性能參數(shù)包括:起重量、 工作幅度、 起重力矩、 起升高度以及工作速度等, 見表 1-2。 1、起重機工作級別起重機的工作級別的大小高低是由二種能力所決定, 。其一是起重機的使用頻繁程度, 稱為起重機利用等級;其二是起重機承受載荷的大小,稱為起重機的載荷狀態(tài)。1.1起重機的利用等級起重機在有效壽命期間有一定的工作循環(huán)總數(shù)。 起重機作業(yè)的工作循環(huán)

7、是從準備起吊物 品開始, 到下二次起吊物品為止的整個作業(yè)過程。 工作循環(huán)總數(shù)表征起重機的利用程度, 它 是起重機分級的基本參數(shù)之一。 工作循環(huán)總數(shù)是起重機在規(guī)定使用壽命期間所有工作循環(huán)次 數(shù)的總和。確定適當?shù)氖褂脡勖鼤r, 要考慮經(jīng)濟、 技術(shù)和環(huán)境因素, 同時也要涉及設(shè)備老化的影響。 工作循環(huán)總數(shù)與起重機的使用頻率有關(guān)。 為了方便起見, 工作循環(huán)總數(shù)在其可能范圍內(nèi), 分成 10個利用等級 ( U0U 9 ,如表 1-3所示。 1.2起重機載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)是起重機分級的另一個基本參數(shù), 它表明起重機的主要機構(gòu)起升機構(gòu)受載 的輕重程度。載荷狀態(tài)與兩個因素有關(guān):一個是實際起升載荷G 與額定載荷 G n

8、 之比 G/Gn , 另一個是實際起升載荷 G 的作用次數(shù) N 與工作循環(huán)總數(shù) N , 1之比 N/Nn 。 表示 G/以和 N/Nn 關(guān)系的線圖稱為載荷譜。表 1-4列出了起重機載荷狀態(tài)。表 1-4 起重機載荷狀態(tài) 1.3起重機工作級別起重機的工作級別,即起重機的分級是由起重機的利用等級(表 1-3和起重機的載荷 狀態(tài)(表 1-4所決定,起重機的工作級別用符號 A 表示,其工作級別分為 8級,即 A 1A 8級。 起重機工作級別是表征起重機基本能力的綜合參數(shù), 用戶可根據(jù)使用的工藝要求選擇適 當工作級別的起重機, 以達到既經(jīng)濟又適用的目的。 起重機工作級別也是識別風險, 確定重 定監(jiān)控對象的

9、一個重要參數(shù)。起重機的工作級別如表 1-5所示。表 1-5 起重機的工作級別 1.4起重機工作級別舉例為便于廣大起重作業(yè)人員了解和掌握超重機適用的工作級別, 而列舉了以下各種起重機 的工作級別,如表 1 6所示。表 1-6 起重機工作級別舉例 2、起重機的特性曲線自行式起重機的特性曲線規(guī)定了起重機在各種工作狀態(tài)下允許吊裝的載荷, 反映了起重 機在各種工作狀態(tài)下能夠達到的最大起升高度, 是正確選擇和正確使用起重機的依據(jù)。 每臺起重機都有其自身的特性曲線,不能換用,即使起重機型號相同也不允許。2.1特性曲線表反映自行式起重機的起重能力隨臂長、 幅度的變化而變化的規(guī)律和反映自行式起重機的最大 起升高

10、度隨臂長、 幅度變化而變化的規(guī)律的曲線稱為起重機的特性曲線。 目前一些大型起重 機, 為了更方便, 其特性曲線特別是起重量特性曲線, 往往被量化成表格形式, 稱為特性曲 線表, 。規(guī)定起重機在各種工作狀態(tài)下允許吊裝的載荷的曲線, 稱為起重量特性曲線, 量化為表 格形式后如表 1-7所示, 它考慮了起重機的整體抗傾覆能力、 起重臂的穩(wěn)定性和各種機構(gòu)的 承載能力等因素。在計算起重機載荷時,應(yīng)計入吊鉤、索和吊具的重量。2.4起重高度特性曲線反映起重機在各種工作狀態(tài)下能夠達到的最大起升高度的曲線稱為起升高度特性曲線, 它考慮了起重機的起重臂的長度、 傾角、 鉸鏈高度、 臂頭因承載而下垂的高度、 滑輪組

11、的最 短極限距離等因素,如圖 1-1所示 (GT550E。 3、流動式起重機的選用流動式起重機的選用必須依照其特性曲線進行,選擇步驟是:3.1根據(jù)被吊裝設(shè)備或構(gòu)件的就位位置、現(xiàn)場具體情況等確定起重機的站車位置,站車 位置一旦確定,其幅度也就確定了。3.2根據(jù)被吊裝設(shè)備或構(gòu)件的就位高度、設(shè)備尺寸、吊索高度等和站車位置(幅度 , 由起重機的特性曲線,確定其臂長。3.3根據(jù)上述已確定的幅度、 臂長, 由起重機的特性曲線, 確定起重機能夠吊裝的載荷。 3.4如果起重機能夠吊裝的載荷大于被吊裝設(shè)備或構(gòu)件的重量,則起重機選擇合格,否 則重選。4、流動式起重機技術(shù)參數(shù)應(yīng)用4.1載荷處理動載荷起重機在吊裝重物

12、運動的過程中, 要產(chǎn)生慣性載荷, 習慣上把這個慣性載荷稱為動載荷。 在起重工程中,以動載系數(shù)計入其影響。一般取動載系數(shù) K 1=1.1。沖擊載荷較大的機械式 起重機必須考慮和計入其影響,對動作平緩的液壓起重機一般可以不考慮動載荷。不均衡載荷在多分支(多臺起重機、多套滑輪組、多根吊索等共同抬吊一個重物時,一般按一定 比例讓它們分擔重物的重量。 但實際提吊過程中, 由于工作不同步的問題, 各分支往往不能 完全按設(shè)定比例承擔載荷, 這種現(xiàn)象稱為不均衡。 在起重工程中, 以不均衡載荷系數(shù)計人其 影響。一般取不均衡載荷系數(shù) K 2 =1.11.2。 (注意:對于多臺起重機共同抬吊設(shè)備,由 于存在工作不同

13、步而超載的現(xiàn)象,單純考慮不均衡載荷系數(shù) K 2是不夠的,除了考慮不均衡 載荷系數(shù) K 2外,還必須根據(jù)工藝過程進行具體分析,采取相應(yīng)措施。 風載荷吊裝過程常受風的影響, 尤其在北方和沿海, 盡管起重安全操作規(guī)程規(guī)定了只能在一定 的風力等級以下進行吊裝作業(yè), 但對于起升高度較高、 重物體積較大的場合, 風的影響仍不 可忽視。 風力對起重機、 重物等的影響稱為風載荷。 風載荷必須根據(jù)具體情況進行計算, 風載荷的計算必須考慮:標準風壓、迎風面積、風載體型系數(shù)、高度修正系數(shù)等因素。 4.2起升高度的選擇起升高度的選擇。起重機的起升高度必須滿足所吊裝構(gòu)件的起升高度的要求。如圖 1-2所示。其計算公式為:

14、H h 1+ h2+h3+h4式中 H 一起重機的起升高度,從停機地面算起至吊鉤中心 (m;h 1安裝支座的表面高度,從停機地面算起 (m;h 2安裝間隙,視具體情況而定,一般不小于 0.3m;h 3綁扎點至構(gòu)件吊起后底面的距離 (m;h 4索具高度,自綁扎點至吊鉤中心的距離,視具體情況而定 (m。圖 1-2起升高度計算簡圖 4.3地基的處理吊裝前必須對基礎(chǔ)進行試驗和驗收, 按規(guī)定對基礎(chǔ)進行沉降預(yù)壓試驗。 在復(fù)雜地基上吊 裝重型設(shè)備, 應(yīng)請專業(yè)人員對基礎(chǔ)進行專門設(shè)計, 驗收時同樣要進行沉降預(yù)壓試驗。 一定要 保證起重機和各對地壓力都能得到安全保證。4.4起重機數(shù)量的選擇起重機數(shù)量應(yīng)根據(jù)工程量、

15、工期和起重機臺班定額產(chǎn)量而定,其計算公式為:錯誤!未找到引用源。式中 N 起重機臺數(shù); T 工期(天 ; C 每天作業(yè)班數(shù); K 時間利用系數(shù), 取 0.8 0.9; P i 起重機相應(yīng)的臺班產(chǎn)量定額 (t/臺班 ; Q i 每種構(gòu)件的吊裝工作量 (t。此外,在決定起重機數(shù)量時,還應(yīng)考慮到構(gòu)件裝卸、拼裝和就位的作業(yè)需要。4.5起重機經(jīng)濟性的選擇起重機的經(jīng)濟性與其在工地使用的時間有很大關(guān)系。 使用時間越長, 則平均到每個臺班 的運輸和安裝費越少,其經(jīng)濟性越好。各類起重機的經(jīng)濟性比較如圖 1-3。在同等起重能力下,如使用時間短,則使用汽車或 輪胎起重機最經(jīng)濟; 如使用時間較長, 則履帶起重機較為經(jīng)

16、濟; 如長期使用, 則使用塔式起 重機為最經(jīng)濟。圖 1-3各類起重機經(jīng)濟比較曲線A-輪胎式起重機; B-汽車式起重機; c-履帶式起重機; D-塔式起重機 第二節(jié) 泵驅(qū)動裝置對于流動式起重機, 除了以電動機為動力源的以外, 大多以發(fā)動機為動力源, 而發(fā)動機 的配置情況又隨著起重機的種類和噸位有所不同。 對于隨車起重機、 中小噸位的履帶起重機 和汽車(全地面起重機,一般只有一臺發(fā)動機,既為行駛也為起重作業(yè)提供動力。對于大 噸位和特大噸位的汽車 (全地面 起重機, 一般配兩臺發(fā)動機, 其中功率較大的為行駛提供 動力, 稱為下車發(fā)動機; 功率較小的為起重作業(yè)提供動力, 稱為上車發(fā)動機。 對于大多數(shù)

17、起重機, 取力裝置接通以后可以在上車操縱室內(nèi)用起動鎖起動發(fā)動機, 用熄火開關(guān)關(guān)閉發(fā)動 機。 對于裝有兩臺發(fā)動機的起重機與單臺發(fā)動機的起重機起動大致相同, 其操作要點主要有 起重作業(yè)時, 要先起動下車發(fā)動機, 再起動上車發(fā)動機。 停機時, 要先關(guān)閉上車發(fā)動機, 再關(guān)閉下車發(fā)動機。 在關(guān)閉發(fā)動機前, 要將相應(yīng)的機構(gòu)收至行駛狀態(tài), 各操作手柄和開關(guān) 等要置于中位。下面重點介紹單發(fā)起重機的泵驅(qū)動裝置。對于只有一臺下車發(fā)動機的起重機, 發(fā)動機的起動與一般車大致相同, 但也有一定的技 巧。最值得注意之處是接通取力置前,應(yīng)注意確認上車操縱室內(nèi)各操縱手柄均應(yīng)處于中位。 液壓汽車起重機一般采用從運載車的變速器的

18、副軸上取力, 經(jīng)專用傳動軸驅(qū)動液壓泵。 取力 器的控制, 有的采用桿件于下車駕駛內(nèi)操作, 手動掛檔和摘檔; 多數(shù)采用電磁控制, 氣動掛 檔,如 GT550E 的 PTO 。液壓泵驅(qū)動后,由上車操作室控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。一、手動操作的取力器取力器用螺栓安裝在變速箱的取力窗孔上,其構(gòu)造見圖 2-1。它是一個三軸齒輪箱,主 動齒輪 1上的大齒輪與變速箱上副軸的功率輸出齒輪經(jīng)常嚙合。 動力由齒輪 1輸入, 經(jīng)中間 軸 18和主軸 6上的齒輪傳動, 最后由主軸 6上的連接凸緣 8輸出, 通過傳動軸驅(qū)動液壓泵。 用換檔桿撥動變速叉軸 16使滑動齒輪 5移動完成摘檔和掛檔。二、電磁控制的氣動換檔取力器1、變速

19、器取力器圖 2-1取力箱1. 主動塔齒輪 2、 19. 滾針軸承 3. 主動齒輪4. 中間齒輪 5. 滑動塔齒輪 6. 主軸 7、 17. 圓錐滾子軸承 8. 連接凸緣 9. 油封 10. 軸承蓋11. 調(diào)整墊片 12. 定位鋼珠 13. 鎖止彈簧 14.變速叉 15. 叉軸油封 16. 變速叉軸 18. 中間軸變速器取力器見圖 2-2。變速器副軸上的功率輸出齒輪驅(qū)動取力器空轉(zhuǎn)齒輪,空轉(zhuǎn)齒輪再帶動取力器齒輪空轉(zhuǎn),取力器掛檔后,輸出軸通過傳動軸驅(qū)動液壓泵。輸出軸上通過蝸輪、蝸桿帶動計時齒輪,用計時表記錄取力器工作時間,通過氣動工作缸完成取力器的摘檔或掛檔。圖 2-2變速器取力器2、取力器的控制裝

20、置取力器的控制裝置見圖 2-3。當下車發(fā)動機運轉(zhuǎn)且氣壓達 5.5×105Pa 后,踩下離合器踏 板,且將駕駛室儀表盤左側(cè)的取力開關(guān)搬到“ ON ”位置(見圖 2-4箭頭所指 ,即取力器開 關(guān)閉合,此時, 電流由蓄電池取力開關(guān)離合器油壓開關(guān)三道磁閥, 使壓縮空氣進入取力 器換檔氣缸和發(fā)動機油門控制缸, 使指示開關(guān)接通, 指示燈點亮。 繼電器通過離合器油壓開 關(guān)使線圈吸合而自保, 此時已與離合器踏板踩下或抬起無關(guān)。 指示燈點亮表示液壓泵開始轉(zhuǎn) 動。如果上述操作不踩下離合器腳板,取力器電器線路不通,取力器不會輸出動力。進入發(fā)動機油 門控制 缸的壓 縮空 氣,將 下車發(fā) 動機 油門控 制鎖住

21、 (發(fā)動 機 600 1000r/min,并接通上車操作室發(fā)動機控制裝置,所以,下車駕駛室內(nèi)再不能控制發(fā)動機油 門。取力器開關(guān)扳到“ OFF ”位置,取力掛檔裝置斷電而排氣,而摘檔電磁閥通電使壓縮空 氣進入氣缸而摘檔。 解除動力輸出, 下車油門控制裝置恢復(fù)正常工作, 動力輸出指示燈熄滅。 圖 2-3變速器取力器控制系統(tǒng)它是從變速箱取出驅(qū)動吊機和支腿動力的取力器開關(guān)。操作時必須踩入離合器踏板。此時會點亮指示燈。注意:開關(guān)置于“ ON ”后就不能從駕駛室控制發(fā)動機圖 2-4變速箱取力器開關(guān)3、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置(1雙速功率變換器。汽車起重機發(fā)動機的控制與普通汽車不同,由于吊機作業(yè)時,需 要于上車操

22、作室控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,而吊車在行駛期間,又需要在下車駕駛室控制發(fā)動機, 為此, 吊車上采用雙速輸出功率變換器來控制柴油機噴油泵的調(diào)速器。 當?shù)踯囆旭偲陂g, 調(diào) 速器控制最低和最高轉(zhuǎn)速, 即為兩級調(diào)速; 而在吊機作業(yè)期間, 則轉(zhuǎn)變成全速調(diào)速器。 實際 上, 雙速輸出功率變換器在吊車正常行駛時, 調(diào)速器的速度控制桿固定在控制起動的高速位 置上, 用加速踏板控制負荷控制桿; 當?shù)鯔C作業(yè)時, 將速度控制桿放開, 而將調(diào)速器的負荷 控制桿固定在全負荷位置,操縱速度控制桿,來選擇要求發(fā)動機所達到的轉(zhuǎn)速雙速變換器控制系統(tǒng)(見圖 2-5,并參考圖 2-3與取力開關(guān)同時動作,通電后由三通 電磁閥控制壓縮空氣進入控制缸。斷電后排除控制缸中的壓縮空氣,活塞靠彈簧復(fù)位。 吊車在行駛期間,控制缸未進壓縮空氣,固定速度控制桿,由加速踏板控制負荷控制桿 與普通雙級調(diào)速器相同(見圖 2-6 。即調(diào)速器僅控制最低和最高轉(zhuǎn)速,中間轉(zhuǎn)速由油門踏板即負荷控制桿控制。當?shù)鯔C作業(yè)時,油門控制缸接通壓縮空氣,控制缸活塞桿將負荷控制桿固定在全負荷位置,同時將速度控制桿放開,并用軟索控制速度控制桿(見圖 2-7 。當?shù)鯔C工作完畢,取力開