港口起重機械(A)

港口起置機械

第一章概論

第一節(jié)港口起重機械的分類及基本構(gòu)造

一.港口起重機械的工作特點

1.起重機械

一對物料提升、短距離運移，從事裝卸、安裝等作業(yè)的機械設(shè)備

2.工作特點

以門座起重機卸船裝火車為例說明。

空鉤下降到貨物上方

掛鉤f滿載提升----定高度制動

f變幅度一一定位置制動

f旋轉(zhuǎn)一一定位置制動

一變幅度到車皮卸貨上方制動

一滿載下降到車皮內(nèi)制動

一摘鉤f空鉤上升f一定高度制動

一旋轉(zhuǎn)一一定位置制動

一變幅度待卸貨物上方制動

一空鉤下降一貨物上方制動

——一個工作循環(huán)。

重復上述動作

工作特點：

1）動作是間歇的、重復的、周期性的。

即通過重復、短時間的工作循環(huán)，周期性地完成貨物的提升和運移，每

個工作循環(huán)中都包括滿載和空載的過程。

2）每個工作循環(huán)中，其主要工作機構(gòu)都作正向和反向的運動，且起制動非常

頻繁。

3）所受到的載荷的大小和方向都是變化的。

如：貨物的大小、風力的大小及方向、坡度以及起制動時的動載荷。

以上這些特點，決定了起重機的結(jié)構(gòu)和設(shè)計計算方法不同于其他機械。

二.起重機的基本組成

起重機械的種類繁多，但其基本由三部分組成：

即1.金屬結(jié)構(gòu)；

一起重機械的骨架，用來承受起重機的自重、貨重等作用在起重機械

上的載荷，并且把它們傳遞到基礎(chǔ)上。

2.工作機構(gòu)；

一起重機用來完成貨物提升和運移的工作裝置。它由動力、傳動、制

動以及工作裝置所組成。

根據(jù)起重機類型、任務(wù)的不同，有起升、運行、變幅和旋轉(zhuǎn)等機構(gòu)。

3.操縱控制系統(tǒng)和安全輔助裝置。

一操縱起重機完成各種要求的動作，以及對起重機實施各種安全保

護。如司機室、電氣房、夾軌器、限位開關(guān)、緩沖器、起重量限制

器、載重力矩限制器和偏斜指示器。

三.起重機械的分類

起重機械的種類很多、很雜，為了統(tǒng)一名稱，便于管理，有必要,對起

重機械進行分類。

分類的方法也很多，我們根據(jù)其結(jié)構(gòu)、性能來進行分類劃分。

1.輕小型起重機械

特點：單動作：只有一個起升機構(gòu)，貨物沿一固定直線運動。

雙動作：除一起升機構(gòu)使貨物垂直方向移動外，還具有一機構(gòu)使

貨物沿一固定的直線或曲線移動。

如：千斤頂、手拉葫蘆、手扳葫蘆、電動葫蘆等。

2.橋式類型起重機

特點：有三個及三個以上工作機構(gòu)，（如起升、小車運行和大車運行等），

貨物水平移動由大、小車的運動來實現(xiàn)。它的工作范圍為一長方

體。

根據(jù)其結(jié)構(gòu)及工作性能可劃分為：

通用橋式起重機

龍門起重機

裝卸橋

纜索起重機

通用橋式起重機

主要用在倉庫、廠房設(shè)備安裝及維修等。

大車在軌道上運行，小車在橋架上運行。

龍門起重機

龍門起重機就是帶腿的橋式起重機，它的橋架安裝在支腿上，支腿沿著

鋪設(shè)在地面上的軌道上作縱向運行，小立在橋架上作橫向運行。

一般用在后方堆場上，龍門起重機各機構(gòu)的速度較低，但起重量較

大，它可以在軌道上運行，也可以采用橡膠輪胎，在地面上運行。

裝卸橋

結(jié)構(gòu)型式和龍門起重機相似，主要區(qū)別：用途不同，所以性能也就不同。

裝卸橋的小車運行速度和提升速度都很高，V小達240m/min,V升達

70m/mino懸臂較長，且可折起，一般用于散貨、集裝箱的裝卸。

纜索起重機

主要用于地形復雜，如林場、煤場、山區(qū)、水庫等地方。用鋼絲繩作橋

架，這種起重機跨度可達兒百米以上，起升高度也很大。

3.臂架類起重機

構(gòu)造特點：具有可以繞下軸擺動的臂架，臂架裝設(shè)在可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的

轉(zhuǎn)臺上。臂架的擺動和旋轉(zhuǎn)使貨物能在兩個平面內(nèi)運移。它的工作范圍是一

環(huán)形面積及其上空，如果配上行走機構(gòu)，就可以擴大其工作范圍。

這類起重機有：汽車吊、輪胎吊、履帶吊、塔式起重機、門座起重機及

浮式起重機等。

4.升降機

沿著固定導軌運送貨物和人員的升降設(shè)備。如：

電梯一一用于港口多層倉庫和大型起重機內(nèi)。

纜車一一用于斜坡式碼頭。（落差較大的碼頭）卷揚機牽引載貨平臺沿著斜

坡碼頭的軌道往復運動實現(xiàn)貨物的搬運。

起重機械的分類列于下表

—

通

門汽

塔浮

輪履

座

式

車

式

用

胎帶

起

起

起

起

橋

起起

重

重

重

重

式

重重

機

機

機

機

起

機機

重

機

第二節(jié)港口起重機的主要技術(shù)參數(shù)

一.技術(shù)參數(shù)

一表征起重機技術(shù)性能的技術(shù)指標

二.主要技術(shù)參數(shù)

不同類型的起重機，其技術(shù)參數(shù)不完全相同，主要有：

起重量、幅度（或外伸距）、起升速度、軌距（或跨度、輪距）、基距、

各機構(gòu)工作速度、生產(chǎn)率和工作級別等。

1.起重量Q一—安全正常工作所允許的最大起吊貨物的質(zhì)量。（kg.t）

X起重量不包括吊鉤、吊環(huán)等吊具的質(zhì)量。

派起重量包括抓斗、電磁鐵、集裝箱吊具、料桶等吊具的質(zhì)量。

派起重量較大的起重機常有兩套起升機構(gòu)，起重量大的為主起升機

構(gòu)或主鉤，較小的為副起升機構(gòu)或副鉤。副鉤起重量為主鉤的

1/5?1/3,如125/32t；350/75/151o幅鉤的起升速度較高，可以

提高起重機的生產(chǎn)率。

派起重量隨幅度變化的起重機，起重量為最小幅度時的最大起重

量。

X有的起重機用“載重力矩”（QXR）,參數(shù)決定了起重機在工作

過程中抗傾覆穩(wěn)定性的能力。

派起重量應(yīng)符合系列標準（GB783—65）0.5、1、3、5、8、10、

16、25、32>40、50、63、100、200、500等

X確定：

起重量一-般由使用部門根據(jù)需要提出，其數(shù)值必須符合起重量的

系列標準。

對于港口起重機的起重量：

件雜貨：以經(jīng)常起吊的最重件為主要依據(jù)。

散貨：根據(jù)生產(chǎn)率和有關(guān)機構(gòu)的工作速度確定。

2.幅度R（外伸距L）

旋轉(zhuǎn)臂架類起重機：旋轉(zhuǎn)中心至吊具中心線的水平距離。

非旋轉(zhuǎn)臂架類起重機：臂架下較點至吊具中心線的水平距離。

外伸距一一對橋式卸船機而言，臨水側(cè)的軌道中心線至吊具中心線的最大

水平距離。

確定：

幅度和外伸距與裝卸對象的尺寸有關(guān)，如船寬、艙寬等。

幅度和外伸距與裝卸工藝有關(guān)，如是否需要過駁作業(yè)。

幅度和外伸距與臨水側(cè)軌道中心至碼頭邊緣的尺寸有關(guān)。

幅度和外伸距與軌距及旋轉(zhuǎn)軸線位置有關(guān)。

3.起升高度H

吊具下極限位置至最上極限位置之間的垂直距離。

裝卸起重機一般有軌上、軌下或水上、水下起升高度

即H=H卜+H卜

確定：

派取物裝置自身高度的影響（如吊鉤、抓斗）。

派貨物本身高度及索具的長度。

派所需跨越障礙的高度。

X最大船舶的空載高潮及滿載低潮時吊具能到達艙底。

X浮吊船傾斜的影響。

4.軌距、跨度和基距

軌距一一有軌起重機或起重小車行走軌道中心線間的距離

軌距的大小取決于跨越鐵路線的數(shù)3,單線6米，雙線10.5米，

三線15.3米。

跨度一一對橋式起重機而言，起重機運行軌道中心線的距離。依廠房和貨場

的寬度而定。

基距一一沿軌道方向，兩支腿中心線的距離。

5.工作速度V

——額定工況下（額定載荷，原動機額定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩），各工作機構(gòu)的速度。

起升速度一一取物裝置的運動速度。

變幅速度一一取物裝置從Rmin?Rmax的平均線速度。

回轉(zhuǎn)速度一一起重機轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速c

運行速度一一起重機或小車的行走速度。

確定：

派根據(jù)作業(yè)性質(zhì)的要求：

派前沿機械速度要高，后方機械速度較低，非工作性機構(gòu)，速度較低。

派根據(jù)運行距離的要求：

運行線路較長的速度要高，運行線路短的速度較低。

生產(chǎn)率Q——單位時間內(nèi)吊運貨物的總噸數(shù)0它表明了起重機工作性能的綜

合指標。

6.起重機及其機構(gòu)的工作級別

——表明起重機及其機構(gòu)工作繁忙程度和載荷狀態(tài)的參數(shù)。

（1）劃分工作級別的目的：

載荷變化不一樣：如有的起重機經(jīng)常滿載工作，且起制動頻繁。有的則經(jīng)

常是輕載工作。

忙閑程度不一樣：如港口起重機一日兩班、三班工作。而電廠維修用的起

重機一年才用上幾天。

起重機的載荷狀態(tài)和忙閑程度都直接影響其結(jié)構(gòu)、零部件、電氣等的強度、

疲勞、磨損及發(fā)熱。為使設(shè)計具有先進性、經(jīng)濟性，同時又具有一定的使用壽

命，有必要歸納幾種表明工作繁忙程度的標準一一工作級別，作為設(shè)計、選用

的依據(jù)，也便于標準化、通用化，降低成本。

（2）工作級別的劃分：

起重機的工作級別

根據(jù)利用級別

載荷狀態(tài)可分為八級，A1?A8

利用級別一一表征起重機在其有效壽命期內(nèi)的使用頻繁程度。用總工作循環(huán)次數(shù)

N表示，共分為十級。U0?U9

利用等總的工附注利用等級總的工附注

級作循環(huán)作循環(huán)

次數(shù)次數(shù)

U01.6X不經(jīng)常使用U55X105經(jīng)常中等使

104用

U13.2XU6IX106不常繁忙使

104用

U26.3XU72X106繁忙地使用

104

U31.25XU84X106

105

U42.5X經(jīng)常輕閑使U9>4X106

105用

載荷狀態(tài)一一與實際起升載荷/額定起升載荷有關(guān)，與實際載荷作業(yè)次數(shù)/總的

工作循環(huán)次數(shù)有關(guān)，共分為四級cQ1?Q4,輕、中、重、特重。

把利用級別和載荷狀態(tài)進行綜合，就可得出起重機的工作級別。

載荷狀態(tài)利用級別

U0U1U2U3U4U5U6U7U8U9

Q1A1A2A3A4A5A6A7A8

Q2A1A2A3A4A5A6A7A8

Q3A1A2A3A4A5A6A7A8

Q4A2A3A4A5A6A7A8

起重機機構(gòu)的工作級別

根據(jù)機構(gòu)的利用級別

載荷狀態(tài)分為八級。Ml?M8

機構(gòu)利用級別一一按機構(gòu)總設(shè)計壽命分為十級。TO?T9

利用等總設(shè)計附注利用等級總設(shè)計附注

級壽命h壽命h

TO200不經(jīng)常使用T56300經(jīng)常中等使

用

T1400T612500不常繁忙使

T2800T725000繁忙地使用

T31600T850000

T43200經(jīng)常輕閑使T9100000

用

載荷狀態(tài)一一表明機構(gòu)受載輕重的程度，共分為四級。L1?L4,輕、中、重、

特重。

機構(gòu)工作級別的劃分見下表。

載荷狀態(tài)利用級別

TTTTTTTTTT9

012345678

L1MMMMMMMM8

1234567

L2MMMMMMMM

12345678

L3MMMMMMMM

12345678

L4MMMMMMM

2345678

對同一起重機而言，整機的工作級別與各機構(gòu)的工作級別是不相同的，

各機構(gòu)之間的工作級別也是不相同的。

機構(gòu)的接電持續(xù)率或運轉(zhuǎn)時間率。

仆。/一個工作循環(huán)中機構(gòu)的運轉(zhuǎn)時間.

一個工作循環(huán)的總時間

7.其他參數(shù)

外形尺寸、自重、輪壓以及驅(qū)動功率等參數(shù)也反映起重機的性能，并直接

影響起重機的造價、能源的消耗和碼頭的投資等。

第二章起重機設(shè)計計算總則

第一節(jié).作用在起重機上的載荷、基本類別、載荷組合及類別

一.設(shè)計計算的一般原則

1.起重機所受載荷多且變化（大小、方向、作用次數(shù)等）

2.為保證起重機在壽命期內(nèi)安全、正常工作，起重機及另部件等須滿足:

1）足夠的強度即：

塑性材料一無永久變形

脆性材料一不脆斷

壓彎構(gòu)件一不失穩(wěn)

起重機一不傾復

——強度、穩(wěn)定性計算

2）足夠的壽命即：

不產(chǎn)生疲勞破壞

穩(wěn)升在允許范圍內(nèi)

一一強度、發(fā)熱計算

3）非工作狀態(tài)，即在可能出現(xiàn)的最大外載（如暴風等）

起重機某些另部件不損壞

起重機不傾復

——強度、穩(wěn)定性驗算

因此，在設(shè)計計算時，必須計算并確定相應(yīng)的外載荷，并按實際可

能同時作用的載荷，根據(jù)計算載荷的類別進行組合。

作用在起重機上的外載荷、計算載荷的類別及載荷組合

（一）.作用在起重機上的外載荷

作用在起重機上的外載荷較多，主要有自重載荷Pg;起升載荷Pq；

動力載荷、風載荷Pf;坡道載荷Pp等。

（1）.起升載荷Pq

起升載荷就是起升質(zhì)量（即起重量）的重力，起升質(zhì)量包括起重機

允許起升的最大有效物品質(zhì)量、取物裝置（吊鉤滑輪組、起重橫梁、抓

斗、容器和吸盤）質(zhì)量、鋼絲繩等。起升高度在50米以下的，可以忽

略鋼絲繩的質(zhì)量。

(2).自重載荷Pg

自重載荷是指起重機金屬結(jié)構(gòu)、機械設(shè)備以及附設(shè)在起重機上的存

倉、連續(xù)運輸機及其上的物料等的重力起升質(zhì)量的重力不計在自重載荷

之內(nèi)。

自重載荷在起重機設(shè)計之前是未知的，而在計算結(jié)構(gòu)應(yīng)力時乂是主

要載荷，因此在設(shè)計時一般是參考同類型的起重機，或者通過初步計算

予以估計。

(3).風載荷Pf

風載荷是流動的空氣被結(jié)構(gòu)物阻擋而產(chǎn)生。起重機的風載荷分為工

作狀態(tài)(I/［類)和非工作狀態(tài)(in類)。

非「作狀態(tài)下的風載荷是起重機在非T作狀態(tài)時所受的最大風力c

風載荷的大小為：

Pf=C?Kh?夕?A

式中：Pf~一作用在起重機上的風載荷(N)；

C——風力系數(shù)，與結(jié)構(gòu)型式有關(guān)；

q——計算風壓(N/m2)；(相應(yīng)有qI;qII;qHI)

A——起重機垂直于風向的停迎風面積(m2)；

"力——風壓高度變化系數(shù)。

風載荷的作用點：凈迎風面積的型心

(4).坡度載荷Pp

起重機在坡道上工作時，由于自身重力以及貨物重力而產(chǎn)生的沿路

面方向的分力Pp：

Pp=(Q+G)Sin/

(5).動力載荷(慣性、振動、沖擊、貨物偏擺載荷)

動力載荷由于運動質(zhì)量的速度大小、方向變化而產(chǎn)生的慣性載荷；

外載荷作用在彈性系統(tǒng)上產(chǎn)生的彈性振動，而使載荷增加，其增加量稱為

振動載荷；

軌道接頭產(chǎn)生的沖擊載荷；

起制動時傳動機構(gòu)中的間隙等原因產(chǎn)生的沖擊載荷。

——動力載荷的計算可以引用動力系數(shù)、沖擊系數(shù)來計算。

貨物偏擺載荷PQ

臂架類旋轉(zhuǎn)起重機，由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切向慣性力和離心力；變幅

所產(chǎn)生的水平慣性力以及風力的作用

使懸掛物品的鋼絲繩相對于鉛垂線產(chǎn)生偏擺角明從而使臂架頭

部受到一個水平力即貨物偏擺載荷Pa:

Pa=Q〔ga

（6）.實驗載荷

起重機在投入使用之前，必須進行靜載試驗和動載試驗。

動載試驗時，其試驗載荷為額定起升載荷的1.1倍：

靜載試驗時，其試驗載荷為額定起升載荷的1.25倍。

（7）.其他載荷

除了以上的主要載荷以外，還有如碰撞載荷、地震載荷、溫度載荷、

安裝載荷、工藝載荷等等。

（二）.載荷的基本類別、載荷組合及類別

由于起重機上作用的載荷很多，且其大小、方向和作用次數(shù)都在發(fā)生變化；

另外為了保證起重機安全正常工作，起重機及其零部件必須滿足三個條件即（1）

具有足夠的強度及穩(wěn)定性；（2）具有一定的使用壽命；（3）不工作時，保證起重

機在外載作用下不發(fā)生破壞。為了進行以上三種情況的計算，必須確定相應(yīng)的載

荷值，并按實際可能加以適當組合。

1.工作情況下的正常載荷（I類載荷）

起重機工作」寸經(jīng)常受到的載荷：起重機平穩(wěn)起制動，

I類風載荷

1類偏擺載荷

I類坡道載荷

一用于某些零部件的疲勞、磨損和發(fā)熱以及驅(qū)動功率的計算。

2.工作情況下的最大載荷（II類載荷）

起重機在工作中有可能出現(xiàn)的最大載荷:

滿載作業(yè)、起重機猛烈的起動和緊急制動；最大工

作風（II類風壓）；

n類偏擺載荷；

II類坡度載荷；

一用于全部零部件進行靜強度計算，對整機進行抗傾覆穩(wěn)定性和最大

輪壓計算，校核電動機過載能力和制動器制動力矩。

3.非工作情況下最大載荷（in類載荷）

起重機在不工作時可能出現(xiàn)的最大載荷。

最大工作風載荷（in類風壓）；

n類坡度載荷；

一用于某些零部件的靜強度驗算；起重機自身抗傾覆穩(wěn)定性；最

大輪壓計算；

安裝載荷、運輸載荷、試驗載荷屬ni類載荷。

第二節(jié)計算一般原則

（零部件強度、疲勞計算要點）

（一）.電度計算載荷

H類，最不利工況，最不利載荷，起（制）工況

1.動載的大小和零部件在傳動系中所處位置有關(guān)

多質(zhì)量系統(tǒng)=>雙質(zhì)量系

起（制）動時，

MgnMjpMj

*均為轉(zhuǎn)為同一軸[

J1~J2

Mi

[M]=-——

轉(zhuǎn)換關(guān)系仆7

⑺二四二上

旋轉(zhuǎn)質(zhì)量￡心7

[J]=-^―=91—

往復運動h-7/,必

2(1+

Mj=Ji+J

分析:

起（制）動時，慣性載荷和111/。1+”1）成正比

當Mj.i.J一定，電機Nf.MqT,則MgT

對回轉(zhuǎn)及運行機構(gòu)由于低速軸上直線，回轉(zhuǎn)運動質(zhì)量很

大，即JII/JI大，即JH/（JI+JII）=1即Mg=Mq即

整個傳動系統(tǒng)中的零件所受慣性載荷都較大。

計算載荷

（1）回轉(zhuǎn)及運行機構(gòu)MII按起（制）動時計算最大振動力矩

即：MIImax=（p5o（p8。肛

（p5一強性振動力矩以大系數(shù)

平穩(wěn)起（制）動：（p5=l.l?1.5

突然起（制）動：§5=1.5?1.7-

（p8—剛性動載系數(shù)（p8=l.2-2.0

（2）.起升及非平衡變幅機構(gòu)

承受慣性載荷較小的另部件f計算零件

°一起升動載系數(shù)

承受慣性載荷較大的另部件Milmax二(2—2.5)Mn

（3）.平衡變幅機構(gòu)

承受慣性載荷較小的另部件FIImax一計算零件

承受慣性載荷較大的另部件MIImax=(2-2.5)也

（-）疲勞計算對某些另部件

即：N>N』1()7時無限耐久疲勞計算

MvNvN。時有限耐久疲勞計算

N時受強度控制

57

Ns=10NQ=10

對變化的載荷一等效載荷

等效載荷：根據(jù)各交變載荷的大小及作用次數(shù)，按材料疲勞曲線換算，

在一假定載荷及相應(yīng)作用次數(shù)下，對零件的耐久性效果與零

件在實際載荷作用效果相同，該假定載荷即為等效載荷。

如：等效起升載荷QXPQ

均方根變幅阻力

回轉(zhuǎn)等效風阻力、坡道阻力

第三章驅(qū)動裝置

第一節(jié)概述

一.驅(qū)動裝置

——用以驅(qū)動起重機械乍機構(gòu)的動力設(shè)備

是起重機械的重要組成部分

在很大程度上決定了起重機械的工作性能和構(gòu)造特點，

對其經(jīng)濟指標（自重、投資、營運等）有很大的影響

在工藝，起重機械設(shè)計，正確選用驅(qū)動型式

應(yīng)充分了解：驅(qū)動型式特點、工作條件、要求等。

力求工作可靠：結(jié)構(gòu)緊湊，輕維修方便，制造，營運費用低

二.驅(qū)動型

根據(jù)所用能源不同，主要有

人力驅(qū)動……用于輕小型起重機械及重要機構(gòu)的輔助驅(qū)動

動力驅(qū)動……電力驅(qū)動；

內(nèi)燃機驅(qū)動；

復合驅(qū)動：內(nèi)——電力；

內(nèi)----液壓、液力；

電—液壓、液力；

電—氣力、液力等。

第二節(jié).電力驅(qū)動

電力驅(qū)動是現(xiàn)代港口起重機的主要驅(qū)動形式

一.特點：

能源經(jīng)濟、供電方便、無污染；

傳動裝置簡單、便于實現(xiàn)分別驅(qū)動；

起動、調(diào)速方便、過載能力強、正、反轉(zhuǎn)性能好、控制方便；

易于安裝安全保護裝置及聯(lián)鎖裝置，安全可靠；

便于實現(xiàn)自動控制及遙控；

依賴外部電源，引入起重機須一定裝置；

機動性差，不能遠距離運行。

——多用于有軌及固定式起重機。

二.電動機的類型及特點

1.電動機的類型

交流三相繞線式異步電動機

交流三相鼠籠式異步電動機

交流變頻電機

直流

2.起重機及冶金專用電動機

1）電機的工作制度

一一與通電持續(xù)程度有關(guān)的工作情況

（1）連續(xù)工作制一S1一在恒定負荷下連續(xù)運行

發(fā)熱曲線通電后T按指數(shù)

\一M3曲線上升->[口

----/‘I二———發(fā)熱=散熱0T]

負荷增大，穩(wěn)定溫度增高

（2）短時工作制一S2

由上圖同一電機

N1一連續(xù)長時間工作

N2一運行t2

N3一運行t3

T達到[T]溫度即為該工況下的功率

運行持續(xù)時間有10分、30分、60分、90分鐘，實驗得到

N10、N30、N60、N90功率。

(3)斷續(xù)周期工作制一S3

特點：恒負荷-＞短時停-＞恒負荷

周而復如

運行+停一個工作作質(zhì)環(huán)(10分鐘)

N+RtT+t停

(4)考慮啟動影響的斷續(xù)周期工作制(S4)

一個工作循環(huán)T=D+N+R

Tffi=tq+t2+t

大接電持續(xù)率：

電機通電時間inno/

JC%=一個工作循環(huán)總時間°

S3時：JC%=——xlOO%

,工十”

冬時：JC%=5+酊一xlOO%%

，起+，工+才停

電機的JC%值有:25%,40%,60%

可見：電機功率和工作制有關(guān)

電機功率和JC%制有關(guān)，JC%t[N]J

2).起重專用電動機特點

（1）.斷續(xù)周期工作制

基準:S3,40%

（2）起動轉(zhuǎn)矩大

最大轉(zhuǎn)矩加.>3倍的額定轉(zhuǎn)矩

（3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)運慣量小,（GD2）J（J）I

（4）機械強度高

防護等級高

3.電機容量的確定原則步驟

1）按機構(gòu)靜功率Nj

JC%

工作方式初選

B|JN=K（l-Nj

2）校核電機起動能力tq

短時過載能力

發(fā)熱

大對載荷變化大的機構(gòu)，應(yīng)按Njx（如：變幅、回轉(zhuǎn)機構(gòu)）初選。

4.電機校核

1）起動能力（起動時間tq）

?I電機的起動轉(zhuǎn)矩為變值，，按計算平均起動時間九

電機起動時：

=[—+一]?￡

2

_\GD\n2》

一4g.昕

375%

■t二皿〃卜?

,?375（MW-M：）LJ

式中：M兇一電機的平均起動轉(zhuǎn)矩

Mj—靜力矩

，一旋轉(zhuǎn)運動質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量

./2一直線運動質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量

[GO?]一總飛輪矩

n一電機的轉(zhuǎn)速

注：均為對電機軸

2）電機的短時過載能力

在工作狀態(tài)，在可能出現(xiàn)的最大靜負荷時，電機不應(yīng)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)

即應(yīng)滿足：Mw=（2-2.5）?％2也3

3）電機的發(fā)熱?？?/p>

保證電機的穩(wěn)升在允許范圍內(nèi)

電機的穩(wěn)升和起動次數(shù)、慣性載荷、機構(gòu)的值等有關(guān)

方法：等值損耗法

即應(yīng)滿足：NpNNps

式中：Np一電機在相應(yīng)JC%值時的允許功率

Nps—穩(wěn)態(tài)平均功率

第四章.起重機的擾性構(gòu)件及卷饒裝置

撓性構(gòu)件一具有易于彎曲特性的構(gòu)件。

鋼絲繩是起重機上應(yīng)用最廣泛的撓性構(gòu)件。

第一節(jié).鋼絲繩

一?作用：

1.把原動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為貨物的直線運動

2.傳遞動力，承受載荷。力矩一牽引力

3.困扎物品，支持臂架等。

二.特點（和鏈條相比較）

1.承載能力大，自重輕；

2.高速運動無噪音，運動平穩(wěn)；

3.承受沖擊載荷的能力較強：

4.工作安全可靠，極少突然斷裂；

5.易于收集，儲存在卷筒上；

6.撓性較差一一卷筒及滑輪的直徑較大。

三.鋼絲繩的構(gòu)造及型式

（一）.構(gòu)造

單繞繩雙繞繩三繞繩

ttt

若干鋼絲一繞制成股（繩）一繞制成股（繩）一繞制成繩

II

繩芯繩芯

1.鋼絲

優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)多次冷拉、熱處理制成鋼絲

（1）等級：

特級一一用于安全要求較高的場合

I級一一起重機常用

I級一一常用于次要場合

（2）表面狀態(tài)：

光面一一常用于一般場合

鍍鋅一一常用于腐蝕及潮濕的場合

2.繩芯作用：充填中央斷面，增加撓性

種類：有機繩芯撓性較好，但承受橫向載荷能力較差

金屬繩芯撓性較差，但承受橫向載荷能力較強,

耐高溫。

（-）結(jié)構(gòu)型式

1.根據(jù)鋼絲繩的繞制方向

順繞繩（同向捻）：絲一股一繩方向相同撓性好，易松散。

交繞繩（交互捻）：絲一股一繩方向相反撓性較好，多用。

混合捻：相鄰股鋼絲繞向相反制造較復雜。

2.根據(jù)股中鋼絲間的接觸情況

1）點接觸（D型）：股中絲徑相同，呈點接觸；

2）線接觸：股中絲徑不同，外層絲位于內(nèi)層鋼絲間的溝槽中，呈點接觸；

主要有：粗細式（W）——瓦林吞型

外粗式（X）一—西爾型

充填式（T）

3）面接觸

由異型鋼絲繞制而成，鋼絲間呈面接觸。

面接觸鋼絲繩表面光滑，耐磨性好，但撓性差，用于纜索起重機的索道。

3.根據(jù)股數(shù)及股的型狀

股數(shù)：有六股、八股、十八股等

股數(shù)t撓型t繩、股接觸面t

型狀：園型股一一常用

異型股：橢圓型股

三角型股

扁圓形股

異型股F接觸T壽命t但結(jié)構(gòu)復雜，起重機少用。

四.鋼絲繩的正確選擇及合理應(yīng)用

1.鋼絲繩直徑的計算與選取

鋼絲繩中的鋼絲在工作狀態(tài)中的受力十分復雜，主要受有拉伸、彎曲、

擠壓和剪切等，應(yīng)力很難精確計算。

一般按鋼絲繩的最大靜拉力計算選取，具體步驟是：

①.根據(jù)起重機的使用要求，工作條件及使用場合等，確定合理的鋼絲繩結(jié)

構(gòu)型式。

②.由最大靜拉力計算選取鋼絲繩的直徑。

A.選擇系數(shù)法：

dmm=Cy]Sjmax

式中：S’max一一鋼絲繩最大工作靜拉力（N）；

c——鋼絲繩的選擇系數(shù)，其值與機構(gòu)的工作級別和鋼

絲的抗拉強度有關(guān)。

其中：n——安全系數(shù)；

a---鋼絲繩捻制折減系數(shù)，a=0.8?0.9；

W——鋼絲繩充填系數(shù)；

外——鋼絲的公稱抗拉強度(N/mm2)。

C和n值

選擇系數(shù)C值選擇系數(shù)C值

機構(gòu)機構(gòu)

鋼絲公稱抗拉強度安全鋼絲公稱抗拉強度安全

工作工作

crCN/mni2)系數(shù)(y(N/mni2)系數(shù)

級別h級別h

155017001850155017001850

Mi?M30.0930.0890.0854M60.1440.1090.1066

0.099

M40.0950.0914.5M70.1230.118().1137

Ms0.1040.1000.9605M80.1400.1340.1288

B.安全系數(shù)法

S〃之〃

式中：Sp一一鋼絲繩的破斷拉力Sp=a￡s

ZSs一—鋼絲繩鋼絲的破斷拉力之和。

2.鋼絲繩的表記

例：6W(19)—20.0—1700—I一光一左交(GB1102-74)

3.提高鋼絲繩使用壽命的措施

I).合理選型，采用線接觸繩；

2).降低工作應(yīng)力，即：〃T

3).選取較大直徑的滑輪及卷筒即：D/d^>ht則叫I%,\；

4).繩槽尺寸及材料合適，即：F.t<7.

5）.減少繞過的滑輪數(shù)，盡量避免反向彎曲;

6）.加強潤滑，保養(yǎng)及檢查。

第二節(jié).滑輪及滑輪組

一.滑輪

I.作用

1）支承并傳遞載荷；

2）改變鋼絲繩的方向——導向；

3）組成滑輪組，達到省力或增速的目的；

4）平衡鋼絲繩的張力。

2.直徑

為保證鋼絲繩的壽命，其直徑須滿足；。＞仇-1）/繩

二.滑輪組

一一鋼絲繩繞過若干個定滑輪和動滑輪的聯(lián)合裝置

（一）滑輪組的類型

I.按滑輪組的功用：省力滑輪組一一多用

增速滑輪組一一少用

2.按滑輪組的構(gòu)造：單聯(lián)滑輪組

雙聯(lián)滑輪組

（二）省力滑輪組

1.作用

省力；減少鋼絲繩的張力d繩II驅(qū)動力I機構(gòu)尺寸I

2.倍率

-不計阻力，滑輪組省力的倍數(shù)

1）主、被動力間的關(guān)系

設(shè)：承載分支數(shù)為Z；

被動力為Q;主動力為S。

若：不計阻力（效率）

則：So=2/Z省力倍數(shù)（倍率）m=Q/S（）=Z

2）主、被動力的速度間的關(guān)系

主動力所做的功二二二被動力所做的功

?*,=Q!s（）=嗔"被=z

被動力_主動力速度_承載分支數(shù)

被率

主動力一被動力速度一驅(qū)動分支數(shù)

3.單聯(lián)滑輪組

——滑輪組的鋼絲繩只有一端繞入卷筒的滑輪組

1）工作特點

當鋼絲繩繞上、繞出卷筒時，

貨物升或降的同時，還作軸向運動。

f操作困感難

對橋式起重機小車輪壓不均勻；

吊鉤上極限受偏角限制。

2）應(yīng)用

可裝設(shè)導向滑輪的臂架式起重機見圖

4.雙聯(lián)滑輪組

——滑輪組的鋼絲繩的兩端繞入卷筒的

滑輪組，即主動分支為兩根。

_Q，2_Q

mw=---=—

S2s

qQ

2m

ZQZ

m=----=一

XSX

式中：x——驅(qū)動分支數(shù)單聯(lián)X=1

雙聯(lián)X=2

5.效率

1）滑輪的效率A

理想拉力S°

實際拉力S

效率,7二SoSSnV

S°+WSo+八S°

式中：w一繩繞上滑輪的見僵性及軸承中的阻力

0—阻力系數(shù)滾動軸承￡=0.027]=0.098

滑動軸承。=0.0577=0.095

2）滑輪組的效率

單個滑輪的效率為：77=0.095

s?=S]

IsIsIs

s?=Syn=S\-rj

,:°=S[+$2+$3+........+Sm

=S,+$.〃+S]"2+S】?"+....+S|?#z)

5二二s."

1-l]1-7]

鋼絲繩的最大靜拉力:

S/max=-^7其中：單聯(lián)：(^t=Q+Q。

卅%-/

雙聯(lián)：吊鉤Q計=O.5(Q+Qo)

抓斗Q計=0.66Q

練習：判斷下列卷繞系統(tǒng)中滑輪組的型式、倍率、各滑輪的作用，并計

算鋼絲繩的最大靜拉力。

5)6)

第四節(jié)卷筒

一.作用

1.卷繞、儲存鋼絲繩，如：起升、變幅機構(gòu)：

2.將原動機的旋轉(zhuǎn)運動f直線運動；

3.傳遞動力，將原動機的驅(qū)動力一鋼絲繩。

二.類型及材料

（一）類型

1.表面型狀：圓柱形一一常用

圓椎形、曲線形一一特殊場合如：補賞卷筒

2.卷饒層數(shù)：

1）單層卷饒卷筒一一港口門機廣泛應(yīng)用

特點：表面切有螺旋繩槽鋼絲繩排列整齊，繩間不接觸,

繩、槽與T巴!

繩槽：標準槽節(jié)距IL荏I結(jié)構(gòu)緊湊一一常用

深槽節(jié)距較大L卷t一一用于易脫槽的場合

2）多層卷饒卷筒

特點：表面一般為光面，鋼絲繩緊密排列；

繩、槽丐3

各層鋼絲繩繞向不同，互相交叉；

卷饒過程中，鋼絲繩互相擠壓、磨擦；

內(nèi)層鋼絲繩受外層繩的擠壓；

各層鋼絲繩的線速度、力矩不同。

應(yīng)用：起升高度大或要求緊湊的起重機。

三.卷筒的主要尺寸：D；L；5

I.卷筒直徑（槽底直徑D）

應(yīng)滿足：?！傲?1M繩取值應(yīng)園整

2.卷筒長度L

取決于：卷饒層數(shù)：起升高度：滑輪組形式及倍率。

（1）單聯(lián)滑輪組（單層繞）