第九章 工程起重机,第一节 起重机械的基本参数及其确定 起重机的参数是表征其技术性能的指标，也是设计和选用起重机的依据它主要包括：起重量、幅度（或外伸距）、起升高度、工作速度、生产率、轨距（或跨度、轮距）和基距（或轴距）、工作级别、起重机外型尺寸、自重和轮压等 一、起重量 起重量通常是指最大额定起重量，它表示起重机正常工作时所允许起升的最大重物的质量（t） 对于使用吊钩的起重机，它指允许吊钩吊起的最大重物的质量对于使用吊钩以外各种吊具的起重机，如使用抓头、电磁吸盘、集装箱吊具等的起重机，这些吊具的质量应包在内，即为允许起升的最大重物质量与可拆吊具的质量之和 对于起重量较大的起重机，通常除主钩外，还装设起重能力较小、起升速度较高的副钩，副钩的起重量一般约为主钩的起重量的20%40% 轮胎、汽车、履带等起重机的额定起重量是随工作幅度不同而变化的，其标定起重量是指使用支腿且臂架处于最小幅度位置时允许起升的最大质量起重量一般由使用部门根据需要提出在选定起重量时， 应使其符合我国起重机械列标准和交通行业标准的规定，见表9.1-1表9.1-1 起重机械最大起重量系列（GB783-87）（t）,,口述不同起重量系列的应用范围,,二、幅度（或外伸距 ） 幅度（或外伸距）是指起重机吊具伸出起重机支点以外的水平距离（m），不同形式的起重机往往采用不同的计算起点。
对回转臂架起重机，其幅度是指回转中心线与吊具中心线间的水平距离 三、起升高度 起升高度是指起重机能将额定起重量起升的最大垂直距离（m） 四、工作速度 起重机的工作速度包括起升、变幅、回转、运行四个机构的速度 五、生产率 起重机的生产率是指在单位时间内吊运货物的总吨数，通常用t/h表示它是综合了起重量、工作行程和工作速度等基本参数以及操作技能、作业组织等因素而表明起重机工作能力的综合指标 要提高起重机的生产率，主要可从以下两方面着手： 一是提高起重量，如采用大吨位的起重机或采用轻型吊具，以增大起重机的有效起重量； 二是增加每小时的工作循环次数，如提高工作机构的速度，缩短起重机吊具运行的路程，几个工作机构尽可能同时动作，缩短挂钩等辅助时间等； 三是总结推广先进的管理和操作经验 六、起重机及其机构的工作级别 工作级别是表明起重机及其机构工作繁忙程度和载荷状态的参数 起重机是间歇动作的机械工作时，各个机构不但时开时停，而且有时正转，有时反转；有时满载，有时空载；有时载荷大，有时载荷小；有的起重机日夜三班工作，有的特殊用途的起重机甚至一年才用一两次这些现象都会对起重机的金属结构和机构的零部件的疲劳、磨损等产生不同的影响。
因此，应根据不同情况对起重机及其机构划分为不同的工作级别，目的是为合理地设计、制造和选用起重机及其零部件提供一个统一的基础 根据我国起重机设计规范（GB3811-83），起重机及其机构的工作级别是按它们的利用等级和载荷状态来划分的利用等级反映工作的繁忙程度，起重机按其设计使用期内总的工作循环次数分等级，各机构按其使用期内运转总时数分等级起重机及其机构的载荷状态表明它们经常受载的轻重程度，均分为轻、中、重、特重四级根据起重机或机构的利用等级和载荷状态，把起重机的工作级别分A1至A8共八个级别，各机构则分为M1至M8各八个工作级别例如13级是指不经常使用的或经常轻闲地使用的级别，而78级则表示繁忙地使用或者利用等级中等但载荷状态为重或特重的情况第二节 起重机械零部件及主要机构 一起重机械零部件 1.钢丝绳 钢丝绳是广泛应用于起重机中的挠性构件，具有承载力大、卷绕性好、运动平稳无噪音、工作可靠等优点 (1).结构形式的选择 起重机钢丝绳通常采用双重绕绳：先由钢丝捻绕成绳股，再由绳股绕绳芯捻绕成钢丝绳 (图9.2-1)钢丝抗拉强度极限可达1.4- 2Gpa,其中1.7、1.85GPa 较常用钢丝按力学性能分为特号、号、号三种。
特号韧性最好，用于载人的升降机，号韧性较好，用于一般起重机，号成本较低，用做捆扎绳钢丝表面分镀锌和光面两种，前者防腐性能好，但由于镀锌的影响，破断拉力和挠性有所降低 钢丝绳分类 钢丝绳的捻绕方向根据其外层绳股的螺旋线方向分为右旋绳和左旋绳，一般无特殊要求，多采用右旋绳钢丝捻成绳股与绳股捻成绳方向相同为顺捻，钢丝捻成绳股与绳股捻成绳方向相反为交捻（图9.2-2）交捻不会松散，制造方便，起升机构常采用交捻;顺捻挠性好和寿命长 钢丝绳按钢丝与钢丝之间的接触形式分为点接触、线接触和面接触点接触钢丝绳钢丝易滑动，接触应力大，影响使用寿命，但制造成本低，线接触钢丝绳钢丝之间接触良好，使用寿命约为点接触钢丝绳2倍，故起升机构应优先采用线接触钢丝绳2).钢丝绳直径的计算与选择 钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力确定： 式中：d钢丝绳最小直径，mm； c选择系数，mm/；表9.2-1 Smax钢丝绳最大工作静拉力，N 对单联滑轮组： Smax=Q/m组 对双联滑轮组： Smax=Q/2m组 (3)钢丝绳的标记 确定钢丝绳的形式和所需钢丝绳的最小直径后，可在圆股钢丝绳国家标准GB1102-88中选定所需钢丝绳型号。
钢丝绳型号中应包括结构形式、主参数、钢丝绳质量和捻制方法具体标记见下例所示： 6W（19）-35-155--光-右交- GB1102-88 这种型号标记的钢丝绳表示：6股,每股19丝,直径为35mm,公称抗拉强度为1.55GPa，号光面制成的，右向交绕的瓦灵吞型钢丝绳，瓦灵吞型是一种线接触钢丝绳返回,,2. 滑轮组 滑轮组是起重机械的一个重要的部件，在起升机构里大量采用滑轮组是由钢丝绳依次绕过定滑轮和动滑轮组成的一种联合装置具有省力和增速的作用滑轮组按作用分省力滑轮组和增速滑轮组两种（图9.2.3）增速滑轮组主要用于液压或气力机构中，利用油或气缸工作装置获得数倍于活塞行程的速度，如轮式起重机的吊臂伸缩机构省力滑轮组用于起重机械的起升机构上，该种滑轮组以较少的力能吊起较大的重物省力的大小，用滑轮组的倍率m表示滑轮组的倍率m在数值上等于滑轮组承载分支数与绕进卷筒上驱动分支数之比倍率m的大小可用公式表示： m=Q/S=L/H=v0/v 式中： Q被吊起物品的重量； S----钢丝绳自由端拉力 L----钢丝绳自由端移动的距离 H----物品提升距离 v0 ---钢丝绳线速度 v----物品的提升速度,,下图何为省力滑轮组?何为增速滑轮组?倍率=?,,起重量小时，选用小的倍率，随着起重量增大，倍率相应提高。
倍率增大，起升速度相应减少流动式起重机常用的单联滑轮组倍率数见下表 二、起重机主要机构 1. 起升机构 起升机构是起升货物并使它产生升降运动的机构，它是起重机最主要和最基本的机构，没有起升机构就不能称其为起重机起升机构依动力装置的不同可分为三种：（1）内燃机经机械传动装置带动起升卷筒转动.目前只在少数履带起重机和轮胎式起重机上应用；（2）电动机经机械传动装置带动起升卷筒转动，简称电动起升机构，它属于分别驱动，传动装置简单，可以采用标准件，在桥式起重机、龙门起重机和塔式起重机上广泛应用;（3）由油马达经机械传动装置或直接驱动卷筒，简称液压起升机构，它属于分别驱动，具有结构简单，外形尺寸紧凑，重量轻等优点，在汽车起重机和轮胎起重机上得到广泛应用下面主要介绍后两种起升机构1). 电动起升机构 参见图9.2.5电动起升机构简图，电动机经过减速器减速后驱动卷筒旋转，使钢绳绕进卷筒或由卷筒放出，从而使吊钩升降卷筒的正反向转动是通过改变电动机的转向来达到的；而机构运动的停止或使货物保持在悬吊状态是依靠制动器抱住制动轮来实现的制动器通常装在高速轴上，这样所需要的制动力矩小，因而制动器的尺寸小、重量轻. 电动起升机构的动力装置是电动机，通常采用交流电动机，也有用直流电动机。
按照取物装置的不同可分为吊钩起升机构、电磁吸盘起升机构和抓斗起升机构 电动机与卷筒并列布置是大多数吊钩起重机常用的起升机构的形式，电动机通过二级标准减速器带动卷筒转动；对于大起重量的起重机，为了实现低速起升以及增大电动机与卷筒之间的距离，除采用标准两级卧式减速器外，再采用一对传动比为35的开式齿轮传动并列式起升机构分组性好，宜先用标准件，机构布置匀称，安装维修方便，因而得到广泛应用 (2). 液压起升机构 液压起升机构主要应用于汽车起重机和轮胎起重机按照液压驱动装置的类型可分为：高速油马达、低速大扭矩油马达和起升油缸式起升机构三种 a. 高速油马达起升机构: 高速油马达比较成熟，得到广泛的应用采用高速油马达作驱动装置的起升机构可分为单卷筒式和双卷筒式两种单卷筒式起升机构按卷筒与油马达相对位置可分为并列式与同轴式两种并列式布置的起升机构是目前中小吨位轮胎式起重机最常用的，其简图参见9.2.6a所示高速油马达1经二级标准减速器3带动卷筒4转动制动器2装在高速轴上，这样需要的制动力矩小，制动器外形尺寸小这种形式的起升机构，其优点是分组性好，可以采用标准件，维修方便；缺点是机构布置不够紧凑，特别是在起重量大的情况尤为突出，因之适用于中小吨位的起重机。
双卷筒式应用在大中型轮胎式起重机上，一般除装设主起升机构外，还装有副起升机构当吊轻货和起升高度比较大时，可用起升速度较高的副起升机构，以提高生产率按照主副起升机构两个卷筒的驱动方式可分为分别驱动和集中驱动,参见图9.2.7，前者选用两套独立的单卷筒式起升机构组成主副起升机构，优点是构造简单，缺点是成本高，机构不够紧凑；后者由一个油马达驱动两个卷筒，在两个卷筒上分别装有各自的离合器和制动器，以保证两个卷筒独立的工作优点是成本低、结构紧凑，可实现重力下降；缺点是结构比较复杂这种型式的起升机构，目前在轮胎式起重机上的应用较多 b.低速油马达式起升机构:低速大扭矩油马达的特点是转速低、输出扭矩大，这对低速重载的起重机械是非常需要的有这类油马达就可以将油马达直接与卷筒联接，一般不需要减速装置，从而简化了机构的传动装置和结构低速大扭矩油马达与同功率的减速器相比，体积和重量小得多，这种优点当输出扭矩越大时越明显因此，低速大扭矩油马达宜用于大中型的起重机2. 回转机构 回转机构的作用是将起吊的货物绕起重机垂直轴线作水平圆弧移动回转机构由回转驱动装置支承和回转装置两大部分组成 (1). 回转驱动装置 电动回转装置 通常装在回转部分上，电动机经过减速器带动最后一级小齿轮，小齿轮与装在固定部分的大齿圈啮合，以实现起重机回转。
液压回转驱动装置 a. 高速油马达回转机构 在液压回转驱动装置传动方案中，高速油马达驱动方式在传动形式上与电动机驱动基本相同这两种型式的回转机构在汽车起重机和轮胎起重机中应用很广 b.低速大扭矩油马达回转机构 低速大扭矩油马达的转速在每分钟0100转范围内，因此，可以直接在油马达轴上安装旋转机构的小齿轮该型式在一些小吨位汽车起重机上应用，有的不装制动器，也可在油马达输出轴上加装制动器 (2). 回转支承装置 支承旋转装置的作用是保证起重机旋转部分有确定的旋转运动，并能承受起重机旋转部分作用于它的垂直力、水平力和倾覆力矩就其构造式来说可分为柱式与转盘式两类3. 变幅机构 用来改变起重机幅度的机构称为变幅机构利用变幅机构可以扩大起重机的作业范围，当变幅机构和旋转机构协同工作时，起重机的作业范围是一个环形空间 变幅机构按照结构型式可分运行小车式和臂架式；按照传动装置构造分挠性传动和刚性传动 .运行小车式 运行小车式变幅是指小车沿着臂架方向运行以改变起重机幅度的方式工作臂架置于水平位置，运行小车沿着臂架方向移动改变幅度,如塔吊 运行小车式变幅的优点是变幅时重物作水平移动，这样可节省由于变幅时重物高度变化而消耗的能量。
变幅速度较快，重物安装时位置较易对准，幅度有效利用率较大其缺点是臂架承受较大的弯矩，因而结构自重较大。