第十章 变幅机构 §10-1 概述 幅度： 取物装置中心线——回转中心线间的水平距离（回转式起重机 ） 取物装置中心线——臂架下铰轴线间的水平距离（非回转) 一．变幅机构的作用1．扩大起重机的作业范围，以提高生产率；2．改变取物装置位置，以适应起重量和装卸位置的要求；3．提高非工作时起重机的通过性 二．变幅机构的类型及特点 （一）根据变幅方式：无1．运行小车式：类似于小车运行机构吊重水平移动；变幅速度恒定；变幅功率小2．俯仰臂架式：臂架绕水平铰轴摆动吊重作径向移动的同时作升降运动，变幅功率较大3．伸缩臂架式：在改变幅度的同时，也可增加起升高度1§10-1 概述 （二）按变幅机构的工作性质：1．非工作性（调整性）变幅机构：不带载变幅（调整取物装置位置） 变幅次数少，变幅速度低；应用：履带、轮胎、汽车起重机等2．工作性变幅机构：带载变幅变幅频繁，幅度变化范围大，变幅速度高；应用：港口装卸门机、船台门机、浮式起重机等 （三）工作性能：无1．非平衡变幅机构：变幅时，吊重和臂架重心有升（降）增加变幅阻力，且变幅速度越高，变幅阻力增加越大给司机操作带来不便在港口门座起重机中多不采用2．平衡性变幅机构变幅中，吊重和臂架重心沿水平线或接近水平线移动有吊重水平位移补偿系统、臂架自重平衡系统2§10-1 概述 三．变幅机构组成1．臂架系统2．变幅驱动系统 四．工作性变幅机构设计内容1．吊重水平位移补偿系统的设计 补偿型式，臂架系统几何尺寸2．臂架自重平衡系统的设计 补偿方式，平衡系统几何尺寸，平衡重量3．变幅驱动机构的设计 机构布置型式，传动装置的选型和计算4．安全辅助装置的设计 缓冲装置，限位装置等 3§10-2 吊重水平位移补偿系统变幅过程中，吊重沿水平线或近似水平线轨迹移动一． 吊重水平位移补偿的主要方案及原理 （一）绳索补偿法原理: 起升绳总长度不变，而局部长度可变，自动 补偿因臂架摆动引起的吊重升降 1．滑轮组补偿 2．导向滑轮补偿 3．椭圆规原理补偿 （二）组合臂架补偿法原理: 利用运动构件组合的合理设计，使吊重的移 动轨迹满足吊重水平移动的要求1．刚性四连杆组合臂架2．平行四边形组合臂架3．曲线象鼻梁组合臂架4§10-3 臂架自重平衡系统变幅过程中，臂架系统的重心沿水平线或近似水平线轨迹移动一．臂架自重平衡的基本方案及原理 （一） 利用活对重的臂架自重补偿方案1．合成重心固定的臂架自重补偿系统——尾重平衡法变幅过程中，臂架系统的合成重心固定不变2．合成重心移动的臂架自重补偿系统变幅过程中，臂架系统的合成重心沿近似水平线轨迹移动（1）杠杆—活对重自重补偿系统（2）扰性件—活对重自重补偿系统 （二）无对重的臂架自重补偿系统方案根据臂架系统的结构特点，使其合成重心在变幅过程中 沿水平线移动 1．平行四边形组合臂架系统2．椭圆规组合臂架系统 5§10-4 变幅驱动系统 二．变幅阻力分析（四连杆组合臂架为例）——齿条上 变幅时，驱动臂架系统摆动，传动元件所须克服的变幅阻力有 ：1. WG ——臂架系统自重未完全平衡引起的变幅阻力2. WQ ——吊重非水平位移产生的变幅阻力3. Wf ——风载荷产生的变幅阻力（qⅠ、qⅡ、qⅢ ）4. WT ——吊重偏摆时水平力产生的变幅阻力（αⅠ、 αⅡ）5. Wl ——臂架系统回转离心力产生的变幅阻力6. Wg ——臂架系统惯性力产生的变幅阻力（较小，可忽略） 7. Wp ——坡道引起的变幅阻力（计入WG和WQ中）8. Wm ——臂架系统各铰轴处的摩擦力产生的变幅阻力（以系数 计入总阻力）不同幅度，阻力值不同→取6~10个幅度思路：阻力矩→齿条上的变幅阻力假定：使臂架向大幅度方向摆动的力矩：+齿条受拉的阻力：+ 6§10-4 变幅驱动系统 四．变幅驱动系统计算1. 选电动机： η：电动机~齿条校核： 2. 选制动器： 工作和非工作时都能可靠制动→常闭式制动器1）按以下两种工况中较大值选取制动器（1）最不利工况，平稳制动：I,η′：齿条~制动器（2）非工作工况，可靠地支持臂架系统：7§10-4 变幅驱动系统 2）验算制动时间：（1）最不利工况，制动时间不太长：（2）最有利工况时，制动时间不太短（无风、无坡、空载、变 幅机构单独工作时）：为解决制动时间太短，制动过猛的问题，可采用：① 电气制动（涡流）+制动器② 交流变频调速电动机③ 两级制动器制动 3）工作性变幅机构的两级制动： 第一级：Mz 较小，按M′omin时制动时间不太短，选取制动 器，滞后1～3秒后，第二级制动器制动 第二级：按（1）、 （2）中较大值选取制动器8。