50-10t雙梁橋式起重機(jī)小車主起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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摘要
起重機(jī)械廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站倉庫、建筑工地、海洋開發(fā)、宇宙航行等各個(gè)工業(yè)部門，可以說陸地、海洋、空中、民用、軍用各個(gè)方面都有起重機(jī)械在進(jìn)行著有效的工作。
起重機(jī)械與運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)成為合理組織成批大量生產(chǎn)和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。在我國四個(gè)現(xiàn)代化的發(fā)展和各個(gè)工業(yè)部門機(jī)械化水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高中，起重機(jī)必將發(fā)揮更大的作用。
此次設(shè)計(jì)的起重機(jī)為50/10t雙梁橋式起重機(jī)，主要用于各車間、分段生產(chǎn)線和鋼材堆場等處。橋式起重機(jī)本身作橫向移動(dòng)，車架上的絞車作縱向移動(dòng)，吊在絞車上的吊鉤作垂向移動(dòng)，三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)的合成才能使起重機(jī)起作用。為了防止橋式起重機(jī)在駕駛員看不清楚具體的吊鉤運(yùn)動(dòng)方式，地面上一般配備有起重工進(jìn)行指揮或夾、放吊鉤。
本課題主要對50/10t雙梁橋式起重機(jī)的主起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中查閱了大量國內(nèi)外的相關(guān)資料，所做的設(shè)計(jì)運(yùn)用了大量的專業(yè)課程。首先通過確定傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組，選擇合適的鋼絲繩，計(jì)算滑輪的主要尺寸，確定卷筒尺寸并驗(yàn)算其強(qiáng)度，計(jì)算高速浮動(dòng)軸，選擇合適的電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和聯(lián)軸器。要求起重設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn), 定位準(zhǔn)確, 安全可靠, 技術(shù)性能穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞：起重機(jī)；橋式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
Abstract
The hoisting machinery widely applies in the industrial and mining establishment, the harbor wharf, the station warehouse, the construction site, the ocean development, the astronautics and so on each industry sector, it may say that the land, the sea, airborne, civil, the military each aspect has the hoisting machinery to carry on the effective work.
The hoisting machinery and the transport machinery develops to the present, have already became the reasonable organization in groups mass productions and the mechanization streamlined production foundation, it is the one of modernized production important symbols. In our country four modernizations' development and each industry sector mechanization level, in labor productivity's enhancement, the hoist crane will certainly to play the major role.
This design of hoist crane is the 50/10t double beam bridge type hoist crane, mainly uses in various workshops, the partition production line and the steel products dump site and so on place. The bridge-type hoist crane itself makes the derailing, on frame's winch makes the longitudinal shift, hangs makes the vertical migration on winch's lift hook, three direction's movement's synthesis can cause the hoist crane to have an effect. In order to prevent the bridge-type hoist crane to look at not the clear concrete lift hook mode of motion in the pilot, as soon as in the ground is a match has the heavy industry to carry on the direction or to clamp, puts the lift hook.
This topic mainly carries on the system design to the 50/10t double beam bridge type hoist crane's host hoisting mechanism, designed in the process to consult the massive domestic and foreign correlation data, did the design has utilized the massive special courses. First through the definite transmission plan, the choice block and tackle and the lift hook group, chooses the appropriate steel wire, calculates pulley's main dimension, the definite reel size and checking calculation its intensity, the computation floats the moving axis high speed, chooses the appropriate electric motor, the reduction gear, the brake and the shaft coupling. The request hoisting equipment movement is steady, the localization is accurate, safe reliable, the technical performance is stable.
Key words crane bridge crane lifting mechanism design
II
目 錄
1緒論 1
1.1起重機(jī)概述 1
1.2起重機(jī)的分類 1
1.3起升機(jī)構(gòu)介紹 2
2起重機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 4
2.1起重機(jī)的國外發(fā)展?fàn)顩r 4
2.2起重機(jī)的國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 6
3橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)與工作級(jí)別 8
3.1橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 8
3.2橋式起重機(jī)的工作級(jí)別 10
4傳動(dòng)方案的選擇 11
4.1驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式 11
4.1.1電動(dòng)起升機(jī)構(gòu) 11
4.1.2液壓起升機(jī)構(gòu) 11
5鋼絲繩的選擇 13
5.1鋼絲繩的特性 13
5.2鋼絲繩的種類 13
5.2.1根據(jù)鋼絲繩的捻繞次數(shù)分類 13
5.2.2按鋼絲繩的捻向分類 13
5.2.3根據(jù)股的形狀分類 14
5.2.4根據(jù)股的構(gòu)造分類 14
5.2.5根據(jù)鋼絲表面處理分類 15
5.2.6根據(jù)鋼絲繩股數(shù)的數(shù)目分類 15
5.2.7根據(jù)繩芯分類 15
5.3鋼絲繩的選擇 15
6滑輪、卷筒的計(jì)算 17
6.1卷筒的構(gòu)造與類型 17
6.1.1按鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)分類 17
6.1.2按卷筒的表面不同分類 17
6.1.3.按卷筒的制作方法分類 18
6.2卷筒、滑輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 18
6.2.1滑輪、卷筒最小直徑的確定 18
6.2.2卷筒長度和厚度的計(jì)算 18
6.2.3卷筒轉(zhuǎn)速 19
6.2.4卷筒壓應(yīng)力驗(yàn)算 20
6.2.5卷筒強(qiáng)度驗(yàn)算 20
6.3鋼絲繩在卷筒上的固定方法 21
7初選電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 22
7.1初選電動(dòng)機(jī) 22
7.2減速器的選擇 22
8制動(dòng)器的選擇 24
8.1概述 24
8.2制動(dòng)裝置的分類 24
8.2.1按制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式分類 24
8.2.2按制動(dòng)器工作狀態(tài)分類 25
8.2.3按制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式分類 25
8.3塊式制動(dòng)器 25
8.4塊式制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 27
8.5起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)加速度的驗(yàn)算 29
8.6電動(dòng)機(jī)起動(dòng)可靠性的驗(yàn)算 29
9.聯(lián)軸器的選擇和高速浮動(dòng)軸驗(yàn)算 31
9.1聯(lián)軸器選擇 31
9.2高速浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 32
結(jié)論 33
致謝 34
參考文獻(xiàn) 35
附錄 36
附錄1 36
46
1緒論
1.1起重機(jī)概述
起重機(jī)械是用來對物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝作業(yè)的機(jī)械。它可以完成靠人力無法完成的物料搬運(yùn)工作，減輕人們的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在工廠、礦山、車站、港口、建筑工地、倉庫、水電站等多個(gè)領(lǐng)域和部門中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，特別是現(xiàn)代化。專業(yè)化生產(chǎn)的要求，各種專門用途的起重機(jī)相繼產(chǎn)生，在許多重要的部門中，它不僅是生產(chǎn)過程中的付諸機(jī)械，而且已成為生產(chǎn)流水線上不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備，它的發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。
起重機(jī)械是一種循環(huán)的、間歇?jiǎng)幼鞯?、短程搬運(yùn)物料的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提升，由運(yùn)行、回轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原位，以便進(jìn)行下一次的工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常是處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。
在高層建筑、冶金、化工及電站等的建設(shè)施工中需要吊裝和搬運(yùn)的工程量日益增多，其中不少組合件的吊裝和搬運(yùn)重量達(dá)幾百噸。因此，必須選用一些大型起重機(jī)進(jìn)行諸如鍋爐及廠房設(shè)備的吊裝工作。通常采用的大型起重機(jī)有龍門起重機(jī)、門座式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、履帶起重機(jī)、輪式起重機(jī)以及廠房內(nèi)裝置的橋式起重機(jī)等。
在道路、橋梁和水利電力等建設(shè)施工中，起重機(jī)的使用范圍更是極為廣泛。無論是裝卸設(shè)備器材，吊裝廠房構(gòu)件、安裝電站設(shè)備，吊運(yùn)澆筑混凝土、模板、開挖廢渣及其他建筑材料等，均須使用起重機(jī)械。尤其是水電工程施工，不但工程規(guī)模浩大，而且地理?xiàng)l件特殊，施工季節(jié)性強(qiáng)，工程本身又很復(fù)雜，需要吊裝搬運(yùn)的設(shè)備、建筑材料最大品種多，所需要的起重機(jī)數(shù)量和種類就更多，除了上面介紹的起重機(jī)外，在水電工程中還采用其他一些大型起重機(jī)，如纜索起重機(jī)、浮式起重機(jī)等。在電站廠房及水電建筑物上也安裝各種類型的起重機(jī)，供檢修機(jī)組、啟閉閘門及起吊攔污柵之用。這些用途的起重機(jī)有：大型橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、固定卷揚(yáng)起重機(jī)以及弧型閘門起重機(jī)等。這些專門用途的起重機(jī)一般噸位較大，如用于起吊閘門的龍門起重機(jī)和固定卷揚(yáng)起重機(jī)的起重量，我國均已做到600t，電站廠房內(nèi)的橋式起重機(jī)我國已做到500t。電站廠房內(nèi)安裝的橋式起重機(jī)及大壩上的門式起重機(jī)等雖然屬于電站的固定設(shè)備，然而在電站施工階段卻用來安裝機(jī)組及閘門，起到了工程起重機(jī)的作用。
1.2起重機(jī)的分類
橋式起重機(jī)一般可分為通用橋式起重機(jī)和冶金橋式起重機(jī)兩大類。通用橋式起重機(jī)主要用于一般車間的物件裝卸、吊運(yùn)；冶金橋式起重機(jī)主要用于冶金生產(chǎn)中某些特殊的工藝操作。各類橋式起重機(jī)又由于取物裝置、專用功能和構(gòu)造特點(diǎn)等的不同成分成各種形式。
通用橋式起重機(jī)一般是電動(dòng)雙梁起重機(jī)，按照取物裝置和構(gòu)造可分為：
1)吊鉤式橋式起重機(jī) 吊鉤式橋式起重機(jī)是以吊鉤作為取物裝置的起重機(jī)，它是由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)和電氣控制設(shè)備等幾部分組成。
2)抓斗式橋式起動(dòng)機(jī) 抓斗式橋式起動(dòng)機(jī)是以抓斗作為取物裝置的起動(dòng)機(jī)，用于抓取碎散物料。其他部分與吊鉤式橋式起動(dòng)機(jī)完全相同。
3)電磁式橋式起動(dòng)機(jī) 電磁式橋式起動(dòng)機(jī)是用電磁盤作為取物裝置的橋式起重機(jī)，吊運(yùn)有導(dǎo)磁性的金屬材料，如型鋼、鋼板和廢鋼鐵等。
4)兩用橋式起動(dòng)機(jī) 兩用橋式起重機(jī)是裝有兩種取物裝置的橋式起重機(jī)，分為吊鉤抓斗和抓斗電磁兩種。兩種取物裝置均在一臺(tái)小車上，同時(shí)裝有兩套各自獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu)。第一種中一套起升機(jī)構(gòu)用于吊鉤，另一套起升機(jī)構(gòu)用于抓斗；第二種中一套起升機(jī)構(gòu)用于抓斗，另一套起升機(jī)構(gòu)用于電磁盤。根據(jù)裝卸和搬運(yùn)物料的需要，可以隨時(shí)更換其中的一種吊具。
5)三用橋式起重機(jī) 三用橋式起重機(jī)裝有吊鉤、電磁盤和電動(dòng)抓斗三種取物裝置。根據(jù)不同的工作性質(zhì)，可以變換其中任意一種吊具。電動(dòng)抓斗使用交流電，而電磁盤使用直流電，使用時(shí)要通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來變更電源。這種橋式起動(dòng)機(jī)適用于各種物料種類經(jīng)常改變的情況。
6)雙小車橋式起動(dòng)機(jī) 雙小車橋式起動(dòng)機(jī)具有兩臺(tái)起重小車，兩臺(tái)小車的起重重量相同，可以單獨(dú)作業(yè)也可以聯(lián)合作業(yè)。在某些雙小車橋式起動(dòng)機(jī)的兩個(gè)小車上，裝有可變速的起升機(jī)構(gòu)，輕載時(shí)可以高速運(yùn)行，重載時(shí)可以低速運(yùn)行；在吊運(yùn)較重物件時(shí)，兩臺(tái)小車可以并行吊運(yùn)。這種起重機(jī)的有效工作范圍廣，適用于吊運(yùn)橫放在跨度方向上的長形工件。
1.3起升機(jī)構(gòu)介紹
起升機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)貨物升降的,它是天車中最基本的機(jī)構(gòu).起升機(jī)構(gòu)主要有驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞裝置、取物裝置及制動(dòng)裝置等組成。此外，根據(jù)需要還可裝設(shè)各種輔助裝置，如限位器、起重限制器、稱重裝置等。
起升機(jī)構(gòu)的構(gòu)造是：電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與減速的高速軸相連，而減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒，將鋼絲繩卷上或放下，經(jīng)過吊鉤組，是吊鉤上升或下降
其中聯(lián)軸器為齒輪聯(lián)軸器，通常將齒輪聯(lián)軸器制成兩個(gè)半齒輪聯(lián)軸器，中間用一段軸連起來，這根軸稱為浮動(dòng)軸或補(bǔ)償軸。制動(dòng)器一般為常閉式的，它裝有電磁鐵或電動(dòng)推桿作為自動(dòng)的松閘裝置與電動(dòng)機(jī)電氣連鎖。減速器一般采用半封閉式的標(biāo)準(zhǔn)兩級(jí)圓柱齒輪減速器。
卷筒安裝在轉(zhuǎn)軸上，卷筒軸一端支撐在雙列調(diào)心球軸承上，另一端與減速器低速軸通過特種聯(lián)軸器連接，支撐在減速器軸的內(nèi)腔和軸承座中。
卷筒安裝的另一種形式：將卷筒直接剛性地裝在減速器軸上，為了消除小車架受載變形的影響，減速器被支撐在鉸軸上，卷筒的軸承采用自位軸承，允許軸向游動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，具有自動(dòng)調(diào)整減速器低速軸與卷筒同心的作用。
起重量在10T以下的天車，采用一套起升機(jī)構(gòu)，即一個(gè)吊鉤；在15T以上的天車采用主、副兩套起升機(jī)構(gòu)，即兩個(gè)吊鉤。其中起重較大的稱為主起升機(jī)構(gòu)或主鉤，較小的稱為副起升機(jī)構(gòu)或副鉤，副鉤的起重量約為主鉤的1/6～1/4。副鉤的起升速度較快，可以提高貨吊運(yùn)的效率。主副鉤的起重量用分?jǐn)?shù)表示，分子表示主鉤的起重量，分母表示副鉤的起重量，例如20/5，表示主鉤的重量為20T，副鉤的起重量為5T。
2起重機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
2.1起重機(jī)的國外發(fā)展?fàn)顩r
自有人類文明以來，物料搬運(yùn)便成了要類活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機(jī)的要求也越來越高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，激烈的國際市場競爭也越來越依賴于技術(shù)的競爭。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段，起重機(jī)正經(jīng)歷著一場巨大的變革?，F(xiàn)根據(jù)起重機(jī)的新理論、新技術(shù)和新動(dòng)向，結(jié)合實(shí)例，簡要論述國外先進(jìn)起重機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢。
1)重點(diǎn)產(chǎn)品大型化，高速化和專用化
由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長，起重量越來越大，工作速度越來越高，并對能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起生日一1200t，集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240m／min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m／min。
2)系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化
用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。對起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效益。德國德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12％，生產(chǎn)成本下降45％，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國德馬格公司還開發(fā)了一種KBK柔性組合式懸掛起重機(jī)，起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)由冷軋型軌組合而成，起重機(jī)運(yùn)行線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置，可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大扎遏生產(chǎn)，再根據(jù)用戶的不同需求和具體物料搬運(yùn)路線在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好，操作方便，能充分利用空間，運(yùn)行成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式，還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī)，甚至能組成大型自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)。
3)通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化
有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場合使用，工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可命名整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。德國德馬格公司經(jīng)過幾十年的開發(fā)和創(chuàng)新，已形成了一個(gè)輕型組合式的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。起重量1～80噸，工作級(jí)別A1～A7，整個(gè)系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁等多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接以及起重小車的布置有多種型式，可適合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根據(jù)用戶需要每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速供任意選擇，還可以選用變頻調(diào)速。操縱方式有地面手電門自行移動(dòng)、手電門隨小車移動(dòng)、手電門固定、無線遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等七種選擇。大車及小車的供電有電纜小車導(dǎo)電、DVS系統(tǒng)兩種方式。如此多的選擇項(xiàng)，通過不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足用戶不同的需求。這種起重機(jī)的另一最大優(yōu)點(diǎn)是輕型化，自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小，可大大降低廠房建筑物的建造成本，同時(shí)也可減小起重機(jī)的運(yùn)行功率和運(yùn)行成本。與通用產(chǎn)品相比較，起重量10t，跨度22.5m，通用雙梁橋式起重機(jī)自重24t，起重機(jī)軌面以上高度1876mm，起重機(jī)寬度5980mm；德馬格起重機(jī)的自重只有8.7t，重量輕了176％，起重機(jī)軌面以上高度920mm，降低了104％，起重機(jī)寬度2980mm，外形尺寸減少了100%。
4)產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化
起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使起重機(jī)具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式，提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開發(fā)以微處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動(dòng)裝置，使起重機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速和靜動(dòng)特性，可進(jìn)行操作的自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄，起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測，特殊場合的遠(yuǎn)距離遙控等，以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。
5)產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化
在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測出來的各種信息實(shí)施存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這類起重機(jī)還具有較好的信息輸入輸出接口，實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)中的傳輸。起重機(jī)通過系統(tǒng)集成，能形成不同機(jī)種的最佳匹配和組合，取長補(bǔ)短，發(fā)揮最佳效用。目前重點(diǎn)發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)，柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)，集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)，交通運(yùn)輸和郵電部門行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。
6)產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(shí)用化
結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種啟強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)型式大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu)，主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)輸與安裝。在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件，簡化機(jī)構(gòu)?！叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級(jí)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。為使中小噸位的起重小車結(jié)構(gòu)盡量簡化，同時(shí)降低起童機(jī)的尺寸高度，減少輪壓，國外已大量采用電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。為了減輕自重，提高承載能力，改善加工制造條件，增加產(chǎn)品成品率，零部件盡量采用以焊代鑄，如減速器殼體、卷簡、滑輪等都用焊接結(jié)構(gòu)。減速器齒輪都采用齒面，以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤式制動(dòng)器的應(yīng)用范圍也越來越大。此外，各機(jī)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展，從而減小電機(jī)基座號(hào)，減輕重量與減小外形尺寸，并可配用制動(dòng)力矩小的制動(dòng)器。
2.2起重機(jī)的國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r
2006年，我國工程起重機(jī)行業(yè)各項(xiàng)指標(biāo)將超過2004年的歷史最高記錄已成為定局。這意味著工程起重機(jī)行業(yè)已步入了較快可持續(xù)發(fā)展階段。2006年1-9月，起重機(jī)行業(yè)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與2005年同期比較，都以兩位數(shù)增長：全行業(yè)的銷售收入同比增長48.6%；工業(yè)增加值同比增長72.7%；利潤總額同比增長160%。目前我國起重機(jī)行業(yè)呈現(xiàn)出四大特點(diǎn)：?
第一個(gè)特點(diǎn)是汽車起重機(jī)是流動(dòng)式起重機(jī)中的主導(dǎo)產(chǎn)品，其銷量占各類流動(dòng)式起重機(jī)總和的80%以上，并以中、下噸位為主。?
第二個(gè)特點(diǎn)是我國汽車起重機(jī)的生產(chǎn)集中度較高。目前排在前四家的生產(chǎn)企業(yè)汽車起重機(jī)銷售之和占行業(yè)的80%以上，并有逐年增加的趨勢。今年1～9月徐州重型機(jī)械有限公司汽車起重機(jī)的銷售量達(dá)到5659臺(tái)，已超過全行業(yè)的50%。?
第三個(gè)特點(diǎn)我國履帶起重機(jī)增長幅度大。由于石化、石油、化工、能源、大型市政建設(shè)的快速發(fā)展，極大地刺激了大型履帶起重機(jī)市場。近兩年來，我國的生產(chǎn)企業(yè)積極開發(fā)履帶起重機(jī)產(chǎn)品，新近開發(fā)的較大噸位的新產(chǎn)品技術(shù)含量高，某些性能已達(dá)到世界同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，并具有多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國產(chǎn)的品牌逐步被廣大用戶接受。國產(chǎn)起重機(jī)在中、小噸位領(lǐng)域與國外品牌有一定的競爭力。?
? 第四個(gè)特點(diǎn)是起重機(jī)出口劇增，進(jìn)口銳減。今年1～9月汽車起重機(jī)出口大增，達(dá)到了544臺(tái)，同比增長了369%。其中徐重出口457臺(tái)，占84%，出口金額達(dá)到7064多萬美元，占汽車起重機(jī)出口總額的84.5%。?
??近兩年，我國工程起重機(jī)行業(yè)的企業(yè)體制改革進(jìn)入新階段。幾年前，工程起重機(jī)企業(yè)以國營為主，而現(xiàn)在是以民營和合資為主體。今年泰起和錦重完成了向民營的轉(zhuǎn)制，中聯(lián)完成了股權(quán)改制，長起與特雷克斯合資，徐工與凱雷合資，這都將對行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。??
中國工程起重機(jī)行業(yè)今后發(fā)展方向和國際化發(fā)展問題是企業(yè)共同關(guān)注的問題。目前中國工程機(jī)械行業(yè)的國際化水平，與中國工程機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、能力以及世界上的地位不相適應(yīng)。進(jìn)一步提高國際化水平的關(guān)鍵還是提高我國企業(yè)素質(zhì)和產(chǎn)品水平。如果在海外市場上，中國工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品長期頂著“低檔貨”的帽子，是沒有前途的。如果檔次不提高，質(zhì)量不穩(wěn)定，就不可能大量、穩(wěn)定地進(jìn)入主流市場。他還提醒行業(yè)內(nèi)的各大企業(yè)，近些年，我國整個(gè)工程機(jī)械出口迅速增長，起重機(jī)行業(yè)也面臨著出口遞增的大好局面，行業(yè)要保持理性，樹立國際貿(mào)易摩擦防范意識(shí)，防止上演壓價(jià)競爭。這樣只會(huì)損害全行業(yè)利益，同時(shí)也會(huì)給國外反傾銷制造口實(shí)。?
? 面對國際化競爭，起重機(jī)行業(yè)必須調(diào)整經(jīng)營戰(zhàn)略，不僅關(guān)注自身的競爭，同時(shí)也要關(guān)注供應(yīng)商和客戶的發(fā)展，打造共同盈利的平臺(tái)，為參與國際競爭創(chuàng)造和諧的經(jīng)營環(huán)境。我們要冷靜地看待目前起重機(jī)行業(yè)的高速發(fā)展，目前起重機(jī)市場主要來自小噸位起重機(jī)的增長。今后發(fā)展國產(chǎn)大型履帶起重機(jī)是一種必然的趨勢，對于企業(yè)來講更是非常必要。近兩年國內(nèi)石油、石化、核電、電站、鋼鐵等大型工程對超大設(shè)備吊裝的需求增長快，為國產(chǎn)大型履帶式起重機(jī)提供了廣闊的市場。而中國起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，有一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)實(shí)力，要融入全球競爭環(huán)境中去，必須要站在全球發(fā)展的角度去看自身的發(fā)展，研發(fā)、生產(chǎn)大型履帶起重機(jī)正是為今后的國際競爭做技術(shù)儲(chǔ)備。熊焰明同時(shí)指出，目前工程起重機(jī)行業(yè)中還存在著資源緊張和同行間合作不夠等問題，因此需要強(qiáng)化協(xié)會(huì)的作用，加強(qiáng)企業(yè)間的合作，共同迎接來自國外品牌的挑戰(zhàn)，打造民族品牌。
3橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)與工作級(jí)別
3.1橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)表征起重機(jī)的作業(yè)能力，是設(shè)計(jì)、制造和使用起重機(jī)的基本依據(jù)。起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有：起重量、起升高度、跨度、機(jī)構(gòu)工作速度和生產(chǎn)率。
1)起重量
起重機(jī)正常工作時(shí)允許一次起升的最大質(zhì)量稱為額定起重量，單位為噸或千克。吊鉤起重機(jī)的額定起重量不包括吊鉤和動(dòng)滑輪組的自重。抓斗和電磁鐵等可從起重機(jī)上取下的取物裝置的質(zhì)量計(jì)入額定起重量內(nèi)。橋式類型起重機(jī)的額定起重量是定值。額定起重量不只一個(gè)時(shí)，通常稱額定起重量為最大起重量，或簡稱起重量。
起重量的起重量常用符號(hào)Q或P、C等表示，起重量是質(zhì)量單位（千克），但習(xí)慣用的起重量單位為噸（t），這可視為非國際單位制的質(zhì)量單位（1t=1000kg）當(dāng)起重量視為載荷時(shí)，起升載荷的單位為牛（N）或千牛（KN）。
2)起升高度
起升高度是指從地面或軌道頂面至取物裝置最高起升位置的鉛垂距離（吊鉤取鉤環(huán)中心，抓斗，其他容器和起重電磁鐵取最低點(diǎn)），單位為米（m）。如果取物裝置能下落到地面或軌面以下，從地面或軌面至取物裝置最低下放位置間的鉛垂距離稱為下放深度此時(shí)總起升高度H為軌面以上的起升高度h1和軌面以下的下放深度h2之和，即H=h1+h2。臂架長度可變的輪胎、汽車、鐵路、履帶起重機(jī)的起升高度隨臂架仰角和臂長而變化，由各種臂長和不同臂架仰角可得相應(yīng)的起升高度曲線。
3)跨度、軌距和輪距
橋式類型起重機(jī)大車運(yùn)行軌道中心線之間的水平距離稱為跨度（L），小車運(yùn)行軌道和軌行式臂架起重機(jī)運(yùn)行軌道中心線之間的水平距離稱為軌距。輪胎和汽車起重機(jī)同一軸上左右車輪（或輪組）中心滾動(dòng)面之間的距離稱為輪距。
4)幅度
旋轉(zhuǎn)臂架式起重機(jī)處于水平位置時(shí)，回轉(zhuǎn)中心線與取物裝置中心鉛垂線之間的水平距離稱為幅度（R）幅度的最小值Rmin和最大值Rmax根據(jù)作業(yè)要求而定。在臂架變幅平面內(nèi)起重機(jī)機(jī)體的最外邊至取物中心鉛垂線之間的距離稱為有效幅度，對于輪胎和汽車起重機(jī)，有效幅度通常是指使用支腿工作、臂架位于側(cè)向最小幅度時(shí)，取物裝置中心鉛垂線至該側(cè)兩支腿中心連線的水平距離，它表示起重機(jī)在最小幅度時(shí)工作的可能性。
5)機(jī)構(gòu)工作速度
起重機(jī)機(jī)構(gòu)工作速度根據(jù)作業(yè)要求而定，額定起升速度是指起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速或油泵輸出額定流量時(shí)，取物裝置滿載起升的速度。多層卷繞的起升速度按鋼絲繩在卷筒上第一層卷繞時(shí)計(jì)算。起升速度與起重機(jī)的用途、起重機(jī)大小和起升高度等有關(guān)。裝卸用起重機(jī)比安裝用起重機(jī)的起升速度高；散堆物料的作業(yè)速度比成件物品高；大起重量起重機(jī)要求作業(yè)平穩(wěn)，采用較低的起升速度；安裝用起重機(jī)須提供安裝定位用的低速，為了滿足作業(yè)要求，保證物品精確置放，起升機(jī)構(gòu)也采用雙速電動(dòng)機(jī)或者通電氣、液壓、機(jī)械等方式實(shí)現(xiàn)無級(jí)或有級(jí)調(diào)速。采用離合器和操縱式制動(dòng)器可以使取物裝置自由下放。
額定運(yùn)行速度是指運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速或油泵輸出額定流量時(shí)，起重機(jī)或小車的運(yùn)行速度，運(yùn)行速度與起重機(jī)的類型和用途有關(guān)。橋式類型起重機(jī)運(yùn)行距離較短運(yùn)行速度用米/秒(m/s)表示，汽車起重機(jī)常與汽車結(jié)隊(duì)行使，運(yùn)行速度用公里/小時(shí)（km/h）表示。鐵路、輪胎、汽車、履帶。浮式起重機(jī)的運(yùn)行速度按空載情況考慮，其他類型起重機(jī)按滿載確定運(yùn)行速度。
額定變幅速度是指變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速或油泵輸出額定流量時(shí)，取物裝置從最大幅度到最小幅度的平均線速度（m/s），也可從最大幅度到最小幅度所需的變幅時(shí)間（s）表示：用小車水平式變幅的起重機(jī)，小車移動(dòng)速度即為變幅速度，由臂架在垂直平面內(nèi)擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)變幅的起重機(jī)，可用變幅時(shí)間間接表示變幅速度，伸縮臂式起重機(jī)以不同臂長工作時(shí)，最大最小幅度變化域不同，但臂架角度的變化恒定，因此，臂架與水平面的夾角從最小變至最大所需時(shí)間可表示變幅速度，變幅速度與變幅機(jī)構(gòu)的形式有關(guān)，工作性變幅機(jī)構(gòu)的速度較高，變幅速度按取物裝置滿載考慮；非工作性變幅機(jī)構(gòu)只用于調(diào)整取物裝置空載時(shí)的幅度，變幅速度不高。
額定回轉(zhuǎn)速度是指回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下油泵輸出額定流量時(shí)取物裝置滿載，并在最小幅度時(shí)起重機(jī)安全旋轉(zhuǎn)的速度?；剞D(zhuǎn)速度與起重機(jī)的用途有關(guān)，并受回轉(zhuǎn)起動(dòng)（制動(dòng)）時(shí)切向慣性力的限制，10m左右幅度時(shí)回轉(zhuǎn)速度應(yīng)不大于3r/min額定伸縮速度是指伸縮臂式起重機(jī)的臂架和支腿在油泵輸出額定流量時(shí)，臂架伸縮和支腿收放的速度，一般用伸縮時(shí)間表示，由于油缸活塞背腹兩腔有效面積的差別，額定縮臂（收腿）時(shí)間為伸臂（放腿）時(shí)間的1/2～1/3。其他條件相同時(shí)，提高機(jī)構(gòu)工作速度能縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間，提高起重機(jī)生產(chǎn)率。
6)生產(chǎn)率
起重機(jī)在一定作業(yè)條件下，單位時(shí)間內(nèi)完成的物品作業(yè)量叫生產(chǎn)率，生產(chǎn)率可用小時(shí)、工班、天、月、年或起重機(jī)整個(gè)使用壽命期間累計(jì)完成的物品作業(yè)量來表示質(zhì)量（t）、體積（m3）、件數(shù)等。
生產(chǎn)率分計(jì)算生產(chǎn)率和技術(shù)生產(chǎn)率兩種。按額定起重量、額定工作速度和作業(yè)周期算出的生產(chǎn)率為計(jì)算生產(chǎn)率。起重機(jī)作業(yè)時(shí)實(shí)際達(dá)到的生產(chǎn)率叫技術(shù)生產(chǎn)率。影響技術(shù)生產(chǎn)率的因素很多，一般只能由統(tǒng)計(jì)方法得到。
7)起重力矩
起重力矩是臂架類型起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)之一，它等于額定起重量和與其相應(yīng)的工作幅度（R）的乘積，即M=QR，起重力矩一般用t*m為單位，起重力矩比起重量能更全面地說明臂架類型起重機(jī)的工作能力，在一般情況下，額定起重量隨幅度而變化的臂架類型起重機(jī)，其最大起重力矩由最大起重量和與其對應(yīng)的工作幅度決定。額定起重量為定值、與幅度無關(guān)的起重機(jī)在最大幅度起吊額定起重量物品時(shí)產(chǎn)生最大起重力矩。
8)最大爬坡度
最大爬坡度是汽車、輪胎、履帶、鐵路等起重機(jī)在取物裝置無載、運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)輸出最大扭矩時(shí)，在正常路面或線路上能爬越的最大坡度。它是表征起重機(jī)行使能力的參數(shù)。決定爬坡度的主要因素是附著重量，附著系數(shù)和輪周牽引力。
9)最小轉(zhuǎn)彎半徑
汽車或輪胎起重機(jī)行使時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)到頭，外輪至轉(zhuǎn)彎中心的水平距離叫最小轉(zhuǎn)彎半徑，單位以米（m）表示。最小轉(zhuǎn)彎半徑與起重機(jī)底盤的軸距、輪距（轉(zhuǎn)向主銷中心距）、轉(zhuǎn)向車輪的偏轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向橋數(shù)目等因素有關(guān)。鐵路起重機(jī)在鐵道線路上行使時(shí)，起重機(jī)能夠順利通過的線路曲線段最小半徑叫最小曲率半徑，最小轉(zhuǎn)彎（曲率）半徑是表征起重機(jī)機(jī)動(dòng)性能的參數(shù)。
3.2橋式起重機(jī)的工作級(jí)別
起重機(jī)或其工作機(jī)構(gòu)根據(jù)“載荷狀態(tài)”和“利用等級(jí)”分為8個(gè)工作等級(jí)，用來表示其繁忙程度和滿載程度，目的是為了合理設(shè)計(jì)、制造和使用起重機(jī)，提高零件部件的“三化”水平，取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
4傳動(dòng)方案的選擇
4.1驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式
4.1.1電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)
1)平行軸線的布置 大多數(shù)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置都采用電動(dòng)軸與卷筒平行布置。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)用于吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他貴重危險(xiǎn)物品時(shí)須采用雙制動(dòng)器。
大起重量的起升機(jī)構(gòu)，由于起升速度相對較慢、減速器傳動(dòng)必增加。也有采用在減速器輸出端增加一級(jí)開式齒輪的傳動(dòng)方式。
上述起升機(jī)構(gòu)方案中，各部件都是分別支承、固定在小車架上。要求小車架有足夠的精度和剛度，從而使小車的自重增大，加工制造及安裝調(diào)整也很麻煩。為了減輕和簡化這樣的小車架，也采用帶有制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)，并將其直接套裝在減速器上，使整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成一個(gè)獨(dú)立的整體。通過減速器的兩個(gè)支承點(diǎn)和卷筒支承座的一個(gè)支承點(diǎn)形成穩(wěn)定支承，可降低對小車架安裝精度的要求。此外還可將定滑輪直接套裝在卷筒上，并使卷筒直接作為小車的主體，在兩端安裝行走端梁構(gòu)成整個(gè)起重小車，使結(jié)構(gòu)大為簡化。但這種方案只適合于中、小噸位的起重機(jī)。
為了操縱雙繩或四繩抓斗，抓斗起重機(jī)常采用兩套獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu)。其中一組驅(qū)動(dòng)裝置作開閉抓斗用，另一組作抓斗開閉時(shí)支持抓斗用；抓斗的升降則由兩組驅(qū)動(dòng)裝置協(xié)同工作來完成。
2)同軸線布置 將電動(dòng)機(jī)、減速器和卷筒成直線排列，電動(dòng)機(jī)和卷筒分別布置在同軸線減速器（常為普通行星減速器或少齒差行星減速器）的兩端，或者把減速器布置在卷筒內(nèi)部。為使機(jī)構(gòu)緊湊和提高組裝性能，可采用帶制動(dòng)器的端面安裝形式的電動(dòng)機(jī)。同軸線布置的起升機(jī)構(gòu)橫向尺寸緊湊，但加工精度和安裝精度要求較高，維修不太方便。
電動(dòng)葫蘆是一種常用的較小型的起重設(shè)備，在工廠車間、倉庫等處廣泛應(yīng)用。電動(dòng)葫蘆是電動(dòng)機(jī)與卷筒同軸線布置的典型實(shí)例。
4.1.2液壓起升機(jī)構(gòu)
液壓起升機(jī)構(gòu)主要用于輪式、履帶式起重機(jī)。按照液壓驅(qū)動(dòng)裝置的類型，液壓起升機(jī)構(gòu)分為高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和液壓缸驅(qū)動(dòng)三種形式。
1)高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 這種形式的起升機(jī)構(gòu)在液壓起重機(jī)中應(yīng)用最廣，其工作可靠，成本低，壽命長，效率高，可以采用批量生產(chǎn)的減速器與其配套。
主副起升機(jī)構(gòu)一般都為獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，構(gòu)造完全相同，只是減小了副起升機(jī)構(gòu)的滑輪組倍率。
2)低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 低速大扭矩液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速低，但輸出扭矩大，一般不需要減速傳動(dòng)裝置。液壓馬達(dá)直接與卷筒連接，簡化了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和構(gòu)造。低速大扭矩液壓馬達(dá)的體積和重量比同功率的普通齒輪減速器小得多，當(dāng)輸出扭矩增大時(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)更加明顯。因此，低速大扭矩液壓馬達(dá)適用于大起重量的起升機(jī)構(gòu)。為了滿足輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的要求，有時(shí)在液壓馬達(dá)和卷筒之間增加一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)。
綜合上述傳動(dòng)方案，50/10t雙梁橋式起重機(jī)宜采用電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)裝置采用浮動(dòng)軸與卷筒平行布置。
5鋼絲繩的選擇
5.1鋼絲繩的特性
鋼絲繩是起重機(jī)上最常用的一種撓性構(gòu)件，它具有下列優(yōu)點(diǎn)：
1)強(qiáng)度高，承載能力大，過載能力強(qiáng)，彈性好，耐沖擊，自重??；
2)撓性較好，運(yùn)行平衡，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)噪聲??；
3)工作可靠，不會(huì)突然破斷。
鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，鋼絲繩廣泛應(yīng)用與起重機(jī)的多個(gè)機(jī)構(gòu)中，如起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和牽
引機(jī)構(gòu)等，還可用做桅桿起重機(jī)、固定塔式起重機(jī)的固定拉索和纜索起重機(jī)的承載索在起重安裝施工中，重物的捆綁也廣泛使用鋼絲繩。
鋼絲繩是由直徑0.5～2mm的鋼絲擰制而成的。鋼絲繩的鋼絲要求有很高的強(qiáng)度。通常用含碳量0.5％～0.8％的優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成。優(yōu)質(zhì)鋼錠通過熱軋制成直徑￠6mm的圓鋼，然后經(jīng)過多次的冷拔及熱處理等專門工藝過程，使其強(qiáng)度達(dá)到1400～2000N/M。
根據(jù)韌性的高低即耐彎折和扭轉(zhuǎn)次數(shù)的多少，可將鋼絲繩的質(zhì)量分成特級(jí)、A級(jí)和B級(jí)三種：①特級(jí)能隨反復(fù)彎曲和扭轉(zhuǎn)的次數(shù)較多的多少，鋼絲韌性最好，用于載人的升降機(jī)和大型澆鑄起重機(jī)等；②A級(jí)能夠隨反復(fù)彎曲和扭轉(zhuǎn)的次數(shù)一般，韌性較好，用于一般起重機(jī)；③B級(jí)鋼絲韌性一般，用于系物，張緊等。
5.2鋼絲繩的種類
5.2.1根據(jù)鋼絲繩的捻繞次數(shù)分類
1)單繞繩
由若干層鋼絲依次圍一鋼芯繞制而成，只有一股，這種繩的強(qiáng)度高，僵性大，撓性差，不宜用做起重繩，只用做在起重機(jī)中不運(yùn)動(dòng)的拉索以及架空索道或纜索起重機(jī)的承載繩。當(dāng)作為承載繩時(shí)，為了使表面光滑，增加橫向承載能力，鋼絲間呈面接觸，專門制成一種外形封閉的單繞鋼絲繩。
2)雙繞繩
先由鋼絲捻成股，再由股圍繞繩芯捻成繩，這種繩的撓性較好，制造工藝也不太復(fù)雜，在起重機(jī)中廣泛應(yīng)用最多。
3)三繞繩
把雙繞繩作為股，再由幾股捻成繩，這種繩撓性好，但由于制造復(fù)雜、成本高，而且由于鋼絲較細(xì)，容易磨損折斷，所以在起重機(jī)中一般不采用。
5.2.2按鋼絲繩的捻向分類
1)同向捻鋼絲繩（也稱順繞繩）
鋼絲繩在捻制時(shí)，鋼絲捻制成股與股捻制成繩的方向相同。這種鋼絲繩由于表面比較平滑撓性好，磨損小，使用壽命較長。但存在自行扭轉(zhuǎn)和松散的趨向，容易打結(jié)，故在自由懸掛重物的起重機(jī)中，不宜采用。只能用做經(jīng)常保持緊張的升降機(jī)及牽引式運(yùn)行小車的牽引繩。
2)交互捻鋼絲繩（也稱交繞繩）
鋼絲繩在捻制時(shí)，鋼絲捻成股與股捻成繩的方向相反。這種鋼絲繩的繩和股自行扭轉(zhuǎn)和松散的趨勢相反，互相抵消，沒有扭轉(zhuǎn)打結(jié)的趨勢，因此在起重機(jī)中應(yīng)用最多，其缺點(diǎn)是撓性小，壽命短。
3)混合捻鋼絲繩（也稱混繞繩）
由兩種相反繞向的股捻成鋼絲繩。有半數(shù)股為右旋，半數(shù)股為左旋，其性能介于同向捻和交互捻之間，但因制造困難，僅在吊具較輕的大起升高度起重機(jī)（如塔式起重機(jī)）中推薦采用。
5.2.3根據(jù)股的形狀分類
1)圓股繩
制造方便，應(yīng)用廣泛。
2)異形股繩
有三角股、橢圓股及扁股等。這種繩與滑輪槽或卷筒槽接觸表面大，耐磨性好，不
易斷絲，壽命長，但制造復(fù)雜，應(yīng)用較少。
5.2.4根據(jù)股的構(gòu)造分類
1)點(diǎn)接觸繩
繩股中各層鋼絲直徑均相同，股中相鄰各鋼絲的節(jié)距不等，因而相互交叉形成點(diǎn)接
觸，接觸處接觸應(yīng)力較高，鋼絲繩壽命降低。點(diǎn)接觸繩的優(yōu)點(diǎn)是制造工藝簡單，價(jià)格低，過去曾廣泛用于起重機(jī)中，現(xiàn)在已被線接觸繩所代替。
2)線接觸繩
繩股由不同直徑的鋼絲繞制而成。外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的槽溝內(nèi)，內(nèi)外層鋼絲形成線接觸。這種鋼絲繩撓性好，耐腐蝕，使用壽命長，承載力高。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸繩，可以采用較小的直徑，相應(yīng)地可采用較小的滑輪和卷筒直徑，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸得以減小。故線接觸繩在起重機(jī)中得到日益廣泛的應(yīng)用。
可將線接觸鋼絲繩根據(jù)繩股斷面的結(jié)構(gòu)，分為以下三種：
（1）外粗型 又稱西魯型（S型），股中每一層鋼絲的直徑相同，不同層次的鋼絲直徑不同，內(nèi)層細(xì)外層粗，外層耐磨。
（2）粗細(xì)型 又稱瓦林吞型（W型），外層采用粗細(xì)兩種鋼絲，粗鋼絲位于內(nèi)層鋼絲的溝槽中，細(xì)鋼絲位于粗鋼絲之間，斷面填充系數(shù)較高，撓性好，承載力大
（3）填充型（Fi型） 在股中內(nèi)，外層鋼絲溝槽中填充細(xì)鋼絲，增加了股中鋼絲的數(shù)量，斷面填充系數(shù)高，撓性好，承載能力更大
3)面接觸繩
面接觸鋼絲繩常做成密封繩，為達(dá)到面接觸，鋼絲必須制成異形斷面（如T型、Z型等）。其優(yōu)點(diǎn)與線接觸相同，但效果更為顯著，缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴。面接觸鋼絲繩適用于架空索道、塔機(jī)主索、吊橋主索等場合，不宜用做起重繩。
5.2.5根據(jù)鋼絲表面處理分類
1)光面鋼絲鋼絲繩
當(dāng)鋼絲繩不會(huì)因腐蝕造成報(bào)廢時(shí)，宜采用這種鋼絲繩，在室內(nèi)一般工作環(huán)境中工作的起重機(jī)或捆綁多用。
2)鍍鋅鋼絲鋼絲繩
當(dāng)腐蝕是造成其報(bào)廢的主要原因時(shí)，宜采用這種鋼絲繩。它多用于露天、潮濕環(huán)境或具有腐蝕介質(zhì)的工作場所。
5.2.6根據(jù)鋼絲繩股數(shù)的數(shù)目分類
有6股繩、8股繩、和18股繩等。外層股的數(shù)目愈多，鋼絲繩與滑輪槽或卷筒槽接觸愈好，這不僅使鋼絲繩壽命延長，還會(huì)減少滑輪或卷筒的磨損。
5.2.7根據(jù)繩芯分類
繩芯的作用是：增加撓性，彈性與潤滑。一般在鋼絲繩的中心布置一股繩芯。有時(shí)為了增加鋼絲繩的撓性與彈性，在鋼絲繩的每一股中也設(shè)置繩芯。繩芯的種類有以下幾種：
1)有機(jī)芯
用浸透潤滑油的麻繩做成，工作時(shí)起潤滑作用。有機(jī)芯鋼絲繩不能用于高溫環(huán)境。
2)石棉芯
用石棉繩做成，與有機(jī)芯相比可耐高溫。
3)金屬芯
用軟鋼的鋼絲繩或繩股作為繩芯，可耐高溫并能承受較大的橫向壓力，用于高溫或多層卷繞的地方，還有用儲(chǔ)有潤滑油的螺旋金屬管做繩芯的。
5.3鋼絲繩的選擇
鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的選擇和鋼絲繩直徑的確定。
鋼絲繩有多種構(gòu)造形式，一般應(yīng)優(yōu)先采用線接觸鋼絲繩，在有腐蝕性的環(huán)境中工作時(shí)，采用鍍鋅鋼絲繩。鋼絲繩直接繞到卷筒上的起升機(jī)構(gòu)一般采用復(fù)滑輪組以保證吊重在各種高度位置時(shí)能垂直運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使卷筒兩端的軸承負(fù)荷和小車兩側(cè)的輪壓一致。起重量為50t的起重機(jī)采用倍率u=5的復(fù)滑輪組。
1)鋼絲繩所受最大靜拉力見式（5.1）：
Smax= 式（5.1）
式中 Q——額定起重量， Q=50000公斤；
G鉤——吊鉤組重量，G鉤＝3%Q=3%×490KN=14.7KN(吊鉤掛架的重量一般約占額定起重量的2％～4%,這里取吊鉤掛架重量為13.7KN)；
m——滑輪組倍率，m=5；
η組——滑輪組效率
式（5.2）
式中η僵考慮鋼絲繩僵性的滑輪效率，裝滾動(dòng)軸承的滑輪η僵＝0.98。
KN
2)鋼絲繩的選擇見式（5.2）：
S繩＝α∑S絲 式（5.2）
式中 S繩——鋼絲繩破斷拉力（公斤）；
∑S絲——鋼絲繩破斷力總和；
——折減系數(shù)，對于繩6×19的鋼絲繩；α＝0.85；
n繩——鋼絲繩安全系數(shù)，S繩＝α∑S絲，
對于中級(jí)工作類型n繩＝5.5。
由上式可得：
KN≈34706公斤
根據(jù)∑S絲查鋼絲繩產(chǎn)品目錄可選用：
鋼絲繩6×19－21.5－200－I－光－右交（GB1102－74），∑S絲＝35050公斤＝343490N
因?yàn)椤芐絲＞340.12KN，所以滿足要求。鋼絲繩直徑為d繩＝21.5毫米。
6滑輪、卷筒的計(jì)算
6.1卷筒的構(gòu)造與類型
卷筒在起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)或牽引機(jī)構(gòu)中用來卷繞鋼絲繩，把原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳給鋼絲繩，并把原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樗枰闹本€運(yùn)動(dòng)。
卷筒通常為中空的圓柱形，特殊要求的卷筒也有做成圓錐形或曲線形的。在變幅過程中為了使貨物高度不變，有時(shí)采用卷筒補(bǔ)償法，此時(shí)的卷筒就應(yīng)當(dāng)做成圓錐形或曲線形。
摩擦卷筒為了使鋼絲繩的工作圈能始終在中部，要采用曲線形卷筒。當(dāng)起升高度很大時(shí)，鋼絲繩自重就要考慮，為了保證在起升過程中使卷筒力矩維持不變，就要采用圓錐形卷筒。
6.1.1按鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)分類
按照鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)，卷筒分單層繞和多層繞兩種。一般起重機(jī)大多采用單層繞卷筒。只有在繞繩量特別大或特別要求機(jī)構(gòu)緊湊的情況下，為了縮小卷筒的外形尺寸，才采用多層繞的方式。在水利電力過程上使用的門座式起重機(jī)、塔式起重機(jī)一般重量和起升高度都很大，通常采用多層繞，卷筒層數(shù)可達(dá)6層，在水電站上使用的大型啟閉機(jī)（特別是門式啟閉機(jī)和固定卷揚(yáng)啟閉機(jī)）由于起重量特別大，滑輪組倍率都很高，而且這類啟閉機(jī)揚(yáng)程（起升高度）又很高，所以繞繩量很大，一般多采用多層繞。多層繞的主要缺點(diǎn)是鋼絲繩承受較大的擠壓，而且相互摩擦，不利于鋼絲繩使用壽命。此外，輪式起重機(jī)為了使結(jié)構(gòu)緊湊，也多采用多層卷繞卷筒，由于卷筒層數(shù)的增加，必然使卷筒的計(jì)算直徑增加，這時(shí)如果鋼絲繩中拉力不變，則卷筒所受的載重力矩就要增大，提升速度也要增高。
6.1.2按卷筒的表面不同分類
按卷筒的表面不同，有光面卷筒和帶螺旋槽卷筒兩種。光面卷筒多用于多層卷繞，其結(jié)構(gòu)比較簡單，鋼絲繩按螺旋形緊密地排列在卷筒表面上，繩圈的節(jié)距等于鋼絲繩的直徑。鋼絲繩和卷筒表面之間的接觸應(yīng)力較高，相鄰繩圈在工作時(shí)有摩擦，不利于鋼絲繩的使用壽命，為了時(shí)鋼絲繩在接觸面積增加，因而減小了它們之間的接觸應(yīng)力，也消除了在卷繞過程中繩圈間可能產(chǎn)生的摩擦，因此可提高鋼絲繩的使用壽命。目前，多層卷筒也常制成帶繩槽的。尤其是水電站起吊閘門用的啟閉機(jī)，剛開始起吊時(shí)（第一層卷繞）鋼絲繩拉力特別大，而以后（第二層卷繞）鋼絲繩拉力減小很多，這種用途的卷筒制成帶槽的，更為合理。繩槽在卷筒上的卷繞方向也可以制成左旋或右旋。單聯(lián)滑輪組的卷筒，只有一條螺旋繩槽，雙聯(lián)滑輪組的卷筒，兩側(cè)應(yīng)分別有一條左旋和右旋的繩槽。繩槽的形狀分為標(biāo)準(zhǔn)繩槽和深槽兩種。
標(biāo)準(zhǔn)槽節(jié)距小，因此為了使機(jī)構(gòu)緊湊一般采用標(biāo)準(zhǔn)槽。深槽的優(yōu)點(diǎn)是不易脫槽，但其節(jié)距大，使卷筒長度增大。只在鋼絲繩有脫槽危險(xiǎn)時(shí)才采用深槽，例如抓斗起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，或鋼絲繩向上引出的卷筒。如果不采用深槽，可裝設(shè)壓繩器，防止鋼絲繩脫槽。
6.1.3.按卷筒的制作方法分類
按卷筒的制作方法可分為鑄造卷筒、焊接卷筒和電渣卷筒。
1)鑄造卷筒 起重機(jī)上多采用鑄造卷筒，中小型卷筒用鑄鐵制造，很少用鑄鋼，因?yàn)殍T鋼成本高，一般采用灰鑄鐵制造，重要的卷筒也可用球墨鑄鐵制造，采用鑄鐵卷筒可提高鋼絲繩的使用壽命，較大的卷筒用鑄鋼制造。
2)焊接卷筒 焊接卷筒是用16Mn等材料的鋼板卷成圓筒形焊接而成，可節(jié)省材料（重量）35％～40％，特別是大型卷筒，減輕重量尤為顯著。焊接卷筒非常適宜于單件生產(chǎn)。因此，對于較大的單件生產(chǎn)或要求重量輕的卷筒可采用焊接卷筒。
3)電渣焊卷筒 大型起重機(jī)上的卷筒，外形尺寸與自重都很大，在不具備鋼板卷制的條件下可用鑄鋼制造，但特別大的卷筒一次鑄造出來是很困難的，一般要分成幾段鑄造，然后用電渣焊成整體。
此外，卷筒還分為單聯(lián)的和雙聯(lián)的。如果沒有脫槽的危險(xiǎn)，單層繞的卷筒兩端可以沒有凸臺(tái)，以防鋼絲繩滑出。其高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出1～1.5d。
卷筒兩端應(yīng)有幅板與筒體可以鑄成一體，也可以分別鑄造，加工后用螺栓連成整體。連接方式有軸向螺栓連接及徑向螺栓連接。簡體中間不宜布置任何縱向或橫向加強(qiáng)筋，因?yàn)樵谶@些加強(qiáng)筋的附近會(huì)產(chǎn)生很大的局部彎曲應(yīng)力使卷筒在該處碎裂。
滑輪材料一般采用HT15－33鑄鐵，對重級(jí)、特重級(jí)的起重機(jī)用QT40－10球墨鑄鐵和ZG25Ⅱ、ZG35Ⅱ鑄鋼，當(dāng)滑輪直徑D>800毫米時(shí)，常采用A3鋼的焊接滑輪。
當(dāng)卷筒的長度小
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