鶴式（門式）起重機(jī)設(shè)計
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太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書
第一章．起升機(jī)構(gòu)
1.1起升機(jī)構(gòu)方案規(guī)劃
起升機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)貨物升降，因此它是任何起重機(jī)不可缺少的部分，是起重機(jī)中最基本的機(jī)構(gòu)。其工作的好壞，將直接地影響到整機(jī)的工作性能。起升機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷繞系統(tǒng)、取物系統(tǒng)與制動裝置組成。
針對此門座起重機(jī)采用兩套驅(qū)動裝置，兩個電動機(jī)分別驅(qū)動，為使兩個獨(dú)立但相互協(xié)作的兩個驅(qū)動裝置能更好的發(fā)揮作用且不互相干涉所以采用如圖1所示布置。由兩個電動機(jī)分別通過齒式聯(lián)軸器與減速器的高速軸相連，再由減速器低速軸帶動卷筒將鋼絲繩卷上或放出，經(jīng)過滑輪組系統(tǒng)，使吊鉤等取物裝置實(shí)現(xiàn)上升和下降。選用齒式聯(lián)軸器是為了安裝方便與避免高速軸在小車架受栽變形時受到彎曲，且是用得最廣范的，減速器選用三級柱式齒輪減速器。由于門座起重機(jī)是工作比較繁重的多用途起重機(jī)械，本設(shè)計采用抓斗吊鉤互換使用。正因?yàn)楣ぷ骷墑e比較高，對于鋼絲繩和卷筒，滑輪來說要求是比較高的，為避免鋼絲繩的磨損，卷筒和滑輪都取直徑比較大的，且鋼絲繩選用絲數(shù)較多的，為防止吊鉤的旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩選擇向相反方向纏繞的兩根。機(jī)構(gòu)停止工作時，制動器是吊鉤連同貨物懸吊在空中，吊鉤的升降靠電動機(jī)改變轉(zhuǎn)向來達(dá)到，當(dāng)滑輪組升降到最高極限位置時，使吊鉤停止上升，以此可以保證安全。
1.2起升機(jī)構(gòu)設(shè)計計算
1.確定傳動方案
按照構(gòu)造宜緊湊的原則，決定采用下圖的傳動方案，采用雙聯(lián)滑輪組。
按Q=8t，取滑輪組倍ih =2 因而承載分支數(shù)為 Z=2ih =4
釣具自重G0=（0.025～0.035）×Q=2～2.8KN 取G0=2.5KN；
2.選擇鋼絲繩
若滑輪組采用滾動軸承，當(dāng)i=3，查[1]中表2-1得滑輪組效率ηh=0.98。
鋼絲繩所受最大拉力：
吊鉤
=
單繩抓斗
按下式計算鋼絲繩直徑d
C-選擇系數(shù) 查得C=0.104
選擇鋼絲繩6W（19）公稱抗拉強(qiáng)度155N/mm2，直徑d=17.5mm，其鋼絲破斷拉力總和為[Sb]=138000N，
標(biāo)記如下：
鋼絲繩6W（19）-17.5-1550-I-光-右交（GB1102-74）
3.確定滑輪主要尺寸
滑輪的許用最小直徑：
（e-1）=17.5×20=350mm
式中系數(shù)e=25由1]中表2-3查得。由附表5中選用標(biāo)準(zhǔn)滑輪D=400mm
4.確定卷筒尺寸并驗(yàn)算強(qiáng)度
卷筒直徑：
（e-1）=17.5×18=315mm
選用D=400mm。由附表12查得繩槽螺距t=16mm。
卷筒長度：
L=（）t+L12
=（）×22+66
=1296.28mm 取L=1310mm
式中：
H-起升高度H=H1+H2=20000+16000mm
n-安全圈數(shù) 取2
L1—卷筒端部不切槽部分長度，取L1=3t=66mm；
D0——卷筒的計算直徑D0=D+d=414.5mm。
卷筒壁厚：
δ=0.02D+（6-10）=0.02×400+（6-10）
=14-18mm
取δ=15mm
卷筒壁的壓應(yīng)力計算：
＜[]
Aτ-應(yīng)力減小系數(shù)，一般取Aτ=0.75
對于HT15-33鑄鐵材料，抗壓強(qiáng)度極限σby=650N/cm2，抗拉強(qiáng)度極限為σb=150N/cm2。故許用壓應(yīng)力：
[]= 故強(qiáng)度足夠
扭曲應(yīng)力：
5.選電動機(jī)
計算靜功率：
式中：η——機(jī)構(gòu)的總效率，取η=0.85
（注：一般規(guī)定在初選電動機(jī)時取η=0.80-0.85。因η=ηhηjη0，卷筒效率ηj=0.96-0.98；ZQ型減速器效率η0=0.94，故對于一般無開式齒輪的傳動效率η＜0.85。所以取η=0.85比較合適）
查手冊選用電動機(jī)YZR200L-8，其，
6）驗(yàn)算電動機(jī)的發(fā)熱條件
按照等效功率法求得：當(dāng)JC%=40時，所需的等效功率
式中：——工作類型系數(shù)，查（1）中表6-4，=0.75（中級）；
γ——系數(shù)，根據(jù)tq/tg值查得。
tq/tg——起重機(jī)構(gòu)平均起動時間與平時工作時間的比值，由（1）
中查得當(dāng)tq/tg=0.1時，γ=0.87。
由以上計算結(jié)果可知，初選電動機(jī)能滿足發(fā)熱條件，
即＜
7）選擇標(biāo)準(zhǔn)減速器
卷筒轉(zhuǎn)速：
減速器總傳動比：
查手冊選QJR-D400-40IICW減速器，當(dāng)中級工作類型時，
許用功率[N]=39kw；i0‘=40，自重Gg=1390kg，輸入軸直徑
軸端長l1=110mm（錐形）
8）驗(yàn)算起升速度和實(shí)際所需功率
實(shí)際起升速度：
誤差：
＜[ε]=15%，
可以。
實(shí)際功率：
9）校核減速器輸出軸強(qiáng)度
（1） 輸出軸最大徑向力：由[1]中公式（6-16）
式中：aSmax=2×26810N—卷筒上卷繞鋼絲繩引起的載荷；
Gj=2240N—卷筒及軸自重，參考附表13決定；
[R]=55000N—QJR-D280減速器輸出軸端最大容許徑向載荷，由附表35查得。
因此＜[R]，（2）通輸出軸最大扭矩：由[1]中公式（6-17）
式中：
——電動機(jī)的額定力矩；
ψmax=2.9—當(dāng)JC%=40時電動機(jī)最大力矩倍數(shù)，由附表25查得；
η0=0.95—減速器傳動效率；
[M]=21200kgf.m 因此
=15520—17737kgf.m＜[M]
由以上計算可知所選減速器能滿足要求
10）選擇制動器
所需制動力矩：
式中：kz=2.0—制動安全系數(shù)，由[1]查得。
由手冊選用YWZ2-300/50制動器，制動輪直徑Dz=200mm; 其額定制動力矩Mez=200N.m， 制動器重量Gz=43kg。
11）選擇聯(lián)軸器
高速軸的計算扭矩：
式中：——等效系數(shù)，查表2-7得；
——安全系數(shù)，查表2-21得；
Mel——相應(yīng)與機(jī)構(gòu)JC%值的電動機(jī)額定力矩?fù)Q算到高速軸上的力矩
由手冊查得YZR200L-8電動機(jī)軸端為圓錐形d=60mm，l=140mm
由手冊查得QJR-D400-40IICW減速器的高速軸端為圓錐形d=65mm，l=140mm。從表3-12-7選用CLZ3半聯(lián)軸器，最大允許扭矩[M]max=3150Mm，飛輪矩（GD2）l=0.12kg.m2，重量Gl=25.4kg。
12）驗(yàn)算起動時間
起動時間：
+0.2=2.92kgf.m
靜阻力矩：
平均起動力矩：
因此，
查[1]對于3-80t通用橋式起重機(jī)[tq]=1-2sec，故所選電動機(jī)合適。
13）驗(yàn)算制動時間
制動時間：
查[1]當(dāng)v≤12m/min時，[tz]=10sec。因?yàn)閠z＜[tz]，故合適。
—下降是電動機(jī)軸上的靜力矩
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第二章 運(yùn)行機(jī)構(gòu)
2.1.運(yùn)行機(jī)構(gòu)方案規(guī)劃
運(yùn)行機(jī)構(gòu)的任務(wù)是使起重機(jī)或載重小車作水平運(yùn)動。門座起重機(jī)屬于非工作性的運(yùn)行機(jī)構(gòu)可以調(diào)整工作位置。該性能是依靠電動機(jī)驅(qū)動使運(yùn)行機(jī)構(gòu)及整機(jī)在軌道上運(yùn)行，運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由支撐裝置和驅(qū)動裝置兩大部分組成。本設(shè)計中采用有軌運(yùn)行支撐裝置，四條支腿，考慮最大輪壓不易過大，所以一個支腿由兩個車輪支撐，車輪可用鑄鋼車輪，為方便兩輪所受輪壓均衡，采用一個運(yùn)行臺車。有軌運(yùn)行驅(qū)動方式有兩種：自行式和牽引式。自行式運(yùn)行驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)在運(yùn)行部分上靠主動車輪與軌道的附著力驅(qū)動，構(gòu)造簡單布置方便，是最常用的運(yùn)行驅(qū)動方式。自行式驅(qū)動機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是：自重較大，驅(qū)動力有限，不能產(chǎn)生較大的加速度，并且也不能用于坡度較大的場合。牽引式運(yùn)行驅(qū)動機(jī)構(gòu)裝在運(yùn)行部分以外，具有自重及驅(qū)動力沒有限制的優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是：牽引鋼絲繩壽命短，維修麻煩運(yùn)行阻力較大，牽引式運(yùn)行驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于要求自重輕或運(yùn)行坡度較大的重機(jī)上。本設(shè)計采用自行式，為了保證足夠的驅(qū)動力，采用對角驅(qū)動，這是門座起重機(jī)常用的。這種布置方式能夠保證主動車輪之和基本上不隨臂架位置變化。驅(qū)動力由電動機(jī)通過帶制動輪的聯(lián)軸器傳給減速器：選用立式三級圓柱齒輪減速器：此方案電動機(jī)的位置是橫向的，因而橫向尺寸較大。
傳動方案如圖所示
2.2.運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計計算
1.起重機(jī)支腿受載
（1） 自身的垂直力
—門座部分的自重載荷
—為回轉(zhuǎn)部分的自重載荷
—起升載荷
作用點(diǎn)近似為回轉(zhuǎn)中心
其它力對回轉(zhuǎn)中心所產(chǎn)生的力矩
—回轉(zhuǎn)部分自重載荷
取
—回轉(zhuǎn)部分重心到回轉(zhuǎn)中心距離，取=0.1m
—起升重量，取80kN
R—最大幅度，R=25m
（2） 工作時風(fēng)力
—風(fēng)力系數(shù)，=1.2
—計算風(fēng)壓
—150Pa —250Pa
A—迎風(fēng)面積，A=50m2
—風(fēng)壓高度系數(shù)
（3） 非工作時風(fēng)力
估計為5m
支撐力
（4）車輪及主動車輪的確定
采用8輪運(yùn)行，兩輪驅(qū)動，且對角布置，其分配到每個輪的最大最小輪壓為：
等效輪壓：
2.選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度
（1）選擇車輪與軌道
根據(jù)車輪踏面疲勞強(qiáng)度計算等效輪壓
可選用車輪直徑為D=500mm，材料ZG55-Ⅱ，表面淬硬度為軌道選320HBS 軌道型號P38
（2）車輪踏面疲勞強(qiáng)度校核
所選車輪踏面都為圓柱形
軌道凸頂半徑r=300mm
—與材料有關(guān)的應(yīng)力常數(shù)，=0.132N·mm2
C1—轉(zhuǎn)速系數(shù)，C1=1.13
C2—工作級別系數(shù)，C2=1.25
R—取軌道凸頂與車輪曲率半徑中較大者
此處R=r=300mm
m—r/R之比的有關(guān)系數(shù)，m=0.388
（3）車輪踏面最大強(qiáng)度校核
本設(shè)計規(guī)定軌道接頭高度h不大于1mm
運(yùn)行沖擊系數(shù)
車輪踏面最大強(qiáng)度校核：
3.運(yùn)行阻力計算
起重機(jī)穩(wěn)太運(yùn)行阻力由摩擦力、風(fēng)阻力和坡度阻力
（1）滿載時最大摩擦阻力
滿載時最小摩擦阻力
式中：
—附加阻力系數(shù)，=1.5
—摩擦阻力系數(shù)，采用滾動軸承，取=0.006
空載時最大摩擦阻力：
（2）風(fēng)阻力=11.88kN
（3）坡度阻力
—坡度阻力系數(shù)，去=0.003
4.驅(qū)動機(jī)構(gòu)
（1）選擇電動機(jī)
電動機(jī)靜功率：
式中：
—穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時靜阻力，=14370N
—大車運(yùn)行速度，=16/60=0.267m/s
m=2—驅(qū)動電動機(jī)臺數(shù)。
η=0.95—機(jī)構(gòu)傳動效率.
根據(jù)穩(wěn)態(tài)靜功率和機(jī)構(gòu)JC值=25%，CZ=150，
查手冊選用YZR112M-6電動機(jī)
Pn=1.8kw；nn=815r/min；（GD2）d=0.23kg/m2
（2）選減速器
傳動比：
式中：
—電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速
—車輪轉(zhuǎn)速，
查手冊選用QJS170-80減速器：
P許=2.1kw i=80；
∴實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速16m/min
（3）選聯(lián)軸器
計算扭矩：
式中：
=1.35——安全系數(shù)，
—剛性動載系數(shù)，=1.8
——電動機(jī)額定功率。
由手冊查電動機(jī)YZR112M-6兩端伸出軸為圓柱形d=32mm，l=80mm；由手冊查QJR-236減速器高速軸端為圓柱形d1=22mm，l=50mm。故選帶制動輪D=200的半齒聯(lián)軸器。
靠減速器軸端選半齒聯(lián)軸器：CLZ3
[M]=710Nm,J=0.03,
G=7.96kg。
（4） 起動時間
運(yùn)行機(jī)構(gòu)總飛輪距為：
式中；
—計及傳動機(jī)構(gòu)中其它低速傳動部分零件的飛輪距影響系數(shù)，取=1.15
起動功率Pq計算：
—計算起動時間，取=3.4s
實(shí)際起動時間：
—一臺電動機(jī)的平均起動力矩
—電動機(jī)起動力矩倍數(shù)，當(dāng)工作級別MJC=25%，=1.6
—機(jī)構(gòu)滿載穩(wěn)定運(yùn)行靜阻力矩
[J]—總轉(zhuǎn)動慣量
（5）電動機(jī)過載驗(yàn)算
電動機(jī)過載功率按下式進(jìn)行驗(yàn)算
—基準(zhǔn)接電持率時，電動機(jī)額定功率，=1.8kW
（6）起動打滑驗(yàn)算
起動打滑驗(yàn)算按下式進(jìn)行
—粘著系數(shù)，取0.12
—粘著安全系數(shù)，取=1.05
—平均加速度，
—軸承摩擦直徑，=0.1m
—軸承摩擦系數(shù)，滾動軸承取=0.015
D—車輪直徑，D=0.5m
（GD）2—一臺電機(jī)所擔(dān)飛輪距
Pmin—最小輪壓，Pmin =30.1kN
左邊
右邊
左邊>右邊
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第三張 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
3.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案規(guī)劃
起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分相對于非回轉(zhuǎn)部分實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的裝置稱為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是臂架型回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)之一，它的作用是使已被起升在空間的貨物繞起重機(jī)的垂直軸線作圓弧運(yùn)動，以達(dá)到在水平面內(nèi)運(yùn)輸貨物的目的?；剞D(zhuǎn)部分與變幅機(jī)構(gòu)配合工作?？墒狗?wù)面積擴(kuò)大到相當(dāng)寬的環(huán)形面積?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)構(gòu)配合工作，可是服務(wù)范圍擴(kuò)大到與橋架型起重機(jī)一樣。
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也包括：回轉(zhuǎn)支撐裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置?；剞D(zhuǎn)支撐裝置的任務(wù)是保證起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分有確定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，并能承受起重機(jī)的各種載荷所引起的垂直力、水平力與傾覆力矩，回轉(zhuǎn)支撐裝置的形式，概括可以分兩大類；柱式回轉(zhuǎn)支撐裝置與盤式回轉(zhuǎn)支撐裝置，前者的主要優(yōu)點(diǎn)是承受傾覆力較好，后者的主要優(yōu)點(diǎn)是所占的空間高度較小。
本設(shè)計采用轉(zhuǎn)盤式中的滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置。它是目前國內(nèi)外廣泛采用的一種轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支撐。它是一個大型滾動軸承，能承受水平載荷PH、垂直載荷PV、及傾覆力矩M
滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊；裝配與維護(hù)簡單，密封及潤滑條件良好，軸向阻力小，磨損也小，壽命長；軸承中央可以作為通道，對于起重機(jī)總體布置帶來某些方便。
回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置采用立式電動機(jī)——聯(lián)軸器——水平安置的制動器——行星齒輪減速器——最后一級大齒輪傳動。這種方案使平面布置緊湊，更好地利用了空間，避免了圓錐齒輪或渦輪傳動，傳動效率高。立式齒輪減速器采用三級圓柱齒輪傳動，是較為理想的方案。
3.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計計算
Q起升載荷
R最大幅度25m
G1臂架自重2t
a臂架中心到回轉(zhuǎn)中心的距離=25x35%=8.75m
G2回轉(zhuǎn)部分自重45t
b回轉(zhuǎn)部分中心到回轉(zhuǎn)中心距離2m
G3對重30t
C對重到回轉(zhuǎn)中心的距離10m
Pw風(fēng)阻力19.8KN
h風(fēng)阻力距回轉(zhuǎn)中心的距離5m
3.2.1回轉(zhuǎn)支撐裝置
1.考慮八級風(fēng)時的最大載荷：
2.不計風(fēng)力考慮125%實(shí)驗(yàn)載荷：
3.不計風(fēng)阻力
工況Ⅰ可作為靜態(tài)計算，工況Ⅱ可作為動態(tài)容量計算，回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)形式采用滾動軸承，單排四點(diǎn)接觸式（01系列）
根據(jù)手冊查得工況參數(shù)和載荷換算系數(shù)如下：
fs=1.25 fd=1.55
接觸壓力角 ka=1.0 kr =5.046
回轉(zhuǎn)支撐載荷為：
靜態(tài)F’a= fs（kaFa+ krFr）=1.25×1.0×55000=687500N
M’=fs ka M=1.25×1.0×160×104=2.0×106NM
動態(tài)F’a= fd（kaFa+ krFr）=1.55×1.0×55000=821500N
M’=fd ka M=1.55×1.0×1199000=1.86×106NM
對照承載能力曲線可確定軸承型號
選用：011.45.1600
外形尺寸：D=1740mm d=1460mm H=110mm
外齒參數(shù)：De=1817.2mm m=14mm z=127mm
結(jié)構(gòu)尺寸：d1=1598
3.2.2回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置
（一）計算回轉(zhuǎn)力矩
1.回轉(zhuǎn)支撐裝置中的摩擦阻力矩
換算摩擦系數(shù)μ=0.01
摩擦中心線直徑D=1.598
∑P-滾動體法向反力絕對值總和
接觸角60Ο
k—滾動體形狀與剛度的系數(shù)
取4.8
2.風(fēng)阻力矩
Pw1物品上的風(fēng)力
R 幅度25m
Pw2風(fēng)向垂直臂架時作用于起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分上的風(fēng)力
l回轉(zhuǎn)部分迎風(fēng)面積形心到回轉(zhuǎn)軸線的距離5m
驗(yàn)算電動機(jī)發(fā)熱的等效風(fēng)阻力矩為：
3.傾斜阻力矩
PG回轉(zhuǎn)部分自重 45t
l自重距回轉(zhuǎn)軸線的距離 2m
軌道坡度 0ο10’
4.回轉(zhuǎn)阻力矩
（1）電動機(jī)工作時.Ⅰ類載荷
（2）接觸疲勞強(qiáng)度的Ⅰ類載荷
（3）Ⅱ類載荷
（二）驅(qū)動機(jī)構(gòu)
1.選電動機(jī)
計算靜功率Pj
每分鐘回轉(zhuǎn)數(shù)
傳動效率
考慮起動影響選用較大電動機(jī)
選用YZR200L-8電動機(jī)
P額=15kw 轉(zhuǎn)速nd=712
最大轉(zhuǎn)距倍率 λ=2.9 J=0.622
2.選齒輪和減速器
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總傳動比：
-減速器傳動比
-工況系數(shù) 取1.4
-電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)距
根據(jù)
選取行星減速器ZZLP 450—100JB/T9043.2-1999
T出=39.25KNm
-大齒圈速比
大齒圈 121 m=12
齒輪
齒輪直徑d=mz=12×17=204mm
實(shí)際減速比
3.驗(yàn)算起動時間
式中[J]-折合轉(zhuǎn)動慣量，單位kg·m2
則
符合推薦范圍3～8s
4.選制動器
起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動力矩，由于幅度很大需要在相當(dāng)范圍內(nèi)調(diào)整。因而采用常開式可調(diào)節(jié)的制動器，確定其最大制動力矩，順風(fēng)、順坡條件下。
一定時間內(nèi)制動 取tzh=7s
式中：
安全系數(shù)
剛性動載系數(shù)
電機(jī)額定力矩Mn
根據(jù)電動機(jī)軸伸尺寸和聯(lián)軸器計算力矩Mc選聯(lián)軸器，使Mc小于聯(lián)軸器許用力矩[Mc]
電動機(jī)軸伸：d=60mm l=140mm
減速器高速端軸伸：d=45mm l=70mm
選用CLZ2聯(lián)軸器 許用力矩T=1400Nm
5.電動機(jī)驗(yàn)算
（1）發(fā)熱校核
由手冊查得
JC= 40% CZ=1000 G2=0.6
[Pn]=8.503kw
Ps-穩(wěn)態(tài)平均功率
G2-查手冊 取0.6
（2）過載校核
Pn=15kw
過載功率
式中；H-系數(shù) 取H=1.55
λ-電動機(jī)轉(zhuǎn)距允許過載倍數(shù) 2.9
則
電動機(jī)過載驗(yàn)算通過
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第四章 變幅機(jī)構(gòu)
4.1變幅機(jī)構(gòu)方案規(guī)劃
變幅機(jī)構(gòu)是在回轉(zhuǎn)類起重機(jī)中，從取物裝置中心線到起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心線的距離稱為起重機(jī)的變幅，在非回轉(zhuǎn)的臂架型起重機(jī)中，從取物裝置中心線到臂架餃軸的水平距離，或其它典型軸線的距離稱為起重機(jī)的幅度，用來改變這一幅度的機(jī)構(gòu)。
本設(shè)計中門座起重機(jī)的變幅采用俯仰式。在用臂架俯仰進(jìn)行變幅的起重機(jī)中，為使載重在變幅過程中沿水平線或近似水平線移動，一般采用繩索補(bǔ)償法和組合臂架法。前者特點(diǎn)為：物品在變幅過程中引起的升降現(xiàn)象，依靠起升纏繞系統(tǒng)中及時放出或收入一定長度的起升繩的辦法來補(bǔ)償，使其在變幅過程中沿水平或近似水平的軌跡移動。它主要有兩種：（一）補(bǔ)償滑輪組法，即在起升繩系統(tǒng)中增加一個補(bǔ)償滑輪組，這類補(bǔ)償法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，對臂架受力情況有利，容易獲得較小的最小幅度。缺點(diǎn)是起升繩的長度大，起升繩繞過滑輪組數(shù)目多，因而磨損快，小幅度時物品擺動角度大。（二）補(bǔ)償滑輪法，即從卷筒出來的鋼絲繩，經(jīng)過裝在擺動杠桿上的導(dǎo)向滑輪，然后通向臂架頭部。與前者比較，它的優(yōu)點(diǎn)是起升繩的磨損減小，缺點(diǎn)是臂架所受彎曲力矩較大且難獲得最小幅度。本次設(shè)計采用補(bǔ)償滑輪組法。
變幅驅(qū)動機(jī)構(gòu)有繩索滑輪組、曲柄連桿、扇形齒輪、齒條、螺桿、液壓桿等形式。
繩索滑輪組，這種傳動形式結(jié)構(gòu)簡單，布置方便，臂架受力好，但由于鋼絲繩為撓性件，不能承受壓力，在小幅度時臂架有后傾的可能。
曲柄連桿變幅的優(yōu)點(diǎn)是能自動限制變幅極限位置，使工作可靠性增大，但其變幅速度不均勻，電動機(jī)與曲柄間所需傳動比大，因而裝置尺寸和自重增大，該形式現(xiàn)已少用。
扇形齒輪變幅也因件速機(jī)構(gòu)笨重，已逐漸被淘汰。齒條變幅的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊自重輕，但啟制動有沖擊，不平穩(wěn)，齒條工作條件差，易磨損。
螺桿變幅雖可獲得較大的傳動，變幅平穩(wěn)。但其效率低，潤滑和維修不太方便。
液壓桿變幅的有點(diǎn)是機(jī)構(gòu)緊湊自重輕，可無級調(diào)速，但對制造精度和密封防漏要求高。
考慮實(shí)際情況與要求，經(jīng)比較，最后選用液壓桿變幅驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
4.2用圖解法設(shè)計滑輪組補(bǔ)償系統(tǒng)
已知臂架系統(tǒng)的參數(shù)：Rmax=25m,Rmin=8m,f=2m(起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線到臂架絞點(diǎn)的水平距離)，起升滑輪組的倍率m=2，補(bǔ)償滑輪組的倍率mF=5，起升載荷PQ=80KN，確定補(bǔ)償點(diǎn)的位置B
解：圖解法得到的補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)保證物品在變幅過程中盡可能水平移動。
作圖的假定條件：由載荷PQ引起的臂架端部的合力對臂架下絞點(diǎn)O的力矩雜在變幅過程中都等于0，即合成作用線與臂架軸線相重合。
作圖的具體步驟如下：
1． 以一定的比例作出最大幅度Rmax和最小幅度Rmin的臂架位置，并在Rmax與Rmin之間分成若干幅度間隔，取11個臂架位置。
2． 在幅度1位置，由臂架端部A1以一定比例引垂線并截取（等于起升載荷）以C1為圓心，為半徑，畫弧交臂架軸線于D1點(diǎn)，過A1點(diǎn)作C1D1的平行線A1 A’1，這些直線得出一個交點(diǎn)范圍，在此范圍內(nèi)即可初選出補(bǔ)償滑輪的補(bǔ)償點(diǎn)B，即可定出OB的長度及其與鉛垂線的夾角θ
3． 補(bǔ)償點(diǎn)B的位置確定后，就可根據(jù)整個變幅范圍內(nèi)的一系列臂架位置，作出變幅過程中物品移動的實(shí)際軌跡線，并根據(jù)此校核實(shí)際最大高度差是否滿足要求，一般應(yīng)使Δy<3%Rmax，此外，還應(yīng)根據(jù)整個工作幅度內(nèi)一系列臂架位置上未平衡的力矩作出其變化圖，并根據(jù)此校核未平衡物品力矩的最大值Δy<3%Mmax，一般應(yīng)使其不超過最大載荷重力矩的10%
4． 若補(bǔ)償點(diǎn)B的位置不能使以上兩個條件得以滿足，則應(yīng)修正B點(diǎn)的位置，重復(fù)上述步驟，直到滿足條件為止。
校核實(shí)際最大高度差Δymax:
Δh2=m( h2- h1)-mF (l1- l2)
=2x(11035.14-9000)-5(22916.04-22131.81)
=149.13 mm
Δh3=m( h3- h1)-mF (l1- l3)
=2x(12970.2-9000)-5(22916.04-21369.84)
=344.4 mm
Δh4=m( h4- h1)-mF (l1- l4)
=2x(14790.45-9000)-5(22916.04-20639.95)
=200.45 mm
Δh5=m( h5- h1)-mF (l1- l5)
=2x(16482.05-9000)-5(22916.04-19949.02)
=129 mm
Δh6=m( h6- h1)-mF (l1- l6)
=2x(18032.11-9000)-5(22916.04-19308.58)
=26.92 mm
Δh7=m( h7- h1)-mF (l1- l7)
=2x(19428.84-9000)-5(22916.04-18729)
=-77.52 mm
Δh8=m( h8- h1)-mF (l1- l8)
=2x(20661.61-9000)-5(22916.04-18220.04)
=-156.78 mm
Δh9=m( h9- h1)-mF (l1- l9)
=2x(21721.03-9000)-5(22916.04-17792.38)
=-176.24 mm
Δh10=m( h10- h1)-mF (l1- l10)
=2x(22599.06-9000)-5(22916.04-17454.56)
=109.28 mm
Δh11=m( h11- h1)-mF (l1- l11)
=2x(23288.99-9000)-5(22916.04-17214.73)
=71.43mm
Δymax=Δh3-Δh9 =344.4-（-176.24）=520.64mm
<3%Rmax=0.03x25000=750mm
∴實(shí)際最大高度差滿足要求。
校核未平衡力矩的最大值ΔMmax：
F1 =22843.97N，e1=429.84mm
ΔM1= F1 e1=22843.97Nx429.84mm=9.82KNm
F2 =23429.94N，e2=203.75mm
ΔM2= F2 e2= 23429.94Nx203.75mm=4.77
F3 =24231.62N，e3=41.73mm
ΔM3= F3 e3 =24231.62Nx41.73mm1.01KNm
F4 =24909.9N，e4=84.63mm
ΔM4= F4 e4 =24909.9Nx84.63mm =2.11KNm
F5 =25568.53N，e5=166.37mm
ΔM5= F5 e5 =25568.53N x166.37mm =4.25KNm
F6 =26199.13N，e6=196.35mm
ΔM6= F6 e6 =26199.13N x196.35mm =5.14KNm
F7 =26777.41N，e7=174.4mm
ΔM7= F7 e7 =26777.41N x 174.4mm =4.67KNm
F8 =27332.1N，e8=120.88mm
ΔM8= F8 e8 =27332.1N x 120.88mm =3.30KNm
F9 =27810.31N，e9=27.83mm
ΔM9= F9 e9 =27810.31N x27.83mm =0.77KNm
F10 =28212.72N，e10=208.6mm
ΔM10= F10 e10 =28212.72N x208.6mm =5.89KNm
F11 =28527.45N，e11=379.7mm
ΔM11= F11 e11 =28527.45N x 379.7mm =10.83KNm
ΔMmax=ΔM11=10.83KNm<10%x最大載重力矩
=0.1x80x25=200 KNm
∴未平衡力矩最大值滿足要求。
4.3變幅驅(qū)動機(jī)構(gòu)計算
1.選液壓缸
（1）變幅力計算：
F 液壓力
Q+q 物品與吊具重力
GB 臂架的重力
Pw 臂架中心處的風(fēng)力
l 液壓缸中心線至鉸點(diǎn)的垂直距離
L 臂架長度
l’ 起升滑輪組拉力至鉸點(diǎn)的垂直距離
m 起升滑輪組倍率
mF 補(bǔ)償滑輪組倍率
nt 轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)速度
R 幅度
β 臂架仰角
α 鋼絲繩偏擺角α=5。
=113.354KN
（2）計算液壓缸直徑：
D 活塞直徑
P 工作壓力，選用16MP的液壓缸
F 液壓力
選用液壓缸DG—J100C—E1—E
D=100mm d=55mm
推力F=125.66KN 最大行程6m
2. 選液壓泵：
全程變幅時間：
Rmax 最大幅度
Rmin 最小幅度
v 變幅速度
液壓缸的平均速度：
smax 最大行程
smin 最大行程
流量計算：
v 液壓缸的運(yùn)行速度
D 液壓缸的內(nèi)徑
=1478.94ml/s
排量計算：
Q 流量
v泵 泵的轉(zhuǎn)速，選用2000r/min
選用泵CBG1024
額定壓力16MP 額定轉(zhuǎn)速2000r/min
最大壓力20MP 最大轉(zhuǎn)速2500r/min
排量50ml/r
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第五章 起重機(jī)的穩(wěn)定性
起重機(jī)的穩(wěn)定性是指起重機(jī)在自重和外載荷的作用下抵抗翻到的能力，起重機(jī)的穩(wěn)定性，按兩種基本情況分別進(jìn)行演算：工作時的穩(wěn)定性——載重穩(wěn)定性；非工作時的穩(wěn)定性——自重穩(wěn)定性。驗(yàn)算時，防風(fēng)裝置的作用不予考慮
臂架類起重機(jī)按以下步驟校核抗傾覆穩(wěn)定性：
（一） 確定起重機(jī)的組別
門座起重機(jī)屬于Ⅵ組
（二） 穩(wěn)定性校核時，應(yīng)按課本表13-3所列工況在最不利載荷組合條件下進(jìn)行，若包括起重機(jī)自重的各項(xiàng)載荷對傾覆邊的力矩大于或等于0（即M≥0）則認(rèn)為起重機(jī)是穩(wěn)定的，計算時規(guī)定起穩(wěn)定作用的力矩符號為正，使起重機(jī)傾覆的力矩符號為負(fù)。
（三） 傾覆邊的不確定
運(yùn)行機(jī)構(gòu)只作非吊重位移的定點(diǎn)吊裝的起重機(jī)必須按上述的穩(wěn)定性校核規(guī)定的計算原則。對支撐多邊形車輪或支腿與地面接觸點(diǎn)連線的每條傾覆邊進(jìn)行穩(wěn)定性校核。
臂架類起重機(jī)穩(wěn)定性栽種狀態(tài)的計算簡圖
式中：0.95，1.5—裝卸用門座起重機(jī)第Ⅰ工況的載荷系數(shù)
PG—起重機(jī)的自重載荷 750KN
PQ—最大起升載荷 80KN
Rmax—最大幅度 25mm
b—1/2軌距或基距，取其中較小者 b=1/2×12=6m
x0—最大幅度位置上起重機(jī)自重重心距回轉(zhuǎn)中心的距離，假定x0=0.5m
2有風(fēng)動載荷工況
如圖所示，起重機(jī)在這種工況下較易翻倒的狀態(tài)是：臂架垂直于傾覆邊的軌道，并處于最大幅度位置，起吊額定重量，軌道前低后高，工作狀態(tài)最大風(fēng)力沿臂架方向由后向前吹，貨物向外擺動Ⅱ角，并下降制動，這時起重機(jī)相對于傾覆邊受到由起重機(jī)自重載荷在平行軌面方向上的分力、風(fēng)力、貨物起升載荷、貨物偏擺的水平載荷、貨物下降制動所引起的傾覆力矩和由起重機(jī)自重載荷在垂直軌面方向上的分力引起的復(fù)原力矩的作用。因而，這種工況下對傾覆邊的總力矩，按下式計算：
式中：
0.95，1.35—裝卸用門座起重機(jī)第Ⅱ工況的載荷系數(shù)
γ—軌面坡度角0○10’ =0.17○
h0—在最大幅度位置起重機(jī)自重重心距軌面的距離，h0=10m，
PwⅡ—工作狀態(tài)作用在起重機(jī)上的最大風(fēng)力
h風(fēng)Ⅱ—總鋒利PwⅡ的作用點(diǎn)到軌面的距離，h風(fēng)Ⅱ=12m
h—臂架至軌面的距離 h=16m
P慣—貨物下降制動時所產(chǎn)生的慣性力，以PQ/g表示起升貨物質(zhì)量。V降（m/min）表示下降速度（一般等于起升速度，v降=v升）
t制表示制動時間（可暫取1s）則：
R’—起升繩偏斜后離傾覆邊的距離，可由幾何關(guān)系求得：
3突然卸載工況
這種工況對傾覆邊作用的總力矩
按下式計算：
?式中：
0.95，0.2—裝卸用門座起重機(jī)第Ⅲ工況載荷系數(shù)
4暴風(fēng)襲擊下的工作狀態(tài)工況
對傾覆邊作用的總力矩
按下式計算
?
式中：
0.95，1.1—裝卸用門座起重機(jī)第Ⅳ工況載荷系數(shù)
—在最小幅度位置上起重機(jī)自重重心距回轉(zhuǎn)中心的距離，=1m
—作用在起重機(jī)上的非工作狀態(tài)最大總風(fēng)力，=40.59kN
—總風(fēng)力的作用點(diǎn)距軌面的距離，=22.5m
?
綜上所述：起重機(jī)在四種工況下均能滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求，即整機(jī)穩(wěn)定性通過
第六章 選緩沖器
起重機(jī)一般必須裝設(shè)緩沖器，緩沖器的作用是減緩起重機(jī)在運(yùn)行到終點(diǎn)擋上器或兩臺起重機(jī)相互碰撞的沖擊
1初選緩沖器型號
緩沖器行程S
?
式中
—大車碰撞速度，有限位開關(guān)。取=0.65
[amax]—最大減速度，一般情況下?[amax]<5m/s2，取[amax]=3m/s2
根據(jù)緩沖器行程S選用JHQ—A—3型聚氨酯緩沖器，其額定緩沖行程Sn=60mm，額定緩沖量En=628Nm極限緩沖力FⅠ=66kN
2緩沖器數(shù)目
根據(jù)緩沖器能量來確定緩沖器數(shù)目
緩沖能量Ew
?
則n取2
3實(shí)際緩沖行程最大緩沖力和最大減速度
第七章 起重機(jī)的防風(fēng)抗滑安全性
防風(fēng)抗滑安全性是指起重機(jī)在工作和非工作狀態(tài)下抵抗因風(fēng)力作用而發(fā)生滑行的能力。為保證軌行時能安全可靠的工作，必須使起重機(jī)有足夠的防風(fēng)抗滑安全性。
工作狀態(tài)下的防風(fēng)抗滑安全性，通常用制動裝置加以保證，非工作狀態(tài)下的防風(fēng)抗滑安全性，一般用防風(fēng)夾規(guī)器、防風(fēng)鐵鍥、錨定裝置來保證
1正常工作狀態(tài)
由運(yùn)行機(jī)構(gòu)計算得
2非正常工作狀態(tài)
起重機(jī)受非工作狀態(tài)下的最大風(fēng)力，沿著運(yùn)行方向作用，不考慮制動器的防風(fēng)抗滑作用（偏于安全）防風(fēng)抗滑的驗(yàn)算公式為：
?
式中：
—軌道最大坡度，=0.003
=19.8kN
=750kN
—不考慮附加阻力的運(yùn)行阻力
—抗滑安全系數(shù)，=1.2
故選擇YXZ系列防風(fēng)鐵鍥
型號YXZ-500/80
推動器額定推力為：
P=80kN>21.51kN
中英文翻譯
履帶起重機(jī)市場發(fā)展現(xiàn)狀及最新技術(shù)分析
履帶起重機(jī)以其起重量大、作業(yè)空間大、帶載行走、接地比壓小等獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸從眾多起重機(jī)中脫穎而出，成為工程建設(shè)中的佼佼者。隨著應(yīng)用廣度和深度的不斷加大，履帶起重機(jī)在結(jié)構(gòu)、傳動、控制等方面卻發(fā)生著變化，從而鞏固和提高了履帶起重機(jī)的整體水平，使產(chǎn)品不斷完善。
1.國內(nèi)履帶起重機(jī)市場現(xiàn)狀
目前，國內(nèi)市場的需求強(qiáng)勁，各行業(yè)的大型施工企業(yè)紛紛進(jìn)口大型履帶起重機(jī)，搶占市場制高點(diǎn)。2002年中石化公司進(jìn)口德馬格1250t履帶起重機(jī)，2006年上半年中石油公司又引進(jìn)了利勃海爾1250t履帶起重機(jī)。國內(nèi)大型履帶起重機(jī)的進(jìn)口已超過100臺，2003年和2004年進(jìn)口的245臺和357臺產(chǎn)品中，800t以上的大型產(chǎn)品近5臺，750t近10臺，600t10余臺，400～500t30余臺。到2006年上半年底，國內(nèi)已引進(jìn)M21000型907t、CC5800型800/1000噸級產(chǎn)品。
隨著大型履帶起重機(jī)市場需求量的不斷增長，對履帶起重機(jī)的性能、質(zhì)量、可靠性要求也越來越高。歐、美、日相繼推出新系列產(chǎn)品，如利勃海爾公司新推出的LR11250型1250t產(chǎn)品，馬尼托瓦克公司的16000型400t、18000型600/750t和21000型907t產(chǎn)品，特雷克斯集團(tuán)旗下的特雷克斯-德馬格公司新推出的CC8800型1250t、CC2800-1增強(qiáng)型600t、CC2500-1型500t、CC5800型800/1000t產(chǎn)品，神鋼公司新推出的CKE系列（目前最大噸位的是CKE4000型400t）產(chǎn)品。
2.國外大型履帶起重機(jī)新技術(shù)
2.1結(jié)構(gòu)方面
（1）臂節(jié)連接。
目前臂節(jié)的連接型式普遍采用4個銷軸同向連接，安裝時4個銷軸同時對位，然后插銷。這種方式安裝較困難。國外產(chǎn)品對此進(jìn)行了細(xì)節(jié)改進(jìn)，組裝時先對位、安裝臂節(jié)上平面的2個銷軸，然后再對位安裝下平面銷軸，減少安裝難度。圖1a是利勃海爾公司臂節(jié)安裝示意。更為方便的是馬尼托瓦克產(chǎn)品，臂節(jié)上平面力的傳遞方式不再是銷軸型式，而是由定位銷和擠壓面共同完成。定位銷尺寸小，只起到定位作用，力的傳遞完全通過擠壓面實(shí)現(xiàn)，安裝更簡便。這種新型式已在18000型和21000型產(chǎn)品上成功應(yīng)用。
為降低臂節(jié)連接銷軸直徑，可借鑒履帶板的多個支承面的連接原理，將銷軸剪切面數(shù)由原來的2個增加為3個，這樣銷軸直徑可減小20％，安裝也更為方便。這種新方式多應(yīng)用于大型產(chǎn)品中，如特雷克斯-德馬格的CC2800-1型產(chǎn)品。
（2）變幅系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
20世紀(jì)90年代前普遍采用柔性索具作為變幅系統(tǒng)的承載構(gòu)件。索具制作方式是將鋼絲繩兩端采用壓制或澆注方式做成單雙耳接頭，長度與臂節(jié)匹配。由于索具安全系數(shù)高，自重大，剛度小，彈性變形量大，易引起懸垂現(xiàn)象，進(jìn)一步增大變幅載荷和臂架載荷。為此出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)型式——高強(qiáng)度拉板，這種高強(qiáng)度拉板承載能力大，屈服極限超過1000MPa，而且一次成型，不需焊接。由于彈性變形小，不存在懸垂現(xiàn)象。采用數(shù)控加工，制作精度高，可省去平衡拉板間載荷的平衡梁。
國外小噸位產(chǎn)品已普遍使用。但考慮銷軸連接處強(qiáng)度問題，拉板兩端寬度較大，可達(dá)到中間部位的2倍以上，因此下料時材料利用率低。另外截面是矩形，側(cè)向抗彎抗風(fēng)振能力差。為節(jié)省材料、增強(qiáng)側(cè)向承載能力，特雷克斯-德馬格公司推出了鋼管型式，該型式可以與臂架管材通用，此外鋼管各向幾何特性相同，抗彎抗扭能力強(qiáng)。但是管與管之間通過臂節(jié)接頭方式連接，需要焊接，焊縫受拉力作用，對焊接要求較高。目前特雷克斯－德馬格公司的CC2800-1產(chǎn)品即應(yīng)用此種型式。
（3）主機(jī)結(jié)構(gòu)。
為降低成本，減少結(jié)構(gòu)件質(zhì)量，高強(qiáng)度材料已作為主機(jī)結(jié)構(gòu)的首選材料，屈服強(qiáng)度達(dá)到500MPa以上。其結(jié)構(gòu)尺寸明顯減小。以LR1750型750t產(chǎn)品為例，轉(zhuǎn)臺、車架、履帶架結(jié)構(gòu)除特殊用板（履帶與車架連接處）外，主要承載板厚度均在35mm以內(nèi)（而以往結(jié)構(gòu)需要40mm以上，常用的是50～70mm的板）。并采用寬肢薄壁結(jié)構(gòu)，極大地提高了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和承載能力。主機(jī)結(jié)構(gòu)的自重占整機(jī)（大基本主臂）自重的比例也由通常的60％降到40％，剩余自重完全由配重和車身壓重分?jǐn)?。可見其設(shè)計上的精益求精，甚至細(xì)致到小小的履帶板也要采用變截面型式。而履帶板的總重通常占履帶架總成的40％，采用變截面型式可使履帶板總重降低10％。
轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)型式主要有2大派系，一派是以歐美為代表的封閉式轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)，另一派是以日本為代表的小箱型轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)。封閉式結(jié)構(gòu)由2個高度較大的工字型或箱型截面組成，剛性好，在大型產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。小箱型結(jié)構(gòu)在小箱型截面上配置支座連接機(jī)構(gòu)，兩側(cè)設(shè)置機(jī)棚放置發(fā)動機(jī)、油箱、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部件。為維修方便，日本新推出半開放式轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)，一側(cè)放置部件，另一側(cè)設(shè)置走臺板，完全開放，維修者很容易接近機(jī)構(gòu)、動力部件，更換易損件或查看運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
考慮到運(yùn)輸方便性，對于大噸位起重機(jī)需轉(zhuǎn)臺拆解運(yùn)輸。轉(zhuǎn)臺組合方式有2大類，一是轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)支承與車架一部分連成為一體，轉(zhuǎn)臺其他部分可獨(dú)立運(yùn)輸，或再拆解運(yùn)輸，如馬尼托瓦克公司的M21000型產(chǎn)品。另一類是將上下車分開運(yùn)輸，分開部分與回轉(zhuǎn)支承采用快速連接方式，如特雷克斯-德馬格公司的CC5800型產(chǎn)品的快速銷軸連接方式。
下車結(jié)構(gòu)的改進(jìn)更為明顯?？紤]增大行走牽引能力和提高工作速度，行走機(jī)構(gòu)可選用四驅(qū)型式。履帶架的結(jié)構(gòu)隨之改進(jìn)，其張緊通過張緊梁套接于履帶架結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，為降低驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動輪采用鏈輪型式，以減小直徑，特雷克斯-德馬格公司的CC2500型產(chǎn)品即采用了這種型式。履帶總成數(shù)量也在發(fā)生根本性改變，不僅僅是傳統(tǒng)的左右2條履帶總成，而是采用多組總成，如馬尼托瓦克公司的21000型產(chǎn)品，下車由8條履帶組成，每兩條履帶為一組，載荷的傳遞原理類似于門座起重機(jī)的大車行走結(jié)構(gòu)。每條履帶承載更均勻，對地基的要求也更低，并且可形成寬模式和窄模式，以適應(yīng)不同工作場合的要求，車架結(jié)構(gòu)也有明顯改進(jìn)，考慮運(yùn)輸方便性，超大型起重機(jī)的車架一般由3部分甚至更多部分組成，中間箱型結(jié)構(gòu)（上端連接回轉(zhuǎn)支承）和兩側(cè)箱型縱梁，更為新穎的結(jié)構(gòu)是改進(jìn)三者連接方式，使縱梁呈放射性放置，從而減小與履帶架連接處的集中載荷。
2.2臂架組合作業(yè)
臂架組合中，除標(biāo)準(zhǔn)配備：主臂、主臂＋固定副臂、主臂＋塔式副臂、主臂輕重混合的方式外，為適應(yīng)市場需要，又新增添2種組合方式：重型短副臂和副臂＋副臂組合，是重型短副臂組合，但副臂為特制，非常短，專用于化工用各種反應(yīng)塔的吊裝，有較高的提升高度及一定的幅度，關(guān)鍵是超大的起重量，與同長度同幅度下的主臂作業(yè)起重量接近，甚至超過其幅值。
在歐美產(chǎn)品中都已開發(fā)應(yīng)用。圖11b副臂＋副臂組合，用于電力建設(shè)方面，以增加作業(yè)空間，如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安裝，總臂架組合長度可達(dá)到150m以上。這種型式在利勃海爾公司產(chǎn)品得到應(yīng)用。
2.3系列產(chǎn)品的通用性
考慮產(chǎn)品設(shè)計和制造的通用性，歐美三大公司自身的配重從50t到1250t產(chǎn)品均可互換。臂節(jié)的互換性強(qiáng)，甚至對于同一型號不同產(chǎn)品也能做到互換?？紤]運(yùn)輸尺寸限制，臂架的運(yùn)輸寬度統(tǒng)一，從某種程度上簡化了制造工藝。如特雷克斯-德馬格公司的CC2200、CC2500、CC2800型產(chǎn)品的臂架運(yùn)輸寬度相同，在3m以內(nèi)。馬尼托瓦克公司產(chǎn)品對同尺寸不同繩徑的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，采用更換繩槽表面也可實(shí)現(xiàn)通用化。這些都為安裝運(yùn)輸使用提供了便利條件。
2.4電氣控制
（1）液壓系統(tǒng)的電子控制。
液壓系統(tǒng)的控制方式由過去開式比例閥控變量系統(tǒng)發(fā)展成為開閉式結(jié)合或全閉式電比例泵控變量系統(tǒng)，傳動更平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)更緊湊。而且液壓系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)、狀態(tài)與安全保護(hù)監(jiān)測、極限載荷控制已全部采用數(shù)據(jù)總線電子控制。各公司也都開發(fā)出各自的電子控制系統(tǒng)，如馬尼托瓦克公司的EPIC控制系統(tǒng)，利勃海爾公司的LICCON控制系統(tǒng)，特雷克斯-德馬格公司的IC-1控制系統(tǒng)。
（2）力矩限制器的無線傳感器方式。
力矩限制器的力傳感器布置方式有多種，通常置于變幅系統(tǒng)，即變幅拉板與桅桿（或人字架）連接處，可用拉力傳感器或銷軸傳感器。馬尼托瓦克公司最新采用鋼絲繩用無線拉力傳感器，直接與鋼絲繩楔套相連，由于無線傳感，不受臂長限制，這在其555、16000、18000型新產(chǎn)品上得到應(yīng)用。
（3）大屏幕顯示及多個攝像監(jiān)視器。
從人性化角度采用大屏幕彩屏可顯示更多信息，包括吊裝狀態(tài)參數(shù)、機(jī)構(gòu)工作參數(shù)、故障診斷、報警提示，更主要的是可進(jìn)行吊裝工況選擇與模擬演示，甚至可達(dá)到三維模擬演示。另一個安全性考慮是多個攝像頭監(jiān)控，在司機(jī)室放置多個監(jiān)視器進(jìn)行實(shí)時顯示。如利勃海爾公司的LR1750型產(chǎn)品，共有5個攝像頭：轉(zhuǎn)臺后方兩側(cè)各1個，便于回轉(zhuǎn)時察看后方情況；轉(zhuǎn)臺上1個，便于察看卷揚(yáng)排繩；底節(jié)臂和超起桅桿的卷揚(yáng)處均設(shè)置1個，以察看纏繩情況。使用各種電子眼，大大降低了操作人員的工作強(qiáng)度，提高了工作安全性。
（4）臂架配重的無級變幅。
目前的產(chǎn)品均能保證主臂和副臂作業(yè)時主（副）臂的無級變幅。塔式工況作業(yè)時不僅實(shí)現(xiàn)了副臂無級變幅，同時也實(shí)現(xiàn)了主臂無級變幅，替代原有的多個主臂固定角度的作業(yè)方式（如85°，75°，65°等）。這種主副臂的同時無級變幅方式增加了作業(yè)覆蓋面及多種作業(yè)工況組合的靈活性，也是電子控制技術(shù)質(zhì)的飛躍。根據(jù)此原理，超起作業(yè)時超起配重的位置也實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)整，無論是水平還是垂直方向，均可通過油缸或超起桅桿變幅實(shí)現(xiàn)，極大地減少了各種輔助環(huán)節(jié)。利勃海爾公司率先實(shí)現(xiàn)了無級變幅，馬尼托瓦克和特雷克斯-德馬格公司也相繼實(shí)現(xiàn)此功能。
由此可見，國外產(chǎn)品不是僅以滿足基本功能要求為目標(biāo)，而是更注重人性化理念和產(chǎn)品細(xì)節(jié)，以新理念和細(xì)節(jié)設(shè)計贏得市場。每個細(xì)節(jié)的改進(jìn)都需要不斷的創(chuàng)新，以求產(chǎn)品的精益求精。這些新技術(shù)和敬業(yè)精神很值得國內(nèi)同行借鑒。
3.國內(nèi)履帶起重機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀
國內(nèi)履帶起重機(jī)的生產(chǎn)歷史較短，目前正處于成長發(fā)展時期，尚無規(guī)模較大的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。生產(chǎn)履帶起重機(jī)的企業(yè)有：撫順挖掘機(jī)制造有限責(zé)任公司、徐工集團(tuán)徐州重型機(jī)械有限公司、中聯(lián)重科浦沅分公司、上海三一科技有限公司、山東魯能光大重型機(jī)械設(shè)備有限公司、哈爾濱四海工程機(jī)械制造公司、北方交通公司。國內(nèi)產(chǎn)品從2004年得到迅速發(fā)展，當(dāng)年銷售量為213臺，比2003年的123臺增長了73.2％。2005年繼續(xù)保持了增長勢頭，截止到10月份累積銷售197臺，同比增長15.5％，但產(chǎn)品以100噸級以下產(chǎn)品為主。隨著市場需求量的不斷增加，企業(yè)在不斷向大規(guī)模、系列化方向發(fā)展。
撫順挖掘機(jī)制造有限責(zé)任公司是我國唯一批量生產(chǎn)履帶起重機(jī)的企業(yè)，引進(jìn)日立技術(shù)，產(chǎn)品系列有35t、50t、80t、100t和150t，年產(chǎn)量占國內(nèi)銷售總量的60％左右，高居國內(nèi)榜首。其推出的250t產(chǎn)品融入了新技術(shù)，如電比例泵控系統(tǒng)，半開放式轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)等。預(yù)計2006年推出350t產(chǎn)品。
徐工集團(tuán)徐州重型機(jī)械有限公司目前已批量生產(chǎn)50t履帶起重機(jī)。1998年與大連理工大學(xué)合作開發(fā)了具有自主產(chǎn)權(quán)的150t履帶起重機(jī)，隨后研發(fā)了100噸級產(chǎn)品。其自行研制的300t履帶起重機(jī)2005年11月已交付用戶，產(chǎn)品風(fēng)格與日本相同。現(xiàn)與大連理工大學(xué)合作開發(fā)大型系列產(chǎn)品，從200t到1000t，計劃3年內(nèi)完成，現(xiàn)已完成220t、260t產(chǎn)品設(shè)計，正進(jìn)行450t和650t產(chǎn)品設(shè)計，預(yù)計2006年出樣機(jī)。
中聯(lián)重科浦沅分公司以生產(chǎn)汽車起重機(jī)為主，2002年開始研發(fā)履帶起重機(jī)，與大連理工大學(xué)合作開發(fā)了70～200t的系列產(chǎn)品，200t產(chǎn)品2005年初下線。70t產(chǎn)品2005年10月下線，100t和160t產(chǎn)品2006年上半年將下線。技術(shù)風(fēng)格與歐美相同，現(xiàn)與大連理工大學(xué)合作開發(fā)300～800t系列產(chǎn)品，計劃3年內(nèi)完成，預(yù)計2006年推出600t產(chǎn)品。
上海三一科技有限公司2005年上半年通過400t產(chǎn)品評審，2006年5月召開推介會。已有及后續(xù)研發(fā)產(chǎn)品有50t、80t、150t、200t和250t。
山東魯能光大公司在開發(fā)了50t、80t、100t、200t產(chǎn)品基礎(chǔ)上，也將向大型產(chǎn)品進(jìn)軍。山東奧奇重工有限公司也正在研發(fā)100～400t級產(chǎn)品。
預(yù)計2006年國內(nèi)各制造企業(yè)生產(chǎn)履帶起重機(jī)的產(chǎn)值在14億元左右。在技術(shù)水平上國內(nèi)產(chǎn)品與國外還有一定差距，這與國內(nèi)配套力量薄弱不無關(guān)系。目前國內(nèi)產(chǎn)品還處于發(fā)展成長階段，主要目標(biāo)是首先保證產(chǎn)品的基本功能，在產(chǎn)品細(xì)節(jié)及可靠性方面還有待不斷完善，因此造成產(chǎn)品大問題沒有，小問題不斷，在使用上產(chǎn)生諸多不便。改變這種局面的有效措施是注重對產(chǎn)品的敬業(yè)精神和開拓自主創(chuàng)新技術(shù)。從國外產(chǎn)品在細(xì)節(jié)上不斷的變化，已明顯看出創(chuàng)新無處不在，只有創(chuàng)新，產(chǎn)品才有持久的生命力。除此以外，大型產(chǎn)品的研發(fā)還要注重基礎(chǔ)性理論研究工作與技術(shù)創(chuàng)新。盡管國內(nèi)企業(yè)通過借鑒吸收國外先進(jìn)技術(shù)、采取國際化配套，提高產(chǎn)品起點(diǎn)，但是產(chǎn)品質(zhì)量的深入提升需要有：
（1）扎實(shí)的理論根基。
（2）研發(fā)資金的投入，技術(shù)隊伍的培養(yǎng)建設(shè)。
（3）新標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)范的制訂。
盡快提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短研發(fā)周期的有效途徑是產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，發(fā)揮學(xué)校、科研院所的基礎(chǔ)理論、技術(shù)研發(fā)實(shí)力和企業(yè)制造實(shí)力，并求得政府和起重機(jī)用戶的支持。學(xué)校力量的注入可有效拓展提高企業(yè)技術(shù)隊伍，企業(yè)加大研發(fā)資金的投入，向國家求支持，共同搭建基礎(chǔ)性試驗(yàn)研究平臺，是技術(shù)創(chuàng)新的可靠保證。規(guī)范的修訂、新標(biāo)準(zhǔn)的編制工作也將會在此基礎(chǔ)上有序的展開。這種方式已在大連理工大學(xué)和徐工集團(tuán)徐州重型機(jī)械有限公司、長沙中聯(lián)重科浦沅分公司的合作中得到很好的驗(yàn)證。
4.結(jié)語
綜上所述可以看出，國內(nèi)大型履帶起重機(jī)的研制勢在必行，具備天時（市場需求，政策保護(hù)）、地利（地理位置優(yōu)勢、價格優(yōu)勢、國際化配套）、人和（先進(jìn)設(shè)計理念、技術(shù)手段、企業(yè)技術(shù)隊伍的實(shí)力）的條件。但若想贏得更多用戶的支持，獲得市場的認(rèn)可，還應(yīng)持續(xù)不斷的提升產(chǎn)品性能、質(zhì)量和可靠性，而自主創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)和結(jié)構(gòu)的精細(xì)設(shè)計與制造是產(chǎn)品持久生存的根本條件。
Track current situation of the development and the newest technological analysis of hoist market
Track with the weight heavy , homework space heavy taking year walk , earth than press unique advantage such as being light show one's talent from numerous hoists gradually hoist, become the outstanding one in engineering construction. With using the constant increasing of the breadth and depth, the track hoist is changing in such but the respects as the structure , transmitting , controlling,etc., thus consolidated and improved the integral level of the track hoist , made the products perfect constantly.
1.Current situation of hoist market of the domestic track
At present, domestic market is sought-after, the large-scale construction enterprises of every profession and trade import the large-scale track hoist one after another , seize the market commanding point. China Petrochemical Industry Company imported the horse one dose of 1250t track hoists of Germany in 2002, the oil company introduced Liebherr 1250t track hoist again in the first half of 2006. The import of the domestic large-scale track hoist has been already over 100, in 245 and 357 products imported in 2003 and 2004, 800t above large-scale product nearly 5, nearly 10 of 750t, 600t10 Yu Tai, 400- 500t30 Yu Tai. At the end of half by 2006 , has already introduced Model M21000 907t , CC5800 type 800/1000 -ton products at home.
With the constant growth of the market demand of the large-scale track hoist, the performance , quality , dependability to the track hoist require higher and higher. Europe , the United States and Japan put out the new series of products in succession, such as the Model LR11250 1250t products which Liebherr Company introduce newly, the horse Buddhist nun holds type 16000 400t of one gram of companies of tile, type 18000 600/750t and 21000 type 907t products, Trecker Trecker of group then then- doses of Model CC8800 1250t that Company put out newly , horse of Germany ,, enhanced 600t of CC2800-1, products , 500t of Model CC2500-1 and 800/1000t of Model CC5800, supernatural steel CKE series products that Company introduce newly.
2.Hoist new technology of the foreign large-scale track
2.1 structure
( 1) Arm festival connection.
Connection patterns in festival of arm generally adopt 4 pivots to join in the same direction at present, the counterpoint at the same time of 4 pivots while installing, then the socket . It is relatively difficult for this way to install. The foreign products improve the detail to this, 2 pivots in the level in the counterpoint , installation arm festival that while assembling firsting , then install the level pivot in the counterpoint , reduce and install the degree of difficulty . Fig. 1a is installed and hinted by the arm festival of Liebherr Company. Asking tile grams of producting horse Buddhist nun convenient even more, arm section transmission, level of strength way pivot pattern again, but and push the surface to finish together by the locating stud. The locating stud size little, only play the function of orientating, the transmission of strength is totally realized through pushing the surface, install more simple and more convenient. Such new pattern succeed in application at the products in 18000 type and 21000 type already.
In order to reduce the diameter of the connection pivot of festival of arm, a lot of that can draw lessons from the track board supports Taxi connection principle, cutting the tangent plane of the pivot and counting to increase from 2 original to 3, in this way the diameter of the pivot can reduce 20% , it is more convenient too to install. Such new way is applied to the large-scale products more, such as Trecker then- the Model CC2800-1 products of dose of horse of Germany.
( 2) Change a systematic structure.
Generally adopted the flexible rigging as changing a piece of systematic bearing the weight of the component before 1990s. The rigging is made the way adopts both ends of the steel wire rope and suppress or pour the way to make into the single ears and connect, match in length and arm festival. Because the safety coefficient of the rigging is high, it is great to conduct oneself with dignity, rigidity is small, elastic deformation amount is great , apt to cause hanging the phenomenon of hanging down , it is loaded to increase and turn into a load and arm shelf further. The new structure pattern has appeared for this reason - -The high strength draws the board, this kind of high strength draws the bearing capacity of the board big, surrender limit and exceed 1000MPa, and shaping, does not need to weld . Because the elasticity is out of shape and little, do not exist and hang the phenomenon of hanging down . Adopting numerical control to be processed, making is high in precision, can save the balance and draw the loaded balance roof beam among the boards .
The foreign pickup products have already been generally used. But consider the question of intensity of junction of the pivot, it is relatively large in width to draw both ends of the board , can reach more than 2 times of the middle position , so the material utilization ratio is low at the time of unloading. The section is the rectangle in addition, the side direction resists and resists the wind to shake ability badly curved. For save material , strengthen side direction bearing capacity, Trecker then- doses of Company , horse of Germany , introduce the steel tube pattern, pattern this can shelf pipe in common use with arm, in addition to characteristic the same geometry have every steel tube, resist and resist the ability of spraining strongly curved. But join through the piecing way of festival of arm when in charge of and in charge of, need welding , the welding seam receives pulling force function , to welding expecting relatively much. Then Trecker at present - A dose of CC2800-1 products of company of horse of Germany use this kind of pattern promptly.
( 3) Structure of the host computer .
In order to lower costs, reduce structure pieces of quality, high strength material regard as first-selected material, host computer of structure already, surrender the intensity and reach above 500MPa. Its physical dimension is obviously reduced. Taking Model LR1750 750t products as an example, a structure of revolving stage , frame , track is except that use the board (track and frame junction ) specially, bear the weight of the thickness of the board within 35mm mainly (but the past structure needs above 40mm, a commonly used one is the board of 50- 70mm). Adopt the structure of thin wall of wide limb , has improved the whole stability of the structure and bearing capacity greatly. The dead weight of the structure of the host computer accounts for the complete machine (big basic main arm ) the proportion of conducting oneself with dignity drops to 40% from 60% common too, surplus is conducted oneself with dignity to totally press and share again by the counterweight and automobile body. It is obvious what in its designed kept improving , even so careful that the small track board should arrive. And the gross weight of the track board usually accounts for 40% that the track shelf always becomes, it makes the gross weight of the track board reduce by 10% to adopt and turn into the sectional pattern.
The structure pattern of the revolving stage has 2 great factions mainly, one group is the structure of closed revolving stage represented by America and Europe, another group is the small case type revolving stage structure represented by Japan. The closed structure is made up by 2 I-shapes or case type sections bigger in height, rigidity is good, used widely in the large-scale products. The little case type structure disposes the connection organization of a seat, part of putting the engine , fuel tank , transforming to construct in setting up machine canopying on both sides etc. on the little case type section. For maintain convenient, Japan introduce half open revolving stage structure newly, one side put the part, setting up and going a board in another side, totally opening, the persons who maintain are very apt to be close to the organizations , motive force parts, change quick-wear parts or look over the state of operating.
Consider the convenience of transporting, need revolving stage to disassemble transportation to the large tonnage hoist . Revolving stage mode of combination have 2 big class, first , revolving stage , is it support with frame a part becoming an organic whole in succession to turn round, other parts of revolving stage can be transported one gram of Model M21000 products of company independently, or disassemble and transport . Another kind will get on or off the bus and transport separately , will separate it with turning round and supporting and adopting and connecting the way fast partly, if Trecker then- doses of Model CC5800 products of company, horse of Germany, the pivot connect the way fast.
The improvement of the structure is more obvious to get off. Considering increasing and walking and drawing ability and improving the working speed, walking in the organization can select four patterns of driving for use . The improvement thereupon of structure of the track shelf , his one answers and realizes the shelf structure of the track through a urgent roof beam suit urgent, in order to reduce and drive the torque, the drive wheel adopts the pattern of the sprocket , in order to reduce the diameter, Trecker then- doses of Model CC2500 product of Company , horse of Germany , adopt this kind of pattern promptly. The track always becomes the fundamental change is taking place too in the quantity , it is not merely that traditional 2 pieces of track of left and right sides always succeed, adopt many group succeed always , ask tile grams of 21000 type product of Company by Buddhist nun such as horse , it is made up of 8 pieces of track to get off, every two pieces of track are one group, the structure that the cart that the loaded transmission principle is similar to the door seat hoist walks. Each track bears the weight of more even , the requisition for ground is lower too, and can form the wide mode and narrow mode , in order to meet the needs of different working occasions, the structure of the frame has obvious improvement too, considering the transportation convenience, the frame of the ultra large-scale hoist is generally made up by even more parts of 3 parts, the middle case type structure ( joins and turns round and supports on the top ) and case type longeron on both sides, more novel structure is improving by the three and connecting the way, make the longeron present radioactivity to put , thus reduce it with the centralized load of a junction of the track.
2.2 arm shelves make the homework up
In the arm shelf is made up , except that the standard is allocated : Outside the way in which main arm , main arm + regular pair of arms , main arm + tower pair of arms , weight of main arm mix, in order to meet the needs of market , add 2 kinds of modes of combination newly: Heavy-duty short pair of arms and one pair of arms + one pair of arms association, is the heavy-duty short pair of arms association , but one pair of arms is purpose-built , it is very short, use various kinds of reaction towers of hoist and mount special-purposly in the chemical industry, highly there is higher promotioning and certain range , the more important thing is oversize weight of getting up, with get up weight close with between length and main arm homework of range, even exceed its amplitude.
Have already developed and adopted in the American-European products. Fig. 11b one pair of arms + one pair of arms association, used in the electric construction aspect, in order to increase the homework space, such as the installation of the wind-force generating equipment, the total arm shelf can reach above 150m to make the length up . This kind of pattern gets application in Liebherr Company products.
Commonability of 2.3 series of products
The commonability of consider
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