第五章起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)安全技術(shù) 第一節(jié)起升機(jī)構(gòu)第一單元起升機(jī)構(gòu)的組成與工作原理第二單元起升機(jī)構(gòu)安全設(shè)計(jì)計(jì)算第二節(jié)運(yùn)行機(jī)構(gòu)第一單元運(yùn)行機(jī)構(gòu)的組成第二單元軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的類型第三單元軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算第三節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第一單元旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的組成型式第二單元旋轉(zhuǎn)支承裝置的載荷第三單元旋轉(zhuǎn)支承裝置的連接計(jì)算第四單元旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置第四節(jié)變幅機(jī)構(gòu)第一單元變幅機(jī)構(gòu)的分類第二單元變幅機(jī)構(gòu)的變幅阻力第三單元變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算原則 起升機(jī)構(gòu)的組成與工作原理起升機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)物料垂直升降 是任何起重機(jī)不可缺少的部分 因而是起重機(jī)最主要 也是最基本的機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)的安全狀態(tài) 是防止起重事故的關(guān)鍵 將直接地關(guān)系到起重作業(yè)的安全 1 起升機(jī)構(gòu)組成起升機(jī)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置 傳動(dòng)裝置 卷繞系統(tǒng) 取物裝置 制動(dòng)器及其他安全裝置等組成 不同種類的起重機(jī)需配備不同的取物裝置 其驅(qū)動(dòng)裝置亦有不同 但布置方式基本上相同 典型起升機(jī)構(gòu)平面布置見圖8 1 圖8 1起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1 電動(dòng)機(jī)2 聯(lián)軸器3 制動(dòng)器4 減速器5 聯(lián)軸器6 卷筒7 鋼絲繩8 吊鉤滑輪組9 上升極限位置限制器 起重量超過10t時(shí) 常設(shè)兩個(gè)起升機(jī)構(gòu) 主起升機(jī)構(gòu) 大起重量 與副起升機(jī)構(gòu) 小起重量 一般情況下兩個(gè)機(jī)構(gòu)可分別工作 特殊情況下也可協(xié)同工作 副鉤起重量一般取主鉤起重量的20 30 1 驅(qū)動(dòng)裝置 大多數(shù)起重機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 布置 安裝和檢修都很方便 流動(dòng)式起重機(jī) 如汽車起重機(jī) 輪胎起重機(jī)等 以內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)力 傳動(dòng)與操縱系統(tǒng)比較復(fù)雜 2 傳動(dòng)裝置 包括減速器 聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸 減速器常用封閉式的臥式標(biāo)準(zhǔn)兩級(jí)或三級(jí)圓柱齒輪減速器 起重量較大者有時(shí)增加一對(duì)開式齒輪以獲得低速大力矩 為補(bǔ)償?shù)踺d后小車架的彈性變形給機(jī)構(gòu)工作可靠性帶來的影響 通常采用有補(bǔ)償性能的彈性柱銷聯(lián)軸器或齒輪聯(lián)軸器 有些起升機(jī)構(gòu)還采用浮動(dòng)軸 也稱補(bǔ)償軸 來提高補(bǔ)償能力 方便布置并降低磨損 3 卷繞系統(tǒng) 它指的是卷筒和鋼絲繩滑輪組 橋架類型起重機(jī)采用雙聯(lián)滑輪組 單聯(lián)滑輪組一般用于臂架類型起重機(jī) 4 取物裝置 它是根據(jù)被吊物料的種類 形態(tài)不同 采用不同種類的取物裝置 取物裝置種類繁多 使用量最大的是吊鉤 5 制動(dòng)器及安全裝置 制動(dòng)器既是機(jī)構(gòu)工作的控制裝置 又是安全裝置 因此是安全檢查的重點(diǎn) 起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器必須是常閉式的 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)常用塊式制動(dòng)器 流動(dòng)式起重機(jī)采用帶式制動(dòng)器 近幾年采用了盤式制動(dòng)器 一般起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)只裝配一個(gè)制動(dòng)器 通常裝在高速軸上 也有裝在與卷筒相連的低速軸上 吊運(yùn)熾熱金屬或其他危險(xiǎn)品 以及發(fā)生事故可能造成重大危險(xiǎn)或損失的起升機(jī)構(gòu) 每套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置都要裝設(shè)兩套支持制動(dòng)器 制動(dòng)器經(jīng)常利用聯(lián)軸器的一個(gè)半體兼作制動(dòng)輪 即使聯(lián)軸器損壞 制動(dòng)器仍能起安全保護(hù)作用 此外 起升機(jī)構(gòu)還配備起重量限制器 上升極限位置限制器 排繩器等安全裝置 2 起升機(jī)構(gòu)的工作原理電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器 和傳動(dòng)軸 與減速器的高速軸相連 減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒 吊鉤等取物裝置與卷繞在卷筒上的省力鋼絲繩滑輪組連接起來 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)傳遞給卷筒時(shí) 通過卷筒不同方向的旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩卷入或放出 從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng) 這樣 將電動(dòng)機(jī)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為吊鉤的垂直上下的直線運(yùn)動(dòng) 常閉式制動(dòng)器在通電時(shí)松閘 使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn) 在失電情況下制動(dòng) 使吊鉤連同貨物停止升降 并在指定位置上保持靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)滑輪組升到最高極限位置時(shí) 上升極限位置限制器被觸碰面動(dòng)作 使吊鉤停止上升 當(dāng)?shù)踺d接近額定起重量時(shí) 起重量限制器及時(shí)檢測(cè)出來 并給予顯示 同時(shí)發(fā)出警示信號(hào) 一旦超過額定值及時(shí)切斷電源 使起升機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行 以保證安全 起升機(jī)構(gòu)安全設(shè)計(jì)計(jì)算1 概述 1 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 首先選擇設(shè)計(jì)參數(shù) 確定布置方案 通過計(jì)算選用標(biāo)準(zhǔn)零部件 如電動(dòng)機(jī) 制動(dòng)器 減速器 聯(lián)軸器與鋼絲繩等 對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件做強(qiáng)度 剛度等計(jì)算 最后進(jìn)行必要的驗(yàn)算 2 起升機(jī)構(gòu)計(jì)算載荷特點(diǎn)是 物品起升或下降時(shí) 在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上由鋼絲繩拉力產(chǎn)生的力矩單向作用且方向不變 物品懸掛系統(tǒng)由撓性鋼絲繩所組成 由物品慣性引起的附加力矩對(duì)機(jī)構(gòu)影響不大 機(jī)構(gòu)啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間同穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)間相比是短暫的 因此 可將穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的起升載荷作為機(jī)構(gòu)的計(jì)算載荷 3 設(shè)計(jì)參數(shù) 額定起重量Gn 起升高度H 起升速度Vn和工作級(jí)別 以及某些特殊要求 例如 起重機(jī)的使用場(chǎng)合 具體工作環(huán)境 如溫度 是否有化學(xué)腐蝕 防爆要求等 2 計(jì)算步驟 1 吊鉤與滑輪組 根據(jù)起重量選擇吊鉤 確定滑輪組倍率m和效率脫 2 選擇鋼絲繩 計(jì)算鋼絲繩所承受的最大靜拉力 即鋼絲繩分支的最大靜拉力 為 式中 PQ 額定起升載荷 指所有起升質(zhì)量的重力 包括允許起升的最大有效物品 取物裝置 如下滑輪組吊鉤 吊梁 抓斗 容器 起重電磁鐵等 懸掛撓性件以及其他在升降中的設(shè)備的質(zhì)量的重力 Z 繞上卷筒的鋼絲繩分支數(shù) 單聯(lián)滑輪組Z 1 雙聯(lián)滑輪組Z 2 m 滑輪組倍率 h 滑輪組的機(jī)械效率 計(jì)算鋼絲繩破斷拉力為 式中 n 安全系數(shù) 根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別查表確定 a 鋼絲繩折減系數(shù) 根據(jù)鋼絲繩型號(hào)查相關(guān)手冊(cè) 從鋼絲繩產(chǎn)品樣本中選用鋼絲繩直徑d 其破斷拉力總和Smax必須滿足要求 寫出鋼絲繩的完整型號(hào)標(biāo)記 驗(yàn)算滑輪組直徑 式中 D0min 按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪和卷筒的允許的最小卷繞直徑 mm d 鋼絲繩直徑 mm h2 滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值 3 卷筒的尺寸與轉(zhuǎn)速 卷筒的直徑為 式中 D0 按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒的允許的最小卷繞直徑 mm h1 滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值 卷筒的轉(zhuǎn)速為 式中 nt 卷筒轉(zhuǎn)速 r min vq 額定起升速度 m min 4 起升靜功率為 式中 Pj 起升靜功率 kw PQ 起升載荷 N vq 額定起升速度 m min 起升時(shí)的總機(jī)械效率 t 卷筒的機(jī)械效率 c 減速器的機(jī)械效率 h 滑輪組的機(jī)械效率 5 選電動(dòng)機(jī) 初選電動(dòng)機(jī) 確定電動(dòng)機(jī)容量的原則是 既要考慮滿足起升載荷所需要的足夠啟動(dòng)力矩 又不能由于容量過大 使啟動(dòng)過猛 而產(chǎn)生較大的慣性載荷 還要考慮防止容量不足 使電動(dòng)機(jī)過熱損壞 由于起重機(jī)在作業(yè)期間并不總是處于滿載狀態(tài) 啟 制動(dòng)時(shí)間與穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間相比是短的 按機(jī)構(gòu)的靜功率和接電持續(xù)率初選電動(dòng)機(jī) 然后校驗(yàn)過載和發(fā)熱 式中 PJc 電動(dòng)機(jī)在JC值時(shí)功率 kw G 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù) 見表8 1 接電持續(xù)率JC值亦稱負(fù)載持續(xù)率 它表示在一個(gè)工作周期中負(fù)載 即通電 所持續(xù)的時(shí)間百分比 按下式計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的過載校驗(yàn) 式中 Pn 基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí) 電動(dòng)機(jī)額定功率 kw M 基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù) H 系數(shù) 按電壓有損失 最大轉(zhuǎn)矩或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩有允差 起升1 25倍額定載荷等條件確定 繞線型異步電動(dòng)機(jī)取H 2 1 籠型異步電動(dòng)機(jī)取H 2 2 直流電動(dòng)機(jī)取H 1 4 6 減速器 減速器傳動(dòng)比 因?yàn)?所以 式中 nd 在額定起升載荷作用下的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 即相當(dāng)于Pj時(shí)的轉(zhuǎn)速 r min nt 卷筒轉(zhuǎn)速 r min vq 起升速度 m min 起升機(jī)構(gòu)減速器功率按起升靜功率Pj計(jì)算 根據(jù)Pj i nd 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 從標(biāo)準(zhǔn)減速器系列中選用合適的減速器型號(hào) 7 計(jì)算靜力矩 作用在卷筒軸上的靜力矩 式中 Mt 卷筒軸靜力矩 N m m 滑輪組倍率 t 卷筒的機(jī)械效率 h 滑輪組的機(jī)械效率 作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩 式中 Mj 電動(dòng)機(jī)軸靜力矩 N m 起升時(shí)的總機(jī)械效率 下降時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩 式中 M j 下降時(shí)電動(dòng)機(jī)軸靜力矩 N m 8 制動(dòng)器的選用 制動(dòng)器的制動(dòng)力矩必須大于由吊載產(chǎn)生的靜力矩 并具有足夠的安全裕度 式中 K 制動(dòng)安全系數(shù) 根據(jù)所需制動(dòng)力矩選取所需類型的標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器的規(guī)格 并可依據(jù)使用要求將制動(dòng)力矩調(diào)整到所需的數(shù)值 9 啟動(dòng) 制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算 初選電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的計(jì)算都是根據(jù)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的靜力計(jì)算 而起升機(jī)構(gòu)周期性頻繁啟 制動(dòng)的工作特點(diǎn) 使機(jī)構(gòu)經(jīng)常作變速運(yùn)動(dòng)并受到慣性力的作用 必須把啟 制動(dòng)時(shí)間控制在合理的范圍內(nèi) 從而控制因加速度太大對(duì)金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械帶來很大的動(dòng)力載荷 啟動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí) 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)力矩使原來靜止的質(zhì)量開始運(yùn)動(dòng) 一部分克服靜阻力矩 另一部分使運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 包括轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量和直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 加速 啟動(dòng)力矩為 啟動(dòng)時(shí)間為 式中 Mj 靜力矩 即穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力矩 N m Mq 啟動(dòng)力矩 N m 計(jì)算時(shí)取其平均值 推薦的平均啟動(dòng)力矩 見表8 2 Mg 在加速過程中運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 包括轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量和直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 引起的慣性力矩 N m J 起升時(shí)換算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 N m2 Jg 高速軸上旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與高速軸上聯(lián)軸器和制動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 N m2 若采用飛輪矩GD2 則按GD2 4換算 tq 啟動(dòng)時(shí)間 s 1 15 考慮高速軸以外其他旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 表8 2電動(dòng)機(jī)平啟起動(dòng)力矩 對(duì)于一般起升速度不太大的起重機(jī) tq 0 5 2s 對(duì)于起升速度大于0 5m s的裝卸起重機(jī) tq 3 4S 起重量小的起重機(jī) 啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)短些 起重量大的可稍長(zhǎng)些 可根據(jù)平均加 減 速度ap判斷啟動(dòng)時(shí)間是否合適 作為精密安裝 吊運(yùn)熔化金屬或危險(xiǎn)品時(shí) 要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)取小值 ap 0 lm s2 一般車間 倉(cāng)儲(chǔ)用起重機(jī) ap 0 2m s2 高生產(chǎn)率起重機(jī)對(duì)平穩(wěn)性無嚴(yán)格要求時(shí)可取較大值 ap 0 5 0 8m s2 制動(dòng)時(shí)間 通常是按下降時(shí)的制動(dòng)時(shí)間計(jì)算 式中 n d 額定起升載荷下降時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 r min 無特殊要求時(shí) 通常制動(dòng)時(shí)間取tz tq 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的組成運(yùn)行機(jī)構(gòu)是使起重機(jī)或起重小車作水平直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 工作性運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要用于水平運(yùn)移物品 非工作性運(yùn)行機(jī)構(gòu)只是用來調(diào)整起重機(jī) 小車 的工作位置 在專門鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行的稱為有軌運(yùn)行機(jī)構(gòu) 其突出特點(diǎn)是負(fù)載大 運(yùn)行阻力小 但作業(yè)范圍受軌道限制 無軌運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用輪胎或履帶 可以在普通道路上行走 其良好的機(jī)動(dòng)性擴(kuò)大了起重作業(yè)的選擇范圍 本節(jié)以軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)為主 介紹運(yùn)行機(jī)構(gòu)安全技術(shù) 起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置 運(yùn)行支承裝置和安全裝置組成 1 運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置包括原動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)裝置 傳動(dòng)軸 聯(lián)軸器和減速器等 和制動(dòng)器 大多數(shù)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī) 流動(dòng)式起重機(jī)則為內(nèi)燃機(jī) 有的鐵路起重機(jī)使用蒸汽機(jī) 自行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置全部設(shè)置在運(yùn)行部分上 驅(qū)動(dòng)力主要來自主動(dòng)車輪或履帶與軌道或地面的附著力 牽引式運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用外置式驅(qū)動(dòng)裝置 通過鋼絲繩牽引運(yùn)行部分 因此可以沿坡度較大軌道運(yùn)行 并獲得較大的運(yùn)行速度 2 運(yùn)行支承裝置軌道式起重機(jī)和小車的運(yùn)行支承裝置主要是鋼制車輪組與軌道 車輪以踏面與軌道頂面接觸并承受輪壓 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)多采用鐵路鋼軌 當(dāng)輪壓較大時(shí)采用起重機(jī)專用鋼軌 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的鋼軌采用方鋼或扁鋼 直接鋪設(shè)在金屬結(jié)構(gòu)上 車輪組由車輪 軸與軸承箱等組成 為防止車輪脫軌而帶有輪緣 以承受起重機(jī)的側(cè)向力 車輪的輪緣有雙輪緣 單輪緣及無輪緣三種 見圖8 2 一般起重機(jī)大車主要采用雙輪緣車輪 一些重型起重機(jī) 除采用雙輪緣車輪外還要加裝水平輪 以減輕起重機(jī)歪斜運(yùn)行時(shí)輪緣與軌道側(cè)面的接觸磨損 軌距較小的起重機(jī)或起重小車廣泛采用單輪緣車輪 輪緣在起重機(jī)軌道外側(cè) 如果有導(dǎo)向裝置 可以使用無輪緣車輪 在大型起重機(jī)中 為了降低車輪的壓力 提高傳動(dòng)件和支承件的通用化程度 便于裝配和維修 常采用帶有平衡梁的車輪組 無軌式起重機(jī)運(yùn)行支承裝置是輪胎或履帶裝置 圖8 2車輪型式 a 雙輪緣 b 單輪緣 c 無輪緣 單主梁門式起重機(jī)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)常見有垂直反滾輪 見圖8 3 和水平反滾輪 見圖8 4 的結(jié)構(gòu)型式 車輪一般是無輪緣的 為防止小車傾翻 必須裝有安全鉤 圖8 3垂直反滾輪式單主梁小車 圖8 4水平反滾輪式單主梁小車 3 安全裝置運(yùn)行機(jī)構(gòu)的安全裝置有行程限位開關(guān) 防風(fēng)抗滑裝置 緩沖器和軌道端部止擋 以防止起重機(jī)或小車超行程運(yùn)行脫軌 防止室外起重機(jī)被強(qiáng)風(fēng)刮跑造成傾覆 4 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作原理電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力通過聯(lián)軸器 和傳動(dòng)軸 傳遞給減速器 經(jīng)過減速器的減速增力作用 帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)力靠主動(dòng)車輪輪壓與軌道之間的摩擦產(chǎn)生的附著力 因此 必須要驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小輪壓 以確保足夠的驅(qū)動(dòng)力 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器使處于不利情況下的起重機(jī)或小車 在限定的時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)行 軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的類型軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)有集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩類 1 集中驅(qū)動(dòng)集中驅(qū)動(dòng)是由一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩邊車輪驅(qū)動(dòng) 見圖8 5 有低速軸集中驅(qū)動(dòng) 見圖8 5a 高速軸集中驅(qū)動(dòng) 見圖8 5b 和中速軸集中驅(qū)動(dòng) 見圖8 5c 這種驅(qū)動(dòng)方式對(duì)橋架水平剛性要求不高 但對(duì)走臺(tái)剛性要求較高 低速軸驅(qū)動(dòng)工作可靠 但自重較大 高速軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸雖輕 但對(duì)安裝要求高 中速軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜 分組性差 圖8 5集中驅(qū)動(dòng) a 低速軸集中驅(qū)動(dòng) b 高速軸集中驅(qū)動(dòng) c 中速軸集中驅(qū)動(dòng) 2 分別驅(qū)動(dòng)分別驅(qū)動(dòng)是由兩套獨(dú)立的無機(jī)械聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成 見圖8 6 省去了中間傳動(dòng)軸 自重輕 部件的分組性好 安裝和維修方便 與集中驅(qū)動(dòng)相比 分別驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)行較穩(wěn)定 在起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上得到廣泛采用 圖8 6分別驅(qū)動(dòng) 對(duì)于大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 集中驅(qū)動(dòng)只用于小跨度的起重機(jī) 大跨度起重機(jī)則廣泛采用分別匯動(dòng)型式 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)大多采用低速軸集中驅(qū)動(dòng) 見圖8 7 圖8 7車輪型式l一電動(dòng)機(jī) 2一制動(dòng)器 3一減速器 4一傳動(dòng)軸 5一聯(lián)軸節(jié) 6一角軸承架 7一車輪 軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算1 運(yùn)行阻力計(jì)算運(yùn)行靜阻力包括摩擦阻力 坡度阻力和風(fēng)阻力 摩擦阻力包括車輪沿軌道滾動(dòng)的摩擦力 車輪軸承內(nèi)的摩擦阻力 以及車輪輪緣與軌道側(cè)面的附加摩擦阻力 1 運(yùn)行摩擦阻力 車輪軸承內(nèi)的摩擦阻力為 車輪滾動(dòng)摩擦阻力為 總摩擦阻力為車輪軸承摩擦力P1 車輪的滾動(dòng)摩擦阻力P2 以及車輪輪緣與軌道間的摩擦力P3之和 P3一般是用P1 P2兩種基本摩擦阻力之和乘以附加系數(shù)來考慮的 則運(yùn)行摩擦阻力為 令 式中 Pf 總摩擦阻力 kN PG 運(yùn)行部分自重載荷 kN PQ 起升載荷 N P 輪壓 kN D 車輪直徑 mm d 車輪軸樞直徑 mm 車輪軸承摩擦系數(shù) 滑動(dòng)軸承 0 015 滾動(dòng)軸承 0 0006 附加摩擦阻力系數(shù) f一一車輪的滾動(dòng)摩擦系數(shù) mm 見表8 3 表8 3滾動(dòng)自控系數(shù) 2 風(fēng)阻力為 式中 C 風(fēng)力系數(shù) Kh 風(fēng)壓高度變化系數(shù) q 計(jì)算風(fēng)壓 N m2 A 起重機(jī)或物品垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積 m2 3 坡度阻力為 表8一4超直機(jī)坡度阻力系數(shù)值 2 運(yùn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算運(yùn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算的內(nèi)容主要包括電動(dòng)機(jī) 制動(dòng)器選擇以及打滑驗(yàn)算等 1 初選電動(dòng)機(jī) 按運(yùn)行靜阻力 運(yùn)行速度及機(jī)構(gòu)效率計(jì)算機(jī)構(gòu)運(yùn)行的靜功率 根據(jù)運(yùn)行機(jī)構(gòu)靜功率和接電持續(xù)率初選電動(dòng)機(jī) 然后校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)過載和發(fā)熱 并控制加速度值 PJC Ps 式中 Ps 運(yùn)行機(jī)構(gòu)靜功率 kw G 機(jī)構(gòu)穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù) 由機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài)決定 按表8 5選取 m 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù) Pr 起重機(jī) 或小車 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的靜阻力 kN vy 機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度 m s 運(yùn)行機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率 臥式齒輪箱取 0 95 立式齒輪箱取 0 90 PJC 電動(dòng)機(jī)在相應(yīng)的JC值條件下的額定輸出容量 kw 表8一5穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù) 電動(dòng)機(jī)必須校驗(yàn)過載和發(fā)熱 并控制加速度 2 驗(yàn)算主動(dòng)輪打滑 為了使起重機(jī)運(yùn)行時(shí)可靠地啟動(dòng)或制動(dòng) 應(yīng)分別對(duì)驅(qū)動(dòng)輪作啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的打滑驗(yàn)算 打滑或使主動(dòng)輪空轉(zhuǎn)動(dòng) 起重機(jī)運(yùn)行不起來 或主動(dòng)輪邊走邊滑 達(dá)不到額定速度 這樣 不僅影響起重機(jī)正常工作 造成車輪的磨損 還會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)時(shí)溜車 引發(fā)事故 運(yùn)行機(jī)構(gòu)正常工作的條件是 運(yùn)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí) 主動(dòng)輪不應(yīng)打滑 即主動(dòng)輪與軌道之間驅(qū)動(dòng)力小于它們之間的最大摩擦力 也稱附著力或粘著力 小車空載時(shí)起重機(jī)容易發(fā)生打滑 對(duì)于有懸臂的龍門起重機(jī) 當(dāng)滿載小車在起重機(jī)一側(cè)懸臂端時(shí) 其對(duì)面的側(cè)驅(qū)動(dòng)輪較易打滑 按空載啟動(dòng)工況最小輪壓對(duì)運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行打滑驗(yàn)算 式中 鋼制車輪與軌道的粘著系數(shù) 室內(nèi)起重機(jī) 0 15 室外 0 12 K 粘著安全系數(shù) K 1 車輪軸承摩擦系數(shù) 滑動(dòng)軸承 0 08 0 1 滾動(dòng)軸承 0 015 0 02 Pmin 運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輪的最小輪壓 D 車輪直徑 mm d 車輪軸承摩擦直徑 g 重力加速度 ap 起重機(jī) 或小車 啟動(dòng)時(shí)的平均加速度 Mq 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)力矩 3 制動(dòng)器選擇 運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩加上運(yùn)行摩擦阻力 不包括輪緣與軌頭側(cè)面的摩擦阻力 應(yīng)該滿足兩個(gè)條件 在滿載 順風(fēng) 下坡的不利情況下 起重機(jī)或小車在限定的時(shí)間內(nèi)停住 在空載 無風(fēng)的有利條件下 制動(dòng)時(shí)間不過短 不打滑 所要求的制動(dòng)時(shí)間按起重機(jī)工作條件決定 按表8 6選取 表8 6制動(dòng)時(shí)間 按滿載 順風(fēng) 下坡的不利條件制動(dòng)時(shí)間不過長(zhǎng) 確定制動(dòng)器最小制動(dòng)力矩Mzhmin 式中 m 運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器個(gè)數(shù) 集中驅(qū)動(dòng)時(shí)m 1 分別驅(qū)動(dòng)時(shí)m 2 按空載主動(dòng)輪打滑為驗(yàn)算條件 確定制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩Mzhmax 式中 K 制動(dòng)粘著安全系數(shù) 一般取K 1 2 制動(dòng)時(shí)傳動(dòng)效率 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器的制動(dòng)力矩須滿足 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的組成型式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是臂架起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)之一 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是使旋轉(zhuǎn)部分相對(duì)于非旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動(dòng) 達(dá)到在水平面上沿圓弧方向搬運(yùn)物料的目的 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與變幅機(jī)構(gòu) 運(yùn)行機(jī)構(gòu)配合運(yùn)行 可使起重作業(yè)范圍擴(kuò)大 旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度隨其用途而定 旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)支承裝置與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置兩大部分組成 旋轉(zhuǎn)支承裝置用來將起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分支持在固定部分上 為旋轉(zhuǎn)部分提供必要的回轉(zhuǎn)約束 并承受起重載荷所引起的垂直力 水平力與傾翻力矩 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置用來驅(qū)動(dòng)起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分相對(duì)于固定部分的回轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)支承裝置主要有以下兩大類 柱式 又可分為轉(zhuǎn)柱式和定柱式 和轉(zhuǎn)盤式 轉(zhuǎn)柱式旋轉(zhuǎn)支承裝置的特點(diǎn)是具有一個(gè)與起重機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分作成一體的大轉(zhuǎn)柱 轉(zhuǎn)柱插入固定部分 借上下支座支持并與起重機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分一起回轉(zhuǎn) 定柱式旋轉(zhuǎn)支承裝置有一個(gè)牢固安裝在非旋轉(zhuǎn)部分上的定柱 帶起重臂的旋轉(zhuǎn)部分通過空心的鐘形罩套裝在定柱上 轉(zhuǎn)盤式旋轉(zhuǎn)支承裝置類型很多 其結(jié)構(gòu)的共同特征是起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分裝配在一個(gè)大圓盤上 轉(zhuǎn)盤通過滾動(dòng)體 如滾輪 滾珠或滾子 支承在固定部分上 并與轉(zhuǎn)動(dòng)部分一起回轉(zhuǎn) 滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)盤式是目前常用的一種類型 廣泛用于各種臂架起重機(jī) 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 整個(gè)旋轉(zhuǎn)支承裝置是一個(gè)大型滾動(dòng)軸承 由良好密封和潤(rùn)滑的座圈和滾動(dòng)體構(gòu)成 見圖8 8 滾動(dòng)體可以是滾珠或滾子 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的大齒圈與座圈制成一體 與小齒輪內(nèi)嚙合或外嚙合 借助螺栓 20 50個(gè) 的連接 內(nèi)座圈與轉(zhuǎn)臺(tái)相聯(lián)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)部分 底架與外座圈相連構(gòu)成起重機(jī)的固定部分 圖8 8滾動(dòng)軸承式旋轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu) a 四點(diǎn)接觸滾珠式 b 交叉滾子軸承式 典型的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通過電動(dòng)機(jī) 減速器 制動(dòng)器 以及最后一級(jí)大齒輪 使旋轉(zhuǎn)部分實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)支承裝置的載荷回轉(zhuǎn)支承裝置應(yīng)按不同載荷組合 進(jìn)行不同類別的載荷計(jì)算 見表8 7 三種載荷組合及所代表的起重機(jī)工況是 P 表8一7起直機(jī)回轉(zhuǎn)支承裝置的計(jì)算載荷 注 PQX 等效起升載荷 作用在等效幅度L 0 7 0 8 Lmax上 2 起升載荷動(dòng)載系數(shù) a 吊重繩對(duì)地面垂直線的偏角 a 是求等效載荷時(shí)的偏擺角 a 是求強(qiáng)度載荷時(shí)的最大偏擺角 考慮了偏角之后 就不應(yīng)再另行考慮物品上的風(fēng)力和水平慣性力 Pw Pw 分別表示工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)下的最大風(fēng)載荷 起重機(jī)允許的最大坡角 1 工作狀態(tài)正常載荷 I類載荷 工作狀態(tài)正常載荷即等效載荷 進(jìn)行疲勞強(qiáng)度 磨損或發(fā)熱計(jì)算 等效載荷 是指起重機(jī)處于等效幅度 0 7 0 8 Lmax上 起吊等效起重量 臂架位于沿起重機(jī)最大傾角方向進(jìn)行回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)制動(dòng) 起升鋼絲繩有正常偏角a 無風(fēng) 2 工作狀態(tài)最大載荷 類載荷 工作狀態(tài)最大載荷即強(qiáng)度載荷 進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度載荷可能出現(xiàn)的兩種載荷組合工況 分別計(jì)算后 取大者作為強(qiáng)度載荷 組合 a 指起重機(jī)處于最大幅度Lmax上 臂架位于沿起重機(jī)最大傾角方向 從地面滿速突然起升額定起重量 組合 b 指臂架位于沿起重機(jī)最大傾角方向 以最大鋼絲繩偏角a 吊額定起重量 同時(shí)進(jìn)行變幅和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的猛烈啟 制 動(dòng) 組合 a和組合 b都要考慮工作狀態(tài)最大風(fēng)載荷 風(fēng)沿著臂架由后向前吹 3 非工作狀態(tài)最大載荷 類載荷 非工作狀態(tài)最大載荷即驗(yàn)算載荷 進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的載荷 驗(yàn)算載荷 指起重機(jī)處于最小幅度 對(duì)重位于沿起重機(jī)最大傾角方向 非工作狀態(tài)最大風(fēng)載荷沿著臂架由前向后吹 作用在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的所有載荷綜合為垂直力 總水平力和繞x y z軸的三個(gè)力矩 其中繞z軸的力矩由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置承受 旋轉(zhuǎn)支承裝置的計(jì)算載荷是 總垂直力V Vi總水平力H Hi總力矩 對(duì)于滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)盤式旋轉(zhuǎn)支承裝置 滾動(dòng)體上的載荷分布見圖8 9 圖8 9滾動(dòng)體上載荷分布示意圖 旋轉(zhuǎn)支承裝置的連接計(jì)算滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)盤式旋轉(zhuǎn)支承裝置的內(nèi) 外座圈各有一圈螺栓分別與回轉(zhuǎn)部分或車架支承部分相連 回轉(zhuǎn)部分上的全部載荷通過螺栓傳至支承裝置座圈 經(jīng)滾動(dòng)體傳到另一座圈上 再經(jīng)螺栓傳至車架 因此 連接螺栓的可靠性是回轉(zhuǎn)支承裝置正常工作的保證 作用在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的水平力H由內(nèi)外座圈與轉(zhuǎn)臺(tái)和底架的圓柱定位面承受 垂直力V和傾翻力矩wr是由連接螺栓承受 螺栓在安裝時(shí)有一定的預(yù)緊力 其作用是提高螺栓的疲勞強(qiáng)度 防止連接構(gòu)件的結(jié)合面產(chǎn)生間隙在受載時(shí)造成沖擊 連接螺栓在脈動(dòng)載荷下 不應(yīng)松動(dòng) 并保持回轉(zhuǎn)支承裝置與回轉(zhuǎn)平臺(tái)或車架的整體性 1 載荷在連接螺栓上的分配規(guī)律設(shè)在每一座圈上有n個(gè)連接螺栓 垂直力V對(duì)連接螺栓起壓和作用 壓應(yīng)力均勻分布在螺栓上 見圖8 10 傾翻力矩M使轉(zhuǎn)臺(tái)以O(shè) O為軸線 一側(cè)螺栓受力為壓力 另一側(cè)的為拉力 計(jì)算螺栓受到的最大外力要考慮垂直力V和傾翻力矩M共同作用的效果 由于連接螺栓數(shù)量較多 可將載荷視為沿螺栓中心圈周方向的分布載荷 即單位長(zhǎng)度載荷 螺栓受載與中心螺栓到軸線O O距離成正比 圖8 10連接螺栓受力圖 1 在傾翻力矩M作用下 單位長(zhǎng)度載荷 根據(jù)力的平衡原理 有 作用在螺栓上M引起的最大載荷 式中 PM 螺栓中心分布的圓周上單位長(zhǎng)度上的載荷 相鄰螺栓在分布圓周上的中心角 Z 螺栓的數(shù)量 D 螺栓中心分布圓直徑 t 螺栓間距 2 在垂直力V的作用下 V均勻分布在螺栓上的載荷 3 在垂直力V與傾翻力矩M共同作用下 螺栓受到的載荷 4 考慮螺栓受力變形后的載荷 隨著臂架的圓周運(yùn)動(dòng) 每一個(gè)連接螺栓都經(jīng)過軸向受壓到受拉的交變力作用 螺栓與被連接構(gòu)件受力與變形見圖8 11 在圖8 11b中 曲線 為螺栓彈性 曲線 為被連接構(gòu)件彈性 圖8 11螺栓載荷與變形分析 當(dāng)工作載荷P 0時(shí) 螺栓所受載荷為預(yù)緊力P0 A點(diǎn) 變形伸長(zhǎng)量為 0 被連接件變形壓縮量 0 當(dāng)工作載荷P 0時(shí) 螺栓受拉力增加 實(shí)際受拉力為P1 P0 P1 A點(diǎn) 變形量為 0 1 被連接件變形量為 0 1 殘余鎖緊力為P2 P0 P2 此時(shí)螺栓受到的總拉力為外力與被連接件的殘余鎖緊力之和 即 所以 螺栓的最大拉力 式中 X 與螺栓和被連接件剛度有關(guān)的載荷系數(shù) CI 被連接件剛度系數(shù) C 螺栓的剛度系數(shù) P0 螺栓預(yù)緊力 螺栓連接是保證旋轉(zhuǎn)支承裝置安全工作的重要部分 螺栓的破壞將導(dǎo)致起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分傾覆的事故 螺栓連接計(jì)算 主要是根據(jù)螺栓所受的最大靜拉力進(jìn)行抗拉強(qiáng)度計(jì)算 然后校核其疲勞強(qiáng)度 螺栓常見的破壞形式是螺桿產(chǎn)生裂紋 甚至被拉斷 就破壞性質(zhì)來說 大部分是因材料的疲勞所致 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置1 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)型式起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)常用的有下列四種機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置 圖8 12 臥式電動(dòng)機(jī)與圓柱圓錐齒輪傳動(dòng) 圖8 12a 臥式電動(dòng)機(jī)與蝸輪減速器傳動(dòng) 圖8 12b 立式電動(dòng)機(jī) 與立式圓柱齒輪減速器傳動(dòng) 圖8 12c 立式電動(dòng)機(jī)與行星減速器傳動(dòng) 圖8 12d 圖8 12連接螺栓受力圖 2 計(jì)算原則 1 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的等效靜阻力矩 回轉(zhuǎn)速度和機(jī)構(gòu)效率計(jì)算機(jī)構(gòu)的等效功率 根據(jù)機(jī)構(gòu)的等效功率和接電持續(xù)率初選電動(dòng)機(jī) 然后核驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的過載和發(fā)熱 等效靜阻力矩包括摩擦阻力矩 正常工作狀態(tài)下的等效風(fēng)阻力矩和等效坡度阻力矩 2 驗(yàn)算旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)加速度 使起重機(jī)回轉(zhuǎn)臂架頭部的切向加 減 速度不大于下列推薦值 根據(jù)起重量大小 回轉(zhuǎn)速度較低的安裝用起重機(jī)為0 1 0 3m s2 s的平方 回轉(zhuǎn)速度較高的裝卸用起重機(jī)為0 8 1 2m s2平方 起重量大者取小值 3 制動(dòng)器的選擇 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)直采用可操縱的常開式制動(dòng)器 在非工作狀態(tài)下 使臂架的迎風(fēng)面積最小 在最不利工作狀態(tài)和最大回轉(zhuǎn)半徑時(shí) 其制動(dòng)力矩應(yīng)能使旋轉(zhuǎn)部分停住 4 極限力矩限制器 它是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安全裝置 當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)劇烈啟 制動(dòng) 或由于操作不當(dāng)臂架碰到障礙物等原因 使傳遞力矩過大 可能造成電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)零件過載損壞時(shí) 力矩限制器通過摩擦連接的相對(duì)摩擦滑動(dòng)達(dá)到保護(hù)作用 極限力矩限制器的工作原理如圖8 13所示 空套在軸1上的蝸輪2與內(nèi)錐盤3固定連接 外錐盤4通過鍵與軸1同步動(dòng)作 蝸桿蝸輪的力矩是借助內(nèi) 外錐盤的圓錐形接合面間的摩擦力傳給軸1的 摩擦面間的壓緊力由彈簧5產(chǎn)生 彈簧力的大小按需要傳遞的力短用螺母6來調(diào)節(jié) 當(dāng)軸1上的阻力矩過大時(shí) 極限力矩聯(lián)軸器的摩擦面就開始滑動(dòng) 從而起到安全保護(hù)作用 圖8 13帶極限力矩聯(lián)軸器的傳動(dòng)裝置1 軸2 蝸輪3 內(nèi)墜盤4 外錐盤5 彈簧6 螺母 變幅機(jī)構(gòu)的分類變幅機(jī)構(gòu)是臂架起重機(jī)用來改變作業(yè)幅度 使吊運(yùn)物品沿臂架徑向水平位移的機(jī)構(gòu) 幅度是臂架起重機(jī)的重要參數(shù) 對(duì)于回轉(zhuǎn)類起重機(jī) 指從取物裝置中心線到起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心線的水平距離 對(duì)于非回轉(zhuǎn)的臂架型起重機(jī) 則是從取物裝置中心線到臂架鉸軸的水平距離 或其他典型軸線的距離 臂架是變幅機(jī)構(gòu)主要受力金屬結(jié)構(gòu) 除了自身的結(jié)構(gòu)重力 還要承受整個(gè)起升載荷力 臂架的破壞 折臂或墜臂 會(huì)導(dǎo)致重大起重事故 從安全角度講 變幅機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)同樣是安全控制的重點(diǎn) 不同種類的臂架起重機(jī)使變幅機(jī)構(gòu)有多種類型 1 按作業(yè)要求分類根據(jù)作業(yè)要求不同 變幅機(jī)構(gòu)分為調(diào)整性變幅與工作性變幅兩種 1 調(diào)整性 也稱為非工作性 變幅機(jī)構(gòu)主要任務(wù)是調(diào)整工作位置 僅在空載條件下變幅到適宜的幅度 在升降物料的過程中 幅度不再變化 例如 流動(dòng)式起重機(jī)受穩(wěn)定性限制 吊載過程中不允許變幅 工作特征是變幅次數(shù)少 速度低 2 工作性變幅機(jī)構(gòu)可帶載變幅 從而擴(kuò)大起重作業(yè)面積 主要特征是變幅頻繁 變幅速度較高 對(duì)裝卸生產(chǎn)率有直接影響 機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率越大 機(jī)構(gòu)相對(duì)越復(fù)雜 2 按變幅方式分類變幅機(jī)構(gòu)按變幅方式不同 分為運(yùn)行小車式和俯仰臂架式 1 運(yùn)行小車式的小車可以沿臂架往返運(yùn)行 變幅速度快 裝卸定位準(zhǔn)確 常用于工作性變幅 見圖8 14a 又可分為小車自行式和牽引小車式兩種 長(zhǎng)臂架的塔式起重機(jī)常采用牽引小車式變幅 2 俯仰臂架式變幅機(jī)構(gòu)通過臂架繞固定鉸軸在垂直平面內(nèi)俯仰來改變傾角 從而改變幅度 它被廣泛應(yīng)用于各類臂架式起重機(jī) 按動(dòng)臂和驅(qū)動(dòng)裝置之間的連接方式不同 又可分為鋼絲繩滑輪組牽引的燒性變幅機(jī)構(gòu)和通過齒條或液壓油缸驅(qū)動(dòng)的剛性變幅機(jī)構(gòu) 圖8 14b 液壓汽車起重機(jī)的臂架還制成可伸縮的 使變幅范圍擴(kuò)大 圖8 14變幅方式 a 運(yùn)行小車式 b 吊臂俯仰擺動(dòng)式 3 按性能要求分類變幅機(jī)構(gòu)按性能要求不同 按在變幅過程中臂架重心是否升降 還可進(jìn)一步分為平衡性變幅機(jī)構(gòu)和非平衡性變幅機(jī)構(gòu) 1 非平衡變幅 通過擺動(dòng)臂架完成水平運(yùn)移物品時(shí) 臂架和物品的重心都要升高或降低 需要耗費(fèi)很大的驅(qū)動(dòng)功率 而在增大幅度時(shí) 則引起較大的慣性載荷 影響使用性能 因此 非平衡變幅大多在非工作性變幅時(shí)應(yīng)用 2 平衡變幅 工作性變幅采用各種方法 使起重機(jī)在變幅過程中物品的重心沿水平線或近似水平線移動(dòng) 而臂架系統(tǒng)自重由活動(dòng)平衡重所平衡 這樣節(jié)約驅(qū)動(dòng)功率 并使操作平穩(wěn)可靠 變幅機(jī)構(gòu)的變幅阻力變幅機(jī)構(gòu)計(jì)算是根據(jù)不同工況下的變幅阻力分析為基礎(chǔ)的 變幅阻力有 1 變幅過程中被吊物品非水平位移所引起的變幅阻力 2 臂架系統(tǒng)自重未能完全平衡引起的變幅阻力 3 吊載的起升繩偏斜產(chǎn)生的變幅阻力 考慮風(fēng)載荷 離心力 變幅 回轉(zhuǎn)啟 制動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力等在物品上的綜合作用 4 作用在臂架系統(tǒng)上的風(fēng)載荷引起的變幅阻力 5 臂架系統(tǒng)在起重機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)的離心力引起的變幅阻力 6 由于起重機(jī)軌道存在坡度引起的變幅阻力 7 變幅過程中 臂架系統(tǒng)的徑向慣性力引起的變幅阻力 8 臂架鉸軸中的摩擦和補(bǔ)償滑輪組的效率引起的變幅阻力 在計(jì)算變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí) 這些阻力在變幅全過程中的各個(gè)不同幅度位置上是變化的 變幅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算原則1 電動(dòng)機(jī)的選擇變幅機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)根據(jù)正常工作狀態(tài)下 各種工況的均方根等效阻力矩之最大值計(jì)算等效功率 再根據(jù)等效功率和該機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率初選電動(dòng)機(jī) 然后核驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的過載和發(fā)熱 等效變幅阻力矩為正常工作狀態(tài)下根據(jù)相應(yīng)起重量在變幅全過程中各個(gè)不同幅度位置上的變幅阻力矩和相應(yīng)幅度區(qū)間的變幅時(shí)間