(精品)工程机械机电液一体化论文 工程机械中的起重机械

工程机械中的起重机械本次论文以工程机械为背景，介绍了其中的起重机械。并重点以汽车起重机为例分析了工程机械中液压系统的应用。目 录一、工程机械综述二、发展三、用途分类四、起重机械五、汽车起重机六、超大吨位汽车起重机七、结束语一、工程机械综述工程机械是用于工程建设的施工机械的总称。广泛用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域，种类繁多。工程机械是我国装备工业的重要组成部分。概括地说，凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，称为工程机械。它主要用于国防建设工程、交通运输建设，能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。在世界各国，对这个行业的称谓基本类同，其中美国和英国称为建筑机械与设备，德国称为建筑机械与装置，俄罗斯称为建筑与筑路机械，日本称为建设机械。在我们国家部分产品也称为建设机械，而在机械系统根据国务院组建该行业批文时统称为工程机械，一直延续到现在。二、发展人类采用起重工具代替体力劳动已有悠久历史。史载公元前1600年左右，中国已使用桔槔和辘轳。前者为一起重杠杆，后者是手摇绞车的雏形。古代埃及和罗马，起重工具也有较多应用。近代工程机械的发展，始于蒸汽机发明之后，19世纪初，欧洲出现了蒸汽机驱动的挖掘机、压路机、起重机等。此后由于内燃机和电机的发明，工程机械得到较快的发展。第二次世界大战后发展更为迅速。其品种、数量和质量直接影响一个国家生产建设的发展，故各国都给予很大重视。而如今，在各种工程机械上都可以看到无线控制功能，厦门微特科技有限公司。从事无线工业控制系统多年，承接各种无线自动话设备、工程机械的改装及维护，让控制无线可能。三、用途分类 挖掘机械如单斗挖掘机（又可分为履带式挖掘机和轮胎式挖掘机)、多斗挖掘机(又可分为轮斗式挖掘机和链斗式挖掘机)、多斗挖沟机(又可分轮斗式挖沟机和链斗式挖沟机）、滚动挖掘机、铣切挖掘机、隧洞掘进机（包括盾沟机械）等。 铲土运输机械如推土机（又可分为轮胎式推土机和履带式推土机）、铲运机（又可分为履带自行式铲运机、轮胎自行式铲运机和拖式铲运机）、装载机（又可分为轮胎式装载机和履带式装载机、平地机（又可分为自行式平地机和拖式平地机)、运输车(又可分为单轴运输车和双轴牵引运输车）、平板车和自卸汽车等。 起重机械如塔式起重机、自行式起重机、桅杆起重机、抓斗起重机等。 压实机械如轮胎压路机、光面轮压路机、单足式压路机、振动压路机、夯实机、捣固机等。 桩工机械如钻孔机、柴油打桩机、振动打桩机、压桩机等。 钢筋混凝土机械如混凝土搅拌机、混凝土搅拌站、混凝土搅拌楼、混凝土输送泵、混凝土搅拌输送车、混凝土喷射机、混凝土振动器、钢筋加工机械等。 路面机械如平整机、道碴清筛机等。 凿岩机械如凿岩台车、风动凿岩机、电动凿岩机、内燃凿岩机和潜孔凿岩机等。 其他工程机械如架桥机、气动工具(风动工具)等。四、起重机械 (Hoisting Machine)1.概述起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备，其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机；额定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。2.起重机2.1起重机(Crane)属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。2.2起重机结构主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转，是由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。五、汽车起重机1. 汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置。这种起重机的优点是机动性好，转移迅速。汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车，符合公路车辆的技术要求，因而可在各类公路上通行无阻。此种起重机一般备有上、下车两个操纵室，作业时必需伸出支腿保持稳定。起重量的范围很大，可从8吨1000吨，底盘的车轴数，可从210根。是产量最大，使用最广泛的起重机类型。图1 汽车起重机2.工作原理：在起重臂里面的下面有一个转动卷筒，上面绕钢丝绳，钢丝绳通过在下一节臂顶端上的滑轮，将上一节起重臂拉出去，依此类推。缩回时，卷筒倒转回收钢丝绳，起重臂在自重作用下回缩。这个转动卷筒采用液压马达驱动，因此能看到两根油管，但千万别当成油缸。 另外有一些汽车起重机的伸缩臂里面安装有套装式的柱塞式油缸，但此种应用极少见。因为多级柱塞式油缸成本昂贵，而且起重臂受载时会发生弹性弯曲，对油缸寿命影响很大。3.汽车起重机的安全锁紧与限速分析3.1制动后锁紧 汽车起重机换向阀的阀芯与阀体之间多采用间隙密封，在其自身重力及起吊载荷重力的双重作用下，制动时高压油液常会通过换向阀阀芯与阀体之间的微小间隙缓慢泄漏，不能对各机构液压缸或液压马达实现有效地锁紧，因而极易发生吊重下降、吊臂内缩、幅度增大、支腿下沉的事故，轻则使汽车起重机无法正常工作，重则导致车辆倾覆、人员伤亡等恶性事故的发生。消除隐患的安全措施至少有以下4条。 （1）在回油路中串联液压锁 液控单向阀的反向油路只有当其控制油路输入一定压力油液之后才可能连通。它是一种能对油路实现通断控制的开关元件，通常人们又称之为液压锁。将液压锁反向串接在液压缸（液压马达）的回油路中，并将其控制油路与液压缸（液压马达）的进油路相连，就能使回油路在制动状态下因控制油路无压力油作用而切断，对液压缸（液压马达）起到应有的锁紧作用。 液压锁的锁紧效果取决于阀芯形状和阀的结构型式。 阀芯如果采用球阀式或滑阀式，其泄漏仍将是难免的，即油液有可能通过因阀芯冲击而产生的沟槽或阀芯与阀体间的间隙泄漏。因此，用在汽车起重机中的液压锁阀芯应该选用密封性能好的锥芯，即使长久使用也能保证滴油不漏。 根据汽车起重机的工况特点，应选用带有卸荷阀芯的IY-F型高压液压锁。 对支腿油路，有支撑锁紧和悬挂锁紧两项锁紧要求。根据不同油路，每个支腿可采用仅为一个液控单向阀、仅能起单向锁紧作用的单向液压锁，或由两个液控单向阀交叉连接而成的双向液压锁。一般采用的是后一种方案。每个支腿锁紧装置都必须独立设置。 （2）在回油路中串联平衡阀 平衡阀实质上是单向阀与外控内泄式顺序阀组合而成的组合阀，它在汽车起重机中的安装位置和锁紧原理与液压锁的完全相同，即安装在回油路中，制动后切断回油路。如果对油路无其他特殊要求，还是应尽量采用价格相对低的液压锁。 （3）提高液压元件的密封性 在油路中安装液压锁或平衡阀后，并不一定能完全保证机构制动后能锁紧，液压缸（液压马达）的密封性也是制约锁制效果的关键因素。 液压元件的漏油分内泄和外泄漏两种。液压缸内泄漏不易察觉，将导致支腿收放、吊臂伸缩及变幅3机构无法锁紧而发生下沉现象。因此，提高液压缸的密封效果，关键是解决发生在其内部的内泄漏问题。 一般来说，对汽车起重机液压缸内部的漏油量应严格限制。安全检查时，规定额定压力下活塞的移动距离为10min内不应大于0.5min。超过此值，说明密封性能不好，要及时更换新的Y形圈。 （4）吊重升降液压马达外抱制动器 欲使液压缸、液压马达长久地不产生内泄漏是很难察现的，其密封件磨损后泄漏会在不知不觉中产生。这样，若锁紧牢固就只有安装制动器一种方法了，且只能在使吊重升降的液压马达上采用，其他的如对吊臂伸缩、变幅等则无法采用。 对吊重升降机构起作用的制动器实际上是一只小型的单杆单作用液压缸，制动器为常闭式，制动力取决于缸内的弹簧力。为了获得理想的锁紧效果，当然希望弹簧力越大越好，但过大的弹簧力又会使制动器松闸能耗加大，所以外抱制动器是其锁紧方案的辅助手段。3.2运动中限速 由于汽车起重机吊重升降、吊臂伸缩、吊臂变幅的行程都较长，机构或载荷下行过程中因重力作用而产生的加速现象也是一个比较突出的问题。汽车起重机限速通常采用以下两种方法。 （1）在回油路中串联平衡阀 平衡阀的作用不但能锁紧，还能限速。当机构或载荷下降时，平衡阀内的顺序阀能借助阀芯的平衡作用，使液压缸（液压马达）的回油流量保持稳定状态，从而使液压缸（液压马达）保持均速运动。为了获得均匀的下降速度，设计系统时要注意两点：一是不能为了节省成本，就简单地用一般的单向阀与外控内泄漏式顺序阀并接组合来代替平衡阀。这是因为平衡阀虽然也是单向阀与外控内泄漏式顺序阀的组合，但其顺序阀已经增加了双层弹簧、阻尼小孔等使阀芯减振的装置；二是平衡阀的控制油路要串联节流阀，以使顺序阀的阀芯动作“迟滞”，不因外部压力的微小变化而使其速度有所改变。在限速方案中，使用平衡阀的效果是最理想的，是首选的方法。 （2）用手动换向阀限速 在所有的换向阀中，只有手动换向阀在换向的同时，通过控制阀口开度的大小可以兼有限速和节流调速的作用。因此，当汽车起重机机构或载荷发生下行加速现象时，可通过驾驶员减小手动换向阀手柄的拉动程度来减小阀口开度的办法加以解决。当然，由于驾驶员手的抖动会使手动换向阀的限速效果不甚理想，但因为汽车起重机的装卸作业速度往往要根据施工现场的具体情况不断地调整，机构的运动常常为不连续的间歇作业，因此熟练驾驶员操纵手动换向阀还是能够收到一定限速效果的。 总之，对汽车起重机吊重升降、吊臂伸缩、吊臂变幅3机构既有锁紧又有限速要求，庆当采用能同时满足锁紧和限速两项要求的平衡阀，再加以机械制动。六、超大吨位汽车起重机图2 徐工千吨级全地面起重机徐工千吨级全地面起重机采用8节单缸插销变截面伸缩臂，全新的吊臂设计，具有四节主臂加独立臂头作业，和八节主臂作业两种工况，具备安装约2MW风电的能力。目前徐工千吨级已经设计新型超起装置，可在整机起重性能安全性能上到大幅度提升。还可以选配塔臂，使起重机综合性能得到质的飞越。 该产品采用9桥底盘，X型支腿结构，智能化行驶、制动系统，可实现全轮转向，机动灵活。整机行驶状态自重96t，携带全部支腿和整个转台，吊臂由另外车辆运输，专有的吊臂自拆卸装置，可实现吊臂自拆卸，提高作业准备效率。七、结束语：这次关于工程机械的论文让我收获颇多。我在上网搜索相关的资料时，学到了很多书本上没有的知识。我以我比较感兴趣的起重机械尤其是汽车起重机做了详细的描述和分析。我认为从起重机械的未来发展来看，汽车起重机（或者轮式起重机）应该是未来发展的重点。因为汽车起重机拥有其他起重机不能比拟的最大优势：机动动性强、灵活方便。另外还有: 1.功率大，油耗小，噪音符合国家标准要求;2.走台板为全覆盖式，便于在车上工作与检修；3.支腿系统采用双面操纵，方便实用；但他也有自身结构的限制和缺点。例如工作时须支腿，不能负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。但是汽车起重机确实是我们在日常生活中和工程建设中最常见和应用最广泛的工程机械车辆。它的发展水平高低也在一定程度上影响了我国的