起重运输机械教程.doc

起重运输机械学习方法和要求1.结合教材，掌握基本概念。在此基础上，进行一定深度的理论探讨；2.对机械结构及工作原理有较深的理解，并能进行一定深度的联想；3.认真通读一本相关理论参考书，写出读书笔记及心得体会；4.建立好本课程的知识结构框架；5.带着问题进行学习和思考。第一章起重机械概论 为了对起重机有一个整体的概念，下面以桥式起重机为例，介绍起重机械具有的特性。构成桥式起重机的主要金属结构部分是桥架，它横架在车间两侧吊车梁的轨道上，并沿轨道前后运行。除桥架外，还有小车，小车上装有起升机构和运行机构，可以带着吊起的物品沿桥架上的轨道左右运行。于是桥架的前后运行和小车左右运行以及起升机构的升降动作，三者所构成的立体空间范围是桥式起重机吊运物品的服务空间。 通用桥式超重机，般都具有三个机构：起升机构(起重量较大的有主副两套起升机构)、小车运行机构和大车运行机构。按照正常工作程序，从起吊动作开始，先开动起升机构，空钩下降，吊起物品上升到一定高度然后开动小车运行机构和大车运行机构到指定位置停止；再开动起升机构降下物品，然后空钩回升到一定高度，开动小车运行机构和大车运行机构使起重机回到原来位置，准备第二次吊运工作。每运送一次物品，就要重复一次上述的过程，这个过程通常称为一个工作周期。在个周期内，各个机构不是同时工作的。有时这个机构工作，别的机构停歇，但每个机构都至少作一次正向运转和一次反向运转。由于具有这样的工作性质特征，所以起重机是一种间歇性工作的机械。 定义：凡是具有起升机构，间 歇性工作的机械都是起重机械。第一节起重机械的构造分类按照起重机械具有机构的多少、动作繁简的程度以及工作性质和用途，可把起重机械归纳为以下三大类：(1)简单起重机械。一般只作升降运动或一个直线方向移动，只需要具备一个运动机构，而且大多数是手动的，这种单动作起重机械，称为简单起重机械。(2)通用起重机械。除需要一个使物品升降的起升机构外，还有使物品作水平方向的直线运动或旋转运动机构。这种起重机是一种多动作起重机械。这类起重机械一般都是用吊钩工作，间或配合使用各种辅助吊具，用来搬运各重物品(成件、散粒和液状物体)。(3)特种起重机械。也是具有二个以上机构的多动作起重机械，专用于某些专业性的工作。 第二节起重机械的基本参数起重机械的基本参数有：起重量，起升高度、跨度（幅度），各机构的工作速度及各机构的工作级别。有些起重机械的生产率、轨距、轮距、外形尺寸、最大轮压、幅度、起重力矩、最大爬坡度、最小转弯半径等也是重要参数。这些参数说明起重机械的工作性能和技术经济指标，是设计起重机械的技术依据，也是生产使用中选择起重机械技术性能的依据。(1)起重量Q 。世界各国都将起重量定义为起重机安全工作所允许的最大起吊重物的质量，单位为公斤(kg)或吨(t)。起重量较大的桥式类型起重机常备有两套起升机构，大起重量的称为主起升机构成叫主钩，较小的称为副起升机构或叫副钩。副钩的起重量约为主钩的1/51/3。主副钩的起重量通常都以一个分数表示，如15/3 。(2)起升高度H。起升高度是起重机取物装置上下极限位置之间的趴离，用H表示，单位为m 。 (3)跨度L。跨度L是指桥式类型起重机大车运行轨道中心线之间的距离，单位为m 。(4)工作速度v 。工作速度是指起重机的各机构（起升、运行、变幅、旋转）的工作速度，单位为m/min （浮式起重机的为节，1节=1mile/h=1.85km /h）。但旋转机构的旋转速度为r/min (5)外型尺寸和自重。 这是任何一种机器应有的技术经济指标，它不仅是能说明起重机械本身性能优劣的数据，而且直接影响基建的投资费用，因此，应十分重视减轻自重和减小外形尺寸，以达到紧凑而轻便。（6）幅度。旋转臂架式起重机处于水平位置时，回转中心线于取物装置铅垂中心线之间的水平距离。（7）轨距、轮距。（8）起重力矩。臂架式起重机的主要参数，等于额定起重量和与其相应的工作幅度的乘积。（9）最大爬坡度。（10）最小转弯半径。第三节起重机械的工作级别起重机械的工作级别是起重机械十分重要的参数。设计起重机时，必须考虑使用条件。因此，把起重机械划分为若干工作级别，是为了提供合理的结构和建立机械设计基础的方法。作为制造的技术依据，选择满足使用要求的特定起重机。也是制造厂和用户进行协调时提供一个参考范围。把起重机械根据繁忙程度和负荷情况分为不同的工作级别。但起重机械是由各机构组成的，起重机械的工作，是它的机构在运动。因此必须考虑到各个机构的工作级别。对于机械驱动的起重机械，其工作级别取决于两个因素：即利用等级和载荷状态。以下分别介绍起重机的工作级别和机构的工作级别。一、起重机的工作级别起重机工作级别是根据起重机利用等级和起重机载荷状态来定的。(1)起重机利用等级。 起重机利用等级，就是要求起重机在其使用寿命期间具有一定的工作循环次数，这种循环次数是起重机分类的基本参数。概略地说总的工作循环次数与起重机的使用频繁程度有关，为设计方便起见，把整个范围内可能的工作循环次数分成十个利用级别列于表1-4（p7）。一个工作循环时间是从准备提升载荷开始直到准备提升下一个载荷为止。(2) 第四节起重机械的计算载荷1 自重载荷PG起重机金属结构、机构、动力或电气设备，以及装在起重机上的料仓、输送机及相应的物料等的重力。在起重机设计初始阶段，自重载荷需先估计，最后加以校核修正。2 起升载荷Q起升载荷是起升质量的重力。包括允许起升的最大物品、取物装置（下滑轮组、吊钩、吊梁、抓斗、容器、起重电磁铁等）。起升高度小于50m时，起升钢丝绳的质量可以不计。2.1起升载荷动载系数物品突然离地起升或下降制动时，对承载结构和传动机构将产生附加的动载作用。这一动载作用可通过将起升载荷乘以大于1的起升载荷动载系数来虑。突然卸载冲击系数对于部分起升载荷突然卸除或坠落属于正常工作程序的起重机(例如使用抓斗或电磁铁作业的起重机)，应将起升载荷乘以突然卸载冲击系数，以考虑对结构的动力作用。3 在不平路面运行产生的冲击载荷起重机或起重小车运行时，由于路面凸凹不平、轨道接头间隙或高低错位，会使运动的质量在铅垂方向产生冲击作用。因此，应将自重载荷和起升载荷乘以大于1的运动冲击系数，以考虑这种垂向冲击作用。4 机构起动(制动)产生的水平惯性载荷4.1运行惯性力起重机或小车运行机构起动或制动时，起重机或小车的自身质量以及起升质量产生水平惯性力4.2回转和变幅运动时的水平惯性力臂架式起重机回转和变幅时，起升质量和起重机运动部分的自身质量产生水平惯性力。起升质量产生的水平惯性力户 (包括作用在起升质量上的风力、变幅和回转起、制动的惯性力、回转运动时的离心力)，按吊重钢丝绳偏离铅垂线的偏摆用听引起的水平分力计算。(二)计算风压风压是风的速度能转化为压力能的结果。风压与空气密度和风速有关。按照规定，计算风压按空旷地区离地10m高处的风速计算、起重机工作状态的计算风速按阵风风速(即瞬时风速)考虑，非工作状态的计算风速为2min时距的平均风速风压计算公式为：q = 0.613v*v式中 q计算风压(Nm*m)；v计算风速(ms)。(三)风压高度变化系数起重机的工作状态计算风压不考虑高度变化。所有起重机的非工作状态计算风压均须考虑高度变化。起重机沿高度划分为20m为一段的等风压段，以各段中点的高度变化系数Kh与计算风压相乘。 Kh由下表中查取。四）风力系数C风力系数用以考虑结构物迎风面积的风压和背风面负压的影响，它与结构物的体型、尺寸等有关，按下表确定。五 迎风面积A起重机结构和物品的迎风面积，按其净面积与最不利风向的垂直投影面积计算。单片结构迎风面积A=At 式中，At结构或物品外形轮廓面积在垂直于风向平面上的投影(平方米)；，结构的充实率。 六 起重机偏斜运行时的水平侧向力桥式类型起重机大车运行跑偏时，轨道侧面与车轮轮缘或水平导向轮之间产生水平侧向力，它对起重机车轮及其轴承有着不良影响。侧向力通过起重机轨道作用于厂房结构。七 坡度载荷当路面或轨道具有坡度时，起重机的支腿支撑不平时，小车在有上拱或下挠的桥架上时，自重载荷和起升载荷都会产生与坡度方向平行的分力，称为坡度载荷。坡度载荷可能是运动的阻力(上坡)或动力(下坡)。在运行机构、回转机构的计算以及整机抗倾覆稳定性计算时，需要考虑坡度载荷。桥式和门式起重机的大车轨道铺设在混凝土基础上或金属梁上，由于水平误差小（0.5以下)，坡度载荷一般不计。建筑用塔式起重机和铁路起重机，轨道铺设在碎石道床的木枕或混凝土轨枕上。根据轨道安装误差确定塔式起重机的坡度载荷，铁路起重机则根据线路的设计坡度确定。坡度载荷是汽车、轮胎、履带和铁路起重机主要的运行阻力。根据轮周最大牵引力和粘着力，可以并出最大爬坡度。八 特殊载荷1.温度载荷物体发生温度变化时，出现热胀冷缩现象。如果零件或构件的张缩受到约束或限制，在构件内便出现温度载荷，产生附加应力。温度载荷只对在室外工作的起重机，气温变化范围大(40度)，结构支座为静不定时才予考虑。计算时，以金属结构安装时的温度为初温度，使用时温度为末温，计算温差。根据温差和钢材线膨胀系数计算结构的温度变形，进而算出温度应力。2.地震载荷安装在地震区的大高度起重机(特别是固定式起重机)必须考虑水平作用的地震载荷。3.安装载荷起重机安装时，金属结构或机构所受的载荷称为安装载荷。安装载荷的大小，决定于结构的吊装方法和吊点位置。在制订安装计划时，必须注明允许进行安装作业的最大风力。如果利用起重机本身的机构进行安装作业，需按最大安装载荷，对该机构按工作级别M1、M2进行验算。4.运输载荷起重机由铁路运输时，在调车编组作业相列车行驶时，由于车辆振动和车辆间相互冲撞，以及弯道运行时的离心力和风力作用，起重机金属结构和机构会产土垂直和水平方向的载荷，称为运输载荷。运输载荷主要用于对金属结构的有关构件及其在车辆上的固紧装置进行强度核算。 5.碰撞载荷当起重机(或小车)上的缓冲器与终点止挡器相撞，或两台起重机互撞时产土碰撞载荷。碰撞载荷按缓冲器在下列碰撞速度时所吸收的动能计算。无自动减速装置或限位开关时，大车取85的额定运行速度、小车取额定速度作为碰撞速度。有自动减速装置或限位开关时，按减速后的实际碰撞速度计算，但不小于50额定运行速度。物品挠性悬挂的起重机，在计算碰撞载荷时，不考虑吊重的效应。吊具刚性悬挂时，吊重效应应予考虑。6.工艺载荷这是起重机完成某种特定工艺时产生的载荷，常见于冶金起重机中。例如平炉车间的加料起重机，用料杆带着料箱耙平炉中的炉料，此时，料杆及其回转机构将产生较大的载荷。铸钢车间的脱锭起重机将钢锭脱模时，顶钢机构必须具有大于钢锭重量1020倍的顶钢力。锻造起重机用锻锤锻打锻件时，不停地翻转锻件，产生载荷。工艺载荷难于精确计算。为了保护机构，限制最大载荷，必须装设极限力矩联轴器、液力耦合器等安全保护装置。利用驱动轮打滑以限制传递的扭矩，也属一种安全技术方案。承受工艺载荷的起重机零部件，均应按安全保护装置允许传递的最大载荷作强度计算。7.试验载荷起重机鉴定验收或交付使用前，必须进行静态和动态试验。静态试验载荷为额定载荷的1.25倍，不计动载系数。动态试验载荷为额定载荷的1.1倍。试验时虽全速升降，但物品离地起升及下降制动，均谨慎平稳操作，此时起升载荷动载系数取较小值。8. 船体摇摆载荷装在船上的起重机(甲板起重机、浮式起重机等)要承受船体摇摆载荷。船体有三种摇摆形式：横向摇摆，船体绕其质心左右摇摆；纵向摇摆，船体绕具质心前后点头；上下起伏摇摆，船体质心沿半径 (等于浪高之半)的圆形轨迹移动。（九）冰雪载荷（十）传动机构动载荷原动机起动载荷机构制动转矩传动零件的动载荷起重机设计通常分寿命计算、强度计算和强度验算，与此三种计算相适应的，有三种不同情况的载荷组合。第1类载荷工作状态正常载荷；第2类载荷工作状态最大载荷；第3类载荷非工作状态最大载荷；思考及讨论1.起重机械的发展方向2.起重机的工作级别和起重机机构的工作级别的区别？3.举例说明一种起重机的计算载荷及具体载荷组合情况。4.举例说明你对起重机械的体会和认识。第二章滑轮组、钢丝绳与卷筒滑轮组、钢丝绳与卷筒是起重机的主要零部件，它直接承担起重任务使物品作外降运动。第一节 滑轮组滑轮组是绳索和一定数量的定滑轮、动滑轮的组合体。多作为起升机构中的一个组成部分，但也可取独作为超重装置使用。一，滑轮组的组成型式按使用的目的，滑轮组可分为省力滑轮组和增力滑轮组(用于液压气动的起升机构，可缩短油、气缸行程)两类(见图21，p15)。在起重机中应用最普遍的是省力滑轮组。滑轮组的倍率ih是用来表征滑轮组减速(或省力)的大小的。通常等于卷筒圆周速度Vj与物品的起升速度V之比。也等于滑轮组中承载绳索分支数Z0与绕入卷筒的绳索分支数Zj之比。省力滑轮组中常用的有单联滑轮组和双联滑轮组两种。单联滑轮组(图2-2)的特点是绕入卷筒的绳索分支数为一根，即Zj =l；而双联滑轮组绕入卷筒的绳索分支数有两根，即Zj =2(见图22)。单联滑轮组的优缺点及用途；双联滑轮组的优缺点及用途；二、滑轮的阻力系数绕过滑轮组的绳索两端的张力，实际上不仅方向不同，而且大小也不同。绕出端张力大于绕入端张力。因为绕出端张力除了要平衡绕入端张力之外，还要克服绳索绕过滑轮组时的附加阻力。附加阻力有绳索僵性阻力和轮轴阻力。（p17）第二节铜丝绳钢丝绳是起重机的重要零件之一。它具打强度高、自重轻(与链条相比)、弹性较好、极少骤然断裂和运行平稳、适用于高速传动等优点。钢丝绳的钢丝要求有很高的强度，通常由含碳量0.50.8 %的优质碳素结构钢经多次冷拔和热处理制成，其强度限达l0002000MPa(普通Q235钢强度限只柯380MPa)。钢丝有光面和镀锌的两种，镀锌钢丝多用于露天或具有腐蚀性气体的场所。钢丝的韧性根据耐弯曲次数和扭转次数的多少可分为：特号、I号和I I号三种。起重机多采用I号，特号用于升降人员和大型浇铸用的钢丝绳， I I号用于等次要用途钢丝绳的种类；二、钢丝绳的选择和计算；三、延长钢丝绳使用寿命的途径；四、钢丝绳的联接方法。第三节滑轮与卷筒滑轮是用来支承绳索及改变绳索运动方向的部件，通过绳索可以组成滑轮组，而卷筒是用来驱动和集放绳索的部件。此外，还有专门作驱动用的驱动绳轮和摩擦卷筒。它们都是利用摩擦力来驱动绳索的，驱动绳轮多用于升降机（电梯）中，摩擦卷筒用于牵引距离很远的绞车上(如牵引绞盘)。以下只介绍绳索滑轮和卷筒的构造与计算。一、滑轮起重机械中滑轮的材质；HT200、QT40-17、ZG230-450、Q235、铝合金、尼龙等高分子材料 二、卷筒起重机主要采用圆柱形卷筒。在大多数情况下，绳索在卷筒上只绕一层，只有在起升高度很大，而卷简长度又受到限制时才采用多层绕卷筒(图2-19a)，例如在汽车起重机上常采用多层绕卷筒。多层绕的主要缺点是内层钢丝绳受到外层钢丝绳的挤压，将会降低绳索的使用寿命。绳索卷筒的表面有光而和螺旋槽两种。光面的多用作多层卷绕钢丝绳的卷筒(图2-19a)，其构造比较简单，绳索按螺旋形紧密地排列在卷筒表面上，绳圈的节距等于绳索的直径。由于绳索和卷筒表面之间单位压力较大，且相邻绳圈在工作时有摩擦，使绳索表面的钢丝磨损加快，降低钢丝绳的使用寿命。单层卷绕钢丝绳卷筒上有螺旋槽，绳圈依次卷绕在槽内，使绳索与卷筒接触面积增大， 从而降低单位压力；此外，纯槽的节距大于绳索绳索直径，钢丝绳索之间有一定间隙， 工作时不会彼此摩擦，可以延长钢丝绳的使用寿命。螺旋槽有浅槽(标准槽)和深槽两种。一般情况下多采用标准槽。但是，如钢丝绳绕入卷筒的偏斜角转大，或对于在使用过丝绳有脱槽危险时，为避免铜丝绳脱槽或乱绕，可以采用深槽的卷筒。起升机构工作时，钢丝绳在卷筒上绕入或放出，由一端移至另端，通常都要发生偏斜，此偏斜角 不能太大，否则钢丝绳会碰擦绳槽侧边或邻测钢丝绳，致使钢丝绳擦伤甚至发生跳槽。设计时必须控制钢丝绳最大偏斜角。p28卷筒的计算(1)卷筒材料。一般用不低干HT20-40的铸铁，特殊需要的可用ZG25、ZG35铸钢。铸钢卷筒由于成本高，并且限于铸造工艺，壁厚并不能减少很多，因而很少采用。重要卷筒可以采用球墨铸铁。大型卷筒多用Q235、16Mn钢板卷成筒形焊接而成，焊接卷筒特别适。(2)卷筒的直径。卷筒的名义直径D和滑轮一样，也是从绳槽底部度量的，可按公式(211)计算。(3)卷筒的长度。决定于绕在它上面的绳索工作阁数Z或绳索工作长度l(绕绳量)、而l由起升高度H与滑轮组型式和倍率ih来决定。思考与讨论1.单联滑轮、双联滑轮的结构形式及各自的优缺点是什么？2.滑轮组倍率的概念是什么？滑轮组的选择方法3.钢丝绳的分类及选择方法4.卷筒的构造及计算方法和选择方法5.你对本章的看法第三章取物装置取物装置是起重机械中的一个重要部件。为了保证起重机械能够顺利地进行工作，取物装置应满足：工作可靠；装卸物品快；自重小；占用人力少；构造简单；制造成本低等。现有的取物装置大体上可分为通用和专用两类。第一节通用取物装置在通用的取物装置中，最常见的是吊钩，所以我们着重讨论吊钩的构造和计算。一、吊钩组吊钩本身是一个机械零件，通常都与动滑轮组合成吊钩组进行工作。吊钩组有两种型式：长型吊钩组(图3-1)和短型吊钩组(见图3-15)。长型吊钩组的滑轮轴和吊钩横梁是分开的两个零作，平行地安装在拉板上。这种型式整体高度较大，应用时将占去些有效起升高度。而短型吊钩组的滑轮轴和吊钩横梁是同一个零件，省了拉板，但滑轮必须安装在吊钩两边。二、吊钩的型式吊钩有单钩和双钩两种。单钩应用较广，双钩用于起重量较大的情况。吊钩都是锻造、冲压或用多片钢板迭合铆成的(见图3-3，p36)。至于铸造吊钩，由于铸造工艺技术的缺陷，会影响吊钩强度及可靠性，现一般禁止采用。锻造吊钩是个整体，上面直杆部分称为钩颈(圆横截面)。钩颈末端部车有一段螺纹，作旋装螺母用。弯曲部分称为钩体，多数是做成圆角梯形截面。梯形截而的大边在内侧，小边在外侧。这样不仅可使承受绳索压力的面积增大，并可使截面内外边强度接近相等，合理利用材料。这种吊钩的材料通常都用20号钢、 20SiMn、36Mn2Si，锻成后还要进行热处理，表面硬度要达到95135 HB。起重机吊钩除承受重力外，还承受冲击载荷，所以应有较高的机械强度与冲击韧性。迭板式吊钩是由钢板冲剪成的钢片，用铆钉连接而成。为了使负荷均匀分布到所有钢片上，在迭板钩开口处，装镶可拆换的钢板。同时，在钩颈环形孔中装有轴套。钩片材料用Q235、20号钢板，钢板的厚度不小于20mm，硬度应达到95135HB；铆钉用Q235钢；轴套用35、45号钢或16Mn；垫板用ZG35。迭板式钩比起锻造吊钩具有很多优点：1.制造比较简单，特别是尺寸较大的吊钩；2.工作可靠性较大。锻造吊钩已经标准化，有关数据见有关参考资料。三、吊钩的计算对于标准锻造吊钧和迭极吊钩，一般都只根据起重量从规范上选用，不要再进行计算或验算。吊钩计算步骤：(1) 计算钩颈处的危险截面。钩颈的危险截而在有螺纹处，其尺寸按拉伸强度计算；考虑到悬挂的物品摆动时引起的附加弯曲作用，故降低了许用拉仲应力，对于20号钢，取为5080MPa 。(2)计算钩体开口尺寸(开口圆孔直径)。钩体开口尺寸应照能放下两根系物绳，系物绳截面则按所受的拉力来决定。（3）验算钩体弯曲部分强度。依据吊钩受力情况分析，弯曲部分受有弯曲、拉伸和剪切三种作用。所以钩体计算属于曲梁计算，应按曲梁理论公式来进行验算。（见p3738的式3-1式3-3）（4）验算钩体的3-4截面强度。 3-4截面有两种危险情况，应分别验算其强度。关于锻造双钩、迭板单钩和迭扳双钩的计算方法和步骤与上述的基本相同。以下仅就其不同受力情况和计算特点作简略的分析。第二节 专用取物装置对于一些特定的物品，或搬运大批同类物品时，为了缩短作业时间，提高工作效率，我们设计了各种各样的专用取物装置，如夹钳、电磁盘、抓斗、集装箱吊具等。讨论与思考1.取物装置的作用2.长短吊钩结构的区别3.对于专用取物装置，你还能举出哪些类型。4.取物装置的发展方向第四章制动装置思考题与重点1.停止器与制动器的概念；2.停止器与制动器的构造；3.停止器与制动器的工作原理和选用方法；4.停止器与制动器的计算。5.制动装置是保证起重机安全正常工作的重要部件。制动装置用以防止悬吊的物品或吊臂下落，防止转台或起重机在风力或坡道分力作用下溜动，使起重机机构减速停车，在特殊情况下调节或限制机构的运动速度。6.制动装置分机械制动器和停止器两大类。停止器只能使轴单方向自由旋转。机械制动器利用固体7.摩擦，吸收运动质量的位能，使物品限速下降；吸收动能，使机构减速，运动停止；停止器不吸收能量，支持物品静止下动。停止器是实现单向运动的装置。在起升机构中常用它来支持悬吊的物品。不让物品下降。由于它并不妨碍机构向起升方向运转，因此，在机构中装有停止器，只有当机构脱开停止器时，才能使物品下降。停止器可分为棘轮式和摩擦式两类。本节着重介绍棘轮停止器。起重机的工作机构必须安装可靠的制动器。只有在以下情况下可以不装制动器：(1)机构由作直线运动的油缸驱动，锁闭油路能可靠地止动机构。(2)桥式起重机的手动运行机构，且不受风力或坡道分力作用。起重机的制动器应满足以下要求：(1)具有机构所要求的制动转矩；(2)制动平稳；(3)上闸和松闸动作迅速；(4)制动器受力构件具有足够的强度和刚度；(5)检查、维修、调整方便；(6)摩擦副的磨损小，使用寿命长；(7)制动力矩稳定，工作可靠；(8)摩擦面温度不超过允许值；(9)外形尺寸和重量小。制动器的主要组成部分是：(1)制动器基架或壳体：(2)上闸装置，如踏板、杠杆、弹簧、重块、液压或气压装置；(3)松闸装置，或称驱动装置，如踏板、杠杆、弹簧、电磁铁、电力液压推动器、电磁液压推动器、液压或气压装置；(4)摩擦副，即制动轮(盘)、制动瓦块(带)和摩擦衬垫。此外，还有制动器间隙调整装置，衬垫磨损后的补偿装置，制动瓦块的复位装置等。制动器发热验算制动器发热验算的目的是保证制动轮和摩擦衬垫的工作温度不超过允许值，提高制动器的安全使用寿命。一、制动器产生的热量计算（p69）二、制动轮散发的热量计算（p70）三、热平衡条件第五章车轮与轨道思考与重点1.车轮的种类和构造；2.车轮计算方法3.车轮和轨道的选用方法。4.第一节车轮的种类与构造按用途分三类：1.轨上行走式车轮2.悬挂式车轮3.半圆槽滑轮式车轮按有无轮缘分三类：1.双轮缘车轮2.单轮缘车轮3.无轮缘车轮第二节 轨道起重机的行走轨道有三种：1.起重机轨道2.P型铁路轨道3.方钢起重机轨道材质多为含碳、锰较高的钢材。如U71Mn；方钢多为Q275第三节车轮与轨道的计算1.车轮的计算载荷（p75）2.车轮踏面疲劳接触应力计算3.车轮轴和轴承的计算（76）第六章起升机构思考和重点1.起升机构的概念和基本组成；2.起升机构工作速度的确定；3.常见起升机构的布置方案；4.常见起升机构的变速方案；5.起升机构的计算方法。6.在起重机中，用以提升或下降物品的机构称为起升机构（一般采用卷扬式）。7.起升机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。8.取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具、挂梁等多种。安全保护装置有超负荷限制器、极限位置限制器、超速保护开关等。9.起升机构有内燃机驱动、电动机驱动、液压驱动、气压驱动等方式。（优缺点）10.设计起升机构时需给定的主要参数有：起重量、工作级别、起升高度和起升速度。11.起重量对起升机构的组成型式、传动部件的型号尺寸和电动机的驱动功率都有重要的影响。一般情况下，当起重量超过1 0t时，常设两个起升机构，即主起外机构和副起升机构。主起外机构的起重量大，用以起吊重的货物。副起升机沟的起重量小，但速度较快。用以起吊较轻的货物或作辅助性工作，提高工作效率。起升速度的选择与起重量、起升高度、工作级别和使用要求有关，中、小起重量的起重机选用高速以提高生产率；大起重量的起重机选用低速以降低驱动功率。提高工作的平稳性和安全性。工作级别高、要求高生产率的起重机宜用高速；反之一、电动起升机构的典型形成（一）驱动装置布置方式1.平行轴布置大起重量起重机的布置慢速起升机构驱动布置简易型起重小车电磁起重机抓斗起重机特大起重量起重机2.同轴线布置电动葫芦二、钢丝绳卷绕系统1.卷绕系统典型形式当桥架类型起重机起升高度超过20m、臂架类型起重机起升高度超过40m时，钢丝绳卷绕系统要特殊考虑，方案有：n1.加大卷筒直径或长度；2.减小滑轮组倍率；3.普通双层卷绕；4.同向双层卷绕5. 双卷筒卷绕；6.多层卷绕。普通双层卷绕和双卷筒卷绕同向双层卷绕同向双层卷绕多层卷绕排绳装置三、机械变速方案有些起重机要求起升机构有一定的变速范围，常用的方案有机械变速和电气调速等。机械变速方案一般有1.变速齿轮箱；2.双电机一行星减速器；3.双电机一行星联轴器。双电机一行星减速器经常变速情况微速转动情况起升机构的计算一、力矩计算（p78）二、电动机和减速器的选择（p8186）三、制动器的选择 （p8788）第七章运行机构第一节运行机构的组成与主要型式运行机构主要由运行支承装置与运行驱动装置组成。运行支承装置用来支承起重机的自重和外载荷，并将这些载荷传递给轨道和基础第，主要包括均衡装置、车轮与轨道等。运行驱动装置用来驱动起重机在轨道上运行，主要由电动机、减速器、制动器等组成。一、桥架类起重机小车运行机构的型式1.双梁小车运行机构2.单梁小车运行机构二、桥架类起重机大车运行机构型式1.集中驱动2.分别驱动三、机械变速方案1.双电机变速方案2.单电机变速方案3.子母电机变速方案四、支承装置起重机在枕木支承的轨道上运行时，其允许轮压为100kN120kN；在混凝土和钢结构支承的轨道上运行时，其允许轮压为600kN。当起重量过大时，通常用增加车轮数目的方法来降低轮压。为使每个车轮的轮压均匀，采用均衡台车式的支承装置。对于车轮数目特多的巨型起重机，为了缩短车轮的排列长度，往往采用双轨轨道。这时均衡台车有四个车轮。上部铰点需采用球铰。考虑到制造、安装和维修的方便以及系列化的要求，常把车轮、轴、轴承等设计成车轮组。桥式起重机的车轮组大多采用角型轴承箱结构。为转轴型式。采用这种结构制造、安装、调整都很方便。但构造较复杂，重量大，零件多，安装精度低。对在繁重条件下使用的起重机，为避免起重机歪斜运行时轮缘与轨道侧面接触，加剧车轮轮缘磨损和增加摩擦阻力，可采用带水平轮的车轮组。为了提高车轮的安装精度，减小车轮组的重量，可采用直接在车架上镗孔组装车轮的方式。传动轴与车轮采用无键锥面联接。为了方便安装和维修，还可采用45度剖分形式安装车轮。在门式起重机和门座起重机的大车运行台车上，车轮组也可采用定轴的方式。为了实现起重机系列的模块化，可将电动机、制动器、减速器和车轮组成的驱动装置与端梁共同组合成系列化的模块。五、绳索牵引小车运行机构的型式绳索牵引小车运行机构驱动装置装设在起重小车的外部，靠钢丝绳牵引实现小车运行。小车运行时为了使绳索保持一定的张紧力，不致因绳索松弛引起小车的冲击或绳索脱槽，可采用弹簧或液压张紧装置。牵引小车一般采用普通卷筒驱动，也可采用双摩擦卷筒或驱绳轮驱动。六、铁路起重机运行机构的型式第二节运行机构的计算一、运行阻力矩的计算（p9396）1.平稳运行阶段2.起动阶段二、电动机和减速器的计算（p9699）1.初选电动机2.选减速器3.验算起动时间4.电动机过载能力的验算三、制动器的选择（p99100）四、打滑验算（p100102）五、联轴器的选择六、牵引式小车运行机构的计算七、其它零部件的计算第八章旋转机构思考题与重点1.旋转机构的组成；2.支承装置的结构；3.支承装置的计算；4.驱动装置的类型及结构；5.驱动装置的计算。第一节旋转机构的组成和主要形式旋转机构由旋转支承和旋转驱动两部分组成。旋转支承装置起支承、对中等作用；旋转驱动实现旋转。旋转支承的类型如下：一、柱式旋转机构支承1.转柱式旋转机构支承2.定柱式旋转机构支承二、转盘式旋转机构支承1.滚轮式旋转机构支承滚轮式旋转机构支承滚子夹套式旋转机构支承三、旋转驱动装置的传动型式臂架型旋转起重机要求低速和正、反向回转。当采用电力驱动和液压驱动时，可直接实现正、反向回转；当采用内燃机集中驱动时，则需要采用换向装置。回转驱动装置常用的传动型式如下图所示。1.卧式电动机与圆柱、圆锥齿轮传动优点是采用标准减速器，传动效率较高；缺点是为获得足够的传动比和实现传动轴由水平轴传动转换为垂直轴传动的改变，需配置开式齿轮传动，平面布置尺寸大，安装要求高。2卧式电动机与蜗轮减速器传动优点是传动比大，结构紧凑，工作平稳；缺点是传动效率低。3.立式电动机与立式圆柱齿轮减速器传动优点是平面尺寸紧凑，传动效率高，在门座起重机中运用很普遍。4.立式电动机与行星齿轮减速器传动这种传动形式常采用立式行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、少齿差减速器或谐波传动减速器等。其传动比大，结构紧凑，传动效率高。在起重机同转机构中广泛应用。5.液压驱动的传动方式这种传动装置由液压马达驱动，与机械传动比，具有结构紧凑、工作平稳、自重轻，无级调速等许多优点。6.绳索牵引的传动方式这种传动方式由卷扬机、牵引绳和特种转盘3个部分组成。这种传动方式优点是结构简单，制造和装拆都较方便。缺点是回转角受到限制。适用于不要求连续运转的起重机，例如桅杆式起重机。极限转矩联轴器结构极限转矩联轴器是保护电机和传动机构的。其极限转矩也不能超过电动机的最大转矩，但也不能过小，否则在正常起制动时会发生联轴器打滑现象，既降低起重机的生产率，又加快联轴器摩擦面的磨损第二节 旋转机构的计算一、电动机的选择（p105110）二、减速器的选择（p110）三、极限转矩联轴器的选择（ p110111）四、制动器的选择（ p111）思考及讨论1.极限转矩联轴器为什么能限制转矩？2.转柱式旋转支承的上下支承装置的区别。第九章变幅机构思考题和重点变幅方式的种类；平衡式变幅的种类；变幅机构的结构组成形式。第一节变幅机构的组成和主要形式变幅机构是臂架型起重机的主要工作机构，用于改变起重机的幅度。变幅按其实现方法可分为运行小车式变幅和摆动臂架式变幅；按工作要求可分为非工作性变幅和工作性变幅；按性能要求又可分为非平衡式变幅和平衡式变幅。运行小车式变幅是依靠载重小车沿水平臂架轨道运行来实现变幅的，常用于塔式起重机，缆索起重机。摆动臂架式变幅则是依靠臂架在垂直平面绕其铰轴的摆动来实现变幅的，如门座起重机、轮胎起重机、桅杆起重机等的变幅机构。非工作性变幅是指不带载变幅，其特点是变幅次数少，变幅速度较低。工作性变幅是指带载变幅，其特点是变幅运动为起重机每一工作循环的主要运动成分，变幅频繁，变幅速度较高。这种变幅方式有利于改善起重机的机动性和扩大起重机的服务范围。平衡式变幅是在变幅过程中货物重心可沿水平线或近似水平线移动，臂架(或臂架系统)的自重通过活动平衡重平衡，且使两者的合成重心在变幅过程中沿水平线或近似水平线移动或固定在一点不动。也有依靠臂架系统自身的构造特点，使臂架(或臀架系统)的重心在变幅过程中沿水平线或接近于水平线移动。平衡式变幅常用于工作性变幅机构。非平衡式变幅是在变幅过程中，摆动臂架的重心和货物的重心都会发生升降，减小幅度时会消耗较大的驱动功率，增大幅度时又有位能释放，影响使用性能。非平衡式变幅主要用于非工作性变幅机构中。变幅机构常用的驱动型式有绳索驱动、齿条驱动、螺杆驱动和液压缸驱动等。变幅钢丝绳一端经滑轮组与变幅卷筒相连，另一端与臂架端部相连。通过变幅卷筒卷绕钢丝绳，实现臂架的俯仰。绳索驱动方式结构简单，自重轻，布置方便，臂架承受的弯矩小，但钢丝绳易磨损。设计绳索驱动变幅机构时应注意以下几点：1变幅滑轮组的动滑轮夹套通过拉杆或拉索与臂架端部相连，以缩短变幅滑轮组长度和变幅钢丝绳的总长度。2应装没防止臂架向后倾翻的装置，以防止臂架最小幅度时在风力、惯性力、物品偏摆力作用下或物品突然脱落时可能发生的向后倾倒。3应装设臂架重力下降限速装置，如人力操纵式制动器、离心式限速制动器或载荷自制式制动器。但电力驱动的变幅机构和采用自锁蜗轮传动装置的变幅机构，可不设下降限速装置。第二节变幅机构的驱动型式齿条驱动：通过齿条直接驱动，齿条由电动机通过卧式减速器和驱动小齿轮带动作直线运动。变幅时齿条绕小齿轮的轴线摆动，摇架及其上压轮和下托轮则保证了齿条在变幅过程中与小齿轮的正确啮合。齿条驱动方式制造简单，工作可靠，安装维修方便。但齿条易磨损，磨损后会有一定的冲击。设计撕条变幅机构时，应注意以下几点：1.要防十齿条在变幅过程中与电动机及其他传动件发生干扰。2.要设法减轻变幅起(制)动过程中的冲击，如采用涡轮制动器调速、变频调速等。3.要装设防止齿条超行程的安全装置，如幅度指示器、行程限位器以及在齿条尾部装设的弹性止挡器等。4.螺杆驱动：通过螺杆直接驱动臂架。螺杆由电动机通过减速器、齿轮传动副和套筒螺母带动作直线和摆动运动。5.螺杆驱动方式结构紧凑，运动平稳，无噪声，但价格较昂贵，维修性能较差，传动效率较低。6.液压驱动：通过液压缸活塞杆直接驱动臂架或平衡重杠杆再由变幅拉杆带动臂架。7.液压驱动方式结构紧凑、工作平稳、易于调速、布置方便、重量轻。但对制造精度、维修管理和密封措施的要求较高。目前，液压驱动主要用于轮胎起重机、汽车起重机的变副和伸缩机构，有时也用于门座起重机的变幅机构。第三节变幅机构的计算一、小车式变幅机构（p113115）二、动臂式变幅机构（p115118）思考与讨论1.变幅机构的结构形式有哪几种？各有何特点？2.变幅机构的驱动形式有哪几种？各有何特点？第十章桥式起重机思考题和重点桥式起重机的类型；桥式起重机的主要参数；桥式起重机的小车布置结构第一节桥式起重机的类型和主要参数桥式起重机由桥架和起重小车两大部分组成。桥架两端通过运行装置，支承在厂房或露天货场上空的高架轨道上，沿轨道纵向运行；起重小车在桥架主梁上沿小车轨道横向运行。桥式起重机有装在起重小车上的起升机构、运行机构和装在桥架上的大车运行机构等三种工作机构，通常为电驱动。一般大车运行轨道为直线，起重机在长方形场地作业；大车运行轨道也可为圆弧形，起重机工作于圆形或环形场地上。桥式起重机起重量一般为5250t，最大可达1200t；起重机跨度一般为10.531.5m，最大可达60m。桥式起重机型式多样，最常见、最典型的是通用桥式起重机。它是指用吊钩、抓斗或电磁吸盘作取物装置的一般用途的桥式起重机。 按结构分：单主梁桥起重机、双梁桥式起重机、电动葫芦桥式起重机、双小车桥式起重机、挂梁桥式起重机、带回转臂架的桥式起重机、带回转小车的桥式起重机、带导向架的桥式起重机、柔性吊挂桥式起重机按吊具分：吊钩桥式起重机 、抓斗桥式起重机 、电磁桥式起重机 、两用桥式起重机 、三用桥式起重机 、料箱电磁桥式起重机 。按用途分 ：通用桥式起重机、专用桥式起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机、核电站桥式起重机、冶金桥式起重机等。桥式起重机系列主参数：桥式起重机的主参数有起重量、工作级别、跨度、起升高度及工作速度等。桥式起重机有起升和运行两类工作机构，其中运行机构又包括小车运行机构和大车运行机构。思考和讨论桥式起重机的发展趋势；桥式起重机的不同驱动方式的优点。第二部分运输机械第十三章运输机械概论第一节运输机械的范畴和分类运输机械是按照规定路线连续或间歇地运送，装卸散状物料和成件物品的搬运机械。它是现代物料搬运系统的重要组成部分，在很大程度上影响和决定着系统的能力和运输机械化水平。运输机械可以按照用途，结构形式，工作原理等分为输送机械，装卸机械和给料机械三大类。与运输机械配套的辅助装置主要有称量装置，料仓，破碎装置，除铁装置和除尘装置等。 输送机械按其结构特点和用途可分为以下16类：1 带式输送机。是应用最广的输送机械，可连续输送各种散料和件货，对长，中，短距离，水平，倾斜或垂直的输送都能适应，可在多点装料和卸料。2 板式输送机。短距离内或倾斜连续输送常温度或高温度的散料和件货，可多点装料。3 刮板输送机。在中，短距离内水平或倾斜连续输送煤炭等散料，长度可在使用场地临时拼装，可多点装料。4. 埋刮板输送机。在中，短距离内水平，倾斜或垂直连续输送粉状或粒度较小的散料，可多点装料或卸料易于密闭以改善环境。5. 振动输送机。在短距离内连续输送散料或件货，输送过程中配合工艺过程可兼有筛分功能。6. 螺旋输送机。在短距离内水平，倾斜或垂直连续输送粒度较小的散料。7. 斗式提升机。在中短距离内垂直提升较小粒度的散料，易于密闭以改善工作环境。 8. 气力输送机。在中短距离内输送粉状或较小粒度的散料，输送线路可以曲线布置，配合工艺过程可兼有混合，烘干等功能，输送过程完全密闭。9. 液力输送机。在中短距离内输送较小粒度的散料，管路完全密闭。10. 气垫搬运设备。在短距离内搬运件货或设备，运行平稳，更适合安装工艺的要求，能耗极低。11. 辊子输送机。在短距离内输送件货如钢锭，钢板，机器零件，木材，木板，箱件及型钢等。12. 悬挂输送机。在中短距离内输送件货，能适应复杂的工艺路线，满足生产线上的工艺要求。 13. 牵引链输送机。在中短距离内输送较大件货，也可用于装配流水线上。14. 架空索道。可跨越山，河，道路在空中输送散料或件货，也可运送旅客登山，过江，旅游观光等。15. 自动扶梯和自动人行道。连续运送旅客登楼，下楼，在平地上站立代步。16. 步进式输送机。通过动框架的周期性往复和升降，使放在固定框架上的重物作步进式移动，常用于生产线。1.2 装卸机械的分类和使用特点1. 臂式堆料机。在散料堆场中将带式输送机上的物料经本机尾车、臂上带式输送机按工艺要求堆存在料场上。2. 臂式斗轮堆取料机。既有臂式堆料机功能，又可用臂前端斗轮把料场上的散料取回，经臂架带式输送机反向运行将物料转运到料场带式输送机上，运送到需料点，适用条形料场的堆取作业。3. 桥式斗轮取料机。用套装在桥架上的斗轮低位取料，经桥架带式输送机转运到料场带式输送机上，将物料运送到需料点处。它与混匀堆料机配套使用，能达到物料混匀效果，多用于物料混匀工艺过程中的取料作业。4. 门式斗轮堆取料机。功能同臂式斗轮堆取料机。堆料是由尾车来料，经门架带式输送机和移动带式输送机将物料堆存在料场上。取料是由活动梁上的斗轮分层取回料堆上的物料，经尾车转运到料场带式输送机上运走。适用于条形料场。5. 刮板取料机。用沿料场轨道行走的刮板料耙把物料耙到料场带