第3章 自行式起重机的技术使用.ppt

1,第三章,自行式起重机的技术用,2,第一节自行式起重机的分类、结构形式及特点,一、分类：自行式起重机分为汽车式、履带式和轮胎式三种。如图3-1、3-2、3-3,3,图3-1汽车式起重机,4,图3-2轮胎式起重机,5,图3-3履带式起重机,6,二、基本结构自行式起重机尽管类型不同，但基本组成结构是相同的。1、起重臂是起重机用以提升重物到高处的支承结构，它可分为格构式臂和箱形臂两类，一般格构式臂用于重型吊装，箱形臂用于轻型吊装。见图3-13-3,7,2、起升机构是起重机用以提升重物到高处的提升机构，它包括起升滑轮组、钢丝绳和液压卷扬机。它的承载能力是一定的，不随起重机的臂长、幅度变化。,8,3、变幅机构用于改变起重臂的倾角以改变幅度的机构。可分为机械式和液压式两种。机械式由变幅滑轮组和液压卷扬机组成，如图3-4，一般用于格构式臂。,9,图3-4机械式变幅机构,10,液压式由液压缸、液压泵和液压管路组成，如图3-5，一般用于箱形臂。变幅机构的承载能力由设计确定，不随幅度的变化而变化。,11,图3-5液压式变幅机构,液压式变幅机构,4、旋转机构提供起重机的旋转运动，其基本构造是在起重机的承重结构上固定一内齿大齿轮，与之啮合一外齿小齿轮，小齿轮的转轴与起重机旋转部分相连，当小齿轮转动时，其既要绕自身轴自转，又要绕起重机旋转中心公转，这个公转运动带动起重机旋转。如图3-6,14,起重机工作时，要求调整水平，是要保证小齿轮的公转在一水平面内。否则，旋转机构将承受附加载荷,15,图3-6起重机旋转机构,16,5、行走机构用于起重机转移场地，改变吊装位置。是自行式起重机与其它起重机的区别标志之一。除了传动系统外，自行式起重机的行走机构分履带和轮胎两大类，汽车式和轮胎式采用轮胎，履带式起重机采用履带。行走机构一般与起重机的吊装能力无关。,17,6、承重结构自行式起重机承重结构的作用是承受起重机自重和吊装载荷，并将其传递到地基。自行式起重机承重结构可分为支腿和履带两类。一般，汽车式和轮胎式起重机采用支腿承重结构。支腿又可分为“蛙式”、“液压式”和“组装式”等形式。吊装时，用支腿将起重机顶升离开地面。,18,“液压式”支腿,19,履带式起重机采用履带承重结构，老式起重机的两履带中心距是固定的，现代起重机将履带做成可调整式，吊装时，将履带中心距增大，行走时收回。,20,三、特点1、汽车式起重机起重机装于标准汽车的底盘上，行驶驾驶和起重操作分开在两个驾驶室进行。吊装时，靠四个支腿将起重机支撑在地面上。因此该起重机与另外两种比，更具有较大的机动性，其行走速度更快，可达到60Km/h，不破坏公路路面。但一般不可在3600范围内进行吊装作业，其吊装区域受到限制。对基础要求也更高。,21,2、履带式起重机：起重机装于专用底盘上，其行走机构和吊装作业的支撑均为履带，履带的支撑面积较大，可以支撑较大载荷，对基础的要求也相对较低，并可在一定程度上带载行走。因此，一般大吨位起重机较多采用履带式。但其行走速度较慢，且履带会破坏公路路面。转移场地须要拖车。,22,3、轮胎式起重机：起重机装于专用底盘上，其行走机构为轮胎，吊装作业的支撑为支腿，其特点介于前二者之间，近年来已用得较少。,23,第二节自行式起重机的特性曲线,一、特性曲线的概念：一台某一额定载荷的自行式起重机，不是在任何时候都可以吊装额定载荷，随着臂杆的伸长，幅度的增加，其能够吊装的载荷按一定规律减小。其能够达到的最大起升高度也随着臂杆的缩短，幅度的增加而按一定规律减小。,24,反映起重机的起重能力随臂长、幅度的变化而变化的规律的曲线称为起重机的起重量特性曲线。反映起重机的最大起升高度随臂长、幅度变化而变化的规律的曲线称为起重机的起升高度特性曲线。,25,起重量特性曲线和起升高度特性曲线统称为起重机的特性曲线。目前一些大型起重机上，为了更方便，其特性曲线往往被量化成表格形式，称为特性曲线表。特性曲线如图3-7示，特性曲线表见教材。,26,图3-7自行式起重机的特性曲线,27,二、起重量特性曲线的构成起重机的起重性能由起重机的“机构承载能力”、“臂架结构的承载能力”和“整体稳定性”三个方面综合决定。1、当机构一旦设计确定，机构承载能力就已确定，与起重机的幅度、起升高度无关。所以在“特性曲线”上表现的是一根水平线（见图3-8）。,28,2、臂架的高度和倾斜的角度影响其承载能力所以，与起重机的幅度和起升高度有关。其曲线如图3-8示。3、起重机的整体稳定性与其幅度有关，其曲线如图3-8示。4、起重机的特性曲线是上述三根曲线的包络线。,29,图3-8特性曲线的组成,30,三、特性曲线的应用选择起重机的依据是其特性曲线，现用一个实例讲特性曲线的应用。某工程吊装一台设备，设备重30KN（3吨），设备基础高6m(包括腾空高度)，设备自身高2m，经初步设计，要求吊索高1.5m，现场条件要求，幅度不得小于5m，现工地有一台额定起重量为80KN（8吨）的起重机，其特性曲线如图3-9问该起重机能否吊装该设备？,31,图3-9起重机特性曲线,注：6.95m臂长11.7m臂长,32,解：1、确定吊装要求的起升高度HH=基础高度+设备高度+吊索高度=6m+2m+1.5m=9.5m2、确定需要的臂长根据幅度R和起升高度H查起升高度曲线，需要采用11.7m臂长。其在R=5.5m时的最大起升高度为12m。,33,（注意：11.7m臂长的最小幅度为5.5m），大于要求的9.5m，起升高度满足要求。3、确定起重机量是否满足要求根据R=5.5m查起重量特性曲线，得：起重机的额定起重量为26KN（2.6吨），小于设备的重量30KN，不满足要求。4、结论该起重机不能吊装该设备。,34,上述例子是一台小型起重机，只有两节臂。事实上，现代起重机都比较大，我国目前最大的自行式起重机已达到1250吨，主臂总长108m，副臂总长108m，用于吊装的臂长很多，仅用一条起重量特性曲线已不能满足要求。而是将曲线量化成表格形式，称为“特性曲线表”或“起重性能表”，在表中，以幅度和臂长共同确定其起重量。部分起重机的“起重性能表”见附录。,35,现再用一个实例来讲解起重性能表的应用。某工程需要吊装一台设备，已知设备重8吨（80KN），设备基础高12m（包括腾空高度），设备高3m，吊索高2m，为不使起重机臂与设备相干涉，要求幅度R不得小于15m，现工地有一台额定起重量为40吨的起重机，其起升高度曲线和起重性能表见附录1表1，试计算该起重机能否吊装该设备。,36,解：1、确定吊装要求的起升高度HH=基础高度+设备高度+吊索高度=12m+3m+2m=17m2、确定需要的臂长根据幅度R和起升高度H查起升高度曲线，需要采用24臂长。其在R=15m时的最大起升高度,37,为18.8m，大于吊装要求的17m。3、确定起重机量是否满足要求根据R=16m，臂长24m，打支腿，查起起重性能表得：起重机的额定起重量为61KN（6.1吨），小于设备的重量80KN，不满足要求。4、结论该起重机不能吊装该设备。,38,第三节自行式起重机的技术使用,一、自行式起重机的选择1、步骤：起重机的选择必须按照其特性曲线进行，具体的步骤为：（1）、根据被吊装设备或构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置，站车位置一旦确定，其幅度就已确定；（2）、根据被吊装设备或构件的就位高度和站车位置（幅度）查起重机的特性曲线，确定其臂长；,39,（3）、根据上述已确定的幅度、臂长，查起重机的特性曲线确定起重机能够吊装的载荷；（4）、如果起重机能够吊装的载荷大于被吊装设备或构件的重量，则起重机选择合格，否则重选。（5）、校核通过性能。,40,2、通过性能的计算所谓通过性能，指的是被吊装设备或结构被吊装到指定高度时，被吊装设备或结构是否与起重机的臂架相碰。如图3-10示。设备的通过性能与设备的几何尺寸、吊装高度、起重机幅度、最大起升高度、吊索高度、臂架头部高度、臂架横截面尺寸等有关。计算时应正确确定上述各项参数。,41,图3-10设备通过性计算简图,42,图中各参数意义及确定：R幅度，按站车位置确定；Hmax臂头高度，可按最大起升高度加滑轮组最短极限距离确定。b起重机旋转中心至臂脚铰链的水平距离。h起重机臂脚铰链高度。a设备至臂架的安全距离，一般取30cm。,43,H1基础高度，应计算到地脚螺栓顶部。如设备在吊装过程中，必须跨越高于基础的障碍，则必须取障碍的高度。H2腾空高度，一般取30cm。H3设备高度。H4吊索高度，按实际设计吊索角度计算。r设备半径。,44,L1=r+a+1/2臂宽L2=R-b从计算简图b可知：整理该式，可得：,45,幅度R为：通过性校核必须在起重机选出之后进行，否则参数b、h和臂宽未知。,46,二、自行式起重机的稳定性按工作状态和非工作状态，可分为载重稳定性和自重稳定性，均以稳定力矩MW（由起重机的自重和配重提供）和倾翻力矩Mq（由被吊装设备以及惯性力产生）的比值表示，这个比值称为“稳定安全系数”，以K表示。一般要求：,47,在正常使用时，均按起重机的特性曲线的规定进行，不必进行此项计算，只有在特殊的吊装工艺情况下或进行起重机研究时，才会进行。因此课堂上不具体讲计算，需要时，参考教材。,48,第四节自行式起重机的安全管理,一、常见事故及原因1、倾翻（见图3-11）,49,50,51,52,53,54,主要原因：（1）、基础沉陷（讲实例）（2）、载荷不明、超载（3）、违章操作汽车式起重机在高臂架时收回支腿；履带式起重机带高臂架行走，爬坡；在高于6级的大风下工作或不收回高臂架,55,2、折臂主要原因：（1）、超载（2）、保养不善，臂架有锈蚀；（3）、臂架有隐蔽伤（4）、受扭（讲实例）（5）、违章操作（如箱型臂的各节未伸缩到位等）,56,3、坠臂主要原因：（1）、起重臂过卷限制器损坏，导致臂架反方向坠落；（2）、变幅滑轮组、钢丝绳、卷扬机损坏；（3）、变幅液压系统损坏；（4）、盲目采用“辅助装置”，导致起重机机构损坏。,57,二、安全管理要求1、吊装前的安全管理（1）、吊装前必须全面检查车况，特别是安全装置、警报装置、制动装置等必须灵敏、可靠。（2）、吊装场地地面及起重臂回转范围内的空中，不应有障碍物，应将起重机的起重臂的覆盖范围划为危险区域，不准闲人进入，更不准有其它项目在施工。指挥人员应有良好的视觉。,58,（3）、起重机的基础应按规定处理、试验。（4）、对起重机的就位、安装、拆卸等，应严格按其随机技术文件的要求执行。（5）、多台起重机共同抬吊设备或构件时，必须制定详细的方案，且每台起重机承担的实际载荷应不大于其额定载荷的85%。,（6）、对汽车式起重机，规定可吊装的区域为如图3-12示在区域1，可吊装额定载荷；在区域2、3，可吊装额定载荷的75%；在区域4，不允许吊装。,60,图3-12汽车式起重机工作区域,61,（7）、汽车式起重机伸出高臂架时，不允许收回支腿；（8）、履带式起重机伸出高臂架时，不允许爬坡、转弯。,2、吊装中的安全管理（1）、不准歪拉斜吊；（2）、对液压起重机，吊装过程中，不允许改变臂长，如必须改变，则必须放下载荷。且每节臂伸出、缩回必须到位，不允许只伸出或缩回一部分。,63,（3）、吊装时，最好不改变幅度，特殊情况下只能减小幅度（拉起臂架），不可增大幅度（放下臂架）。（4）、履带式起重机可带载行走，但所带载荷不得大于额定载荷的三分之一。,64,例题,某现场需吊装一台设备至一高基础上，如例题图所示，已知基础高20m，设备重25KN(包括索吊具),设备外形几何尺寸为：长宽高=62.53m,吊装时，设备方位如例题图所示。由于现场情况限制，只能在图示方向吊装。请选择起重机。,65,例题图1平面布置,66,例题图2立面布置,67,解：由题知，本题中起重机臂有可能与设备和基础两处发生碰撞，必须计算基础的通过性和设备的通过性。（本例只讲基础通过性计算，设备通过性计算做为作业）。1、确定起重机必须具有的吊装高度（1）、确定吊索高度设计吊索栓接方式如例题图3所示。,68,例题图3吊索拴接方法,69,由图知，吊索高度H4为1.5m则：吊装高度为：起重机所具有的吊装高度不得小于24.8m,70,2、初步确定起重机站车位置（幅度R）（1）、臂头高度Hmax的确定按经验取起重机滑轮组的最短极限距离为1.5m。则：Hmax=24.8+1.5=26.3m（2）、参数b、h由于起重机未确定，偏安全的取为0，臂宽按经验取为1m。,71,（3）、幅