流动式起重机基础知识

1、流动式起重机基础知识流动式起重机培训内容7.2.1 概述7.2.2 组成7.2.3 安全性能要求2按起重机械检验员（QZ-1）培训大纲要求，培训内容如下：34 7.2 流动式起重机概述7.2.1.1 流动式起重机技术参数 (1) 汽车式起重机基本参数 汽车式起重机基本参数见表 7.2。(2) 轮胎式起重机基本参数轮胎式起重机基本参数见表 7.3。789(3) 流动式起重机的性能参数、行驶参数和重量参数1) 轴荷：起重机总重量(作业时包括起升载荷)分配在底盘轮轴上的载荷。2) 轮压：由一个车轮传递到路面上的垂直载荷。3) 支腿最大压力：以支腿全伸进行起重作业时，支腿座承受的最大法向反作用力。10

2、4) 作业时最大路面载荷：起重机起吊额定起重量作全回转运动，支承点作用于路面的最大载荷。5) 接地压力(地面压强)：起重机总重量对接地面积之比。11 6) 起重机设计质量：没有压重、平衡量、燃料、工作油及润滑剂、水、工具备件和乘员时的起重机 重量。对于臂架型起重机应包括主臂架及其平衡重量。7) 作业状态整机重量：处于作业状态的起重机，装有完整的工作装置，随机工具备件，平衡量、燃 料、油、润滑剂、水等，包括乘员在内的总重量。128) 幅度：起重机置于水平场地时，从其回转平台的回转中心线至取物装置（空载时）垂直中心线 的水平距离。起升高度：起重机支承面至取物装置最高工作位置之间的垂直距离。起重臂倾

3、角：在起升平面内，起重臂纵向中心线与水平线的夹角。9) 轮廓尺寸：包括整机全长、整机全宽、整机全高。10) 支承轮廓：起重机支承件(车轮或支腿)各连接线的水平投影所形成的轮廓。对于汽车式起重机就 是支腿的连接线形成的轮廓。这些连接线就是起重机的倾翻线。 11) 最小转弯半径：汽车式起重机或轮胎式起重机，在转弯行驶时，转向器(方向盘)处于极限位置， 前轮外侧所描述的圆弧半径。1412) 接近角 ： 通过机身前端突出的最低点向前轮所引切面与水平路面的夹角。13) 离去角 ： 通过机身后端突出的最低点向后轮所引切面与水平路面的夹角。14) 最小离地间隙：除与地面相接触部分外，固定在底盘下部的刚性部件

4、的最低点与支承地面的 距离。15) 纵向通过半径 ：沿起重机纵向，前、后车轮及两轴间最低点相切的圆弧半径。 这些参数与 行驶状态的安全有密切关系。151616) 爬坡能力：无载起重机以稳定行驶速度爬行的最大坡度。汽车式起重机的最大爬坡度在 12 l8轮胎式起重机的最大爬坡度为 814，越野型轮胎式起重机的最大爬坡度可达 2030。177.2.1.2 流动式起重机的分类(1)特种设备目录中流动式起重机的分类：特种设备目录中的起重机械 4000/ 流动式起重 机 4400；分为轮胎起重机等 9 个品种，代码4410-44901819202122232425262728(2) 根据 GBT 2077

5、6-2006起重机械分类，流动式起重机分类如下：1）按底盘分类 汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机、全地面起重机随车起重机。 29302）按回转方式分类分为回转式流动式起重机和非回转式流动式起重机。3）按臂架型式分类分为桁架臂流动式起重机和箱形臂流动式起重机、铰接臂流动式起重机等。 314) 按使用场合分类 分为通用流动式起重机、越野流动式起重机和专用或特殊用途的流动式起重机(如集装箱用等)。 通用流动式起重机就是用于港口、货场、车站、工厂、建筑工地进行货物装卸和建筑安装的流 动式起重机。 越野流动式起重机具有良好的越野性能，可在泥泞或崎岖不平的场地进行作业的流动式起重 机。32 特殊用

6、途流动式起重机是从事某种专门作业或备有其他设施进行特殊作业的流动式起重机。 如专门用于大型设备及构件安装的重型及超重型桁架臂汽车起重机、集装箱轮胎起重机及抢险救援起重机。337.2.1.3 流动式起重机的特点流动式起重机不同于其它起重机械的特点是：流动式起重机是臂架类型起重机械中无轨运行的起 重设备。它具有自身动力装置驱动的行驶装置，转移作业时不需要拆卸和安装。具有机动性强、负荷 变化范围大、稳定性能好、操纵简单方便、应用范围广，流动式起重机结构复杂，金属结构安全系数控制严格，操纵难度大，因此，危险因素也较多，使 用不当易发生事故。347.2.1.4 流动式起重机的用途流动式起重机对减轻劳动强

7、度，节省人力，降低成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程 施工机械化起着十分重要的作用。汽车、轮胎起重机适用于工厂、矿山、油田、港口码头、建筑工地 等场所的起重作业和安装工程等。履带起重机适用于路面条件差、调动距离较短的施工场合。357.2.2 流动式起重机的组成36流动式起重机的结构 流动式起重机是通过改变臂架仰角来改变载荷幅度的旋转类起重机。 流动式起重机的结构由起重臂、回转平台、车架和支腿四部分组成。 1）起重臂 桁架臂37特点：这种臂架由只受轴向力的弦杆和腹杆组成。由于采用挠性的钢丝绳变幅机构，变幅拉力作用于起重臂前端。臂架主要受轴向压力，自重引起的弯矩很小。38不能承受外力引起的

8、弯矩。桁架臂自重较轻。但若起重臂很长，又要转移作业场地，则须吊臂折成数节，另作运输，到达新作业场地后再组装。39适用范围：这种起重臂多用于不经常转移作业场地的起重机，如轮胎起重机、履带起重机上。 伸缩臂40特点：这种起重臂由多节箱形焊接板结构套装在一起而成。各节臂的横截面多为矩形、五边形或多边形。通过装在臂架内部的伸缩液压缸或由液压缸牵引的钢丝绳，使伸缩臂伸缩，从而改变起重臂长度。用时伸展，不用或运行时缩回。4142机动性好，准备时间短。由于臂架长度是连续可变的，伸缩臂采用与桁架式起重臂的变幅机构不同的液压缸，从而使伸缩臂呈悬臂受力状态。这就要求这种臂架有很大的抗弯强度。伸缩臂的自重较大。 4

9、32）回转平台它的作用是：起重机工作时为起重臂的后铰点、变幅机构或变幅液压缸提供足够的约束；将起升载荷、自重及其他载荷的作用力通过回转支承装置传递到起重机底架上。其上安装有起升机构、变幅机构、配重。因此，要求转台有足够的强度和刚度，44 3）车架车架是整个起重机的基础结构，其作用是：将起重机工作时作用在回转支承装置上的载荷传递到起重机的支承装置。因此，车架的刚度、强度将直接决定起重机的刚度和强度。45对于轮胎起重机，履带起重机和采用专用底盘的汽车起重机，车架也是运行部分的骨架。对于汽车起重机，车架（也称副车架）是专为承受起重机工作时的载荷作用而设置的，通过固定部件固定在通用汽车底盘上。46另外

10、，对于有支腿的流动式起重机。车架也是支腿的安装基础。474）支腿支腿结构是安装在车架上可折叠或收放的支承结构。其作用是：在不增加起重机宽度的条件下，为起重机工作是提供较大的跨度，从而保证在不降低流动式起重机机动性的前提下，增加工作时的稳定性（稳定线范围扩大），从而其起重性能提高。48 支腿按其结构特点可分为如下几种。H型支腿。X型支腿。W型(蛙式)支腿。辐射式支腿。49流动式起重机的机构流动式起重机的机构设置有起升机构、回转机构、变幅机构、伸缩机构、支腿机构和运行机构六大机构。机构的传动方式有三种：机械传动、电力传动、液压传动。机械传动是通过各种机械零件（如齿轮、传动轴、链条、离合器和制动器等

11、），将原动机的机械能传递到各工作机构的。50电传动是将内燃机带动的发电机所发出的电能或外接电源的电能，通过控制装置，分配到各机构的驱动电机上，带动起重机的各机构工作。51液压传动是现代流动式起重机广泛采用的传动方式。它通过液压泵将内燃机的机械能转变成液压油的液压能，在各种液压控制元件的控制下，将液压能传递给各机构的液压执行元件（液压马达、液压缸），还原成机械能。52液压传动方式的主要优点是：（1）元件尺寸小、重量轻、结构紧凑；（2）调速范围大，且可无级调速；（3）反应速度快，动特性好；（4）运转平稳，液压油的弹性可以缓冲；53（5）操纵方便，易于实现自动控制；（6）由于液压元件日趋标准化、系列

12、化，所以质量稳定，成本下降。54液压传动也有其自身的缺点是：传动效率低；制造安装不当还会发生泄漏；环境温度对其传动效果影响较大；系统出现故障不易处理等等。55 （1）起升机构 起升机构是起重机最主要最基本的工作机构。它主要由驱动装置、减速机、制动器、卷筒、钢丝绳、 滑轮组和吊钩组成。 其主要作用是在起升高度范围内，以一定的速度，将起升载荷提升、悬停和下降。 561）机构形式 图7-35是最基本的形式（机械传动形式，用于轮胎起重机、履带起重机）。 图7-36是一种较紧凑的起升机构（液压传动形式，用于汽车起重机）。5758驱动装置可以是驱动电机或液压马达。起升载荷的升降和速度是通过改变电机或 液压

13、马达 1 的转向及转速来实现的。常闭式制动器 3 通常设置在高速轴上，通过控制电路或液压回路 实现与驱动装置的协调动作。流动式起重机起升高度较大，卷筒多采用多层卷绕，以保证有足够的容 绳量。这种形式的主要特点是通用部件多，维修保养方便；但不易布置，重量大，现代的流动式起重 机上已很少采用。5960液压马达 l 通过带有常闭式多片制动器 2 的高速轴 3 与行星减 速器的中心轮 4 相连。通过两级行星减速器，将动力传递到安装在减速器外面的卷筒 5 上。这种形式 的机构因行星减速器的速比较大，驱动马达可采用体积很小的高速小排量液压马达，从而使机构有很 好的低速稳定性，而且结构紧凑，重量轻，好布置。

14、但这种机构维修比较困难。尽管如此，它仍是目前流动式起重机广泛采用的一种机构形式。612）液压传动回路起升机构的液压传动回路，除了要保证机构有足够的输出力矩、起升速度和制动能力，还应具有良好的调速性能和下降限速能力。图7-40是最基本的起升机构液压回路。6263停：在图示状态下，液压泵的来油经换向阀中位卸荷回油箱； 常闭式制动器在弹簧作用下提供制动力矩，用以平衡起升载荷的悬停。64上升：当手动换向阀离开中位进入 工作位置时，泵的来油经换向阀进入机构的起升分支，并经过单向节流阀进入制动器。这以后，泵的 泵油压力很快上升。压力升到一定程度，便会克服制动器的弹簧力，使制动器开启。同时，进入起升 分支的

15、压力油经平衡阀中的单向阀进人马达。若这时系统压力足以克服作用在马达上的阻力矩，机构 就会在马达驱动下以一定的速度起升载荷，马达的排油经换向阀流回油箱。65停止：若手动换向阀回到中位，则系统压力迅速下降，马达停止转动；制动器在弹簧作用下，经单向节流阀中的单向阀排出制动器动作缸中的液压油，实现制动。66下降：要下降载荷时，可将换向阀拨到位。这 时，泵的来油经换向阀进入回路的下降分支，同时经单向节流阀进入制动器。当压力增大到一定程度 时，制动器将开启，下降分支压力将同时使平衡阀中顺序阀有一定的开度。这样，马达在起升载荷 和下降分支压力的共同作用下旋转，使载荷下降，马达的排油经顺序阀、换向阀流回油箱。

16、67686970 （2）回转机构 回转机构是流动式起重机的主要机构之一，是各机构中工作最频繁的机构。 其作用是支承起重机 回转部分的自重及起升载荷的垂直作用和倾翻力矩作用，并在驱动装置的作用下绕回转中心作整周回 转。 流动式起重机的回转机构由两部分组成，即回转支承装置和回转驱动机构。 711）回转支承装置 流动式起重机的回转支承装置通常采用滚动轴承式（如图 7.41 所示） 。 按滚动体的形状，回转支承装置可分为滚珠式和滚柱式两种。每一种又有单列和双列之分，滚柱式还有三列式。72732) 机构形式流动式起重机的回转速度通常都很低(3rmin)，但回转部分的质量很大，所以机构启动制动过程中的载荷

17、较大。为了满足较低的回转速度，尽管支承装置的大齿圈与驱动装置的小齿轮之间构成一 级减速，但对一般的驱动装置来说，减速器还是必不可少的。74对于一般的回转驱动装置(如电动机、高速液压马达等)，减速装置通过采用立式行星齿轮或摆线 针轮等减速器 (见图 7.42)。这类装置的主要特点是速比大，传动效率高，传动平稳，特别适于在流动 式起重机上布置。75763) 液压回路 由于流动式起重机的回转机构惯性载荷较大，而且启动制动频繁，所以要求其液压回路具有完善的启动制动缓冲、制动和补油功能。 77（3）变幅机构流动式起重机通常通过改变起重臂的仰角来改变作业幅度。所以，变幅机构也就是改变越重臂仰 角的机构。1

18、）机构形式流动式起重机变幅可分为挠性变幅(钢丝绳滑轮组)和刚性变幅(油缸变幅)。78变幅机构的形式取决于流动式起重机起重臂的类型。对于长度不变的桁架式起重臂，变幅机构均采用钢丝绳变幅机构。驱动机构的传动形式与起升机构相同。79伸缩式起重臂的流动式起重机的变幅机构，均采用液压缸，并且变幅液压前铰点是设置在基本臂上的，从而使变幅机构与伸缩臂的伸缩机构相互独立。图 7.45 为变幅机构示 意图。80812）液压回路 82抬起：当操纵阀 5 的手柄向后拉时，压力油通过平衡阀 4 中右侧油路， 进入油缸 3 的底部，通过活塞使起重臂 2 抬起。油缸上部可以回油。落下：当操纵手柄向前推时，压力油通过左侧油

19、路进入变幅油缸 3 顶部，活塞收缩，起重臂 2 落下。当油压达到一定压力时，油缸底部的油液可通过平衡阀 4 回油。 83（6）运行机构流动式起重机的运行机构形式，决定着起重机的形式。对于汽车起重机，其运行底盘是通用或专 用的汽车底盘。这部分的原理已超出了本培训的范围。下面对轮胎起重机和履带起重机的运行部分只作 简单介绍。841) 机构形式图 7.52 是机械传动的轮胎起重机双桥平衡悬挂及驱动机构图。发动机的动力由位于回转中心的立 轴传下来，再经万向传动轴至驱动桥的差速器，再经半轴驱动车轮。此外，运行底盘的所有其他运行 控制运动(如转向、制动等)也都要从回转中心传递。所以，机械传动的运行机构比较

20、复杂。 8586图 7.53 是履带支承装置图。起重机的垂直载荷通过支承轮作用在履带板上，与履带板啮合的驱动 轮将驱动力作用在履带上，从而使起重机在履带上运行。导向轮的纵向位置通常制成可调整的，使履 带有一定的张紧力，减小起重机前行和倒行的性能差异。为了增大履带纵向的支承跨距，起重机的履带运行装置的驱动轮和导向轮兼作支承轮。所以，驱动轮和导向轮相对其支承轮仅有少许抬高。871-驱动轮；2-履带板；3-驱动链条；4-支承轮5-履带架；6-托链轮；7-导向轮 图7.53 履带支承装置882) 液压回路 流动式起重机的运行机构的液压回路应有较高的传动效率和较长的无级调速范围，两侧驱动机构应采用独立的

21、驱动系统和制动装置。回路的形式有开式和闭式两种。由于开式回路机构的载荷及动作 要求类似回转机构，这里不再重述。 89图 7.54 是一采用双向变量泵和定量马达的闭式容积调速运行机构 驱动回路。调节变量泵 1 的斜盘倾角，可改变其输出流量，使马达 2 有不同的转速；改变泵的斜 盘倾角方向，可改变回路中液流方向，从而改变 马达的旋转方向。泵 3、液流阀 7 和单向阀 4 构成 了回路的补油系统。同时，这一系统还通过给回 路补油起到冷却作用。90液动阀 6 和常开式溢流阀 8 使回路工作时总有一部分油流回油箱，以便 让补 油系统的油进入主回路，从而达到冷却目的。主回路中的两个溢流阀 5 是为了限定回

22、路最高压力而设置的，并有缓冲作用。91图 7.54 运行机构的液压回路 927.2.2.3 流动式起重机安全保护装置的配置(1) 起重机应装有起升高度限位器，限位器应工作可靠。(2) 对采用钢丝绳变幅的起重机，应装设幅度限位装置和防止后倾的装置。(3) 起重机应装有读数清楚的变幅幅度指示器。当幅度小于或等于 5m 时，指示器指示的幅度偏差 不大于 100mm，当幅度大于 5m 时，幅度偏差不大于 2%。 93(4) 16t 以下的起重机应装有起重量显示器，其误差不大于 5%。(5) 16 t 及 16 t 以上的起重机应装设起重力矩限制器，力矩限制器应工作可靠，便于检查、校准。 力矩限制器的系

23、统装机综合误差不低于5%，其超载报警点的设定值应确保在任何情况下，发生报警 信号时的起重机实际载荷力矩不大于对应工况下额定载荷力矩的 110%，并且保证能缓慢而可靠地吊 起起重机的最大额定起重量。额定起重量小于 16t 的起重机也宜装设力矩限制器。94(6) 起升高度大于 50 m 的桁架臂起重机应在臂头部安装风速仪，当风速大于工作极限风速时应能 发出停止作业的警报。(7) 可两处操作的起重机必须设置联锁装置，以防两处同时操作。95(8) 起重机应设置作业用音响联络信号，此音响信号应区别于力矩限制器的超载报警信号。(9) 起重机所设置的照明及信号应符合 GB 7258 的有关规定。(10) 起重机在高压输电线附近作业时应符合 GB 6067 的规定。967.2