工程起重机械 课件 第10章起重机械认知：桥式、龙门与缆索起重机

起重机械认知起重机械认知：桥式、龙门与缆索起重机桥式·龙门·缆索——三类典型起重设备全解析课程导览01桥式起重机用途、种类、构造与典型机型02龙门起重机分类、结构与门式机型03缆索起重机分类、构造与索道系统CHAPTER桥式起重机车间搬运的主力设备从用途组成到构造细节，全面认识桥式起重机01桥式起重机覆盖长方体工作空间机械化与自动化搬运、设备安装检修的关键设备工作范围大车纵向行驶小车横向行驶吊钩升降运动三者组合形成长方体空间与一般车间形式相适应大车与小车：两大组成部分大车桥架主梁与端梁构成金属构架，支承整机自重与起升载荷大车运行机构驱动整机行走，驾驶室用于操纵小车主要组成由起升机构、小车运行机构、小车架及安全保护装置组成桥式起重机种类总览手动单梁仅适用于起重量小、速度低、操作不频繁的场合取物装置3类通用式吊钩取物抓斗式散粒物料取送电磁吸盘式铁磁性物料吊运主梁数目2类单梁单根主梁结构双梁两根主梁并列驱动方式2类电动电机驱动各机构手动人力拽引链条驱动电动单梁：应用广泛的轻小机型电动单梁起重机采用桁架式加固结构，可配置按钮盒或驾驶室两种操纵方式构结构特征起升起升为电动葫芦，大车电力驱动，起重量与速度均大于手动式加固单工字钢主梁增加垂直/水平辅助桁架，亦有箱形主梁驱动跨度≤16.5m集中驱动，大于则分别驱动按钮盒速度小、行程短、地面无障碍驾驶室速度较高综合评价优点自重小、负荷小、高度小、耗电少、结构简单、维修方便、价格低缺点起重量受限电动双梁：5～250t的主力机型双主梁结构总述各工作机构电力驱动：起重小车在桥架主梁上方轨道上行驶桥架双主梁结构：两侧走台一侧安大车运行机构、另一侧安电气设备与小车供电滑线供电方式：电力经沿车间纵向架设的三根滑线，由集电器导入驾驶室控制盘，小车电力由滑线或软电缆引入关键参数：起重量：5～250t跨度：10.5～31.5m小车三大部分协同工作由三大部分组成，另设安全保护装置起升机构实现吊钩升降，由电动机、传动装置、卷筒、制动器等组成小车运行机构驱动小车沿桥架横向行走小车架支承并安装各机构，整体焊接成形安全保护装置保障运行安全，详见后续起升机构的联轴节与制动器起升机构由电动机、传动装置、卷筒、制动器、滑轮组及吊钩装置组成，滑轮组一般为双联滑轮组。起升机构组成起升机构由

电动机、传动装置、卷筒、制动器、滑轮组及吊钩装置组成滑轮组一般为

双联滑轮组，卷筒为左右对称双螺旋槽弹性联轴节：新旧对比为补偿制造安装误差与车架变形，采用

弹性联轴节旧式齿式联轴节：补偿好，但加工复杂、磨损大现代梅花形弹性联轴节：芯子为聚氨酯塑料，分六、八、十瓣，弹性好、结构简单、补偿量大、耐冲击减振耐磨、无噪声寿命长制动装置制动采用

块式制动器，通常装在

减速器高速轴上小车运行机构：减速器居中布置四个行走轮车轮与轴承组成角形轴承箱单元组合件，整装在小车架下方，便于高空装卸立式减速箱电动机和制动器安在小车架上面，安装维修方便、平面尺寸小减速器居中减速器放在两个车轮中间，每边传动轴只传递总力矩的一半半齿联轴节与中间浮动轴传动；轨距大时高速级再增一段浮动轴以提高补偿效果小车架：纵梁横梁刚性焊接受力要求强度刚度：承受全部起重量与各机构自重减轻自重：降低轮压和桥架受载结构形式焊接结构钢板或型钢焊成纵梁横梁两纵梁与若干横梁构成刚性整体，纵梁两端留直角形悬臂安装车轮角形轴承箱杠杆式限位开关防冲顶限位开关用于限制吊钩、小车和大车的极限位置，到位时自动切断电源防止事故杠杆式构造盒体外伸出短轴肩固定弯形杠杆，一端配重锤1、另一端绳索悬挂重锤2，重锤2上套环套3套在起升钢丝绳外正常时重锤2力矩大于重锤1，杠杆顺时针转至极限位置极限位置吊钩升至最高时，挂架上撞板抬起重锤2，杠杆逆时针转动，微动开关触点分开切断电路小车撞尺小车运行机构限位开关安装在小车轨道两端，靠小车上的撞尺压下摇臂断电丝杠式限位开关精准限位旋转丝杠式限位开关，螺杆驱动滑块平移压迫开关断电。轻巧易维护广泛采用较杠杆式轻巧，装在小车架卷筒轴端部，装配调整维护方便传动链条螺杆驱动：螺杆一端经联轴节与卷筒连接，卷筒旋转带动螺杆转动，滑块随之左右移动。极限断电：卷筒转到吊钩最高极限位置时，滑块恰好移至端部压迫电气开关断电。构造要点：滑块套在带螺纹的螺杆上，又套在导柱上，只能左右移动；滑块相对位置可调，限位高度通过螺钉调节。传动链卷筒旋转→螺杆转动→滑块平移→压迫开关断电螺杆转动→滑块平移→压迫开关断电螺杆滑块联动：滑块套在螺纹螺杆上并套导柱，只能左右移动。卷筒驱动：螺杆经联轴节连接卷筒，卷筒旋转带动螺杆转动。极限断电：吊钩至最高极限时滑块移至端部压迫电气开关断电。位置可调：滑块相对位置可调，限位高度通过螺钉调节。优点：较杠杆式轻巧，装在小车架卷筒轴端部，装配调整维护方便，已广泛采用。缓冲器、挡铁与起重量限制器汇总三类被动安全装置多重防护兜底，防止限位失灵与超载事故挡铁与缓冲器预防限位开关失灵，在轨道两端装缓冲器与挡铁，阻止小车前进并吸收撞击动能；速度不高时可用木块或橡胶块缓冲。排障板装在小车车轮外的车架上，推开轨道上可能存在的障碍物。起重量限制器防止起吊货物超过额定起重量，超载时发出信号并停止起升机构运转。机械式由杠杆、弹簧及限位开关组成：正常时

Ra＜Nb

杠杆不动，超载时

Ra＞Nb

杠杆下移压下开关断电。机械式结构简单但体积自重大，多用于中小起重量；另有电子式。工字钢与桁架式两种传统桥架桥架是桥式起重机的金属结构，支承小车横向行驶，同时作为车体沿轨道行驶，需满足强度、刚度和稳定性工字钢桥架主梁由一根或两根工字钢构成，端梁为双槽钢组合或钢板弯焊，可加焊加强杆件单工字钢用于单轨葫芦小车，双工字钢可用于手动或电动双梁结构简单、加工方便，但承载能力差、刚度小，只适用于跨度与起重量不大的场合桁架式桥架两根主梁为空间四桁架结构（主、副及上下水平桁架），小车轨道铺在主桁架上，走台铺花纹钢板自重小、风阻小、省钢材，但外形尺寸大、要求厂房高、加工量大箱形主梁：盖板腹板封闭焊接封闭箱形断面箱形梁桥架主梁由上、下盖板与左、右腹板焊接而成，断面封闭箱形，小车轨道安装在上盖板上加劲板为防止上盖板变形，箱形主梁内部每隔一定间隔加焊长加劲板与短加劲板桥架刚度由两根主梁保证；两主梁外侧设走台，一侧安大车运行机构、另一侧安电气设备走台功能增加整体刚度、便于维修，但加大自重与附加扭矩，新设计中有的取消或减小走台宽度主梁外形纵向外形以抛物线为优，制造费工，故两端一般做成斜线段式箱形主梁的四种轨道布置四种箱形主梁截面形式对比正轨箱形双梁轨道安装在主梁正中，国内5～125t桥式起重机大多采用偏轨箱形双梁轨道放在双主梁内侧主腹板上方，最大限度减少辅助构件、充分利用材料，改善上盖板受力，可减少短加劲板数量；腹板开窗镶板条框架成为"空腹箱形"，用于大起重量半偏轨箱形双梁轨道半偏心放置，优点与偏轨相似，节约钢材、简化工艺、减小主腹板受力，国内外均已采用偏轨箱形单主梁仅一根箱形主梁、一条轨道，自重小、省钢材，但维修不便限制了在桥式起重机上的使用，在龙门起重机上应用广泛主端梁连接：焊接与法兰盘法兰盘四梁结构便于运输与现场安装箱形端梁两种形式钢板压制成型焊接：焊缝少、效率高，适合中小型四块钢板焊接箱形：承载强、稳定性好但工作量大焊接方式用连接板将主、端梁永久连接端梁常制成两段，每段与一主梁焊成工字形构件安装时用精制螺栓连接接头处下盖板用连接板螺栓、顶面侧面用角钢法兰盘制造简单、装卸方便、成本低、安全可靠法兰盘连接主梁两端用法兰盘与高强度螺栓连接端梁桥架分割为主梁、端梁各两根，简称"四梁结构"各部件独立，便于运输存放、现场安装FHQD200：模块化设计新机型模块化设计实现高度通用化与标准化设制造商与设计理念制造山东丰汇设备技术有限公司自主设计制造理念以模块化设计理论为指导，采用计算机辅助设计等新技术、新材料、新工艺，具有高度通用化与标准化特征核心优点4项自重轻、尺寸小、轮压低界限尺寸小、维修简便耗能低、使用可靠寿命长、操作简单FHQD200整机主要参数额定起重量200t/50t跨度34m整机重量152.08t参数项目数值额定起重量200t/50t跨度34m整机工作级别A5起升高度16m/18m大车基距8700mm小车轨距3260mm整机功率160kW主钩左右极限2500mm/2500mm最大轮压334kN整机重量152.08t主体结构型式箱型结构操纵方式操作室主起升吊具"山"型吊钩以上为全部13项核心参数明细FHQD200主副起升参数对比主、副起升机构均采用6×36WS+IWR-1870钢丝绳，工作级别均M5主、副起升参数对照倍率84速度1.9m/min5.8m/min额定起重量200t50t电机型号YZPF280M-6YZR250M2-6电机功率75kW45kW减速器型号B4SH16-160-BH3SH12-90-B传动比i=156.082i=90.798卷筒直径740mm680mm定滑轮直径630mm450mm钢丝绳直径/长度φ32/2×170mφ22/2×96m主起升副起升主副起升机构关键参数对比钢丝绳规格与工作级别统一主、副起升均用

6×36WS+IWR-1870

钢丝绳，工作级别均

M5FHQD200行走机构与环境参数参数大车行走小车行走速度0~31.6m/min0~22.6m/min功率8×3kW2×4kW工作级别M5M5减速机型号FA87FA107传动比86.1141车轮踏面直径600mm700mm适应轨道QU100120×80大车速度

0~31.6m/min、小车速度

0~22.6m/min，均采用变频调速电源电压380V|频率50Hz工作环境温度-20℃～40℃正轨箱型主梁与销轴连系梁双主梁经连系梁销轴连接，构成桥架金属结构桥架组成双主梁、端梁、连系梁、平台栏杆主梁连接连系梁销轴连接主梁结构正轨箱型梁，轨道焊接固定缓冲器挡板通过螺栓与主梁端部连接座联接连系梁焊接箱形结构FHQD200整体焊接小车架小车组成与车架结构COMPOSITION小车组成：小车架、主副起升机构、小车运行机构，小车架为支托安装各机构的机架主副起升机构：电动机、制动器、减速器、卷筒、滑轮组和平衡梁车架与车轮STRUCTURE车架型式：整体焊接，端梁焊接箱形结构，中间梁焊主起定滑轮组支座、主副平衡梁支座，端部梁焊副起升电机、减速器、副起定滑轮组支座车轮连接：无挂角轴承箱与小车架端梁两端连接箱型大车台车与主副吊钩大车行走台车箱型焊接结构采用

无挂角轴承箱

形式连接方式通过

轴销

与大车端梁连接吊钩总成主钩双钩

型式副钩单钩

型式安全防护均带防止滑脱的

安全扣滑轮轮毂热轧焊接

型式，使用寿命长、安全可靠性高三合一驱动单元与变频调速除副钩外各机构均采用变频调速，可实现无级变速及低速平稳起动、制动，运行平稳、吊物就位精度高驱动与缓冲●大、小车运行机构均采用驱动、制动、传动一体的"三合一"驱动单元，减速器为硬齿面减速器，电机为制动电机●大车运行台车端部、小车运行端梁端部均安装液压缓冲器调速与供电●大、小车运行机构均采用变频调速控制系统●供电方式：大车移动供电采用滑线形式，小车移动供电采用电缆滑车形式起升机构：平衡梁调整绕绳机构组成起升机构电动机、减速器、制动器、联轴器、卷筒组成减速器国产知名品牌，可靠性高；高速轴端采用新型

梅花形弹性联轴器制动器新型

电力液压块式制动器绕绳与制动绕绳原理钢丝绳末端经

楔形接头

固定于平衡梁两端，平衡梁摆动补偿左右缠绕不同步主起升电机变频电机

配变频调速；副起升采用

绕线电机制动逻辑带自刹车系统与终点行程限位装置，电气制动在先、机械制动在后操作室与多重联锁安全保护保温操作室为桥式起重机提供集中操控环境，多重联锁保护构成设备运行的安全防线。随机移动保温操作室：钢骨架、双层夹胶玻璃门窗，配冷暖空调与应急照明；室内联动台控制起升、行走等动作及急停等功能键。桥架设报警电铃，由联动台脚踏开关控制，并有短路、过压、欠压、过流、零位等保护及故障诊断报警。多重联锁保护漏电、短路、过流、失压、缺相、零位等保护防误上电与紧急停车：钥匙开关不打开不能上电，急停按下调速系统断电超载限制器：超载预报警，超过额定起重量

105%

自动停止起吊各机构行程限位开关、带电部分可靠接地、副起升能耗制动CHAPTER龙门起重机露天场地的起重担当从分类到结构，掌握龙门起重机的核心特征02龙门吊：支腿支承的桥架型起重机龙门吊桥架经两侧支腿支承于地面轨道的桥架型起重机，能沿地面轨道行驶。适用场地露天料场、仓库码头、车站、建筑工地、水电站主要用途运输与起吊安装作业对比桥式不依赖厂房吊车梁，自带支腿支承龙门起重机的多维分类体系类多维分类维度主梁数量单主梁、双主梁取物装置吊钩、抓斗、电磁吸盘等结构形式桁架式、箱形梁式、管形梁式、混合结构式支腿形状L型、C型单主梁；八字形、O形、半门形双梁支腿连接两个刚性支腿，或一个刚性+一个柔性支腿；柔性支腿可采用螺栓、球形铰、柱形铰连接用途一般用途、造船用、水电站用、集装箱用及装卸桥其他单梁/双梁、单悬臂/双悬臂/无悬臂、轨道式/轮胎式门架结构：主梁与支腿主梁承载支承载重小车，通过支腿沿轨道运行结构选型小型机采用单梁，大型机采用双梁结构形式箱形与桁架式：箱形结构简单、便于制造，但迎风面积大、运行阻力大、自重大，不利于节省钢材支腿配置大型机一般一侧用刚性支腿、另一侧用柔性支腿优势一刚一柔配置可减轻自重、补偿跨度误差载重小车与大车夹轨器双主梁小车与桥式起重机小车基本相同单主梁常用

电动葫芦

作载重小车吊钩侧向悬挂在主梁外侧增设水平或垂直滚轮防倾翻并导向大车运行机构3项分别驱动同桥式起重机，多采用分别驱动夹轨器/压轨器因露天作业，支腿下部装有夹轨器或压轨器防风制动不工作或遇大风时，夹紧轨道防止被吹动造成事故FHMG400t：无缝钢管桁架结构山东丰汇设备技术有限公司自主设计制造的MG系列产品结构特性4项整体结构采用无缝钢管桁架结构：重量轻、结构紧凑、迎风面积小、安装拆卸方便、外形简洁美观操作室按人机工程学原理设计，操作方便、视野开阔运行性能运行平稳、安全可靠、作业效率高桥架设计采用模块化设计，通过简单组合即可实现两种跨度的互换FHMG400t整机主要参数400t额定起重量主钩额载能力参数33m跨度大车轨道中心距参数384t整机重量整机总质量参数承载能力参数额定起重量400t主钩起升高度18m最大轮压600kN整机重量384t主体结构型式

箱型结构吊具型式"山"型吊钩结构尺寸参数跨度33m整机工作级别A4大车基距8000mm小车轨距5000mm整机功率391kW主钩左右极限位置2994mm/3554mm操纵方式

操作室+无线FHMG400t主副起升参数对比参数主起升机构副起升机构起升高度18m19m起升速度2m/min4.2m/min额定起重量400t75t电机功率200kW75kW工作级别M4M5减速器型号ML4PSF130M3PSF70传动比i=18080卷筒直径1382mm726mm定滑轮直径660mm590mm钢丝绳直径/长度φ30/270m+270mφ24/250m主钩

400t

配

200kW

电机，卷筒直径达

1382mm主副起升机构分工主起升机构承载

400t

主钩副起升机构承载

75t

副钩两者在

速度

与

功率

配置上形成互补分工FHMG400t行走机构与环境参数大车小车统一速度22.6m/min、车轮踏面直径600mm，行走机构按参数逐项对照，环境参数涵盖电源、风压与温度。22.6m/min大小车速度

（统一速度）速度600mm车轮踏面直径

（统一规格）直径电源380V/50Hz非工作风压600Pa工作风压150Pa环境温度-10～45℃参数大车行走机构小车行走机构速度22.6m/min22.6m/min功率12×5.5kW4×7.5kW工作级别M5M4减速机型号KA107TDV132S4/BMGFA107GDV132M4/BM传动比121.46117.94车轮踏面直径600mm600mm适应轨道QU120QU120桥架模块化：42米与32米互换跨度互换

完整桥架组合为42米跨度，去掉中间节Ⅱ（10米段）即可组合为32米跨度，用户可按现场条件自由选择；32m跨时起升钢丝绳固定在悬臂端部；42m跨时可按需要确定是否安装悬臂桥架组成桥架（含电动葫芦轨道梁）支腿行走梁大车运行机构电动葫芦电气控制系统及安全装置连接方式主桥架各节主弦均采用竖法兰连接，主桥架与悬臂段主弦、桥架腹杆均采用圆法兰连接，所有竖法兰连接板均能互换连接螺栓：主弦及两侧腹杆采用M24铰制孔用螺栓，上弦水平腹杆采用M20铰制孔用螺栓行星减速机与集中控制电气机构布置主起升及小车牵引机构均安装在桥架刚性腿段端部平台：主起升机构在下层平台，小车牵引机构在上层平台主起升及牵引卷扬机均采用进口内藏行星减速机，重量轻、体积小、无需维护、可靠性高电气控制方式主钩、牵引小车电气控制采用转子切电阻调速方式大车运行机构采用变频调速方式安全装置清单主起升重量限制器起升高度限位落钩限位大小车运行限位缓冲器电动葫芦起升高度限位门限位大车新型夹轨（扫轨）器CHAPTER缆索起重机大跨度施工的柔性巨臂从分类到构造，理解缆索起重机的独特原理03柔性钢索支承的大跨度起重机缆索起重机以柔性钢索作为大跨度支承构件，兼有垂直运输和水平运输功能，在水利水电工程施工中应用广泛。定义与工作原理柔性钢索作为大跨度支承构件兼有垂直运输和水平运输功能的特种起重机械应用场景水电混凝土大坝施工：常用于拱坝及重力拱坝渡槽架设、桥梁建筑码头施工、森林工业、港口货物搬运六种基本类型：按支点运动划分因地制宜设置，按主索两端支点运动情况划分最能反映本质区别。分类维度2类按主索数量单索·双索·四索按工作速度高速·低速六种基本类型6类固定式摆塔式（摇摆式）平移式辐射式（单弧移式）索轨式拉索式固定式与摆塔式缆机固定式缆机主索两端支点固定不动，覆盖范围仅一条直线，用于吊运器材、安装设备、转料及局部浇筑混凝土，山区桥梁施工应用较多不带运行机构、机房可设地面，构造最简单、造价低廉、基础安装工作量最少，可灵活调度迅速搬迁摆塔式（摇摆式）缆机桅杆高塔根部铰支于地面球铰支座，顶部后侧固定纤索拉住，左右活动纤索一收一放使塔摆动双摆塔覆盖狭长矩形，单摆塔覆盖狭长梯形；最大摆角一般每侧

8°～10°，低速时可达

14°～17°平移式与辐射式缆机平移式覆盖矩形最广，辐射式覆盖扇形宜拱坝平移式缆机4项两支架同步移动在两岸平行轨组上同步移动主车副车主塔带机房，副塔随行覆盖矩形加长轨道可增大范围，可同组布置多台造价最昂贵机房设在移动支架上，构造复杂，基础工程量最大辐射式缆机3项一主一副一岸固定主塔，另一岸弧形轨道移动副塔覆盖扇形面特别适用于拱坝及狭长条形坝施工布置灵活一主二副或一主三副，基础小、造价低，安装管理方便索轨式与拉索式缆机拉索式起重量小、结构简单，适合小型工程索轨式缆机4项结构以架空钢索（轨索）代替地面轨道支承主索头部，用绞车牵引大车沿轨索运行单索轨式一岸轨索、一岸固定支架，覆盖范围接近梯形双索轨式两岸均设轨索，覆盖范围矩形或梯形局限适应复杂地形、布置灵活，但主索跨距大时吊重跳动剧增、限制小车速度，难以设计大型机拉索式缆机4项结构构造原理与索轨式相近，唯一区别是不另用轨索，大车牵引索直接支承主索末端关键参数起重量一般不超过4.5t，跨距可达200多米，大车速度在8m/min以内型式有单拉索式与双拉索式之分适用构造简单、造价比同参数索轨式低，适用于小型工程缆机整体构造与塔架缆机组成六大组成六大组成总述缆机由支架、索道系统、支索器（承马）、起重小车、吊钩组、机房组成；索道系统包括承载索（主索）、起重索、小车牵引索、承马牵引索及过江控制电缆。塔架要点支架也称塔架，用于支承主索；主索支点至地面（或前腿轨道面）的高度称"塔高"。多数缆机主索支点以上还有一段刚架（不计入塔高），用来支承牵引索导向滑轮。固定支架的三种构造形式固定式与辐射式缆机的固定支架，根据主索支点设计高程和地形、地质条件采取三种构造：三种构造形式按塔高递增塔高选择由主索支点高程与地形地质条件决定低矮支座主索支点设于低矮支座上，用锚固方法固定于地面岩石塔高为零至数米刚性塔架主索支点设于不高的刚性塔架（或三角形构架加拉杆）顶部塔高约十余米桅杆式受压杆件主索支点设于桅杆状受压杆件顶部，根部铰接于地面支座，顶部用纤索拉向侧面与后面锚固点桅杆一般为桁架矩形断面适用于塔高数十米的情况活动支架的四种形式塔高与地形适配，A字架可支撑60至90米高塔支活动支架四种形式无塔架轨道平台沿河侧为陡峭山坡，塔高很小甚至负值，不用或仅少量配重，经济效益好。低塔架适应性优于无塔架，主索支点在前腿上方，塔高3～5m，主塔机房可设于塔架，配重较大。高塔架适用于较平坦地形，塔高10～60m，机房在立方锥体形塔架内部，轨距为塔高0.45～0.6倍，配重多达数百吨。A字架两岸平坦而主索支承点特高，A字形构架向山侧后倾约10°，纤索拉配重车作活动地锚，塔高60～90m，自重轻、基础小、安装方便。索道系统：四大工作索索道系统是缆机实现水平运输、垂直运输的主要部件，其造价约占缆机总造价的70%以上造价占比70%以上近年基本改用单主索应用形式单索构造简单、重量轻双索四索承载索（主索）单主索使构造简单、重量减轻并减小弯曲应力与磨损临时任务普通钢丝绳长期工作密封钢丝绳张紧调整液压缸约1m、钢丝绳机构可达6m吊运与移动起重索通过起升驱动机构、小车和吊钩组实现重物垂直吊运小车牵引索通过运行驱动机构实现小车和重物水平移动承马牵引索一根上通常固定两个承马（分装小车两侧），按速比移动使各承马在两侧支架间均布2个每根承马数均布支架间分布固定式承马：不张开与张开固定不张开式安装间距每隔

60～80m

安装