桥式起重机(共23页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上桥式起重机 编写人 张盼目录第一节：起重机概述1、简介： 起重机是起重机械的一种，指在一定范围内垂直和水平搬运重物的多动作。又称吊车。属于物料搬运的机械。起重机的工作特点是一种作循环、间歇运动。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。 通常起重机械由起升机构(使物品上下运动)、运行机构(使起重机械移动)、变幅机构和回转机构(使物品作水平移动)，再加上金属机构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成。2、发展历史： 自有人类文明以来，物料搬运变成了人类活动的重要组成部分，

2、公元前10年，古罗马建筑师维特鲁维斯曾在其建筑手册里描述了一种起重机械。这种机械有一根，杆顶装有滑轮，由牵索固定桅杆的位置，用绞盘拉动通过滑轮的缆索，以吊起重物。有些超重机械可用两根桅杆，构成人字形，把吊起物横向移动，但幅度很小，操作也十分吃力。到15世纪，意大利发明了转臂式起重机（图1.2.1），才解决这个问题。这种起重机有根倾斜的悬臂，臂顶装有滑轮，既可升降又可旋转。但直到18世纪，人类所使用的各种起重机械还都是以人力、畜力为动力的，在起重量、使用范围和工作效率上很有限。图1.2.1 转臂式起重机18世纪中后期，英国瓦特改进和发明蒸汽机（图1.2.2）之后，为起重机械提供了动力条件。德马格

3、在1873年维也纳世界博览会推出了世界上第一台蒸气驱动起重机，该桥吊已经具备了现代起重机的雏形，起重量16t，当时没有电，使用蒸气机作为动力源，结构件采用铆接。图1.2.2 蒸汽驱动起重机20 世纪20 年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展， 以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。3、国内现状： 起重机行业现状日渐繁盛，逐渐被越来越多的人士关注，发展也越来越好，现在中国是世界上最大的起重机市场。中国目前共有起重机械生产企业约500家。从2001年开始，受益于出口持续高速增长、冶金行业的持续发展、高速增长的房地产市场等积极因素的拉动，中国起重机行业持续保持着快速发展，从产量上看，

4、2001-2007年起重设备复合增长率高达36%。产品领域涉及到钢铁、煤炭、电力、冶金、石油、化工、航天、造船、军工、机械制造、轨道交通等关系到国计民生的各个行业。随着机械装备制造水平的不断提高，起重行业也将迈上一个更高的台阶。4、起重机的主要分类：图1.4 起重机的分类第二节 桥式起重机的技术参数1、桥式起重机简介桥式起重机又称（图2.1 ）。它是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不

5、受地面设备的阻碍。这种起重机广泛用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。图2.1 天车的示意图2、桥式起重机型号表示方法:一、通用桥式起重机型号表示方法： 用处：室外加W，室内省略， 工作级别 跨度，m， 额定起重量，t， 代号，见下表序号名称小车代号1吊钩桥式起重机单小车QD2双小车QE3抓斗桥式起重机单小车QZ4电磁桥式起重机单小车QC5抓斗吊钩桥式起重机单小车QN6电磁吊钩桥式起重机单小车QA7抓斗电磁桥式起重机单小车QP8三用桥式起重机单小车QS标记示例：1.额定起重量20/5t，跨度19.5m，工作级别A5，室内用吊钩桥式起重机，应标记为： 起重机QD20/5-19.5A5 GB

6、/T144052.额定起重量5t,跨度16.5m，工作级别A6，室外用三用桥式起重机，应标记为： 起重QS 5-16.5A6 GB/T14405序号57的名称，亦可称为二用桥式起重机。3、桥式起重机的技术参数：桥式起重机的主要技术参数：起重量、跨度、起升高度、运行速度、提升速度、工作类别等。3.1 起重量起重量又称额定起重量，是指起重机实际允许起吊的最大负荷量，以吨（t）为单位。国产的桥式起重机系列其起重量有5、10（单钩）、15/3、20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、200/30、250/30（双钩）等多种。数字的分子为主钩起重量，分母为副

7、钩起重量。桥式起重机按照起重量可分为三个等级，即510t为小型，1050t为中型，50t以上为重型起重机。3.2 跨度起重机主梁两端车轮中心线间的距离，即大车轨道中心线间的距离称为跨度，以米（m）为单位。国产桥式起重机的跨度有10.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5m等，每3m为一个等级。3.3 提升高度起重机吊具或抓取装置的上极限位置与下极限位置之间的距离，称为起重机的提升高度，以m为单位。常用的起升高度有12、16、12/14、12/18、16/18、19/21、20/22、21/23、22/26、24/26m等几种。其中分子为主钩提升高度，分母为副钩

8、提升高度。3.4 运行速度运行机构在拖动电动机额定转速下运行的速度，以m/min为单位。小车运行速度一般为4060m/min，大车运行速度一般为100135m/min。3.5 提升速度提升机构的提升电动机以额定转速取物上升的速度，以m/min为单位。一般提升速度不超过30m/min,依货物性质、重量、提升要求来决定。3. 6 通电持续率由于桥式起重机为断续工作，其工作的繁重程度用通电持续率JC%表示。通电持续率为工作时间与周期时间之比，一般一个周期通常定为10min。标准的通电持续率规定为15%、25%、40%、60%四种。3.7工作类型起重机按其载荷率和工作繁忙程度可分为轻级、中级、重级和特

9、重级四种工作类型。（1）轻级：工作速度低，使用次数少，满载机会少，通电持续率为15%。用于不需紧张及繁重工作的场所，如在水电站、发电厂中用作安装检修用的起重机。（2）中级：经常在不同载荷下工作，速度中等，工作不太繁重，通电持续率为25%，如一般机械加工车间和装配车间用的起重机。（3）重级：工作繁重，经常在重载荷下工作，通电持续率为40%，如冶金和铸造车间内使用的起重机。（4）特重级：经常起吊额定负荷，工作特别繁忙，通电持续率为60%，如冶金专用的桥式起重机。起重量、运行速度和工作类型是桥式起重机最重要的三个参数。第三节 桥式起重机结构、机构和电气系统普通桥式起重机（图3.1）主要由3大部分组成

10、，金属结构部分、机械部分和电气部分。图3.1 安装在车间内的普通桥式起重机1、金属结构金属结构主要包括：桥架、小车架、导轨、操作室。1. 1 桥架1.1.1 定义：天车的桥架是一种移动的金属结构，桥架是桥式起重机的基本构件，它承受载重小车的质量，并通过车轮支承在轨道上，因而是天车的主要承载构件。1.1.2桥架的组成：它由主梁、端梁、走台、护栏等部分组成。主梁跨架在跨间的上空，主梁两端联有端梁，在两主梁外侧安有走台，设有安全栏杆组成：端梁2端装有车轮，作为支撑和移动桥架用。在主梁上方铺有导轨，供小车移动。 A、按主梁分（图1.1.2.1）：桥架分为单梁和双梁。电动双梁桥式起重机的桥架主要由2根主

11、梁和两根端梁组成。 图1.1.2 单梁结构 双梁结构大型双梁吊B、按结构形式分（图1.1.2.2）：主要有箱形梁式结构和桁架式结构。另外有圆形、型钢等结构。其中，箱型梁应用最广泛。箱形梁式结构具有制造工艺简单，通用性强，易于安装和检修方便等优点。但它自重较大，适用于大型桥式起重机。桁架式结构桥架自重轻，刚性大，适用于小起重量、大跨度的天车，但工艺复杂，不便于成批生产。图 1.1.1.2 箱型梁 桁架梁1. 1.2 梁端（图1.1.2.1）图1.1.2.1 桥式起重机的主梁和梁端梁端的组成：是桥架的重要组成部分，梁端与主梁刚性焊接，构成一个完整的桥架。由车轮和梁端架组成。图为梁端截面(图1.1.

12、2.2)：图1.1.2.2 梁端截面图主梁：与大车轨道方向垂直。起重机主梁材料应用16Mn制造。 端梁：与大车轨道方向平行。与主梁连接的一侧走台上安装起重机的运行机构。另一侧走台安装小车导电的滑线。1. 2 小车架（图1.2.1） 图1.2.1 承载起升机构和小车机构的小车架 只有小车机构的小车架小车架是支承起升机构、小车移行机构的机架。小车架包括机架和小车轮。小车架由钢板和型钢焊接而成。小车安放在桥架导轨上，可顺车间宽度方向移动。1. 3导轨桥式起重机的导轨分为大车导轨和小车导轨。1.3.1大车轨道（图1.3.1）：采用矩形垫板在混泥土行车梁上安装轨道，用螺母固定。垫板应平整，与轨道底面接触

13、紧密，面积应60%，垫板底部应用混泥土或水泥砂浆填实；轨道一般使用钢轨，钢轨的顶部是凸状的,底部是具有一定宽度的平板,增加了与基础的接触面;轨道的截面多为工字形,具有良好的抗弯强度。 图1.3.1 大车轨道示意图 大车轨道安装示意图1.3.2 小车导轨（图1.3.2）：小车运行轨道固定在主梁上，承受小车轮压，实现小车运行机构的顺利运行。通用的方法是将轨道压板用螺母固定的方法在主梁上；现在多采用，方钢轨道焊接在主梁上，使轨道和箱形梁组成整体结构。图1.3.2 双梁吊的小车轨道1. 4 操纵室（图1.4.1）图1.4.1 操纵室操纵室是操纵起重机的吊舱，又称驾驶室。操纵室内有大、小车移行机构控制装

14、置、提升机构控制装置以及起重机的保护装置等。操纵室一般固定在主梁的一端，也有少数装在小车下方随小车移动的。操纵室上方开有通向走台的舱口，供检修大车与小车机械及电气设备时人员上下用。2 、工作机构桥式起重机的运动形式有三种：（1）起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动；（2）小车由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动；（3）提升机构在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动。这样桥式起重机就可实现重物在垂直、横向、纵向三个方向的运动，把重物移至车间任意位置，完成车间内的起重运输任务。2.1大车移行机构2.1.1大车移行机构的构成：大车移行机构由电动机、制动器、传动轴、联轴器、

15、减速器、角型轴及大车车轮等部件构成（见表2.1.1）。车轮通过角型轴承箱固定在桥架的梁端上。部件名称描述作用电动机绕线异步电动机把转换成制动器液力推杆制动器使电机输出轴减速、停止或保持停止状态等功能的装置。传动轴高转速传动轴传递动力联轴器弹性联轴器不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递减速器圆柱齿轮减速机降低转速，增加转矩角型轴支撑机械旋转体，降低其运动过程中的，并保证其回转精度。 大车车轮旋转组件承受负荷、带动主梁移动表2.1.1 大车机构的部件2.1.2、大车运行机构的工作原理（图2.1.2）：大车运行机构驱动大车的车轮沿轨道运行，其车轮通过角型轴承箱固定在桥架的端梁上。其

16、工作原理为:电动机7通电后产生电磁转矩,通过制动轮联轴器6及传动轴5,传递到减速器4,经过齿轮传动减速,由其输出轴再通过联轴器带动大车车轮1沿轨道顶面滚动,从而使大车运行。 图2.1.2 1、大车车轮 2、角形轴承箱 3、联轴器 4、减速器 5、传动轴 6、制动器 7、电动机2.1.3 大车运行机构的传动形式：集中驱动和分别驱动。 集中驱动：由一台电动机经减速机构、传动轴等驱动两边主动轮；分集中高速驱动和集中低速驱动。适用于小吨位的桥式起重机上。 分别驱动：由两台电动机分别驱动两个主动轮。适用于大吨位的桥式起重机上。分别的驱动机构自重轻，安装调试方便，实践证明使用效果良好。目前我国生产的桥式起

17、重机大多采用分别驱动。2.2小车移行机构2.2.1小车移行机构的构成（图2.2.1）：由绕线式电动机、制动器、联轴器、减速器、车轮、传动轴等组成。 小车的4个车轮固定在小车架的四角，车轮一般是带有角形轴承箱的成组部件。移行机构的电动机安装在小车架的台面上。 图2.2.1 小车的机构2.2.2小车运行机构的工作原理小车机构的工作原理是：电动机通电，制动器松闸。动力通过联轴器将动力输入减速器，它将电动机的高转速低转矩变成低转速大转矩。减速器输出的转矩经过传动轴，驱动行走轮对在轨道上滚动，从而实现起重小车、吊重（货物）横向移动于小车轨道上。2.2.3小车运行机构的传动形式（图2.2.3）213455

18、图2.2.3 小车机构的示意图1、电动机 2、联轴器 3、减速器 4、传动轴 5、小车行走轮小车机构的传动过程：电动机齿轮联轴器减速器齿轮联轴器传动轴行走轮2.3 起升机构 起升机构是用来实现货物升降的，它是天车中最基本的机构。2.3.1起升机构的组成：提升机构(图2.3.1)的组成由提升电动机、减速器、制动器、缠绕钢丝绳的卷筒、滑轮、吊钩等组成。起升机构分为单钩起升机构和双钩起升机构。对于起重量在15t及以上的起重机，备有两套提升机构（双钩起升机构），即主钩与副钩。主升机构的起重量大，副起升机构的起重量小，但速度较主起升机构快些。副起升机构主要用来起吊较轻的货物或做辅助性工作，从而提高工作效

19、率。图2.3.1 提升机构和小车2.3.2 提升机构的工作原理 （图2.3.2） 电动机1通电后产生电磁转矩，通过联轴器7和传动轴输入到减速器5的高速轴上，经减速器齿轮传动减速，带动缠绕钢丝绳4卷筒2作定轴转动，钢丝绳的另一端装有吊钩3，当卷筒2转动时，吊钩就随钢丝绳在卷筒上的缠绕或放开而上升与下降。 图2.3.2 小车与提升机构示意图 为了使吊物能停滞在空间任意位置而不溜钩，在减速器输入轴端装有制动轮及制动器6。2.3.3 提升机构的传送形式当起升机构接通电源，制动器松闸。随着电动机的正转和反转，动力（转矩）通过联轴器、传动轴、带制动轮联轴器传递给减速器，它将电动机的高转速低转矩减速后，输出

20、低转速大转矩，然后拖动卷筒转动。整条钢丝绳的两罐穿绕吊钩定滑轮组后，分别固定在卷筒的两端部，由于卷筒的正、反转动，吊钩组上下升降，从而实现货物的上下起落。如果中途切断电路，电动机被切断电力，制动器（常闭式）立即抱闸制动，使货物悬吊在空中位置。电动机与制动器实行电气连锁，只要电动机一断电源，制动器依靠弹簧张力发生制动作用，保证了工作要求和安全作业。3、电气部分起重机钢结构负责载荷支承；起重机机构负责动作运转；起重机机构动作的起动、运转、换向和停止等均由电气或液压控制系统来完成，为了起重机运转动作能平稳、准确、安全可靠是离不开电气有效的传动、控制与保护。3.1 电气设备桥式起重机的主要电器设备包括

21、：供电装置、保护箱、电动机、控制屏、各机构控制器、电阻箱、限位和安全开关。（见表3.1）。设备名称描述供电装置电源集电器和导电滑线两部分。大车导电滑线一般采用角钢制作，小车导电滑线采用角钢、圆钢、裸铜线及软电缆等制作保护箱由刀开关、交流接触器、过电流继电器、熔断器和信号灯等组成的配电盘电动机工作机构的驱动装置，桥式起重机主要采用JZR2、JZRH2绕线转子异步电动机和JZ2鼠笼式异步电动机。控制屏主要有起失压保护作用的零压继电器，保护电动机的过电流继电器、控制电动机转子电路工作的反接接触器、加速接触器等电器元件，与主令控制器相配合，用于操纵大功率电动机的启动、调速、换向、制动和停车电阻箱用于电

22、机的有极调速限位和安全开关各机构的限位保护、安全门开关连锁保护、超载保护、零位保护等表3.1 电气系统设备清单3.2电气回路桥式起重机电气回路主要有主回路、控制回路及照明信号回路等。3.2.1 主回路 直接驱使各机构电动机运转的那部分回路称为主回路，如图3.2.1所示。它是由起重机主滑触线开始，经保护柜刀开关1QS保护柜接触器主触头，再经过各机构控制器定子触头至各相应电动机，即由电动机外接定子回路和外接转子回路组成。图3.2.1 桥式起重机的主回路3.2.2电气控制回路桥式起重机的控制回路又称为联锁保护回路，它控制起重机总电源的接通与分断，从而实现对起重机的各种安全保护。由控制回路控制起重机总

23、电源的通断，原理如图3.3.2所示。左边部分为起重机的主回路，即直接为各机构电动机供电并使其运转的那部分电路。右边部分则为起重机的控制回路。从图3.3.2可知，在主回路刀开关1DK推合后，控制回路于A;B处获得接电，而主回路因接触器KM主触头分断未能接电，故整个起重机各机构电动机均未接通电源而无法工作。因此，起重机总电源的接通与分断，就取决于主接触器主触头KM的接通与否，而控制回路就是控制主接触器KM主触头的接通与分断，也就是控制起重机总电源的接通与分断，故把这部分控制主回路通断的电路称之为控制回路。 如图所示，控制回路由三部分组成：号电路零位起动部分电路、号电路限位保护部分电路和号电路联锁保

24、护部分电路。在号电路内包括起升、小车、大车控制器的零位触头（它们分别用SCHO、SCSO、SCLO表示）和起动按钮SB；在号电路内包括起升、小车和大车限位器的常闭触头（它们分别用SQH、SQS1、SQS2、SQL1、SQL2表示）；在电路中包括主接触器KM的线圈、紧急开关SE、端梁门开关SQ1、SQ2及各过电流继电器FA0、FA1、FA2、FA3、FA4的常闭触头。号电路与号电路通过主接触器KM之常开联锁触头KM1、KM2并接后与号电路中串联接入电源而组成一个完整的控制回路。图3.3.2 普通桥式起重机的主回路和控制回路3.2.3 控制回路的工作原理和各类保护a.起重机零位起动 由图3.3.2

25、所示，当保护柜刀开关1DK推合后，在控制回路中，由于KM1和KM2未闭合而只有号电路和号电路串联并通过熔电器FU1和FU2接于电源之A、B两点。只要各机构控制器手柄置于零位，即非工作位置，此时SCHO、SCSO、和SCLO各控制器零位触头闭合，各安全开关SE、CQ1、CQ2和FA1FA4之触头都处于正常闭合状态，此时按下起动按钮SB，则主接触器KM之线圈构成闭合回路接电而将其主触头吸合，遂将起重机总电源接通。b.起重机电源接通的自锁原理 在按下起动按钮SB接触器吸合接通总电源同时，接触器KM的常开联锁触头KM1和KM2将随之闭合，遂将包括各机构限位器常闭触头在内的号电路与号电路并接于控制回路中

26、，故当起动按钮SB脱开使号电路分断后，因有号电路取代号电路并与号电路串联而使接触器KM线圈持续通电吸合，故其主、副触头保持闭合状态，使起重机总电源保持接通状态，从而实现起重机供电联锁作用。这时，扳动起重机各机构控制器手柄置于工作位置，则起重机即可产生相应动作。由于各机构限位触头接在号电路中，故可起到相应的限位保护作用。图3.2.3 桥式起重机的控制回路c.零压保护 起重机总电源为保护柜中主接触器的通断所控制，当电源供电电压较低时（低于额定电压的85%），因电磁拉力小，主接触器KM的静铁芯不能吸合动铁芯，其主、副触头就不能闭合，即不能合闸（或工作时掉闸），从而可实现欠电压保护。d.零位保护 从图

27、3.3.2所示,号电路中各控制器零位触头SCHO、SCSO、SCLO任一个不闭合（即其控制器手柄置于工作位置时），按下起动按钮SB，控制回路因此在此处分断而不能形成闭合回路，无法使接触器通电吸合，故起重机不能起动。这就避免了在控制器手柄置于工作位置时接通电源而发生危险动作所造成的危害。故对起重机起到零位保护作用。e.各电动机的过载和短路保护 在控制回路的号电路中，串有总过电流继电器和保护各电动机的过电流继电器常闭触头，当起重机因过载、某电动机过载、发生相间或对地短路时，强大的电流将使其相应的过电流继电器动作而顶开它的常闭触头，使接触器KM的线圈失电，导致起重机掉闸（接触器释放），从而实现起重机

28、的过载和短路保护作用。f.各机构的限位保护 起重机起动且按钮SB脱开后的控制回路原理图如图3.3.3所示。此时号电路取代号电路而接入控制回路中，保护主接触器持续通电吸合。当某机构控制器手柄置于工作位置时，如起升机构吊钩上升，此时之控制回路原理图如3.3.3所示。这时起升控制器上升方向联锁触头SCH1闭合（下降方向联锁触头SCH2断开），只串有上升限位器SQH常闭触头的这一分支电路与L2（V2）相接而使主接触器通电闭合，当吊钩升至上极限位置而将上升限位器SQH常闭触头撞开时，则控制回路断开而使主接触器KM线圈失电释放，导致主回路断电，电动机停止运转，吊钩停止上升，起到上升方向的限位保护作用。如欲

29、使吊钩下降，重新工作，则必须将各机构控制器手柄复位回零，重新起动。起升控制器手柄扳向下降方向，吊钩下降，上升限位器释放而使其触头恢复常闭状态，以备吊钩再次起升时限位保护之用。同理可实现下降、大车、小车相应各方向的行程端限位保护。g.紧急断电保护 从图3.3.2中可知，紧急开关SE的常闭触头串于号电路中，当遇有紧急情况而需要立即断电时，则司机可顺手将置于其操作下方的紧急开关扳动即可打开其常闭触头，使号电路断开而导致主接触器失电释放，切断起重机总电源，实现紧急断电保护。i.各种安全门开关联锁保护 在控制回路的号电路中，串有司机门联锁开关SQ1、舱口门开关SQ2、端梁门开关SQ3和SQ4的常闭触头，

30、这些门任何一个打开，均会使控制回路分断而无法合闸（或掉闸），从而可实现对桥上工作的司机、检修人员的保护，免受起重机意外的突然起动所造成的危害。j.起重机的超载保护 在控制回路中，串入超载限制器的常闭触头，当起吊载荷超过额定负荷时，则控制回路中某一环节有接地或发生相间短路时，熔断器熔丝立即熔断而使起重机断电，避免火灾事故发生，对控制回路起短路保护作用。3.2.4照明信号回路 （图3.2.4） 桥式起重机的照明信号回路如图3.2.4所示。其回路特点如下：照明信号回路为专用线路，其电源由起重机主断路器的进线端分接，当起重机保护柜主刀开关拉开后（切断1QS），照明信号回路仍然有电供应，以确保停机检修之需要。照明信号回路由刀开关2QS控制，并有熔断器作短路保护之用。手提工作灯、司机室照明及电铃等均采用36V的低电源，以确保安全。照明变压器的次级绕组必须作可靠接地保护。图3.2.4 照明信号回路第四节：起重机的厂商简介1、部分生产厂家基本信息1） 纽科伦（新乡）起重机有限公司 2）山东力王重工机械有限公司 3）河南卫华重型机械股份有限公司4）山东恒安泰重型机械有限公司2、报价参考专心-专注-专业