第3章 自行式起重機(jī)的技術(shù)使用

1、1,第三章,自行式起重機(jī)的技術(shù)用,2,第一節(jié) 自行式起重機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn),一、分類： 自行式起重機(jī)分為 汽車式、履帶式和輪胎式三種。如圖3-1、3-2、3-3,3,圖3-1 汽車式起重機(jī),4,圖3-2 輪胎式起重機(jī),5,圖3-3 履帶式起重機(jī),6,二、基本結(jié)構(gòu) 自行式起重機(jī)盡管類型不同，但基本組成結(jié)構(gòu)是相同的。1、起重臂 是起重機(jī)用以提升重物到高處的支承結(jié)構(gòu)，它可分為格

2、構(gòu)式臂和箱形臂兩類，一般格構(gòu)式臂用于重型吊裝，箱形臂用于輕型吊裝。見圖3-1～3-3,7,2、起升機(jī)構(gòu) 是起重機(jī)用以提升重物到高處的提升機(jī)構(gòu)，它包括起升滑輪組、鋼絲繩和液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)。它的承載能力是一定的，不隨起重機(jī)的臂長(zhǎng)、幅度變化。,8,3、變幅機(jī)構(gòu) 用于改變起重臂的傾角以改變幅度的機(jī)構(gòu)。可分為機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式由變幅滑輪組和液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)組成，如圖3-4，一般用于格構(gòu)式臂。,9,圖3-4

3、 機(jī)械式變幅機(jī)構(gòu),10,液壓式由液壓缸、液壓泵和液壓管路組成，如圖3-5，一般用于箱形臂。變幅機(jī)構(gòu)的承載能力由設(shè)計(jì)確定，不隨幅度的變化而變化。,11,圖3-5 液壓式變幅機(jī)構(gòu),液壓式變幅機(jī)構(gòu),4、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 提供起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其基本構(gòu)造是在起重機(jī)的承重結(jié)構(gòu)上固定一內(nèi)齒大齒輪，與之嚙合一外齒小齒輪，小齒輪的轉(zhuǎn)軸與起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分相連，當(dāng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其既要繞自身軸自轉(zhuǎn)，又要繞起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心公轉(zhuǎn)，這個(gè)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)起重機(jī)旋

4、轉(zhuǎn)。如圖3-6,14,起重機(jī)工作時(shí)，要求調(diào)整水平，是要保證小齒輪的公轉(zhuǎn)在一水平面內(nèi)。否則，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將承受附加載荷,15,圖3-6 起重機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),16,5、行走機(jī)構(gòu) 用于起重機(jī)轉(zhuǎn)移場(chǎng)地，改變吊裝位置。是自行式起重機(jī)與其它起重機(jī)的區(qū)別標(biāo)志之一。 除了傳動(dòng)系統(tǒng)外，自行式起重機(jī)的行走機(jī)構(gòu)分履帶和輪胎兩大類，汽車式和輪胎式采用輪胎，履帶式起重機(jī)采用履帶。 行走機(jī)構(gòu)一般與起重機(jī)的吊裝能

5、力無關(guān)。,17,6、承重結(jié)構(gòu) 自行式起重機(jī)承重結(jié)構(gòu)的作用是承受起重機(jī)自重和吊裝載荷，并將其傳遞到地基。 自行式起重機(jī)承重結(jié)構(gòu)可分為支腿和履帶兩類。 一般，汽車式和輪胎式起重機(jī)采用支腿承重結(jié)構(gòu)。支腿又可分為“蛙式”、“液壓式”和“組裝式”等形式。吊裝時(shí)，用支腿將起重機(jī)頂升離開地面。,18,“液壓式”支腿,19,履帶式起重機(jī)采用履帶承重結(jié)構(gòu)，老式起重機(jī)的兩履帶中心距是固定的，現(xiàn)代起重機(jī)

6、將履帶做成可調(diào)整式，吊裝時(shí)，將履帶中心距增大，行走時(shí)收回。,20,三、特點(diǎn) 1、汽車式起重機(jī) 起重機(jī)裝于標(biāo)準(zhǔn)汽車的底盤上，行駛駕駛和起重操作分開在兩個(gè)駕駛室進(jìn)行。吊裝時(shí)，靠四個(gè)支腿將起重機(jī)支撐在地面上。因此該起重機(jī)與另外兩種比，更具有較大的機(jī)動(dòng)性，其行走速度更快，可達(dá)到60Km/h，不破壞公路路面。但一般不可在3600范圍內(nèi)進(jìn)行吊裝作業(yè)，其吊裝區(qū)域受到限制。對(duì)基礎(chǔ)要求也更高。,21,2、 履帶式起重機(jī)：

7、 起重機(jī)裝于專用底盤上，其行走機(jī)構(gòu)和吊裝作業(yè)的支撐均為履帶，履帶的支撐面積較大，可以支撐較大載荷，對(duì)基礎(chǔ)的要求也相對(duì)較低，并可在一定程度上帶載行走。因此，一般大噸位起重機(jī)較多采用履帶式。但其行走速度較慢，且履帶會(huì)破壞公路路面。轉(zhuǎn)移場(chǎng)地須要拖車。,22,3、輪胎式起重機(jī)： 起重機(jī)裝于專用底盤上，其行走機(jī)構(gòu)為輪胎，吊裝作業(yè)的支撐為支腿，其特點(diǎn)介于前二者之間，近年來已用得較少。,23,第二節(jié) 自行式起重機(jī)的特性

8、曲線,一、特性曲線的概念： 一臺(tái)某一額定載荷的自行式起重機(jī)，不是在任何時(shí)候都可以吊裝額定載荷，隨著臂桿的伸長(zhǎng)，幅度的增加，其能夠吊裝的載荷按一定規(guī)律減小。其能夠達(dá)到的最大起升高度也隨著臂桿的縮短，幅度的增加而按一定規(guī)律減小。,24,反映起重機(jī)的起重能力隨臂長(zhǎng)、幅度的變化而變化的規(guī)律的曲線稱為起重機(jī)的起重量特性曲線。反映起重機(jī)的最大起升高度隨臂長(zhǎng)、幅度變化而變化的規(guī)律的曲線稱為起重機(jī)的起升高度特性曲線。,25,起

9、重量特性曲線和起升高度特性曲線統(tǒng)稱為起重機(jī)的特性曲線。目前一些大型起重機(jī)上，為了更方便，其特性曲線往往被量化成表格形式，稱為特性曲線表。特性曲線如圖3-7示，特性曲線表見教材。,26,圖3-7 自行式起重機(jī)的特性曲線,27,二、起重量特性曲線的構(gòu)成 起重機(jī)的起重性能由起重機(jī)的“機(jī)構(gòu)承載能力”、“臂架結(jié)構(gòu)的承載能力”和“整體穩(wěn)定性”三個(gè)方面綜合決定。1、當(dāng)機(jī)構(gòu)一旦設(shè)計(jì)確定，機(jī)構(gòu)承載能力就已確定，與起重機(jī)的幅度、起升高度無

10、關(guān)。所以在“特性曲線”上表現(xiàn)的是一根水平線（見圖3-8）。,28,2、臂架的高度和傾斜的角度影響其承載能力所以，與起重機(jī)的幅度和起升高度有關(guān)。其曲線如圖3-8示。3、起重機(jī)的整體穩(wěn)定性與其幅度有關(guān)，其曲線如圖3-8示。4、起重機(jī)的特性曲線是上述三根曲線的包絡(luò)線。,29,圖3-8 特性曲線的組成,30,三、特性曲線的應(yīng)用 選擇起重機(jī)的依據(jù)是其特性曲線，現(xiàn)用一個(gè)實(shí)例講特性曲線的應(yīng)用。 某工程

11、吊裝一臺(tái)設(shè)備，設(shè)備重30KN（3噸），設(shè)備基礎(chǔ)高6m(包括騰空高度)，設(shè)備自身高2m，經(jīng)初步設(shè)計(jì)，要求吊索高1.5m，現(xiàn)場(chǎng)條件要求，幅度不得小于5m，現(xiàn)工地有一臺(tái)額定起重量為80KN（8噸）的起重機(jī)，其特性曲線如圖3-9 問該起重機(jī)能否吊裝該設(shè)備？,31,圖3-9 起重機(jī)特性曲線,注：① 6.95m臂長(zhǎng)③11.7m臂長(zhǎng),32,解：1、確定吊裝要求的起升高度H H = 基礎(chǔ)高度+設(shè)備高度+吊索高度 =

12、 6m + 2m + 1.5m =9.5m2、確定需要的臂長(zhǎng) 根據(jù)幅度R和起升高度H查起升高度曲線，需要采用11.7m臂長(zhǎng)。其在R=5.5m時(shí)的最大起升高度為12m。,33,（注意：11.7m臂長(zhǎng)的最小幅度為5.5m），大于要求的9.5m，起升高度滿足要求。3、確定起重機(jī)量是否滿足要求 根據(jù)R=5.5m查起重量特性曲線，得： 起重機(jī)的額定起重量為26KN（2.6噸），小于設(shè)備的重量30KN，

13、不滿足要求。4、結(jié)論 該起重機(jī)不能吊裝該設(shè)備。,34,上述例子是一臺(tái)小型起重機(jī)，只有兩節(jié)臂。事實(shí)上，現(xiàn)代起重機(jī)都比較大，我國(guó)目前最大的自行式起重機(jī)已達(dá)到1250噸，主臂總長(zhǎng)108m，副臂總長(zhǎng)108m，用于吊裝的臂長(zhǎng)很多，僅用一條起重量特性曲線已不能滿足要求。而是將曲線量化成表格形式，稱為“特性曲線表”或“起重性能表”，在表中，以幅度和臂長(zhǎng)共同確定其起重量。部分起重機(jī)的“起重性能表”見附錄。,35,現(xiàn)再用一個(gè)實(shí)例來講解起重性能表

14、的應(yīng)用。 某工程需要吊裝一臺(tái)設(shè)備，已知設(shè)備重8噸（80KN），設(shè)備基礎(chǔ)高12m（包括騰空高度），設(shè)備高3m，吊索高2m，為不使起重機(jī)臂與設(shè)備相干涉，要求幅度R不得小于15m，現(xiàn)工地有一臺(tái)額定起重量為40噸的起重機(jī)，其起升高度曲線和起重性能表見附錄1表1，試計(jì)算該起重機(jī)能否吊裝該設(shè)備。,36,解：1、確定吊裝要求的起升高度H H = 基礎(chǔ)高度+設(shè)備高度+吊索高度 = 12m + 3m + 2m

15、 = 17m2、確定需要的臂長(zhǎng) 根據(jù)幅度R和起升高度H查起升高度曲線，需要采用24臂長(zhǎng)。其在R=15m時(shí)的最大起升高度,37,為18.8m，大于吊裝要求的17m。3、確定起重機(jī)量是否滿足要求 根據(jù)R=16m，臂長(zhǎng)24m，打支腿，查起起重性能表得： 起重機(jī)的額定起重量為61KN（6.1噸），小于設(shè)備的重量80KN，不滿足要求。4、結(jié)論 該起重機(jī)不能吊裝該設(shè)備。,38,第三節(jié) 自行式起重機(jī)的

16、技術(shù)使用,一、自行式起重機(jī)的選擇1、步驟： 起重機(jī)的選擇必須按照其特性曲線進(jìn)行，具體的步驟為：（1）、根據(jù)被吊裝設(shè)備或構(gòu)件的就位位置、現(xiàn)場(chǎng)具體情況等確定起重機(jī)的站車位置，站車位置一旦確定，其幅度就已確定；（2）、根據(jù)被吊裝設(shè)備或構(gòu)件的就位高度和站車位置（幅度）查起重機(jī)的特性曲線，確定其臂長(zhǎng)；,39,（3）、根據(jù)上述已確定的幅度、臂長(zhǎng)，查起重機(jī)的特性曲線確定起重機(jī)能夠吊裝的載荷；（4）、如果起重機(jī)能夠吊裝的載荷大于被吊裝設(shè)

17、備或構(gòu)件的重量，則起重機(jī)選擇合格，否則重選。 （5）、校核通過性能。,40,2、通過性能的計(jì)算 所謂通過性能，指的是被吊裝設(shè)備或結(jié)構(gòu)被吊裝到指定高度時(shí)，被吊裝設(shè)備或結(jié)構(gòu)是否與起重機(jī)的臂架相碰。如圖3-10示。 設(shè)備的通過性能與設(shè)備的幾何尺寸、吊裝高度、起重機(jī)幅度、最大起升高度、吊索高度、臂架頭部高度、臂架橫截面尺寸等有關(guān)。計(jì)算時(shí)應(yīng)正確確定上述各項(xiàng)參數(shù)。,41,圖3-10 設(shè)備通過性計(jì)算簡(jiǎn)圖,42,圖中各參數(shù)意

18、義及確定：R —— 幅度，按站車位置確定；Hmax —— 臂頭高度，可按最大起升高度加滑輪組 最短極限距離確定。b —— 起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心至臂腳鉸鏈的水平距離。h —— 起重機(jī)臂腳鉸鏈高度。a —— 設(shè)備至臂架的安全距離，一般取30cm。,43,H1 —— 基礎(chǔ)高度，應(yīng)計(jì)算到地腳螺栓頂部。 如設(shè)備在吊裝過程中，必須跨越高于基礎(chǔ)的障礙，則必須取障礙的高度。H2 —— 騰空高度，一般取30cm。

19、H3 —— 設(shè)備高度。H4 —— 吊索高度，按實(shí)際設(shè)計(jì)吊索角度計(jì)算。 r —— 設(shè)備半徑。,44,L1 = r+a+1/2臂寬 L2 = R-b從計(jì)算簡(jiǎn)圖b可知：整理該式，可得：,45,幅度R為： 通過性校核必須在起重機(jī)選出之后進(jìn)行，否則參數(shù)b、h和臂寬未知。,46,二、自行式起重機(jī)的穩(wěn)定性 按工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)，可分為載重穩(wěn)定性和自重穩(wěn)定性，均以穩(wěn)定力矩MW（由

20、起重機(jī)的自重和配重提供）和傾翻力矩Mq（由被吊裝設(shè)備以及慣性力產(chǎn)生）的比值表示，這個(gè)比值稱為“穩(wěn)定安全系數(shù)”，以K表示。一般要求：,47,在正常使用時(shí)，均按起重機(jī)的特性曲線的規(guī)定進(jìn)行，不必進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算，只有在特殊的吊裝工藝情況下或進(jìn)行起重機(jī)研究時(shí)，才會(huì)進(jìn)行。因此課堂上不具體講計(jì)算，需要時(shí)，參考教材。,48,第四節(jié) 自行式起重機(jī)的安全管理,一、常見事故及原因1、傾翻（見圖3-11）,49,50,51,52,53,54,主要原因：（1

21、）、基礎(chǔ)沉陷（講實(shí)例）（2）、載荷不明、超載（3）、違章操作 汽車式起重機(jī)在高臂架時(shí)收回支腿；履帶式起重機(jī)帶高臂架行走，爬坡；在高于6級(jí)的大風(fēng)下工作或不收回高臂架,55,2、折臂主要原因：（1）、超載（2）、保養(yǎng)不善，臂架有銹蝕；（3）、臂架有隱蔽傷（4）、受扭（講實(shí)例）（5）、違章操作（如箱型臂的各節(jié)未伸縮到位等）,56,3、墜臂主要原因：（1）、起重臂過卷限制器損壞，導(dǎo)致臂架反方向墜落；（2）、變幅滑輪

22、組、鋼絲繩、卷?yè)P(yáng)機(jī)損壞；（3）、變幅液壓系統(tǒng)損壞；（4）、盲目采用“輔助裝置”，導(dǎo)致起重機(jī)機(jī)構(gòu)損壞。,57,二、安全管理要求1、吊裝前的安全管理（1）、吊裝前必須全面檢查車況，特別是安全裝置、警報(bào)裝置、制動(dòng)裝置等必須靈敏、可靠。（2）、吊裝場(chǎng)地地面及起重臂回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的空中，不應(yīng)有障礙物，應(yīng)將起重機(jī)的起重臂的覆蓋范圍劃為危險(xiǎn)區(qū)域，不準(zhǔn)閑人進(jìn)入，更不準(zhǔn)有其它項(xiàng)目在施工。指揮人員應(yīng)有良好的視覺。,58,（3）、起重機(jī)的基礎(chǔ)應(yīng)按規(guī)定處

23、理、試驗(yàn)。（4）、對(duì)起重機(jī)的就位、安裝、拆卸等，應(yīng)嚴(yán)格按其隨機(jī)技術(shù)文件的要求執(zhí)行。（5）、多臺(tái)起重機(jī)共同抬吊設(shè)備或構(gòu)件時(shí)，必須制定詳細(xì)的方案，且每臺(tái)起重機(jī)承擔(dān)的實(shí)際載荷應(yīng)不大于其額定載荷的85%。,（6）、對(duì)汽車式起重機(jī)，規(guī)定可吊裝的區(qū)域?yàn)槿鐖D3-12示 在區(qū)域1，可吊裝額定載荷；在區(qū)域2、3，可吊裝額定載荷的75%；在區(qū)域4，不允許吊裝。,60,圖3-12 汽車式起重機(jī)工作區(qū)域,61,（7）、汽車式起重機(jī)伸出高臂架時(shí)，不允許

24、收回支腿；（8）、履帶式起重機(jī)伸出高臂架時(shí)，不允許爬坡、轉(zhuǎn)彎。,2、吊裝中的安全管理 （1）、不準(zhǔn)歪拉斜吊 ；（2）、對(duì)液壓起重機(jī)，吊裝過程中，不允許改變臂長(zhǎng)，如必須改變，則必須放下載荷。且每節(jié)臂伸出、縮回必須到位，不允許只伸出或縮回一部分。,63,（3）、吊裝時(shí)，最好不改變幅度，特殊情況下只能減小幅度（拉起臂架），不可增大幅度（放下臂架）。（4）、履帶式起重機(jī)可帶載行走，但所帶載荷不得大于額定載荷的三分之一。,64,例 題,

25、某現(xiàn)場(chǎng)需吊裝一臺(tái)設(shè)備至一高基礎(chǔ)上，如例題圖所示，已知基礎(chǔ)高20m，設(shè)備重25KN(包括索吊具),設(shè)備外形幾何尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=6×2.5×3m,吊裝時(shí)，設(shè)備方位如例題圖所示。由于現(xiàn)場(chǎng)情況限制，只能在圖示方向吊裝。請(qǐng)選擇起重機(jī)。,65,例題圖1 平面布置,66,例題圖2 立面布置,67,解： 由題知，本題中起重機(jī)臂有可能與設(shè)備和基礎(chǔ)兩處發(fā)生碰撞，必須計(jì)算基礎(chǔ)的通過性和設(shè)備的通過性。（本

26、例只講基礎(chǔ)通過性計(jì)算，設(shè)備通過性計(jì)算做為作業(yè)）。1、確定起重機(jī)必須具有的吊裝高度（1）、確定吊索高度 設(shè)計(jì)吊索栓接方式如例題圖3所示。,68,例題圖3 吊索拴接方法,69,由圖知，吊索高度H4為1.5m則：吊裝高度為：起重機(jī)所具有的吊裝高度不得小于24.8m,70,2、初步確定起重機(jī)站車位置（幅度R）（1）、臂頭高度Hmax的確定 按經(jīng)驗(yàn)取起重機(jī)滑輪組的最短極限距離為1.5m。 則：Hmax = 24.

27、8+1.5 = 26.3m（2）、參數(shù)b、h由于起重機(jī)未確定，偏安全的取為0，臂寬按經(jīng)驗(yàn)取為1m。,71,（3）、幅度R的確定（按基礎(chǔ)的通過性），公式：,72,則：取,73,3、起重機(jī)的確定：（1）、查附錄4，能達(dá)到35m以上幅度的起重機(jī),至少為P＆H670—TC型汽車式起重機(jī),查其起升高度特性曲線，當(dāng)R為35m時(shí),起升高度要大于24.8m，所需臂長(zhǎng)為42.67m。 （2）、查P＆H670—TC型起重機(jī)的起重量特性曲線，當(dāng)