【正文】 制動器選定后，應(yīng)根據(jù)起重機的工作條件和具體要求驗算制動時間或制動距離或制動減速度，必要時應(yīng)作發(fā)熱驗算。3. 在起升、變幅機構(gòu)中用于支持物件和吊臂的制動器，制動轉(zhuǎn)矩必須有足夠的儲備，制動安全系數(shù)和制動裝置的性能必須達到安全要求。運行和回轉(zhuǎn)機構(gòu)推薦使用操縱式制動器。起升和變幅機構(gòu)必須使用自動或操縱的常閉式制動器。盤式制動器制動轉(zhuǎn)矩大，外形尺寸小，摩擦面積大于塊式制動器，磨損小，應(yīng)用日益廣泛。塊式制動器技術(shù)成熟，使用可靠，價格適中，維護方便，在起重機上應(yīng)用最廣，在同等條件下可優(yōu)先選用。按用途可分為停止式和限速式，按工作狀態(tài)分為常閉式和常開式，按動作方式又可分為自動作用式、操縱式和綜合式三種。其摩擦副由制動盤和制動塊組成，沿制動盤軸向施加壓力，制動盤不受彎曲，制動性能穩(wěn)定。履帶起重機和鏟土運輸機械用它作為轉(zhuǎn)向制動器，在高爐升降機的低速軸或卷筒上作為安全制動器。缺點是對制動輪軸有較大的徑向力，制動鋼帶上的比壓力不均勻，襯片磨損不均勻，散熱性能不好。帶式制動器與塊式、蹄式制動器相比較，優(yōu)點是構(gòu)造簡單、尺寸緊湊、包角大、制動轉(zhuǎn)矩大。但因構(gòu)造復(fù)雜、散熱性差、調(diào)整不方便等缺點，在某些車輛上逐漸被盤式制動器所代替。2. 蹄式制動器又稱內(nèi)張?zhí)闶街苿悠鳎饕芍苿庸?、制動蹄、傳力杠桿、緊閘裝置以及輔件等組成。1. 塊式制動器常用的有電力液壓塊式制動器和電磁塊式制動器。此外，還有制動器間隙調(diào)整裝置，襯墊磨損后的補償裝置，制動瓦塊的復(fù)位裝置等。吸收動能，是機構(gòu)減速，運動停止。 制動器制動器是保證起重機安全正常工作的重要部件。鑄造卷筒一般采用不低于HT200的灰鑄鐵，焊接卷筒多采用Q235鋼板彎卷焊接而成，質(zhì)量輕，適宜于單件生產(chǎn)和大尺寸卷筒。4. 內(nèi)裝行星齒輪式卷筒組輸入軸與卷筒同軸線布置，行星減速器置于卷筒內(nèi)腔，結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，但制造與裝配精度要求較高，維修不便，常用于結(jié)構(gòu)要求緊湊、工作級別為M5以下的機構(gòu)中。3. 短軸式卷筒組是一種新的結(jié)構(gòu)形式，卷筒與減速器輸出軸用法蘭盤剛性連接，減速器底座通過鋼球或者圓柱銷與小車架連接。缺點是檢修時需沿軸向外移卷筒。常用卷同組類型有齒輪聯(lián)接盤式、周邊大齒輪式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式[2]。 卷筒組卷同組是起升機構(gòu)和牽引機構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。倍率增大，起升速度相應(yīng)減小[1]。但倍率過大，會使滑輪組本身體積和重量增大，同時也會降低倍率，加速鋼絲繩的磨損?；喗M倍率的選定，對起升機構(gòu)的總體尺寸影響較大。單聯(lián)滑輪組的倍率等于鋼絲繩分支的一半。雙聯(lián)滑輪組多與單層繞雙聯(lián)卷筒并用，與單聯(lián)滑輪組配合使用的多為多層繞卷筒。雙聯(lián)滑輪組在橋式、門式和們座起重機中普遍應(yīng)用。增速滑輪組主要用于液壓或氣力驅(qū)動的機構(gòu)中，利用油缸或氣缸使工作裝置獲得數(shù)倍于活塞行程和速度，如叉車的門架貨叉升降機構(gòu)和輪式起重機的吊臂伸縮機構(gòu)。根據(jù)滑輪組的功能分為省力滑輪組和增速滑輪組?；啺从猛究煞譃槎ɑ啞踊?、均衡滑輪和導(dǎo)向滑輪，導(dǎo)向滑輪又稱開門滑輪，通常用在起重梔桿低腳處。大型滑輪(直徑D800mm)有輪緣、帶筋板的輪輻和輪轂焊接而成，單件生產(chǎn)時也宜采用焊接滑輪。承受負(fù)載不大的滑輪，結(jié)構(gòu)尺寸較小(直徑D350mm)，通常制作成實體結(jié)構(gòu)，用強度不低于鑄鐵HT200的材料制作。 滑輪和滑輪組1. 滑輪的簡介起重滑輪是利用杠桿原理制成的一種簡單機械，它能借助起重機繩索的作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，以改變作用力的方向。鋼絲繩是起重機的重要部件，也是安全系數(shù)要求較高的部件。在腐蝕性環(huán)境中應(yīng)采用鍍鋅鋼絲繩。圖22 線接觸鋼絲繩鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩結(jié)構(gòu)型式的選擇和鋼絲繩直徑的確定。雙繞鋼絲繩根據(jù)繩的捻向分為交互捻鋼絲繩，具有無扭轉(zhuǎn)打結(jié)的趨勢、使用方便的特點；同向捻鋼絲繩，撓性較好，成繩后消除了自行松散扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象故稱為不松散繩；混合捻鋼絲繩，此種繩實際中應(yīng)用較少。雙繞鋼絲繩是由鋼絲繞成股，再由股繞成繩。3. 面接觸鋼絲繩按鋼絲繩捻繞次數(shù)，有單繞和雙繞之分。線接觸鋼絲繩承載能力大，耐磨性好，使用壽命長，在相同使用條件下，比點接觸鋼絲繩壽命高50%～100%。1. 點接觸鋼絲繩有單股鋼絲繩和多股鋼絲繩，單股繩在起重機中極少應(yīng)用，多股繩過去應(yīng)用較多，由于鋼絲繩接觸應(yīng)力大，磨損快，現(xiàn)已逐漸被線接觸鋼絲繩取代。其優(yōu)點是重量輕、強度高、承載能力大；撓性較高，使用靈活；鋼絲繩極少突然斷裂，易于檢查；運動平穩(wěn)無噪音，工作可靠成本低等。 鋼絲繩鋼絲繩是有高強度碳素鋼絲圍繞繩芯繞捻而成的，廣泛應(yīng)用于起重作業(yè)。圖21 鍛造式吊鉤簡圖由以上對比，初選本次起重機的吊鉤為鍛造式單鉤。板式鉤也分單鉤和雙鉤兩種。板式鉤由于其板片不可能同時斷裂，所以可靠性好，修理方便。板式鉤一般用在起重量較大的起重機上，板式鉤有厚度為30 mm成型板片重疊鉚合而成。熱處理后要求表面硬度為95135HB。其中吊鉤是各類起重機，也是常用吊索、起重工具、專用吊具上的重要組成部分。小車架的設(shè)計，采用粗略的計算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗來進行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。起升機構(gòu)采用閉式傳動方案，電動機軸與二級圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩個半齒聯(lián)軸器和一中間浮動軸聯(lián)系起來，減速器的低速軸魚卷筒之間采用圓柱齒輪傳動。第2章 橋式起重機小車的總體方案設(shè)計 本次設(shè)計起重機的主要參數(shù)起重機小車設(shè)計參數(shù)：起重量5t，起升最大高度為16m，小車運行速度v=， ，機構(gòu)工作級別M5。當(dāng)載荷達到額定力矩時，能自動切斷起升或變幅的動力源，并發(fā)出禁止性報警信號。當(dāng)載荷達到額定載荷的90%時，會發(fā)出報警信號，同時能自動斷起升動力源。2. 安全裝置起重機的部分安全裝置也屬于控制系統(tǒng)。主要用于小于30kw的中小型繞線或轉(zhuǎn)子異步電動機的控制電路中，控制電動機的運行，廣泛用于橋式起重機。如：按鈕，行程開關(guān)，接觸器，繼電器等。低壓控制電器用于低壓電力傳動，自動控制系統(tǒng)和用電設(shè)備中，是其達到預(yù)期的工作狀態(tài)。各機構(gòu)的啟動、調(diào)速、改向、制動和停止，都通過操縱控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。YZRW系列渦流制動繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機(簡稱YZRW系列電動機)是YZR系列的派生產(chǎn)品，能獲得較好的調(diào)速性能指標(biāo)，可用于各種類型起重機械的電力控制。YZR、YZ系列冶金及起重機用三相異步電動機是我國20世紀(jì)80年代按照國際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的新系列電動機。其中起重機吊鉤的升降由一臺13kW的繞線式異步電動機驅(qū)動，大車的橫向運行由兩臺4 kW繞線式異步電動機、 kW繞線式異步電動機驅(qū)動。最常用的是三相異步電動機。4. 空腹桁架結(jié)構(gòu)類似偏軌箱形主梁，由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu)，除主腹板為實腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設(shè)計要求切割成許多窗口，形成一個無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺板，起重機運行機構(gòu)及電氣設(shè)備裝在橋架內(nèi)部，自重較輕，整體剛度大，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。2. 偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁，自重較小，但制造較復(fù)雜。1. 箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。主梁上焊有軌道，供起重小車運行。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。當(dāng)車輪超過四個時，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。2. 運行機構(gòu)又可以分為小車運行機構(gòu)和大車運行機構(gòu)。起升機構(gòu)包括電動電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。 橋式起重機的組成及其工作原理 工作機構(gòu)橋式起重機的工作機構(gòu)一般有起升機構(gòu)和運行機構(gòu)組成。橋式起重機的主要技術(shù)參數(shù)包括：起重量、跨度、起升高度、各機構(gòu)的工作速度以及工作級別等，為了保證橋式起重機的合理使用、安全運行和防止事故的發(fā)生，橋式起重機司機必須掌握橋式起重機的技術(shù)參數(shù)。主小車可跨在副小車上空運行[13]。上述橋式起重機除按起重機的結(jié)構(gòu)及使用特性分類外，有時也按主梁的數(shù)目將其分為單主梁橋式起重機、雙梁橋式起重機(如圖22所示)、四梁橋式起重機等。其主梁可以是單根主梁(電動單梁式起重機)，也可以是兩根主梁(電動雙梁式起重機)，其橋架可以是像通用橋式起重機那樣通過運行裝置直接支撐在高架軌道上，也可以通過運行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上(懸掛式)。因此在中小起重量范圍的一般使用場合使用越來越廣泛，甚至有替代某些通用橋式起重機的趨勢。3. 電動葫蘆型橋式起重機 其特點是橋式起重機的起重小車用自行式電動葫蘆代替，或者用固定式電動葫蘆作起重小車的起升機構(gòu)，小車運行、大車運行等機構(gòu)的傳動裝置也盡量與電動葫蘆部件通用化。但是為了防止工作過程中帶電設(shè)備的電流可經(jīng)過被吊物傳到起重機上，危及司機安全，故要求在吊鉤組、小車架、小車輪(或小車軌道下方)上設(shè)置3道絕緣裝置。 Ⅱ類起重機，按電氣設(shè)備適用于爆炸性氣體混合物最大試驗案例間隙或最小點燃電流比，分為A、B、C三級，并按其表面最高溫度分為T1T4四組。主要用于冶金車間的吊運作業(yè)，其起重量很大，最大的可達到數(shù)百噸。這種機型用于吊運與裝卸長形物件。這種起重機適用于經(jīng)常變換取物裝置的物料場所。 抓斗由交流電源工作，電磁盤由直流電源工作。其基本構(gòu)造與電磁橋式起重機相同。其特點是在1臺小車上設(shè)有兩套各處獨立的起升機構(gòu)，一套為抓斗用，一套為吊鉤用(或一套為電磁吸盤用一套為吊鉤用，或一套為抓斗用一套為電磁吸盤用)。通常是經(jīng)過設(shè)在橋架走臺上電動發(fā)電機組或裝在司機室內(nèi)的可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，然后再通過設(shè)在小車架上的專用電纜卷筒，將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。這種起重機除了起升閉合機構(gòu)以外，其結(jié)構(gòu)部件等與通用吊鉤橋式起重機相同。(2) 抓斗橋式起重機 抓斗橋式起重機的裝置為抓斗，以鋼絲繩分別聯(lián)系抓斗起升、起升機構(gòu)、開閉機構(gòu)。額定起重量為10t以下的多為1個起升機構(gòu)；16t以上的則多為主、副兩個起升機構(gòu)。(1) 通用吊鉤橋式起重機通用吊鉤橋式起重機由金屬結(jié)構(gòu)、大車運行機構(gòu)、小車運行機構(gòu)、起升機構(gòu)、電器及控制系統(tǒng)及司機室組成。 橋式起重機的分類1. 通用橋式起重機通用橋式起重機是指在一般環(huán)境中工作的普通用途的橋式起重機(見標(biāo)準(zhǔn)GB/T1440593)。橋式起重機是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運行式起重機，其額定起重量從幾噸到幾百噸。外形像一個兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。橋架兩端通過運行裝置直接支撐在高架軌道上的橋架型起重機，稱為“橋式起重機”。將所運物品裝入專用集裝箱內(nèi)(有單軌系統(tǒng)的軌道)由碼頭運至工廠，廠內(nèi)的單軌系統(tǒng)與集裝箱內(nèi)的軌道對接，物品進入廠房, 并由單軌運輸系統(tǒng)按計算機的指令入庫或進入工位，實現(xiàn)門對門的運輸[3]。較大型工件由地面無人駕駛車運送，車間內(nèi)只有幾個人管理，生產(chǎn)效率很高。堆垛機把要加工的工件送到發(fā)貨臺，然后由單軌起重小車吊起，按計算機的指令發(fā)送到指定工位進行加工。4. 機械化運輸系統(tǒng)的組合應(yīng)用國外一些大廠為了提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，把起重運輸機械有機的組合在一起，構(gòu)成先進的機械化運輸系統(tǒng)。3. 設(shè)備大型化隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，起重機械設(shè)備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運幅度也有所增大，為節(jié)省生產(chǎn)和使用費用，其服務(wù)場地和使用范圍也隨之增大。該調(diào)速方案具有高調(diào)速比, 甚至可達到無級調(diào)速, 并可節(jié)能等優(yōu)點。在電控系統(tǒng)上該公司采用渦流聯(lián)軸器和渦流制動器多電機調(diào)速系統(tǒng), 可實現(xiàn)有載及空載的有級或無級調(diào)速，其工作原理圖如圖11所示。2. 更新零部件，提高整機性能法國Patain 公司采用窄偏軌箱形梁作主梁，其高、寬比為4～，大筋板間距為梁高的2倍，不用小筋板。Patain 公司的起重機大小車運行機構(gòu)采用“三合一”驅(qū)動裝置，結(jié)構(gòu)較緊湊，自重較輕，簡化了總體布置。小車自重的減輕使起重機主梁截面亦隨之減小，因而整機自重大幅度減輕。同時，小車運行機構(gòu)采用三合一驅(qū)動裝置，即減輕了小車架和小車的自重。其中起升機構(gòu)減速器的外殼與小車架一端梁合二為一，卷筒一端與減速器相連，另一端支撐于小車架的另一端梁上。 國外橋式起重機的發(fā)展趨勢目前國外橋式起重機的技術(shù)已達到成熟階段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展正逐步走向完善。目前在建設(shè)中的大、中型水電站還有很多，例如廣西巖灘、龍灘、清江隔河巖、福建水口電站等等；還有很多核電站和大、中型火力發(fā)電廠需要建設(shè)，可以預(yù)計，大噸位高性能起重機的需要量是非常大的。特別是長江三峽工程的建設(shè)對大型起重機的需要量迅速上升。遙控起重機隨著生產(chǎn)發(fā)展需要量也越來越大，寶鋼在考察了國外鋼廠起重機之后，提出了大力發(fā)展遙控起重機的建議，以提高安全性，減少勞動力。隨著對調(diào)速要求的提高，變頻調(diào)速系統(tǒng)也將使用于起重機上。電氣控制方面吸收消化了國外的先進技術(shù)，采用了新穎的節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)。由于小車架為焊后一次鏜孔成形，使四個車輪孔的中心線在同一平面內(nèi)，故成功地解決了三點落地的問題。剖分和車輪組或圓柱形的軸承箱將有可能代替角形軸承箱，裝在車輪軸上的車輪軸孔中心線與端梁中心線構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的90176。2. 充分引進利用國外先進技術(shù)起重機大小車運行機構(gòu)采用了德國Demag 公司的“三合一”驅(qū)動裝置， 吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，使其不受主梁下?lián)虾驼駝拥挠绊?，提高了運行機構(gòu)性能與壽命，并使結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，安裝維修方便。目前國家星火計劃提出橋架采用四根分體式不等高結(jié)構(gòu)，使它在與普通橋式起重機同樣的起升高度時，；兩根主梁的端部置于端梁上，用高強度螺栓連接；車輪踏面高度因此下降，也就使廠房牛腿標(biāo)高下降。