起重机械第一章课件.pptx

1、第一章概 论目 录/CONTENTS 1 起重机械的工作特点、用途及其地位 2 起重机械的发展动向 3 起重机械的主要参数第1节 起重机械的工作特点、用途及其地位第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位概 述 所谓的起重机械,是指以间歇、重复的工作方式，通过起重吊钩(或其他取物装置)的垂直升降与(或)水平运动,从而实现负荷(重物)的三维空间位移，完成起重及装卸搬运等作业的机械设备,如图1-1 所示。图1-11-1岸边集装箱装卸桥第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 起重机械可搬运种类繁多的各种物品，既可以是 常见的成件物品(如集装箱、机械设备等)，也可以是大量的散状物料或液体物料(如水泥、

2、粮食、矿石、油料等)、某些特定机型(如电梯、升降机、擦窗机等)还可以进行人员的运送。因此，起重机械属于高能量积聚的、高危险性作业设备(图1-2)，是国家明文规定的特种设备之一。图1-21-2吊运危险物品的汽车式起重机第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 金属结构(metal structure)作为形成整机作业空间的支承平台和骨架，用来支承工作机构、承受载荷(物品、自重、外部作用等)，并将载荷传递给整机基础。金属结构自重一般占整机自重的40%70%，重型以上机型甚至可达90%，费用占总成本30%以上，它的垮塌破坏会带来极其严重的灾难性后果。另外，金属结构的形式特点通常决定了起重机械的结构造

3、型，是整机分类和命名的重要特征。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 动力及电气控制系统(power and electrical control system)承担着为起重机械提供工作动力(动力源及驱动装置)、控制、操纵、照明、联络等任务，直接关系到整机的性能、安全、质量、构造特点,而驱动装置类型在很大程度上起主导作用。另外，控制操纵司机室系统还是与外界沟通联系实现互动的人机交互平台。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 安全防护系统(safeguard system)是指针对工作机构、金属结构、动力及电气控制系统等可能存在的危险(危险源和危险因素)，采用本质安全等有效技术手段所形成

4、的综合安全防护系统，通常主要由各种安全装置、防护装置及安全指示装置等组成。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 工作机构 起重机械基本任务主要是完成物品的垂直升降运动，也可兼有短距离的组合水平运动，因而必须设置相应机构来执行物品空间位移的动作，所有这些执行机构统称为工作机构,常见的有起升、运行、回转、变幅“四大机构”(图1-3)。图1-31-3门座起重机第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 1)起升机构是指用来实现被搬运物品垂直升降运动的执行机构，是任何起重机械都必不可少的基本机构,是整机最主要的组成部分，常见形式为卷扬式起升机构。2)运行机构是指通过起重机大车(或小车)的水平运行来实

5、现整机(或物料)水平面运动的主要执行机构，常见形式为轨行式(自行或牵引)、无轨式运行机构等。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 3)回转机构是指通过臂架(或起重小车)绕垂直轴线旋转来实现物品环形水平运动的执行机构，常与其他工作机构组合来达到水平面运动的目的。4)变幅机构是指通过改变臂架俯仰角度(或长度)引起幅度变化从而实现物料水平运动(或改变臂架作业位置)的执行机构。变幅机构是臂架类起重机械的典型特征之一，常见形式为工作性和非工作性变幅机构。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 综合来看，所有工作机构均由运动支承装置、驱动装置、传动系统制动系统、相应的运动执行装置等典型机械零部件组成

6、,设计中应采用标准化、系列化、通用化的原则，尽可能选择符合起重机械各机构工作特点(特殊性)的零部件，以利于生产制造和使用维护。因此,理解起重机械特殊性并掌握各机构及典型零部件的构造特点与设计方法，是保证整机设计工作成功的基础。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位工作过程及工作特点 起重机械通过被吊物品的空间移动来实现装卸、转载、搬运、安装等作业要求，通常经历取物(上料)、运送(升降和水平运动)、卸料和空车复位回到原处的工作过程(即一个工作循环)，如图1-4 所示，由此形成了以间歇性、周期循环、短暂往复的工作方式运送单件物品的特征(不具有连续性),构成了起重机械工作的特殊性。图1-41-4起

7、重机械工作过程第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 从机械运动特性来看:起重机械每经历一个完整的工作循环，相关各机构均处于时而运转、时而停车、正向反向的交替运行之中。例如桥式起重机的起升机构用来实现带载(或空钩)的垂直升降运动，而大/小车运行机构则实现带载(或空钩)的水平往复运动。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 从负载及作用情况来看:起吊荷重时大时小,不一定都是满载；外部风载顺逆有序、时有时无,由地点、工况等具体使用要求决定；频繁的起(制)动导致机构和结构都将承受一定的冲击和振动，大多数构件承受不稳定的变幅应力循环作用;载荷作用性质多样(位能性/阻抗性)；总体表现为间歇性、随机性

8、、不恒定性、动载冲击性。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 从运行时间特性来看:工作循环的时间短暂(一般几十秒、几分钟,最长也不过二三十分钟)，其间各机构可在不同时刻有短暂的停歇时间(与连续运输机械形成鲜明对比)；两个作业循环间一般也存在时间间歇；各机构在时间段整体上还表现出周期重复性。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 综上所述，起重机械的使用要求和工作过程决定了其特殊的工作点间歇动作、变化载荷、频繁正逆、动载交替、短时重复、周期循环。所有这些特殊性都将对起重机械的机构与结构、电气与控制、设计与计算等方面产生直接的重要影响，并在工作级别，载荷组合等特殊环节以及驱动装置、传动系统、

9、制动系统等重要零部件中体现出来。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位无处不在的“大力神”人类的生活和生产活动必然伴随着大量的物料搬运工作，而利用省力装置来实现“提升负荷”的概念早已在人类思维中达成共识,并同时也解决了装卸搬运、劳动强度、高效安全、特殊工艺要求、物流系统匹配、工业过程机械化与自动化等各种问题。因而，起重机械(“吊车”)是通常意义上人们感性认识中比较熟悉的机械设备之一。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位经典与时光 人类的物料搬运活动具有与人类社会发展同样悠久的历史，随着社会发展和劳动生产技能的进步，人类不断地改进着搬运工具和方法。公元前1765 年至公元前1760 年(商

10、朝,奴隶社会)，史书上记载有用于提水灌溉农田的汲水工具桔槔(图1-5)，它是一种通过杠杆省力原理(以树身为支承立柱,大石头为动力)用绳索连接汲水容器，并辅以人力实现升降动作的专用装置。一、悠久历史与经典原理图1-51-5桔槔及其原理图第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 公元前1115 年至公元前1079 年间(周朝时期),人类发明了原理上更为完善的汲水工具辘轳(图1-6)，它是通过曲柄摇把省力原理(木质滚筒和轴枢、组合式木质支架)用绳索连接汲水容器,依靠人力驱动实现升降动作的原始绞车。图1-61-6辘轳第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 公元前1115 年至公元前1079 年间(周

11、朝时期)，人类发明了原理上更为完善的汲水工具辘轳(图1-6)，它是通过曲柄摇把省力原理(木质滚筒和轴枢、组合式木质支架)用绳索连接汲水容器，依靠人力驱动实现升降动作的原始绞车。图1-61-6辘轳第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 与桔槔相比，辘轳利用了回转滚筒与绳索装置来替代杠杆，从而实现了更大范围的直线运动；从构造原理与组成上看,辘轳已具有了现代卷扬式绞车(图1-7)的基本雏形：人力电动机，曲柄摇把减速器和滑轮组，木质回转滚筒与绳索金属卷筒与钢丝绳，唯有制动装置的出现能够确保现代系统更为安全可靠地工作(避免了辘轳存在的危险)，而现代快速起重绞车的功率已高达1700kW。图1-71-7现

12、代卷扬式绞车第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 公元1056 1063 年(宋朝嘉祐年间)，心怀善念的怀丙和尚立志恢复华北地区黄河上的陆地通道蒲津渡浮桥(今山西永济市内)，聪明睿智的怀丙和尚设计了一套在船身装设辘轳，并借助浮力共同进行水下打捞的方案(图1-8)，从波涛汹涌的黄河中成功地起吊打捞出沉于河底多年的数万斤重的镇桥铁牛。图1-71-7现代卷扬式绞车第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 中世纪的欧洲已能在港口见到木制旋转起重装置,画家布罗格(Breughel)的油画中出现了以船厂码头为背景的木制旋转起重装置(图1-10)，通过绞盘或脚踏式传动等省力原理，依靠人力驱动绞盘使木质臂

13、架俯仰，从而实现提升桅杆等重物，其工作原理已具有了固定回转式臂架起重机的典型特征。图1-101-10木制旋转起重机和绞盘驱动的起升机构第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 历史悠久的起重机械在科学技术的推动下具有了旺盛的生命力,也使人类获得了与时代同步的搬运能力。伴随人类文明的进步,起机械同样经历了由小到大、由少到多、由人力到动力、由简单到复杂、由无控到可控、由无序到安全、由单一到系统的逐步演化程，如今无处不在的起重机械已拥有了令常人惊叹的强大能力。二、与时俱进的发展第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 科学技术的发展与注入是起重机械与时俱进不断发展的主要推动力:1)原理与构造。省力原

14、理基本相似，构造从简单到复杂逐渐演变进化。2)动力形式与功率。从利用自然力(重力、风力、浮力等)、畜力和人力开始，从只具有很小的工作能力(原始辘轳的功率约为120W/人)，逐渐发展到蒸汽、电力、内燃机、液压以及电气控制系统等，动力控制技术的进步为起重机械提供了强大的功率储备及优良性能。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 3)材料与制造。从木质材料到金属材料、板材和型钢的大量使用、焊接/栓接等连接技术的发展、钢筋铁骨的组合式金属结构、机械加工与制造能力的快速提高、专业设计理论的完善与丰富等，都使得设计和制造大型化、大批量的各类型起重机械成为可能。第一节 起重机械的工作特点、用途及其地位 4

15、)安全防护。独特而有效的安全防护系统保障起重机械高效安全地工作。浮式起重机(30 年)和门座起重机(100 年)在短时间内的演化分别如图1-11 和图1-12所示,由纵向对比可知,它们在起重能力、服役区域、工作性能、构造原理、形式尺寸等各方面都有了较大的进步和发展。图1-111-11浮式起重机的演化(1905 1936 年)图1-121-12门座起重机的演化(1856 1956 年)第2节 起重机械的发展动向第二节 起重机械的发展动向概 述 新中国成立初期，国内起重机械主要依靠成套设备进口。1949 年末，我国第一台起重能力为5t/22 5m 电动双梁(箱型)桥式起重机由大连起重机器厂制造成功

16、，当年全国装卸搬运机械的总产量仅6000t(2011 年仅太原重工股份有限公司的起重机产量就达到7 万t)；经过60 多年的艰苦奋斗，国内起重机械行业已形成相当规模和分布的产业体系，满足了国内经济发展对各种类型起重机械产品的需求，并向国外出口。第二节 起重机械的发展动向 20 世纪50 年代开始，国内在上海交通大学、大连工学院、太原重型机械学院、西南交通大学、北京钢铁学院、武汉水运学院等院校设立起重运输机械专业，为起重机械行业的发展培养了大批工程技术人员。另外，当时的机械工业部还建立了北京起重运输机械研究所。我国的改革开放与成功加入WTO，为国内起重机械行业带来了前所未有的机遇与挑战，创造设计

17、优秀、制造精良、服务周到的品牌产品,提升生活质量，始终是起重机械行业发展的主要目标。第二节 起重机械的发展动向发展动向 (1)大型化随着科学技术和经济的不断发展，能源、石化、冶金、造船、港口等工程规模越来越趋于大型化，从而促使起重机械大型化，即能力更强、速度更快、范围更大；同时，大型化发展往往为起重机械带来专用性，以适应特定场合的特殊功能和要求。起重机械大型化趋势下工作能力参数比较见表1-1。一、向“三化”方向发展大型化、自动化、集成一体化第二节 起重机械的发展动向 (2)自动化起重机械的另一个发展与创新空间，主要体现在电气控制的全电子、数字自动化技术方面，包括微电子、电力电子、光缆通信、模糊

18、与全数字化控制、微机自诊断监控、数据管理、数字化操作给定检测系统等综合性智能化技术，使其在传统功能的基础上延伸发展出更多的自动化新技术功能，如吊具防偏防摇功能、自动取(卸)物功能、定位检测及过程记忆功能、故障自诊断监控功能以及基于物联网技术的远程监控(图1-19)等。图1-191-19履带式起重机实时监控系统示意第二节 起重机械的发展动向 (3)集成一体化利用计算机和网络技术，综合集成系统内各种专用设备、工艺流程(广泛性的上下工序、清洗、烘干、分拣、检验、计量等),以及起重机械、输送系统、自动导引小车AGV、机器人、仓储设施、检测识别系统等，实现集成一体化自动搬运系统(图1-20)，总效率可提

19、高65%以上。图1-201-20集成一体化第二节 起重机械的发展动向 (1)基于新理念下的自主创新在经典与成熟的技术、材料、工艺、构造等基础上，提倡基于新思维和新理念的自主创新发展，不断开发创新出各种适应发展需求的新技术、新材料、新结构和新工艺等。(2)重视系统安全性与人机工效起重机械安全性是指其不发生事故、灾害的能力。行业的快速发展和起重安全特殊性，使得人们更加重视此项能力，而发生起重事故将越来越凸显与整个社会的不和谐。因此，开展基于本质安全理念下的安全设计保障、安全防护技术保障、安全过程控制及事故界定、疲劳和剩余寿命评估等技术研究，将是确保系统安全的重要工作。二、向“三性”创新性、安全性与

20、人机工效、可靠性推进第二节 起重机械的发展动向 (3)可靠性(包括可维修性)可靠性是指系统(整机、结构/机构及零部件、电气控制、液压传动等)在规定条件下(环境温度、雨淋、日晒、尘埃等,使用载荷、振动、冲击等,维修方法、手段、设备、技术水平等)和规定使用期限内完成规定功能(性能)而不出现故障隐患的能力。第二节 起重机械的发展动向 从满足和兼顾紧凑轻量化(节能减排)与高性价比、需求多样性与批量化生产、通用与组合多样性等综合目标出发，推行基于多目标优化的模块化设计理念已逐渐成为行业发展趋势。一般采用系统设计的方法，综合匹配产品性能与成本、制造工艺与管理、整机尺寸与建筑、设计制造与使用等多种因素，对常

21、见机型的主要参数、典型构造、操纵方式等进行合理配置，从而实现类型模块化与菜单式组合的多样性系列产品(图1-22)。三、紧凑轻量化与组合多样性图1-221-22 欧式通用桥式起重机第二节 起重机械的发展动向 随着起重机械的广泛应用，其可在三维空间内运动的使用特性日益凸显，逐渐派生发展出一类以现有起重机械为平台、实现或完成某些特殊工艺动作(清洗、涂漆、检测、计量、检修等)的“另类”产品，如擦窗机(图1-23)、铝电解多功能机组(图1-24)、铁路架桥机(图1-25)、桥梁检测车、高架云梯、电缆检修车等，这类设备的广泛出现甚至有可能会引起对起重机械产品的定义与修正。四、功能外延化及民生化图1-231

22、-23擦窗机图1-241-24电解多功能机组(打壳、加料、更换阳极、清铲、出铝等)图1-251-25900t 级铁路架桥机架设整孔箱梁第3节 起重机械的主要参数第三节 起重机械的主要参数起重量和起升载荷 定义起重量参数的基本目的就是确定起重机械所能起升重物的最大质量,以及作用在其相关零部件上的载荷荷重(承载)能力。因此,起重量就是起升荷重链上所能够起吊重物的质量(单位为t 或kg)。对于起升荷重链上的不同部位,其起吊重物的质量是不一样的。如图1-26 所示,从最下端开始的起升荷重链一般可包括被搬运的物品可分吊具固定吊具起重挠性件起重小车/臂架头部。一、概述图1-261-26起重量与起升荷重链第

23、三节 起重机械的主要参数 (1)可分吊具、固定吊具、起重挠性件1)可分吊具(non-fixed load-lifting attachment)是指既能用于起吊有效起重量，同时也可方便地从主机上拆下并能与有效起重物分离的某些吊具装置，如液压马达抓斗、电磁铁等。由于可分吊具通常由用户自备，故其质mNA一般不包含在整机质量之内。2)固定吊具(fixed load-lifting attachment)是指能用于起吊净起重量，并永久固定在起重挠性件下端的吊具装置，如吊钩组等。固定吊具及其质mFA均属于整机的一部分。二、有关起重量的定义第三节 起重机械的主要参数 3)(1)起重挠性件(hoist me

24、dium)是指由起升机构等驱动并能使其下端吊挂的重物实现升降运动的构件，如钢丝绳、链条等。起重挠性件及其质量mHM均属于整机的一部分。(2)有效起重量有效起重量(payload)是指直接吊挂在起重机械固定吊具上(无可分吊具时)或可分吊具上的被起升物品的质量mPL，当从水中起吊重物(或闸门)时还应计及水流的吸附(或负压)作用所产生的影响。第三节 起重机械的主要参数 (3)净起重量净起重量(net load)是指吊挂在起重机械固定吊具上的被起升重物的总质量mNL，它是有效起重量和可分吊具质量之和，即mNL=mPL+mNA；如无可分吊具时(mNA=0)，则净起重量即为有效起重量(被起升物品的质量)。

25、(4)起重挠性件下起重量起重挠性件下起重量(hoist medium load)是指吊挂在起重挠性件下端被起升重物的总质量mHL，它是有效起重量、可分吊具质量与固定吊具质量之和，即mHL=mPL+mNA+mFA。第三节 起重机械的主要参数 (5)总起重量总起重量(gross load)是指直接吊挂在起重机械(如起重小车或臂架头部)上的被起升重物的总质量mGL，它是有效起重量、可分吊具质量、固定吊具质量与起挠性件质量之和，即mGL=mPL+mNA+mFA+mHM。总起重量可用于整机和金属结构计算等。(6)额定起重量(rated capacity)额定起重量mRC 是指在正常工作条件下，对于给定机

26、型和载荷位置的起重机械，其设计能起升的最大净起重量；对于流动式起重机，其额定起重量则为起重挠性件下起重量。第三节 起重机械的主要参数 (7)最大起重量(maximum capacity)最大起重量mMC是指额定起重量的最大值。额定起重量通常可简称为起重量。桥架类型起重机械的额定起重量是定值；臂架类型起重机械的额定起重量可以是一个定值，也可以是与臂架幅度(或长度)相对应的可变化的值，此时的额定起重量可能是多个值或是一条可变化的曲线；在无特殊说明时，“起重量”一般表示最大起重量，即最大额定起重量。第三节 起重机械的主要参数 起重量是起重机械最重要且应用最多的技术参数，其定义和数值系列应符合国家标准

27、。国际标准(ISO23741983)规定了适用于所有类型起重机械的各基型最大起重量系列，见表1-2，使用中应尽量避免选用括号中的数值。另外，各种类型起重机械都有符合自身特点的起重量系列范围。三、起重机械的起重量第三节 起重机械的主要参数跨度、轨距与轮距 桥架类起重机械运行轨道中心线之间的水平距离通常称为跨度(span)，用S 表示(图1-27)，单位为m；起重小车、轨行式臂架起重机(整机)运行轨道中心线之间的水平距离分别称为小车轨距和起重机轨距(track center)，两者皆以K 表示(图1-28a、b)，单位为m；轮胎式臂架起重机运行车轮踏面中心线之间的水平距离称为轮距(track ce

28、nter)，也以K表示(图1-28c)，单位为m。图1-271-27跨度示意图图1-281-28轨距示意图第三节 起重机械的主要参数幅度 幅度(radius)是指整机置于水平场地时，从回转平台中心线(非回转类时可取为臂架后轴线或其他典型轴线)至取物装置垂直中心线之间的水平距离,用R 表示(图1-29a),单位为m。图1-291-29幅度示意图第三节 起重机械的主要参数起升高度、下降深度与起升范围 起升高度(load-lifting height)是指起重机械支承面至取物装置最高工作位置(上极限位置)之间的垂直距离，用H 表示(图1-30a)，单位为m。对于上极限位置，吊钩和货叉应取其承载支承面

29、(内表面)，其他取物装置应取其闭合状态最低点。起重机械支承面通常取为支承整机运行底架的基础平面工作场地的地面、轨道顶面、水面等。图1-301-30起升高度与下降深度示意图第三节 起重机械的主要参数 下降深度(load-lowering height)是指起重机械支承面至取物装置最低工作位置(下极限位置)之间的垂直距离，用h 表示(图1-30b),单位为m。对于下极限位置，吊钩和货叉应取其支承面(外表面)，其他取物装置应取其闭合状态最低点。第三节 起重机械的主要参数 起升范围(lifting range)是指取物装置最高和最低工作位置(上、下极限位置)之间的垂直距离,即起升高度和下降深度之和，用

30、HLR表示，则HLR=H+h。起升高度和下降深度应根据具体机型的作业要求进行选择，当无特殊要求时，均应按国家标准执行。第三节 起重机械的主要参数工作运动速度 起重机械的工作运动速度是指四大机构在工作载荷下稳定运动状态的工作速度,其合理与否将直接影响整机的工作性能,包括作业效率、驱动功率、惯性动载荷、吊装平稳性、安全性等。工作速度除按用户要求和机型确定以外,通常还需考虑如下因素:一、确定工作运动速度的影响因素第三节 起重机械的主要参数 (1)工作性质和使用场合对于经常工作的、工作级别较高的、有较高生产率要求的工作机构，一般可采用高速；对于工作级别较低的、非工作性的或调整性的工作机构，一般采用低速

31、；一般用途场合采用中等工作速度，大批量装卸货物场合采用高速，安装作业时采用低速和微速；装卸、安装、转运等多用途时可采用多种速度或调速；满载工作时采用低速,轻载、空载工作时则采用高速。(2)起重量和载荷大小起重量以及自重载荷等较小时可采用高速，反之则宜采用低速。第三节 起重机械的主要参数图1-311-31速度时间曲线第三节 起重机械的主要参数 (4)其他各机构作业性质的差异、两个机构同时工作的要求、与生产工艺过程间的协调、调速要求和电气实现方法等都会影响工作速度。例如，回转速度因受到起制动惯性力的限制而只能取得很小，变幅速度由于受到带载变幅运动平稳性、安全性等影响也不能取得太大。第三节 起重机械

32、的主要参数 起重机械的机构工作速度通常包括起升、运行、变幅和回转四类。前三项常用字母v 表示，单位为m/min(或m/s)，回转速度用n 表示，单位为r/min。二、机构工作速度第三节 起重机械的主要参数 (1)起升/下降速度(load-lifting/lowering speed)起升/下降速度是指在稳定运动状态下，额定工作载荷的垂直位移速度，通常有快速、慢速和微速之分。微速下降速度(precision load-lowering speed)是指在稳定运动状态下，安装或堆垛最大额定载荷时的最小下降速度。第三节 起重机械的主要参数 (2)运行速度(traveling speed)运行速度是指

33、整机在稳定运动状态下，带工作载荷沿水平路径的位移速度。(3)变幅速度(derricking speed)变幅速度是指在稳定运动状态下,起重机工作载荷在最大幅度与最小幅度间水平位移的平均速度。(4)回转速度(slewing speed)回转速度是指在最大幅度带工作载荷稳定运动状态下，起重机回转部分的回转角速度。第三节 起重机械的主要参数工作级别 工作级别的划分包括起重机械整机分级、机构分级、结构件或机械零部件分级三个层次，主要由两个典型使用特征决定：使用时“繁”(忙闲)的程度使用等级，吊运货物“重”(满载率及次数)的程度载荷状态级别。一、概述第三节 起重机械的主要参数 (1)起重机的使用等级一台

34、起重机械的设计预期寿命是指设计预设的，从开始使用起到最终报废时止能完成的总工作循环数CT。起重机一个工作循环是指从起吊一个物品起,到能开始起吊下一个物品时止，包括起重机运行及正常的停歇在内的一个完整的过程。二、起重机整机的分级第三节 起重机械的主要参数 (2)起重机的起升载荷状态级别起重机的起升载荷状态级别是指在该起重机设计预期寿命期限内，它的各个有代表性的起升载荷值及相对应的起吊次数，与其额定起升载荷值及总的起吊次数的比值情况。第三节 起重机械的主要参数 (3)起重机整机的工作级别综合上述起重机的10 个使用等级和4 个载荷状态级别的排列组合,起重机整机的工作级别可按“对角线等寿命”原则划分

35、为A1 A8 共8 个级别,见表1-11。第三节 起重机械的主要参数 (1)机构的使用等级机构的设计预期寿命是指设计预设的,从开始使用起到预期更换或最终报废时为止的总运转时间(不包括停歇时间的、实际运转小时数的累计总和)。三、机构的分级第三节 起重机械的主要参数 (2)机构的载荷状态级别机构的载荷状态级别表明了其所受载荷的轻重程度(可用机构载荷谱系数Km 表征)。ISO 标准根据载荷谱系数Km 列出了机构的四种载荷状态级别L1 L4以及与其相对应的载荷谱系数范围值(表1-13),它可以反映这些载荷对机构及其零部件所形成的损伤效应状态，与表1-13 机构载荷状态级别相对应的典型载荷谱如图1-33

36、 所示(Ci 为与载荷相应的作用时间比)，设计中机构载荷状态级别的具体确定方法与整机类似。第三节 起重机械的主要参数 (3)机构的工作级别机构的工作级别是把各单个机构分别作为一个独立整体来进行其载荷轻重程度及运转频繁情况的总体评价，它并不表示该机构中所有零部件都一定有与此相同的受载及运转情况。根据机构的10个使用等级和4个载荷状态级别的排列组合，机构的工作级别可划分为M1 M8共8级,见表1-14。第三节 起重机械的主要参数 (1)结构件或机械零件的使用等级结构件或机械零件的总使用时间(预期寿命)，可以表征为设计预设的，从开始使用起到该结构件报废或该机械零件更换时为止的期间内发生的总的应力循环

37、次数。图1-34 所示为包含五个应力循环的时间应力变化历程。四、结构件或机械零件的分级图1-341-34随时间变化的五个应力循环举例第三节 起重机械的主要参数 (2)结构件或机械零件的应力状态级别结构件或机械零件的应力状态级别,表明了该结构件或机械零件在总使用期内发生应力的大小及相应的应力循环情况(即应力谱)。设计规范根据应力谱系数KS 列出了结构件或机械零件的四种应力状态级别S1 S4 以及与其相对应的应力谱系数范围值,见表1-16。第三节 起重机械的主要参数 (3)结构件或机械零件的工作级别结构件或机械零件工作级别按其使用等级及应力状态级别划分为E1 E8共8个级别，见表1-17。第三节

38、起重机械的主要参数其他工作参数简介 生产率(或生产能力)是指单台起重机单位时间内完成吊运货物的总量，以表明该机装卸能力的综合指标，单位为t/h。生产率通常可根据起重量、主要机构工作速度、工作行程、机构重叠工作程度、循环时间和次数、作业路径、操作技能等装卸工艺数据(图1-35)进行理论计算，此时主要机构的驱动装置应以最高生产率下不过热和不过载为计算条件。图1-351-35门座起重机典型工作循环过程一、生产率(loading and unloading capacity，productivity)第三节 起重机械的主要参数 轮压 P 是指起重机(或小车)一个车轮作用在轨道或地面上的最大垂直载荷，单

39、位为N 或kN。轮压是起重机械金属结构、运行系统等设计的重要参数，也是其支承基础的基本参数，按工况不同可分为工作轮压与非工作轮压、最大轮压与最小轮压以及等效轮压等。二、轮压(wheel load)第三节 起重机械的主要参数 1)设计质量(design mass)m0是指起重机械在正常状态下(包括尾部平衡重)，不包括压重、平衡重、燃料、油品、润滑剂和水的起重机械质量。2)总质量(total mass)mtot 是指包括压重与平衡重以及按规定值加足的燃料、油品、润滑剂和水在内的起重机械质量。三、质量(mass)指标第三节 起重机械的主要参数 基距b 是指(流动式起重机或行走式起重机)沿平行于起重机

40、纵向运行方向测定的起重机支承中心线之间的距离，如图1-36 所示。图1-361-36基距示意图 四、基距(base)第三节 起重机械的主要参数 悬臂有效伸距l 是指离悬臂最近的起重机轨道中心线至位于悬臂端部取物装置中心线的最大水平距离,如图1-37 所示。图1-371-37悬臂有效伸距 五、悬臂有效伸距(outreach from rail)第三节 起重机械的主要参数 尾部回转半径r 是指在与臂架相反方向上起重机回转部分的最大回转半径，如图1-38所示。图1-381-38尾部回转半径六、尾部回转半径(tail radius)第三节 起重机械的主要参数 最小转弯半径rmin是指起重机转向车轮处于

41、极限偏转位置时，其外侧前轮运行轨迹的曲率半径的最小值，如图1-39 所示。最小转弯半径与起重机底盘的基距、轮距、转向轮的转角等有关。图1-391-39最小转弯半径图七、最小转弯半径(minimum turning radius)第三节 起重机械的主要参数 坡度i 是指起重机(或小车)在地面(或轨道)上工作时的道路坡度，用起重机基距两点之间的标高差值h 与在坡道上的水平距离b 之比(i=h/b)来确定,如图1-40 所示。图1-401-40坡度示意图八、坡度(gradient)和爬坡能力(gradeability)第三节 起重机械的主要参数 1)起重臂伸缩速度(telescopic speed)

42、。起重臂伸缩速度是指起重臂伸出(或缩回)时其头部沿臂架纵向中心线移动的速度。2)支腿收放时间(retracting time)。支腿收放时间是指起重机的外伸支腿由全伸(全收)状态运动到全收(全伸)状态所用的时间。通常支腿的缩腿时间约为伸腿时间的一半，一般为15 50s。3)外伸支腿最大压力(maximum out-rigger load)。外伸支腿最大压力是指支腿全伸进行起重作业时，一个支腿座承受的最大法向反作用力，单位为N 或kN。九、辅助机构的工作参数 第三节 起重机械的主要参数 起重机限界线是指起重机靠近构筑物工作时，安全作业条件所限定的空间，如图1-41 所示。起重机限界线的边界只有取物装置在进行搬运作业时才允许逾越。图1-411-41起重机限界线图十、起重机限界线(crane clearance line)总结 本章主要介绍了起重机械的用途、地位、基本组成、工作过程和工作特点、发展历程和发展动向、主要工作参数等基础知识,对于这些应全面了解,并重点掌握起重机械的工作特点和主要参数,尤其是有关起重量、工作速度、工作级别等基本概念。教学重点和难点:起重机械的工作特点和主要参数,尤其是起重量和工作级别的概念。本章小结谢谢THANK YOUXxxx制作