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[科普中国]-起升机构

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起升机构,又叫“提升机构”,是起重机必备的、对物品进行升降运作的基本构成。起升机构由起升电机通过联轴器经减速器空心轴驱动卷筒旋转,从而使绕在卷筒上的钢丝绳/缆线带动吊钩装置上升或下降。针对不同的起升高度可能需要配置对应的联轴器及支持架。起升机构工作的好坏将直接影响整台起重机的工作性能。

简介起升机构主要由驱动装置、传动装置、卷筒、滑轮组、取物装置和制动装置组成。此外,还可装设各种辅助装置,如起升高度限位器,力矩限制器,三圈保护等安全装置,特别是在中、大吨位起重机上,力矩限制器越来越重要。

具体组成驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。

钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。

取物装置包括吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具、挂梁等多种型式。

安全保护装置有超负荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等1。

驱动方式起升机构有内燃机驱动、电动机驱动、液压驱动三种驱动方式。

内燃机驱动这种驱动方式的优点是具有自身独立的能源,机动灵活,适用于流动作业的流动式起重机。为保证各机构的独立运动,整机的传递系统复杂笨重。由于内燃机不能逆转,不能带载启动,需依靠传递环节的离合器实现启动和换向。这种驱动方式调速困难,操作麻烦,属于淘汰类型。只在现有少数履带起重机的铁路起重机上应用。

电动机驱动这是起升机构主要的驱动方式。直流电动机的机械特性适合起升机构工作要求,调速性能好,但获得直流电源教困难。 在大型的工程起重机上,常用内燃机和直流电机实现直流传动。交流电动机驱动能直接从电网取得,操纵简单,维护容易,机组重量轻,工作可靠,在电动机起升机构中被广泛采用。

液压驱动液压驱动的起升机构,由原动机带动液压泵,将工作油液输入执行构件(液压缸或液压马达)使机构动作,通过控制输入执行机构的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大,可实现大范围的无极调速,结构紧凑,运转平稳,操作方便,过载保护性好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高,液压容易泄露。液压驱动在流动式起重机上获得广泛的应用1。

设计要素设计起升机构需要给定的主要参数有:起重量、工作级别、起升高度和起升速度。

起重量对起升机构的组成形式、传动部件、电动机的驱动功率有重要影响。在起重机系列设计中,合理选择起重量是重要的环节。一般情况下,当起重量超过10t时,常设置两个起升机构,即主起升击机构和副起升机构。主起升机构的重量大,用以起吊重的货物。副起升机构的起重量小,但速度较快,用以起吊较轻的货物或作辅助性工作,提高工作效率。

起升速度的选择与起重量、起升高度、工作级别和使用要求有关,中、小起重量的起重机选用高速以提高生产率,大起重量的起重机选用低速以降低驱动功率,提高工作的平稳性和安全性。工作级别高、经常使用、要求生产率高的起重机宜采用高速;反之,工作级别低、用于辅助性工作的起重机可选用低速。用于安装与设备维修的起重机除选用低速外,还克配备有微速或调试功能。大起升高度的起重机为了提高工作效率,除适当提高起升高速外,还可备有空载快速升降功能。各类起重机常用的起升速度可参考下表1。

电动形式布置方式(1)平行轴布置方式

下图是吊钩起重机的基本形式。

(2)同轴线布置

电动葫芦是电动机与卷筒同轴布置的典型形式。

钢丝绳卷绕系统卷绕系统是传动系统的一部分,由挠性元件(钢丝绳或链条)、导向和贮存元件(滑轮和卷筒)组成。它将旋转运动改变成直线运动,起着运动形式的转化和能量的传递作用1。

液压形式高速液压马达驱动

低速液压马达驱动

液压缸驱动液压缸作直线往复运动。液压缸驱动的起升机构有多种型式。最简单的是液压缸直立,直接顶升物品,如液压电梯和塔式起重机的顶升机构,液压缸行程和推力与被顶物品的重量和起升高度有关。

(1)下图是液压缸配增速滑轮组构成的起升机构。

(2)下图是起升液压缸和剪叉机构构成的起升机构。

(3)伸缩臂架变幅机构起着物品起升机构。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学