第九节 起重机基础知识
一、起重机的分类
1.起重机的类型
起重机是搬运物料的机械设备，其基本类型有轻小型起重机、桥式类起重机、臂架类起重机和堆垛起重机等。图3-80所示为几种不同类型的起重机。
图3-80 不同类型起重机
（a）手拉葫芦；（b）塔式起重机；（c）门座起重机；（d）装卸桥；（e）汽车起重机
桥式起重机。俗称行车、吊车或天车。根据吊起装置的不同，可分为电磁吸盘式、抓斗式和吊钩式等，其中吊钩起重机应用最为广泛。
桥式起重机，一般由桥架、小车、大车移动机构、提升机构、主滑线和辅助滑线等组成，其机构示意图如图3-81所示。
桥式起重机根据生产的需要对上述各运行机构提出以下的控制要求：拖动各运行机构的电动机要能频繁地启动、制动、调速、反转，同时能承受较大的过载和机械冲击。
图3-81 桥式起重机结构示意图
1—驾驶室；2—辅助滑线架；3—交流磁力控制盘；4—电阻箱；5—起重小车；6—大车拖动电动机；7—端梁；8—主滑线；9—主梁
为此，桥式起重机用的电动机，具有结构坚固、耐热绝缘良好、飞轮转矩较小、启动转矩较大的特点，并能承受相当大的过载和机械冲击。起重机专用交流电动机有YZ、YZR系列产品，功率从1.8～20kW；起重机专用直流电动机有ZZY、ZZJO系列产品功率从3～145kW。由于鼠笼式异步电动机启动时转差损耗较大，只适用于启动次数较少的场合；绕组式异步电动机转差损耗大部分消耗在外接电阻器中，适用于启动次数较多的场合。但由于启动过程中损耗功率比额定转速时大，散热效果差，当启动次数达每小时数百次时，为避免电机过热，应降容使用。故在选择电动机及验算制动器等发热时，应考虑负载持续率FZ%值。
桥式起重机具有必要的零位、短路、过载和终端保护。
2.起重机工作分类
起重机属断续周期工作制，按其工作繁重程度，可分为轻、中、重和特重等四级。各级对应的负载持续率FZ%大致为：轻级FZ%=15；中级FZ%=25；重级FZ%=40；特重级FZ%=60。机构的通电持续率FZ%按下式计算
FZ%=tj/T×100
式中 tj——在起重机的一个工作循环中该机构的总运转时间；
T——起重机的一个工作循环时间。
二、起重机的主要参数
起重机的主要参数，是设计和选用起重机的主要依据。主要参数包括如下几项：
（1）额定起重量Gn。额定起重量是指起重机允许吊起的物品连同抓斗和电磁吸盘等取物装置的最大质量（单位为kg、t），吊钩起重机的额定起重量不包括吊钩和动滑轮组的自重。
（2）跨度s和幅度R。跨度是桥式类型起重机的一个重要参数，它指起重机主梁两端支承中心线或轨道中心线之间的水平距离（单位为m）。幅度是臂架类型或旋转类型起重机的一个重要参数，它是指起重机的旋转轴线至取物装置中心线的水平距离（单位为m）。
（3）升起范围D和起升高度H。起升范围是指取物装置上下极限位置间的垂直距离（单位为m）。起升高度是指地面至吊具允许最高位置的垂直距离（单位为m）。
（4）工作速度。工作速度包括起重机的运行速度（m/min）、起升速度（m/min）、变幅速度（m/min）、旋转速度（r/min）。
（5）生产率。起重机单位时间内吊运物品的总质量，即生产率（单位为t/h）。
（6）质量和外形尺寸。它们是指起重机本身的质量（单位为t）和长、宽、高尺寸（单位为m）。
三、起重机的组成
起重机通常由卷绕装置、取物装置、制动装置、运行支承装置、驱动装置和金属构架等装置中的几种组成。这些装置中的前四种又是由起重机专用的零部件所构成。
（1）卷绕装置在起重机中的应用很广泛。图3-82为桥式起重机起升机构简图，卷绕装置是其中的一个组成部分。起升物品时，卷筒1旋转，通过钢丝2经动滑轮3和定滑轮5，使吊钩4竖直上升或下降。由此可知，卷绕装置是由起重用挠性件（钢丝绳或焊接链）、起重滑轮组、卷筒等组成。
（2）取物装置是起重机的一个重要部件，利用它才能对物品进行正常的起重工作。不同物理性质和形状的物品，应使用不同的取物装置。通用取物装置中最常见的是吊钩，专用的取物装置有抓斗、夹钳、电磁吸盘、真空吸盘、吊环、料斗、盛桶、承重梁和集装箱吊具等。
图3-82 桥式起重机起升机构简图
1—卷筒；2—钢丝绳；3—动滑轮；4—吊钩；5—定滑轮；6—减速器；7—联轴器；8—电动机
（3）起重机是一种间歇运作的机械，要经常地启动和制动。为保证起重机安全准确地吊运物品，无论在起升机构中或是在运行机构、旋转机构中都应设有制动装置。
（4）为使起重机或载重小车作水平运动，起重机上都有运行机构。运行机构分为有轨的和无轨的（如汽车起重机）两种。运行机构由运行支承装置和运行驱动装置组成。起重机用的有轨运行支承装置采用钢制车轮，运行在钢制轨道上。
四、电动葫芦
电动葫芦是一种常见的用电力驱动的小型起重机，可用于固定作业场所，加上运行小车也可沿着工字钢梁的直线轨道或弯曲轨道进行起升和运送物品的作业，因此电动葫芦常被用作单梁桥式起重机、龙门起重机和悬臂起重机的配套提升装置。图3-83为电动葫芦布置在工字钢主梁下方的单梁式起重机简图。
电动葫芦的品种很多，按所用挠性件的不同，有钢丝绳式、环链式和板链式三类；按提升速度不同，有常速和常慢速之分；按工作处所不同，分通用、重型、防爆、防腐等型。使用最广泛的是CD型常速和慢速钢丝绳电动葫芦。CD型电动葫芦只有一种起升速度，而MD型有常速和慢速两种起升速度，当它以慢速（微速）工作时，可满足安装、定位等精细作业的要求，使用范围更为广泛。
图3-83 电动单梁桥式起重机
1—走台栏杆（主视图中用双点划线表示）；2—水平辅助桁架；3—端梁；4—大车运行机构；5—工字形主梁；6—垂直辅助桁架；7—电动葫芦
五、桥式起重机
桥式起重机的组成如图3-84所示。
1.金属结构部分
桥架由主梁和端梁组成，主要用于安装机械和电气设备、承受吊重、自重、风力和大小车制动停止时产生的惯性力等。桥架和安装在它上面的桥架运行机构一起组成“大车”。
2.机械（工作机构）部分
（1）起升机构，它的作用是提升和下降物品。
（2）小车运行机构，它的任务是使被起升的物品沿主梁方向作水平往返运动。小车运行机构与安装在小车架上的起升机构一起，组成起重小车。
（3）桥架运行机构，它的任务是使被提升的物品在大车轨道方向作水平往返运动。这个运动是沿着厂房或料场长度方向运动，所以称为纵向移动。而小车的运动则是沿厂房或料场宽度方向的运动，所以称为横向运动。
图3-84 电动双梁桥式起重机
1—大车运行机构；2—走台；3—大车导电架；4—小车运行机构；5—小车导电架；6—主起升机构；7—副起升机构；8—电缆；9—起重小车；10—主梁；11—驾驶室；12—端梁；13—大车车轮；14—大车导电维修平台
3.电气设备
它包括大车和小车集电器、控制器、电阻器、电动机、照明、线路及各种安全保护装置（如大车和小车行程开关、“舱口”开关、起升高度限制器、地线和室外起重机用的避雷器等）。