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1、通用机械设备通用机械设备课件（课件（1 1）第第1 1章章 起重机械起重机械第一节概述第二节卷 绕 装 置第三节取 物 装 置第四节制 动 装 置第五节运行支承装置第六节电 动 葫 芦第七节桥式起重机分类、组成和参数第八节桥式起重机的桥架第九节桥式起重机桥架运行机构第十节桥式起重机的起重小车第十一节桥式起重机常见的机械故障及排除方法第十二节平衡臂架式起重机平衡吊一、起重机械的作用及组成一、起重机械的作用及组成起重机械是实现企业生产过程机械化和自动化、提高劳动生产率、起重机械是实现企业生产过程机械化和自动化、提高劳动生产率、减轻繁重体力劳动的重要工具和设备。减轻繁重体力劳动的重要工具和设备。二、
2、起重机械的分类二、起重机械的分类根据起重机械所具有的运动机构，可以把起重机械分为单动作和根据起重机械所具有的运动机构，可以把起重机械分为单动作和复杂动作的起重机械两大类。复杂动作的起重机械两大类。三、起重机的主要参数三、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。起重机的主要参数，是设计和选用起重机的主要依据。(1)额定起重量额定起重量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抓斗和电磁吸盘等取物装置的最大质量(单位为单位为kg、t)，吊钩，吊钩起重机的额定起重量不包括吊钩和动滑轮组的自重。起重机的额定
3、起重量不包括吊钩和动滑轮组的自重。第一节概述(2)跨度跨度s和幅度和幅度R跨度是桥式跨度是桥式类型起重机的一个重要参数，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线或轨道中心线之间的水平距离离(单位为单位为m)。(3)起升范围起升范围D和起升高度和起升高度H起升范围是指取物装置上下起升范围是指取物装置上下极限位置间的垂直距离极限位置间的垂直距离(单位单位为为m)。(4)工作速度工作速度包括工作速度工作速度包括起重机的运行速度起重机的运行速度(m/min)、起升速度起升速度(m/min)、变幅、变幅(m/min)、旋转速度、旋转速度(
4、r/min)。图1-1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(5)生产率起重机单位时间内吊运物品的总质生产率起重机单位时间内吊运物品的总质量，即生产率量，即生产率(单位为单位为t/h)。(6)质量和外形尺寸它们是指起重机本身的质量质量和外形尺寸它们是指起重机本身的质量(单位为单位为t)和长、和长、宽、高尺寸宽、高尺寸(单位为单位为m)。四、起重机工作级别对于同样起重量的起重机，在不同场合下使用，它们的工况往往会有很大的差别。1.起重机利用等级表1-2起重机的利用等级表1-3起重机的载荷状态3.起重机工作级别的划分表1-4起重机工作级别的划分2.起重机的载
5、荷状态表1-5桥式起重机工作级别举例同一起重机中不同机构在工作时的情况各不相同，因此，把各机构的工作也划分成若干个工作级别，称为机构工作级别，这与起重机工作级别类似。1.机构利用等级表1-6机构利用等级五、起重机机构工作级别表1-7机构载荷状态分级3.机构工作级别的划分表1-8机构工作级别2.机构载荷状态一、绳索滑轮组1.绳索滑轮组种类第二节卷第二节卷 绕绕 装装 置置图图1-3单一滑轮组起升单一滑轮组起升时的水平位移时的水平位移图1-2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电动机图1-4双联滑轮组a)平衡杆式b)6分支c)8分支d)12分支3.滑轮组的效
6、率表1-9钢丝绳滑轮组的效率(绕入卷筒的牵引绳由动滑轮引出)(一)2.滑轮组的倍率表1-10钢丝绳滑轮组的效率(绕入卷筒的牵引绳由定滑轮引出)(二)二、滑轮滑轮用于支承钢丝绳，并引导钢丝绳方向的改变。图1-6滑轮绳槽断面图1-5滑轮的结构表1-11系数h图1-7绳索卷筒a)光面卷筒b)螺旋槽卷筒1标准槽2深螺旋槽三、卷筒在起升机构中，卷筒是用来驱动和卷绕钢丝绳的，用它的旋转运动使钢丝绳带动载荷升降，其结构见图17。1.钢丝绳的种类、构造和标记1)按钢丝绳的捻绕次数，分为单捻绳、双捻绳和三捻绳三种。图1-8钢丝绳捻绕方向a)同向捻钢丝绳b)交互捻钢丝绳2)按钢丝捻成股和股捻成绳的相互方向，分为同
7、向捻、交互捻两种，见图1-8。四、钢丝绳起重机上所用的钢丝绳是一种挠性件。3)按钢丝绳中股的捻制类型划分，常用的主要有点接触绳和线接触绳两种。图1-10点接触钢丝绳图1-9点接触钢丝绳的股图1-11线接触钢丝绳的股代号S)、瓦林吞式(粗细式，代号W)、填充式(代号Fi)。图1-12线接触钢丝绳a)西鲁式(外粗式，代号S)b)瓦林吞式(粗细式，代号W)c)填充式(代号Fi)4)线接触绳根据绳股结构的不同，又分为西鲁式(外粗式，7)钢丝绳的全称标记和简化标记。例1例218ZAA6(9+9+1)+SF1770ZS GB/T89185)钢丝绳的股芯或绳芯。6)钢丝的表面状态。2.钢丝绳的选择与计算表1
8、-12起重机械常用的钢丝绳类型1)钢丝绳最小直径按下式计算确定表1-13c和n值2)按与工作级别有关的安全系数选择钢丝绳直径，所选钢丝绳的破断拉力应满足一、吊钩和吊钩组吊钩是一种使用得最多的取物装置，一般情况下，吊钩并不与钢丝绳直接连接，通常是与动滑轮合成吊钩组进行工作。1.吊钩图1-13吊钩a)锻造单钩b)锻造双钩c)叠板单钩d)叠板双钩第三节取 物 装 置2.吊钩组(1)长型吊钩组图1-14中，滑轮1的两边安装着拉板3。(2)短型吊钩组如图1-15所示，它与长型吊钩组不同，是将吊钩横梁加长，在横梁两端对称地安装滑轮，而不另设滑轮轴，这样就使吊钩组整体高度减小，故称其为“短型”。图1-15短
9、型吊钩组1滑轮2滑轮轴3吊钩图1-14长型吊钩组1滑轮2滑轮轴3拉板4吊钩横梁5吊钩图1-16双绳抓斗二、抓斗抓斗是一种装运散状物料的自动取物装置。图1-17双绳抓斗工作过程a)下降在物料上b)抓取物料c)起升d)卸料图1-18杠杆夹钳三、夹钳夹钳是一种吊运成件物品的取物装置。1.杠杆夹钳图1-19偏心夹钳2.偏心夹钳图1-20电磁吸盘a)圆形底面b)矩形底面四、电磁吸盘表1-14电磁吸盘的起重量(单位：kg)图1-21黑色金属磁通密度与温度的关系一、制动器的作用和种类图1-22单块制动器1制动轮2瓦块3制动杠杆第四节制 动 装 置三、单块制动器图122是单块制动器的简图，这种制动器主要由制动
10、轮1、瓦块2和制动杠杆3组成。四、双块制动器在制动轮轮缘外侧对称地安装两个制动瓦块，并用杠杆系统把它们联系起来，使两个制动瓦块根据机构合闸或松闸的要求，同时压紧或脱开制动轮，这种制动器就是双块制动器。图1-23ZWZ系列A型直流(短行程)电磁铁块式制动器五、短行程电磁铁双块制动器的调整1.调整电磁铁行程图1-24交流(短行程)电磁铁块式制动器a)构造图b)原理图1底座2制动杆3瓦块4制动片5夹板6小螺母7辅助弹簧8拉板9主弹簧10中心拉杆11螺母(共3个，紧贴主弹簧的那个是调整主弹簧长度用的，叫做调整螺母；中间的是防止调整弹簧螺母松动的，叫做背螺母；第3个是卸闸瓦时使制动杆张开的，叫做张开螺母
11、)12衔铁13导电卡子14背螺母15调整螺栓2.调整主弹簧工作长度图1-25调整电磁铁行程1调整螺母2中心拉杆方头图1-26调整主弹簧1调整螺母2背螺母3中心拉杆方头图1-27调整制动瓦块与制动轮间隙3.调整两制动瓦块与制动轮的间隙一、车轮图1-28车轮类型a)双轮缘b)单轮缘c)无轮缘第五节运行支承装置1.车轮的类型2.车轮的材料图1-29车轮踏面a)圆柱面b)圆锥面图1-30工字钢下翼缘上运行的车轮图1-31装在固定心轴上的车轮1固定心轴2车轮3齿圈3.车轮的支承和安装图1-32装在转轴上的车轮1角型轴承箱2转轴3车轮图1-33均衡车架装置图1-34起重机用钢轨a)铁路钢轨b)起重机专用钢
12、轨4.均衡车架装置二、轨道起重机车轮运行的轨道，常采用铁路钢轨；当轮压较大时，采用起重机专用钢轨，见图134。表1-15钢轨的选用图1-35轨道的固定a)用螺栓压板固定在金属梁上的轨道b)用压板固定在钢筋混凝土梁上的轨道c)用钩条固定在金属梁上的轨道1轨道2压板3金属梁4钢筋混凝土梁5螺栓6钩条一、概述电动葫芦是一种常见的用电力驱动的小型起重机械，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1-36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
13、梁4大车运行机构5工字形主梁6垂直辅助桁架7电动葫芦第六节电 动 葫 芦图1-37电动葫芦结构类型图1电动机2制动器3减速器4卷筒5控制电器一般用途的常速钢丝绳电动葫芦，由起升机构、运行机构、电控设备三部分组成。1M38.tif二、电动葫芦的结构类型三、电动葫芦的结构和工作原理CD型电动葫芦外形如图138所示。1.制动器图1-39CD型电动葫芦工作原理示意图1锥形转子电动机2弹性联轴器3减速器的输入轴4减速器的输出轴(空心轴)5卷筒6弹簧7制动器座8制动轮图1-40锥形转子受力分析图2.减速器图1-41MD型电动葫芦的双速电动机组1起重辅电动机2带齿圈的制动轮3起重电动机4风扇制动轮3.卷筒4
14、.排绳器5.起重电动机6.电动小车图1-42电动葫芦小车驱动方式一、桥式起重机的分类按驱动方式和桥架结构的不同，桥式起重机分为手动单梁和双梁、电动单梁和双梁等几种形式。图1-43桥式起重机示意图1驾驶室2大车3起重小车4钢丝绳5吊钩组第七节桥式起重机分类、组成和参数二、桥式起重机的组成桥式起重机的组成如图144所示。1.金属结构部分图1-44电动双梁桥式起重机(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。(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。3.电气设备2.机械(工作机构)部分表1-16桥式起重机起
15、重量和工作级别的划分2.二用、三用的起重量根据用户需要进行匹配。三、通用桥式起重机基本参数通用桥式起重机早已系列化和标准化。1.起重量和工作级别表1-17桥式起重机的标准跨度(单位：m)3.起升高度4.工作速度2.跨度一、单梁桥架这种桥架是由一个主梁与固定在主梁端部的两个端梁组成的。图1-45单梁桥架a)主梁一侧或两侧加斜撑b)主梁一侧加水平桁架第八节桥式起重机的桥架图1-46桁构式单梁桥架1垂直辅助桁架2主梁3端梁4斜撑5水平桁架1.桁构式桥架图1-47桁构式桥架1主桁架2垂直辅助桁架(副桁架)3上水平桁架4下水平桁架二、双梁桥架大中型桥式起重机一般都采用双主梁桥架。图1-48四桁架结构1主
16、桁架2辅助桁架3上水平桁架4下水平桁架5钢轨图1-49箱形主梁结构1上盖板2腹板3下盖板4隔板5加强肋板6纵向加肋角钢2.箱形桥架图1-50端梁结构图1-51主梁与端梁的连接1箱形主梁支承端2、3水平连接板4垂直连接板5角撑板3.单腹板式桥架4.空腹桁架桥架图1-52单腹板式桥架图1-53空腹桁架桥架结构起重机工作时，桥架受载必然会产生下挠度，这将对小车向桥架主梁两端的运动产生附加爬坡阻力。三、对桥架主梁上拱和静挠度的要求一、集中驱动的桥架运行机构集中驱动是指在桥架走台中部只安装一台电动机。图1-54集中驱动的大车运行机构a)、b)高速轴传动方案c)低速轴传动方案d)中速轴传动方案1电动机2制
17、动器3、5半齿联轴器4浮动轴6减速器7车轮8全齿联轴器9开式齿轮第九节桥式起重机桥架运行机构二、分别驱动的桥架运行机构图1-55分别驱动的大车运行机构1电动机2制动器3、5半齿联轴器4浮动轴6减速器7车轮8全齿联轴器9全齿制动联轴器图1-56“三合一”驱动装置大车运行机构1车轮2连接架3减速器4带制动器的电动机三、实心转子制动电动机在运行机构中的应用1.笼型异步电动机的起动“冲击”问题图1-57标准轮箱模块1)在电动机定子串接起动电阻。2)加装调速系统，如变频调整器等。3)在一般的情况下，可用实心转子电动机，实现“缓起动”。2.实心转子电动机的结构和工作原理3.实心转子电动机和笼型异步电动机特
18、性曲线的比较图1-58电动机机械特性曲线1笼型转子电动机2实心转子电动机图1-59起重机运行机构速度曲线1笼型转子电动机驱动2实心转子电动机驱动1)笼型转子电动机在直接起动过程中转矩随转速增加(转差率减小)而增加，起动时间短，加速度大，这时是第一次冲击，在达到额定转速时电磁转矩又减小过快，造成了二次冲击。2)在同样负载下，实心转子电动机比笼型转子电动机的起动时间要长，这样起动时的“冲击”就减小了，达到了“缓起动”的目的。4.实心转子电动机的优缺点5.在起重机运行机构中的运用一、起升机构见图12，它由电动机、传动装置、卷绕装置、取物装置和制动装置组成，这里主要介1M60.tif第十节桥式起重机的
19、起重小车图1-61采用闭式传动的起升机构1.闭式传动1M62.tif图1-63具有开式齿轮传动的起升机构1电动机2带制动轮的弹性柱销或全齿联轴器3减速器4卷筒5轴承6带中间浮动轴的半齿联轴器7开式齿轮2.开式传动二、小车运行机构图1-64减速器装在小车车轮中间的运行机构1电动机2制动器3立式减速器4车轮5半齿联轴器6浮动轴7全齿联轴器三、小车架小车架用于支承和安装起升机构、小车运行机构。图1-65小车架的主要构件1纵梁2横梁四、安全装置起重小车的安全装置主要有栏杆、限位开关、撞尺、缓冲器、排障板等。1.栏杆2.限位开关图1-66杠杆式限位开关a)起升机构装有环套的重锤限位开关b)起升机构装有带
20、连杆的重锤限位开关1、4、8重锤2限位开关的弯形杠杆3套环5撞板6吊钩夹套7杠杆图1-67旋转螺杆式起升高度限位开关1壳体2弧形盖3螺钉4压板5纸垫6十字滑块联轴器7、12螺母8垫圈9导柱10螺杆11滑块13螺栓14限位开关图1-68小车用弹簧缓冲器3.缓冲器表1-18桥式起重机常见的机械故障及排除方法4.排障板第十一节桥式起重机常见的机械故障及排除方法表1-18桥式起重机常见的机械故障及排除方法表1-18桥式起重机常见的机械故障及排除方法表1-18桥式起重机常见的机械故障及排除方法图1-69平衡吊总图1立柱2回转座3减速箱4平衡锤5电动机6支承臂7大横臂8小横臂9起重臂10吊钩架11吊钩第十
21、二节平衡臂架式起重机平衡吊一、平衡吊的结构组成及运动图169所示为最大起重量50kg的平衡吊总图。1)支承部分，即立柱1。2)回转臂架部分，由回转座2、减速箱3、电动机5、大横臂7、小横臂8、起重臂9、支承臂6、吊钩架10、吊钩11和平衡锤4等组成。3)电气控制部分(图中未表示)，包括电控箱、按钮盒等。图1-70平衡吊运动简图1立柱2回转座3丝杆4螺母5电动机6V带7、8齿轮9、11滚轮10支承臂12大横臂13小横臂14起重臂15吊钩图1-71平衡臂简图图171为平衡臂的简图。1)设平衡臂起升重物Q至某一高度，重物处于静止状态，即平衡状态。图1-73起重臂简图二、平衡吊的平衡原理图1-72平衡
22、臂平衡时的各杆角度(位置)关系2)取起重臂CE作其简图，如图1-73所示。图1-74重力Q、支承力N与平衡臂的几何关系图3)再取平衡臂并作其简图，画出有关的辅助线，如图1-74所示。5)从图1-73、图1-74可看出图1-75B型平衡吊1立柱2回转减速箱3电控箱4电动机5拉簧6平衡臂7手柄8专用夹具图1-76B型平衡臂结构1小横臂2大横臂3、5、6滚轮4支承臂7横杆8三角板9竖杆10起重臂11连接板12手柄座三、平衡吊使用中应注意的问题在实际工作中会发现，有的平衡吊不能在所有工作位置上都随遇平衡，其原因为：1)水平导槽没有调成水平。2)由于制造误差或杆件变形破坏了平行四边形或者挂重点E的位置，不能满足L/l=H/h。3)平衡臂杆系的自重没有平衡好。四、平衡吊的应用1)平衡吊有多种安装方式(见图1-77)：地面移动式、地面固定式、悬挂轨道式和屋架固定式等。2)将平衡吊的立柱倒置固定在另一大悬臂梁上(见图1-78)，此梁用电动机带动绕大立柱回转，这样又扩大了平衡吊的作业范围。图1-77平衡吊的安装方式a)地面移动式b)地面固定式c)悬挂轨道式d)屋架固定式图1-78平衡吊扩大作业范围示意图结束结束