起重机结构

在建桥工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分 为轻小型起重设备、桥式类型起重机械和臂架类型起重机，缆索式起重机四大类。轻小型起重设备如:千斤顶、气动葫芦、电动葫芦、平衡葫芦(又名平衡吊)、卷扬机等。桥架类型起重机械如梁式起重机等。臂架类型起重机如固定式回转起重机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机等。缆索式起重机如升降机等。

按起重性质分:流动式起重机、塔式起重机、桅杆式起重机。

按驱动方式分:一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮;另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的"三合一"驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。

按结构形式，起重机主要分为轻小型起重设备、桥架式(桥式、门式起重机)、臂架式(自行式、塔式、门座式、铁路式、浮船式、桅杆式起重机)、缆索式。

1.轻小起重设备

轻小型起重设备的特点是轻便、结构紧凑，动作简单，作业范围投影以点、线为主。轻、小型起重设备，一般只有一个升降机构，它只能使重物作单一的升降运动。属于这一类的有:千斤顶、滑车、手(气、电)动葫芦、绞车等。电动葫芦常配有运行小车与金属构架以扩大作业范围。

电动葫芦

CD1、MD1型系列钢丝绳电动葫芦系在原CD、MD型基础上的改进型产品。它具有结构紧凑、轻巧、安全可靠、零部件通用程度大，互换性强、起重能力高、维修方便等特点，是用途广泛，深受欢迎的轻型起重设备。

该葫芦有固定式和小车式两类。固定式按固定支脚在上、下、左、右位置不同又分为A1、A2、A3、A4四种型式，可直接安装在构架上使用，小车式具有运行功能，可安装在轨道上使用。

2.桥架起重机

可在长方形场地及其上空作业，多用于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸，有梁式起重机、桥式起重机、缆索起重机、运载桥等。

(1)梁式起重机:梁式起重机主要包括单梁桥式起重机和双梁桥式起重机

单梁桥式起重机桥架的主梁多采用工字型钢或钢型与钢板的组合截面。起重小车常为手拉葫芦、电动葫芦或用葫芦作为起升机构部件装配而成。

按桥架方式分为支承式和悬挂式两种。前者桥架沿车梁上的起重机轨道运行;后者的桥架沿悬挂在厂房屋架下的起重机轨道运行。单梁桥式起重机分手动、电动两种。手动单梁桥式起重机各机构的工作速度较低，起重量也较小，但自身质量小，便于组织生产，成本低，适合用于无电源后搬运量不大，对速度与生产率要求不高的场合。手动单梁桥式起重机采用手动单轨小车作为运行小车，用手拉葫芦作为起升机构，桥架由主梁和端梁组成。主梁一般采用单根工字钢，端梁则用型钢或压弯成型的钢板焊成。

电动单梁桥式起重机工作速度、生产率较手动的高，起重量也较大。电动单梁桥式起重机由桥架、大车运行机构

(2)桥式起重机:

桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。

桥式起重机的特点是可以使挂在吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降或水平运移。桥式起重机包括:起升机构，大、小车运行机构。依靠这些机构的配合动作，可使重物在一定的立方形空间内起升和搬运。桥式起重机、装卸桥、冶金桥式起重机、缆索起重机等都属此类。

桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。

普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。

起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。

(3)门式起重机一般根据门架结构形式、主梁形式、吊具形式来进行分类。一般用于港口。

按门框结构形式分

(a)全门式起重机:主梁无悬伸，小车在主跨度内进行。

(b)半门式起重机:支腿有高低差，可根据使用场地的土建要求而定。

(c)双悬臂门式起重机:最常见的一种结构形式，其结构的受力和场地面积的有效利用都是合理的。

按主梁结构形式分

(a)单主梁门式起重机

单主梁悬臂门式起重机结构简单，制造安装方便，自身质量小，主梁多为偏轨箱形架结构。与双主梁门式起重机相比，整体刚度要弱一些。因此，当起重量Q≤50t、跨度S≤35m时,可采用这种形式。单主门梁式起重机门腿有L型和C型两种形式.L型的制造安装方便，受力情况好,自身质量较小，但是,吊运货物通过支腿处的空间相对小一些。C型的支脚做成倾斜或弯曲形，目的在于有较大的横向空间,以使货物顺利通过支脚。

(b)双梁桥式起重机

双梁桥式起重机由直轨、起重机主梁、起重小车、送电系统和电器控制系统组成，特别适合于大悬挂和大起重量的平面范围物料输送。

双梁桥式起重机承载能力强，跨度大、整体稳定性好，品种多，但自身质量与相同起重量的单主梁门式起重机相比要大些，造价也较高。根据主梁结构不同，又可分为箱形梁和桁架两种形式。一般多采用箱形结构。

3.臂架起重机

臂架式起重机的特点与桥式起重机基本相同。可在圆形场地及其上空作业，多用于露天装卸及安装等工作，有门座起重机、浮游起重机、桅杆起重机、壁行起重机和甲板起重机等。

臂架式起重机包括:起升机构、变幅机构、旋转机构。依靠这些机构的配合动作，可使重物在一定的圆柱形空间内起重和搬运。臂架式起重机多装设在车辆上或其他形式的运输(移动)工具上，这样就构成了运行臂架式旋转起重机。如汽车式起重机、轮胎式起重机、塔式起重机、门座式起重机、浮式起重机、铁路起重机等。

(1)悬臂起重机

有立柱式、壁挂式、平衡起重机三种形式.

①柱式悬臂起重机是悬臂可绕固定于基座上的定柱回转，或者是悬臂与转柱刚接，在基座支承内一起相对于垂直中心线转动的由立柱和悬臂组成的悬臂起重机。它适用于起重量不大，作业服务范围为圆形或扇形的场合。一般用于机床等的工件装卡和搬运。

柱式悬臂起重机多采用环链电动葫芦作为起升机构和运行机构，较少采用钢丝绳电动葫芦和手拉葫芦。旋转和水平移动作业多采用手动，只有在起重量较大时才采用电动。

②壁上起重机是固定在墙壁上的悬臂起重机，或者可沿墙上或其他支承结构上的高架轨道运行的悬臂起重机。

壁行起重机的使用场合为跨度较大、建筑高度较大的车间或仓库，靠近墙壁附近处吊运作业较频繁时最适合。壁行起重机多与上方的梁式或桥式起重机配合使用，在靠近墙壁处服务于一长方体空间，负责吊运轻小物件，大件由梁式或桥式起重机承担。

③平衡起重机俗称平衡吊，它是运用四连杆机构原理使载荷与平衡配重构成一平衡系统，可以采用多种吊具灵活而轻松地在三维空间吊运载荷。平衡起重机轻巧灵活，是一种理想的吊运小件物品的起重设备，被广泛用于工厂车间的机床上下料，工序间、自动线、生产线的工件、砂箱吊运、零部件装配，以及车站、码头、仓库等各种场合

(2)塔式起重机

一般用在工地上，吊运物资。

(3)门座起重机

(4)流动式起重机

流动式起重机一般可分为汽车起重机(汽车吊)、轮胎起重机(轮胎吊)、越野轮胎起重机、全路面起重机、履带起重机(履带吊)、特种起重机。

汽车起重机英文名Truck Crane，国内用 QY 表示，如 QY20/20t 汽车起重机(汽车吊)。将起重机吊台安装在通用或专用载重汽车底盘上的一种起重机。一般是一些小吨位的吊车，在国内目前见到最多的就是这种吊车。

全路面起重机英文名All Terrain Crane，国内用QAY表示。全路面起重机的主要特点是:其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置、结构紧凑、重量轻、外形尺寸小、具有良好的行驶性能;底盘悬挂方式为油气悬挂、减震效果明显;能根据路面高低不平自动调平车架、使爬坡能力更强;可实现全轮转向、全桥驱动、转弯半径小、可蟹形行走、使用范围更广;可根据需要升高或降低车架高度、以提高行驶性能和通过能力;支腿跨距大、作业稳定性好;可以不受前方区域的限制、360度全方位作业;工作时须支腿、不能负荷行驶。

轮胎起重机(轮胎吊)Rough Terrain Crane，国内可生产轮胎起重机(轮胎吊)。

履带起重机(履带吊)Crawler Crane。

下面是各种流动式起重机的简介:

1.汽车起重机

汽车起重机:汽车起重机英文名Truck Crane，国内用QY表示，如QY20/20t汽车起重机(汽车吊)。将起重机安装在通用或专用汽车底盘上底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车，符合公路车辆的技术要求，因而可在各类公路上通行无阻。此种起重机一般备有上、下车两个操纵室，作业时必需伸出支腿保持稳定。起重量的范围很大，可从8吨~1000吨，底盘的车轴数，可从2~10根。是产量最大，使用最广泛的起重机类型。

2.轮胎起重机

轮胎起重机(轮胎吊)Rough Terrain Crane，国内没有轮胎起重机(轮胎吊)。起重部分安装在特制的充气轮胎底盘上的起重机。上下车合用一台发动机，行驶速度一般不超过30KM/H，车辆宽度也较宽，因此不宜在公路上长距离行驶。具有不用支腿吊重及吊重行驶的功能，适用于货场、码头、工地等移动距离有限的场所的吊重作业。由于不用支腿吊重及吊重行驶经常出现一些事故，目前国内各大吊装广东顺发起重设备有限公司已经逐渐的取消吊重行驶功能。轮胎起重机的主要特点是:其行驶驾驶室与起重操纵室合二为一、是由履带起重机(履带吊)演变而成，将行走机构的履带和行走支架部分变成有轮胎的底盘，克服了履带起重机(履带吊)履带板对路面造成破坏的缺点，行驶的速度也较履带起重机(履带吊)快;作业稳定、起重量大、可在特定范围内吊重行走、但必须保证道路平整坚实、轮胎气压符合要求、吊离地面不得超过50CM;禁止带负荷长距离行走。为保证作业安全，目前国内基本上禁止不打支腿进行吊装作业。

3.越野轮胎起重机

是70年代发展起来的一种起重机，其吊重功能与轮胎起重机相似，也可进行不用支腿吊重及吊重行驶。所不同的是底盘的结构形式及由独特的底盘结构所带来的行驶性能的提高。这种起重机的发动机均装在底盘上，底盘有两根车轴及四个大直径的越野花纹轮胎。四个车轮均为驱动轮及转向轮，当在泥泞不平的工地上转移工位时，四个车轮都传递动力，即四轮驱动，以提高通过泥泞地面及不平路面的能力。当在平坦路面以较快速度行驶时，只用前轴或后轴的两个车轮驱动，以减少能耗。在起重机的随机文件中，用4×4表示四轮驱动，4×2表示4个车轴中有两个车轮是驱动轮。该车型适合狭小的场地作业。可实现连续无级变速，在路面阻力突变的情况下发动机也不会熄火，因而极大的方便了司机的操作。可以所越野轮胎起重机是一种性能扩展了的、强力而灵活的轮胎起重机。

4.全地面式

也叫全路面起重机，是一种兼有汽车起重机和越野起重机特点的高性能产品。它既能像汽车起重机一样快速转移、长距离行驶，又可满足在狭小和崎岖不平或泥泞场地上作业的要求，即行驶速度快，多桥驱动，全轮转向，三种转向方式，离地间隙大，爬坡能力高，可蟹形行走，是一种极有发展前途的产品。但价格较高，对使用和维护水平要求较高。

5.履带起重机

履带起重机(履带吊)Crawler Crane，国内一般用QUY表示。但是三一的吊车为跟国际接轨，使用英文命名规则，其履带吊代号为SCC(SANY Crawler Crane的英文头字母)。履带吊的主要特点是:其行驶驾驶室与起重操纵室合二为一、接地面积大、对地面的平均压力较小、稳定性好、可在松软、泥泞地面作业;牵引系数高、爬坡度大、可在崎岖不平的场地上行驶;但履带吊行驶速度慢、而且行驶过程要损坏路面、因此转场作业时需要通过平板拖车装运、机动性差。

6.特种起重机

为完成某种特定任务而研制的专用起重机。例如:为机械化部队实施战术技术保障用的、装在越野汽车或装甲车上的起重轮救车;为处理交通事故用的公路清障车等，均属此类。

起重机的工作类型:指起重机工作忙闲程度和载荷变化程度的参数。

工作忙闲程度，对起重机来说，就是指在一年总时间内，起重机的实际运转时数与总时数之比;对机构来说，则是指一个机构在一年时间内运转时数与总时数之比。在起重机的一个工作循环中，机构运转时间所占的百分比，称为该机构的负载持续率，用JC表示。

载荷变化程度，按额定起重量设计的起重机在实际作业中，起重机所起吊的载荷往往小于额定起重量。这种载荷的变化程度用起重量利用系数k表示。k=起重机在全年实际起重量的平均值/起重机的额定起重量。

根据起重机的工作忙闲程度和载荷变化程度，通常把起重机的工作类型划分为:轻级、中级、重级和特重级4种级别。

起重机的工作类型和起重量是两个不同的概念，起重量大，不一定是重级，起重量小，也不一定是轻级。如水电站用的起重机的起重量达数百吨，但使用机会却很少，只有在安装机组、修理机组时才使用，其余时间都停歇在那里，所以尽管起重量很大，但还是属于轻级。又如车站货场用的起重机，虽然起重量不大，但工作非常繁忙，属于重级工作类型。

起重机的工作类型与安全性能有着十分密切的关系。起重量、跨度、起升高度相同的起重机，如果工作类型不同，在设计制造时，所采取的安全系数就不相同，也就是零部件型号、尺寸、规格各不相同。如钢丝绳、制动器由于工作类型不同，安全系数不同(轻级安全系数小、重级安全系数大)，所选出的型号就不相同。再如同是10t的桥式起重机，对于中级工作类型(JC=25%)的起升电动机功率为N=16KW，而对于重级工作类型(JC=40%)起升电动机功率则为N=23.5KW。

从以上情况可知，如果把轻级工作类型的起重机用在重级工作类型的场所，起重机就会经常出故障，影响安全生产。所以在安全检查时，要注意起重机的工作类型必须与工作条件相符合。

起重机特性曲线:由起重机结构的承载能力、臂架的起重能力和整机抗倾覆稳定性三条曲线的包络线。

7.缆索式

缆索式主要指升降式起重机俗称升降机，特点是重物或取物装置只能沿导轨升降。升降机虽只有一个升降机构，但在升降机中，还有许多其他附属装置，所以单独构成一类，它包括:电梯、货梯、升船机等。除此以外，起重机还有多种分类方法。例如，按取物装置和用途分类，有吊钩起重机、抓斗起重机、电磁起重机、冶金起重机、堆垛起重机、集装箱起重机和援救起重机等;按运移方式分类，有固定式起重机、运行式起重机、自行式起重机、拖引式起重机、爬升式起重机、便携式起重机、随车起重机等;按驱动方式分类，有支承起重机、悬挂起重机等;按使用场合分类，有车间起重机、机器房起重机、仓库起重机、贮料场起重机、建筑起重机、工程起重机、港口起重机、船厂起重机、坝顶起重机、船上起重机等。

起重机(crane)运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。

桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。

主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。

箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。

偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较复杂。四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其他结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。

空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。

普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达60米。

简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢或其他型钢和板钢组成的简单截面梁，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。

冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。

简易梁桥式起重机类型铸造起重机:供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。

夹钳起重机:利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。

脱锭起重机:用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定:有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模;有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。

加料起重机:用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。

锻造起重机:用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件;副小车用来抬起工件。

为了确保起重作业安全可靠，起重机装有较完善的安全装置，以便在意外的情况下，起到保护机件或提醒操作人员注意，从而起到安全保护作用。

1.液压系统中各溢流阀:可抑制回路中的异常高压，以防止液压油泵及马达的损坏，并防止处于过载状态。

2.吊臂变幅安全装置:当不测事故发生，吊臂变幅油缸回路中的高压软管或油管爆裂或切断时，液压回路中的平衡阀就起作用，锁闭来自油缸下腔的工作油，使吊臂不致下跌，从而确保作业的安全性。

3.吊臂伸缩安全装置:当不测事故发生，吊臂伸缩油缸回路中的高压软管或油管爆裂或切断时，液压回路中的平衡阀就起作用，锁闭来自油缸下腔的工作油，使吊会自己缩回，从而确保作业的安全性。

4.高度限位装置:吊钩起升到规定的高度后，碰触限位重锤，打开行程开关，"过绕"指标灯即亮，同时切断吊钩起升、吊臂伸出、吊臂伏到等动作的操作而确保安全。这时只要操纵吊钩下降，吊臂缩回或吊臂仰起(即向安全方操作)等手柄时，使限位重锤解除约束，操作即恢复正常。在特殊的场合，如仍需要作微量的过绕操作，可按下仪表盒上的释放按钮，此时限位的作用便解除，但此时的操作必须十分谨慎小心，以防发生事故。

5.支腿锁定装置:当不测事故发生，通往支腿垂直油缸的高压软管或油管破裂或切割时，液压系统中的双向液压锁能封锁支腿封锁油缸两腔的压力油，使支腿不缩或甩出，从而确保起重作业的安全性。

6.起重量指示器:起重量指示器设置在基本臂的合侧方(即操纵室的右侧面)，操作者坐在操纵室内便能清楚地观察到，能准确地指示出吊臂的仰角及对应工况下起重机允许的额定起重量。

7.起重特性表:设置在操纵室内前侧下墙板上，该表列出了各种臂长和各种工作幅度下的额定起重量和起重高度，以便操作时查阅。起重作业时，切不可超过表中规定的数值。

用代号、额定起质量、跨度、工作级别4个主要要素特征表示门式起重机的型号。

M:表示门式类型，M后一个符号为双梁门式起重机。其符号有:MG、ME、MZ、MC、MP、MS,加两个符号为单主梁门式起重机，其符号有:MDG、MDE、MDZ、MDN、MDP、MDS。

MG-双梁单小车吊钩门式起重机

ME-双梁双小车吊钩门式起重机

MDN-单主梁单小车抓斗吊钩门式起重机

MDS-单主梁小车三用门式起重机。