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使用性能
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合理配置
第14-15讲 起重机械
主要内容：
1、起重机械概念；
2、起重机械的类型、结构组成及主要技术性能参数；
1、起重机械基本概念
起重机械是一种以间歇的作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的装卸机械，以满足货物的装卸、转载等作业要求。
广泛应用于港口、码头堆场、工矿企业、仓库、物流园区等物流节点上。
请思考：
1、码头常用的起重机类型有哪些？
2、起重机械的工作特点是什么？
3、起重机械的主要技术性能参数有哪些？
取物
起升
平移
下降
卸载
返回
起重机械的工作循环
基本动作特点：频繁地起动、制动、正向和反向运动
2、起重机械的类型
轻小型起重设备
特点：轻便，构造紧凑，动作简单；
如钢丝绳电动葫芦是一种轻小型起重设备, 具有结构紧凑、重量轻、体积小、零部件通用性强、操作方便等优点 ，是工矿企业、铁路、码头、仓库中常用的起重设备 。
起重机
特点：能够实现重物在垂直升降和水平位移；
升降机
特点：仅能实现货物的垂直升降。
按起重机械的功能分类：
2、起重机械的类型
起重机械
臂架类起重机
固定式
门座起重机
固定起重机
移动式
汽车起重机
轮胎起重机
履带式起重机
浮船起重机
门桥式起重机
门式起重机
桥式起重机
按结构特点
3 门桥式起重机
桥式起重机
1、桥式起重机
2、门式起重机
桥式起重机
以桥架作为承载结构，能沿着桥架上的轨道水平运行，由起升机构、小车运行机构和大车运行机构等几部分组成的起重机械。
工作范围？
通用桥式起重机的基本构造类型
（1）通用桥式起重机的构造
通用桥式起重机是在一般环境中工作的普通用途的桥式起重机。
桥式起重机一般由金属结构、大车运行机构、起重小车（装有起升机构和小车运行机构）、司机室等组成。
桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定载起重量从几吨到几百吨不等，最基本的形式是通用吊钩式起重机。
桥式起重机各部分的作用
（1）桥架
整个起重机基础构件，承受各种载荷，应具有足够的刚度和强度；
（2）大车运行机构
向驱动车轮提供驱动力，使整个起重机沿着固定的轨道实现水平方向的运行。
（3）起重小车
起重小车安装于桥架上，由起升机构、小车运行机构、起重小车架组成。
起升机构：实现货物的升降；
小车运行机构：驱动起重小车沿桥架上的轨道水平横向运行；
小车架：支承整个小车，承受载荷。
桥式起重机各部分的作用
（4）司机室
驾驶员工作的场所，设有控制设备（大车、小车、吊钩等控制器）、信号装置和照明设备。
通用桥式起重机的基本构造类型
（2）通用桥式起重机的常见类型（邓爱民-物流装备与运用，P33）
①通用吊钩桥式起重机
②抓斗桥式起重机
③电磁桥式起重机
④两用桥式起重机
⑤三用桥式起重机
按结构及功能分类
桥式起重机应用案例1——仓库及生产车间内部
桥式起重机应用案例——在码头使用
门式起重机
由一个门形金属架构、起升机构、大车运行机构、小车运行机构组成，能够在港口、码头及露天货场等场所沿着地面运行，实现货物装卸搬运作业的机械
按运行方式：轮胎式和轨道式
轮胎式龙门起重机
龙门架支承在弹性橡胶轮胎上，在码头堆场上既可作直线行走又可转弯行走，可以从一个堆场转移到另一个堆场进行装卸作业，小车在门架上移动和升降，实现装卸作业。
轮胎式龙门起重机
轮胎式龙门起重机的总体结构
（1 桥架
（2 大车运行机构
（3 起重小车
（4 电气设备
（5 司机室
具有双箱集装箱吊具、61t轮胎式龙门起重机正在吊装作业情况
轮胎式龙门起重机的总体结构
大车行走机构
轮胎式龙门起重机的总体结构
大车行走机构
轮胎式龙门起重机的总体结构
起升机构及电缆输送装置
轮胎式龙门起重机的总体结构
动力供电装置
轮胎式龙门起重机的总体结构
轮胎式龙门起重机的总体结构
驾驶控制室
轮胎式龙门起重机先进结构案例——上海振华港机集团公司（ZPMC）
轮胎式集装箱龙门起重机（RTG）是其主要产品，它不仅适用于集装箱码头前沿的堆场，也适用于后方中转站的集装箱专用堆场。产品遍布世界主要国家和地区的码头。如在美国东西海岸各大港口、加拿大、英国、西班牙、巴西、吉布提、牙买加、哥伦比亚、阿曼、沙特、黎巴嫩、埃及、肯尼亚、苏丹、加纳、缅甸、委内瑞拉、泰国、墨西哥、多米尼加、印度、约旦、韩国、巴基斯坦和中国香港、台湾地区以及国内各大港口，均有ZPMC的RTG在高效率地工作。
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（1）ZPMC制造的利用超级电容的绿色RTG（环保节能）在美国西雅图SSA码头运行
用超级电容作为储能元件，实现环保（起动时不再冒黑烟）和节能（至少节能30％）
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
具体效果：
◆柴油机排放明显改善：
排气管不再冒污染环境的黑烟；
颗粒物排放浓度减少％
二氧化硫排放浓度减少35％
氮氧化物排放浓度减少30％
一氧化碳排放浓度减少％
◆突加负荷情况下，柴油机噪音降低4～5dB
◆能耗下降11～13％以上；
◆柴油机工作平稳性提高、可延长使用寿命。
环保效果图
黑烟！！！
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（2）使用市电RTG保持了常规RTG原有各项功能，另配置小功率柴油发电机组（约100kw）用作转场。
用市电的能源支出可降低成本约70％，同时它大大减少维护保养工作量更为用户所称赞。
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（3）RTG取消大车驱动链条，用减速箱直接驱动大车车轮行走，从根本上解决了大车链条易拉断的故障。
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（4）双向（8绳）防摇系统
8绳防摇系统可实现大车和小车两个方向的防摇作用，提高了吊箱行走的稳定性，从而提高生产率。
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（5）DGPS (卫星自动定位系统)实现直线行走和箱位管理
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（6）大车转向顶升装置（在转场时使用）可延长轮胎寿命两倍以上。
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（7）采用了16轮大车运行机构，可降低地面压力，满足起吊重型集装箱的要求。
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（8）TPMS轮胎气压监测系统随时显示轮胎气压和低压报警
ZPMC轮胎式集装箱龙门起重机RTG的技术进步
（9）装有登机小电梯的1过7大起升高度RTG在美国SSA码头运行
轮胎式集装箱龙门起重机常用参数选用表
100～135
100～135
100～135
100～135
空载
（m/min）
25～50
25～50
25～50
25～50
满载
大车速度
70
70
70
70
小车速度（m/min）
50～70
50～70
46～52
40～52
空载
（m/min）
25～35
25～35
23～25
20～23
满载
起升速度
速度参数
～65
～65
～65
～65
吊具下额定起重量（t）
24
21
起升高度（m）
1过7
1过6
1过5
1过4
堆箱层数
基本参数
轨道式龙门起重机
行走轨道
轨道式龙门起重机应用案例
1）悬壁长度：
水侧悬臂长度取决于船型；
陆侧悬臂长度取决于铁路
线的条数
岸边集装箱装卸桥
是码头装卸集装箱的大型专用设备，它主要用在港口码头、车站等场合进行货物的装卸和搬运。特点是装卸效率高，通常以生产率来衡量和选择装卸桥，一般生产率达500t/h～1000t/h以上，每小时可卸80～100个40英尺箱
青岛集装箱码头集装箱装卸桥
集装箱装卸桥主要技术参数
？与轨道式龙门起重机相比，轮胎式龙门起重机有何显著特点？
门桥类起重机的使用性能参数
起重量Ｑ
起重机起吊重物的质量称为起重量，单位为kg或t，起重机的起重量已规定了系列标准，一般用额定起重量表示。额定起重量是指起重机在正常使用工况下安全作业所容许起吊货物的最大质量。
整车整备质量m0
整车整备质量是指起重机处于工作状态无起吊货物时本身的全部质量，以m0表示。
它是评价起重机的一个综合性指标，反映了一个国家起重机设计、制造和材料的利用水平。
起升高度Ｈ
指起重机工作场地地面或起重机运行轨道顶面到取物装置上极限位置之间的垂直距离，单位为m。
跨度、悬臂长度
跨度是指门桥式起重机大车运行轨道中心线之间的水平距离。
基距：沿运行轨道方向上起重机机械两支腿中心线的间距。（please look at P49图3-44）
悬臂长度：外悬伸的悬臂长度。
工作速度
起重机的工作速度主要是指起升速度、运行速度（包括大车运行速度和小车运行速度）。
是指取物装置或物品的上升（或下降）速度
起重机本身的运行速度
小车运行机构沿门架上横梁轨道运行的速度
工作级别
起重机的工作级别是反映起重机工作繁忙程度和载荷状态的技术参数。
起重机的工作繁忙程度用起重机的利用等级表示，即起重机在有效寿命年限内工作循环的总次数表示。工作循不总次数越多，表明起重机利用等级越高，工作越繁忙，反之，工作循环次数越少，表示起重机利用等级越低，工作越清闲。
起重机的载荷状态表示起重机的主要机构——起升机构受载荷大小的轻重程度，用两个参数表示：
起重机的利用等级
＞4×106
U9
经常轻闲地使用
×105
U4
4×106
U8
×105
U3
繁忙使用
2×106
U7
×104
U2
不经常繁忙使用
1×106
U6
×104
U1
经常断续使用
5×105
U5
不经常使用
×104
U0
备注
工作循环总次数
利用等级
备注
工作循环总次数
利用等级
起重机的载荷状态
频繁起升额定载荷
Q4
一般起升较重载荷，经常起升额定载荷
Q3
一般起升中等载荷，有时起升额定载荷
Q2
一般起升轻载荷，很少起升额定载荷
Q1
说明
载荷状态
起重机的工作级别
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
Q4
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
Q3
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
Q2
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
Q1
载荷状态
U9
U8
U7
U6
U5
U4
U3
U2
U1
U0
利用等级
工作等级
码头集装箱起重机械应用案例
小结
起重机械
臂架类起重机
固定式
门座起重机
固定起重机
移动式
汽车起重机
轮胎起重机
履带式起重机
浮船起重机
门桥式起重机
门式起重机
桥式起重机
4、臂架类起重机
起重机械
臂架类起重机
固定式
门座起重机
固定起重机
移动式
汽车起重机
轮胎起重机
履带式起重机
浮船起重机
门桥式起重机
门式起重机
桥式起重机
4 臂架类起重机
固定式
固定动臂起重机
广泛适用于港口、码头、货场和货运中转站进行货物装卸作业。
本机型结构简单，工作噪音小，易于修理。可采用吊钩、抓斗两用，以满足不同货物的装卸作业要求。
固定式
移动式
固定回转臂架起重机
广泛适用于港口、码头、货场和货运中转站进行货物装卸作业。
本机型结构简单，工作噪音小，易于修理。可采用吊钩、抓斗两用，以满足不同货物的装卸作业要求。
移动式起重机
门座起重机（简称门机）
装在沿地面轨道行走的门形底座上的全回转臂架的起重机。
它是码头前沿的通用起重机械之一。
门座起重机的工作地点相对比较固定，可以较高的生产率完成船—岸、船—车、船—船之间等多种装卸作业。
门座起重机示意图
全回转臂架
门型底座
运行轨道
吊钩
门座起重机
常见的门座起重机应用案例
（1）船——门机——其它运输车辆，直接由船到车，或由车装船；
（2）船——门机——叉车——火车
货船
门机
叉车
火车
（3）船——门机——叉车——轮胎起重机——火车
货船
门机
叉车
火车
轮胎起重机
（4）船——门机——前方堆场
（5）船—门机—叉车—仓库
（6）船——门机——牵引拖盘车——轮胎起重机——叉车——仓库
（7）船——门机——牵引拖盘车——轮胎起重机——堆场
移动式起重机
汽车起重机
在通用或专用的载货汽车底盘上，装上起重工作装置及设备的起重机称为汽车起重机
移动式起重机
轮胎式起重机
将起重工作装置和设备装设在专门设计的自行轮胎底盘上的起重机，称为轮胎起重机
轮胎起重机
项目
汽车起重机
轮胎起重机
底盘
通用汽车底盘或专用汽车底盘
专用底盘
行驶速度
汽车原有速度，一般50km/h以上
≤30km/h
起吊性能
吊重时一般不能行走，仅在侧后方工作
能吊重行走
四周方向均能作业
发动机
中小型起重机,用汽车原有发动机作起重的动力，大型起重机需在回转平台上再增加一台发动机
不论大中小型，只用一台发动机，设在回转平台上，或在底盘上，其功率以满足起重作业为主
驾驶室
除汽车原有驾驶室外，回转平台上再设一操纵室
只有一个驾驶室，一般设在回转平台上
行驶性能
转弯半径大，越野性差，机动性差，轴荷符合道路运输法规要求
能经常作较长距离的转移
转弯半径小、机动性好
使用特点
工作场地固定，在公路上移动较少
汽车起重机与轮胎起重机的区别
移动式起重机
履带式起重机
把起重工作装置和设备装设在履带式底盘上的起重机.
浮船（式）起重机
浮船（式）起重机是以专用浮船作为支承和运行装置，浮在水上作业，可沿水道自航或拖航的水上臂架起重机。它广泛应用于海河港口，可单独完成船—岸间或船—船间的装卸作业。浮式起重机根据其工作装置的工作特性可分为全回转浮式起重机、部分回转浮式起重机和非回转浮式起重机三种类型。
全回转浮式起重机
起重装置可绕回转中心线相对浮船作360°以上连续转动的浮式起重机。
主要用于船舶进行杂货或散货装卸及特种作业等。
“上海号”全旋转7000吨起重机
“上海号”全旋转7000吨起重机简介
“上海号”全旋转7000吨起重船是一艘在无限航区自航大型全旋转起重工程船，不仅可航行于无限航区并可在无限航区作业。全旋转的起重机其最大起重量为7000t×39m(固定)，全旋转时为2000tx约39m。本船主要用于重型桥梁安装工程及海洋工程和重件吊装等。本机的起重能力目前是亚洲第一。 该起重机主钩为双钩，主钩的额定起重量为：3500吨x2。空载时水上最大起升高度达110米，7000吨起重量时至旋转中心的最大幅度为39米，舷外为16米。满载时的平均起升速度约为1 1米／分钟，空钩平均速度约为2 2米／分钟。旋转时的最大起重量为2000吨 x39米，旋转速度约为圈／分钟。同时该起重机设有副钩和小钩，其副钩为爪型单钩，额定起重量为800吨，小钩的额定起重量为100吨。 起重机的臂架为高强钢板焊接而成的桁架结构，旋转支承采用双层园简体支承，下联接在船体，上面加旋转滚轮、滚道，双层园简体的直径约为28m。旋轮支承滚轮为四排多滚轮。 本机设有PLC装置，可根据需要编程，实现所需的控制方式、连锁方式和安全保护措施。 该起重机由我公司自行设计、制造和安装。目前处于设计阶段，将在2005年底竣工并投入使用。
“上海号”全旋转7000吨起重机简介
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮船起重机正在打捞宋代“南海一号”沉船
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮式起重机简介
“华天龙”号是一艘非自航，可拖航于无限航区，在水深300m内可进行海上作业、全回转、起重量为4000t的大型起重船。
它也兼做大型大跨距桥梁预制件吊装和打捞事业等，也可作水运重大件吊装之用。它的诞生适应了海上打捞工程的需要，填补了我国的一项空白。
这艘巨型浮吊的设计、制造、电控系统、安全保护系统和主要机电配套全部自主完成，如可缠绕直径76mm长达2200m的重型锚铰车（据知，世界上能生产的厂不过2~3家），高强度钢制造的焊接起重臂和多点支撑的回转机构以及锻造的重型吊钩（上海重型厂协作）均是难点，被一一克服了，显示了中国制造业的强大实力。
4000t全回转浮吊的起重臂可放倒，有极好的恶劣海况适应性。它的诞生大大扩展了我海事工程和求助打捞事业可涉猎的海域。
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮式起重机简介
4000T全回转浮吊的十二大特点
一、起重机臂架采用了高强度钢板WNQ690焊接的桁架结构，其抗拉强度为690Mpa，屈服强度为590Mpa。该高强钢板由武汉钢厂生产。
二、旋转支承采用双层圆筒体支承，下支承和船体焊接。上面加旋转滚轮、滚道，双层圆筒体的直径约为28m。起重机的回转支承为多排滚轮式，设有四条轨道，整机共有552只直径为500mm的滚轮，用耐压橡胶块和精确加工使其均压。
三、主要机构的绞车采用全封闭的减速箱，无开式齿轮。卷筒采用篱笆式多层缠绕，最多层数为9层。全封闭的减速箱的优点是润滑好，无污染，大大提高了齿轮的使用寿命。篱笆式卷筒的优点是钢丝绳排列整齐。主钩机构采用4台850kw电机，副钩采用4台850kw电机，变幅采用2台850kw电机。
四、在尾部固定吊载4000t时，前端设有顶升支架，以减少回转滚轮的压力。
五、回转驱动机构，采用了由交流变频电机通过行星减速箱驱动销轮和销针进行传动的方式。采用了8台400kw电机。
六、4000t的主吊钩是4爪单钩，主钩的立轴和钩体是分体的，滚子推力轴承位于钩体的下部。由上海重型机器厂锻制。
七、副钩可下水150m作业，其轴承采用不锈钢，可防海水的腐蚀。
八、设有可以固定主钩和副钩的固定装置，以防止钩头在海上作业时地晃动。
九、设有可供300人的居住区和直升机起降平台。
十、有1500Kw全回转舵桨两套，转向灵活。
十一、锚铰车用全封闭齿轮箱驱动无开式齿轮，可容Ф76mm钢绳2200m。
十二、全机用变频电气驱动，有足够大的备用功率可供超载10％作业。
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮式起重机简介
浮吊在超载10%试重
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮式起重机简介
为4000t起重船配备的全电动大拉力锚铰车
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮式起重机简介
锚铰车控制台
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮式起重机简介
最具特色的回转滚轮机构
“华天龙”号ZMPC4000吨全回转浮式起重机简介
自重80t可吊4000t的起重机主钩
非回转浮式起重机
ZPMC2200吨非回转浮式起重机
ZPMC1600吨非回转浮式起重机
ZPMC1300吨非回转浮式起重机
ZPMC600吨非回转浮式起重机
船吊装卸机械系统应用案例
船吊装卸机械系统应用案例
臂架类起重机械的主要性能参数
起重量Ｑ
起重机起吊重物的质量称为起重量，单位为kg或t，起重机的起重量已规定了系列标准，一般用额定起重量表示。额定起重量是指起重机在正常使用的工况下安全作业所容许起吊货物的最大质量。
整车整备质量
整车整备质量是指起重机处于工作状态无起吊货物时本身的全部质量，以m0表示。
它是评价起重机的一个综合性指标，反映了一个国家起重机设计、制造和材料的利用水平。
起升高度Ｈ
是指起重机工作场地地面或起重机运行轨道顶面到取物装置上极限位置之间的垂直距离，单位为m。
幅度Ｒ
幅度（或工作幅度）是指回转类起重机旋转中心到取物装置重心线之间的水平距离，单位为m。
起重力矩
起重机的工作幅度与相应于该幅度下的起重量的乘积称为起重力矩。
门座起重机
回转中心
取物装置
重心线
跨度、基距
桥架类起重机的运行轨道中心线之间的水平距离或固定式起重机的支腿之间的水平距离。
基距：
沿轨道方向上起重机机械两支腿中心线的间距。
门座起重机示意图
工作速度Ｖ
起重机的工作速度主要是指起升速度、变幅速度、旋转速度和运行速度。
是指取物装置或物品的上升（或下降）速度
取物装置或物品从最大幅度到最小幅度沿水平方向移动的平均速度
起重机上部旋转部分相对于下部固定部分的旋转速度
起重机本身的行走速度
门座起重机
回转中心
取物装置
重心线
工作级别
起重机的工作级别是反映起重机工作繁忙程度和载荷状态的技术参数。
根据我国起重机设计规范，起重机及其机构的工作级别是按它们的利用等级和载荷状况来划分的。利用等级反映工作繁忙的程度，起重机按其设计使用期内总的工作循环次数划分级别，各机构按其使用期内运转总时数划分级别；起重机及其钢架结构的载荷状况表明它们经常受载的轻重程度，均分为轻、中、重、特重4级。根据起重机或机构的利用等级和载荷状况，把起重机的工作级别分为A1至A8共8个级别，各机构分为M1至M8共8个工作级别。一般来说，1—3级是指不经常使用的或经常轻闲地使用的级别，依次类推，7—8级则表示繁忙地使用或利用等级中等但载荷状况为重或特重的情况。
复习思考题
1、简述起重机械的类型。
2、门桥类起重机械的主要技术性能参数有哪些？臂架类起重机械的主要技术参数有哪些？它们分别是什么含义？
3、在集装箱码头上常用哪些类型的装卸搬运机械？举例说明一种典型的应用方案。
4、岸边集装箱装卸桥的用途是什么？并举例说明它的具体应用方案。
5、拓展思考题：请你根据本章所学知识，提出起重机械合理选择的总体思路。
