起重機

起重機（Crane）是指用吊鉤或其他取物裝置懸掛重物，在一定范圍內垂直提升和水平搬運重物的多作用起重機械也叫起重機，屬于物料搬運機械。起重機通過反復短時間的工作循環來完成貨物裝卸或設備安裝。一個工作周期包括拿東西、貨物上升、水平運動、下降、卸載，然后空的擴展器返回到其原始位置。

起重機的主要機構是起升機構、運行機構、回轉機構和變幅機構分別完成貨物的提升、起重機的平面運動和旋轉、改變起重機回轉半徑的操作動作。其中，變幅機構的基本原理是通過改變起重機吊臂的長度和角度，改變工作范圍來提升一定距離的物體；提升機構的基本原理是驅動裝置、制動裝置、傳動裝置和收線卷繞裝置等實現貨物的提升運動。回轉機構的基本原理是通過回轉支承裝置和回轉驅動機構來實現起重機的旋轉運動。運行機制的基本原理是運行支撐裝置、行走系統實現起重機自身的運動、支撐起重機和自身質量和提升載荷。

起重機包括許多種類和分類方法根據起重機的結構，可分為橋式起重機、臂架型起重機、纜索型起重機。起重機的主要性能參數是額定起重能力、起升高度、幅度、跨度等。起重機廣泛用于冶金行業、港口、機械制造、物流、電力、采礦、工業、在建筑工程和海洋工程等行業。世界上主要的起重機制造商是中國的徐工集團、三一重工、中聯重科、太原重工，美國特雷克斯（TEREX）德國利勃海爾（Hans Liebherr）等。

公元前10年，古羅馬建筑師維圖斯魯比斯（Vitruvius）曾在其建筑手冊中描述了一種起重機械。15世紀，意大利發明了一種可以升降和旋轉的起重機。直到18世紀，各種起重機都是由人力操縱的、畜力為動力。1805年，英國工程師萊尼（Lenny）為倫敦碼頭建造了許多蒸汽起重機。20世紀初，歐洲開始使用塔式起重機。1957年，北京起重機廠制造了中國第一臺汽車起重機。1963年，魯南第八兵工廠（徐工集團的前身）制造出新中國第一臺載重5噸的汽車起重機Q51。20世紀6070年代，全球起重機市場在美國形成、日本和德國的三方對抗。自1986年以來，中國工程機械工業發展有限公司美國三大集團，——徐工、三一重工、中聯重科開始快速發展。

起重機通過反復短時間的工作循環來完成貨物裝卸或設備安裝。一個工作周期包括拿東西、貨物上升、水平運動、下降、卸載，然后空的擴展器返回到其原始位置。結構簡單或復雜的起重機都有一個共同點，那就是都是由承受載荷的金屬結構制成、產生運動的機械裝置和控制系統由三部分組成，一些起重機配備了各種安全指示裝置。

基本原理

吊取重物：起重機通過變幅機構改變起重臂的長度和角度以及工作范圍，以提升一定距離的物品。

起重機

移動重物：起重機通常由電機通過減速器驅動、卷筒、驅動鋼絲繩滑輪等設備提升重物或產生牽引力實現重物的垂直提升，這也是起重機工作最基本的內容；依靠運行機構和小車使吊起的貨物在一個平面內運動，作業范圍是一個長方形空間。

回轉：回轉機構的傳動原理可以由電機通過減速器驅動、開式直齒輪、開式錐齒輪傳動也可以通過蝸輪來實現、蠕蟲傳輸模式的實現。當回轉機構的功率較高時，一臺起重機可以使用兩套驅動裝置，它們分布在180°方向上。所有驅動裝置的輸出軸都有一個小齒輪一個小齒輪和一個固定在非轉動部分的大齒輪（或大針輪）嚙合實現相對旋轉運動。

半徑變幅：變幅機構的基本原理是通過鋼絲繩滑輪組帶動吊臂旋轉在變幅過程中，鋼絲繩的靜態張力在較大范圍內變化，電機的功率也根據這種變化的外力提供相應的動力。變幅機構的傳動可以通過繩滑輪組或剛性連桿來實現。繩索滑輪組的布置是動滑輪組通過連桿或鋼絲繩與吊臂前端連接，滑輪組的天車支撐在塔架上。通過在卷筒上纏繞或解開繩索，吊臂可以圍繞下端旋轉，從而改變半徑范圍。

整體結構

起重機的金屬結構由鋼和由金屬材料軋制的鋼板作為基本構件并鉚接而成、焊接等方法，按照一定的結構組成規則連接起來，可以承受結構的荷載。這些金屬結構應根據使用要求設計和制造成梁、柱、桁架和其他基本受力構件，然后通過焊接或螺栓將這些金屬受力構件連接起來，形成起重機的橋梁、門架、塔架、吊臂等承重結構，也叫起重機鋼結構，主要用來承受各種載荷，具有足夠的強度、剛度和穩定性。比如桁架門式起重機的門架主要由鞍座組成、主梁、支腿、下橫梁和懸臂梁等。這五個部分都是受力構件，便于生產制造、為了運輸和安裝，螺栓通常用于連接組件。又像橋邊的橋式起重機、小車、大車、提升機構、主滑線和輔助滑線等。推車安裝在大框架上，可在行走平臺上沿軌道垂直移動穿過車間（左或右）運行。小車安裝在小車框架上，可沿主梁上的軌道橫向移動（前或后）運行。升降結構安裝在小車架上，其升降裝置可以是垂直的（上升或下降）運行。

主要機構

起重機的機構是指在起重運輸作業中，能使起重機采取某種動作來完成起吊的傳動系統、移動、旋轉、變幅、攀爬拉伸等動作。起重機的主要機構是起升機構、運行機構、旋轉機構和俯仰機構。

起升機構

起升機構是用來實現貨物的升降運動，它由驅動裝置組成、制動裝置、傳送裝置和取物卷繞裝置。收線卷繞裝置通常是省力的鋼絲繩滑輪組。驅動裝置通過卷筒收回鋼絲繩，鋼絲繩穿過導向滑輪、平衡滑輪等聯系鉤子。起升機構的傳動形式一般是電動機通過聯軸器傳動、驅動滾筒的齒輪減速器。機械制動器安裝在高速軸上，以安全地停止處于懸掛狀態的貨物。一些輕小型起重設備可以作為起重機的起升機構，如滑輪（俗稱葫蘆）卷揚機（俗稱絞車）等。

運行機構

運行機構用于移動起重機本身、起重機支撐機構自身質量和提升載荷。起重機的操作機構分為有軌操作和無軌操作。軌行式運行機構：它主要由操作支撐裝置和操作驅動裝置兩部分組成。運行支撐裝置用于承載起重機和起重機自重和外部載荷，并將所有這些載荷傳遞到軌道基礎建筑物，主要包括平衡裝置、車輪與軌道等。軌道式運行機構負載能力大、運行阻力小等特點。例如橋式、門式、塔式、門座起重機的運行機構為軌道式。

無軌式運行機構：基本由傳動系統、行走系統、轉向系統和制動系統由四部分組成。運行機構能使機器以所需的速度和牽引力向規定的方向運行，運行機構的性能直接影響起重機的使用性能。無軌運行機構是汽車起重機輪胎起重機等各種移動式起重機的重要組成部分。

回轉機構

回轉機構用于實現起重機的回轉運動，包括回轉支撐裝置和回轉驅動機構。支撐裝置是將指定立柱固定在起重機底座上，起重機的旋轉部分支撐在固定立柱頂部的軸承上并可繞固定立柱的中心線旋轉，旋轉部分的下部通過水平滾輪支撐在固定立柱下部的圓形滾道上，支撐裝置也可以將固定立柱用作起重機的旋轉部分。

變幅機構

變幅機構用于改變臂架起重機的振幅，包括臂架系統和變幅傳動系統。當變幅機構變幅時，會引起吊臂重心或物品重心的升降。根據變幅原理，普通吊臂的變幅是通過繞其鉸點轉動吊臂來改變起重機的振幅。因此，當貨物由大振幅變為小振幅時，伴隨著貨物的垂直上升，使變幅機構消耗了額外的驅動力。因此，這種變幅方式適用于非工作變幅，偶爾需要運載貨物變幅時也可以應用。

平衡臂的變幅機構采用各種補償方法和臂架平衡系統，使變幅過程中物體的重心沿水平線或接近水平線移動。根據變幅原理，平衡變幅采用升降滑輪組或專門設計的帶鉸接連桿的臂架系統，臂架及其平衡系統的合成重心高度基本不變，從而節省驅動功率它適用于經常需要變幅貨物的起重機，如港口和造船廠廣泛使用的門座起重機。

起重機機構動作開始、運轉、換向和停止由電動或液壓控制系統完成。起重機可以平穩運行、準確、安全可靠離不開有效的電力驅動、控制與保護。

動作控制

通常，起重機上的電機有兩種控制電路一種由凸輪控制器控制，屬于直接控制方式；另一種是由主控制器和磁控面板組成的控制電路主控制器控制接觸器通斷，然后接觸器控制電機啟動、調速、正反轉和制動是間接控制模式。磁控制板包括PQY系列和PQS系列，PQY系列是控制操作機構的磁控制板，PQS系列是控制升降機構的磁控制板。

線路保護

起重機有欠壓、零位、短路、過載和終端保護等保護線路。通常情況下，這些起線路保護作用的裝置會布置在保護箱內，保護箱是起重機電氣線路的重要組成部分，起著多種線路保護功能。例如XQB1保護箱電路如圖所示，其中SA1~SA3均為聯動開關。

起重機每臺電機的過電流繼電器，每臺電機有兩相受過電流繼電器保護；KI是總過電流繼電器。起重機的短路、過載保護由過電流繼電器實現。當電機發生過載或短路故障時，KI動作使線路接觸器KM失電脫扣，并切斷電機電源。欠壓保護是指當電源電壓過低或斷電時，接觸器KM因電壓過低而自動釋放，并切斷電源。接零保護用于防止電機自行啟動，以免危及設備和人身安全。切斷電源后，控制器手柄仍在工作位置，當電源恢復時，電機會自行啟動。

種類很多，分類方法也很多以按結構分類為例：起重機可分為橋式起重機、臂架型起重機、纜索型起重機。橋架型起重機（Overhead   crane）它是一種由剛性或柔性架空支架支撐，將重物吊在小車上，在支架上空中運行的機械剛性支架（橋架）可以在軌道上行走，所以機械的工作范圍是一個長方形的空間。如果橋在移動梁軌道上運行，它就是橋式起重機；如果橋的兩端裝上腿架，在地面軌道上運行，就成了龍門吊。起重機小車在單個工字梁上運行，這是一種梁式起重機。

起重機的主要性能參數是額定起重能力、起升高度、幅度、跨度、每個機構的工作速度，對于塔式起重機來說，還包括起重力矩和軌距。此外，生產率、整體尺寸和整體質量也是起重機的重要參數。這些參數表明起重機的工作性能和技術經濟指標也是設計起重機和選擇各種起重機的技術依據。

額定起重量（Cp）：額定起重量是指起重機一次允許吊起的最大貨物質量與取物裝置質量之和，單位為噸（或千克（，起重量標有 。額定提升能力通常不包括吊具的質量，但包括抓斗、電磁吸盤等的質量。起重負荷是額定起重重量的重力標志，。額定起重能力由現行國家標準《起重機械 基本型的最大起重量系列》確定（GB/T 783-2013）規定。

起升高度（H）：起升高度（Lifting height  ）指從地面到取物裝置能夠到達的最高位置的垂直距離，單位為米（，以H標記。如果取物裝置可以放在地面以下，那么地面以下的高度稱為下降深度（沒有國家標準規定提升高度。

超起技術

超起技術的應用大大提高了起重機的起重性能。超起裝置主要提高了臂架的縱向穩定性和橫向穩定性，大大改善了臂架系統的受力。安裝超起裝置后，相當于通過鋼絲繩在吊臂末端施加一個力，有利于吊臂作業。在變幅平面內，這個力有利于減小動臂的撓度，改善動臂的受力狀況，增加動臂的整體穩定性。

金屬材料技術

因為鶴 她的工作很重、工作環境比較臟，這就要求用于制造起重機的金屬材料具有高強度良好的塑性強韌性抗沖擊性和良好的焊接性。用于制造起重機的鋼材在出廠時應具有抗拉強度、屈服點、伸長率、冷彎試驗、室溫或低溫和碳沖擊試驗、硫、磷的質量分數等六項關鍵技術性能保證。此外，在選擇鋼材時，應選擇合理的焊接工藝并進行相應的試驗，以降低其制造內應力，防止焊縫開裂并控制高強度鋼結構的變形。普通碳素結構鋼多用于起重機金屬結構構件、優質碳素結構鋼、低合金鋼和鑄鋼，主要承重結構一般是常見的碳素結構鋼如Q235 鋼。當起重量超過400且工作水平較低時，應采用 Q345、Q390、Q420 等低合金高強度鋼。

起重機是現代工業產品、城市發展、人與自然的基礎設施的生命被廣泛應用于冶金、港口、機械制造、物流、電力、采礦、工業、在國民經濟的各個行業中，如建筑工程和海洋工程等。

建筑工程：在建筑工程的施工過程中，離不開起重機的輔助，而塔式起重機有其獨特的上升高度、工作強度大、工作能力強等一系列特點，贏得了工業和民用建筑項目的青睞，在建筑項目的發展、它在施工過程中應用廣泛，發揮著越來越重要的作用。在充分保證建筑工程施工安全的前提下，充分發揮塔吊的作用，可以加快施工進度、縮短工期、降低工程成本是建設項目順利進行的保證。

物流：在現代生產中，起重機在物料運輸領域發揮著重要作用，被廣泛應用于交通運輸領域、裝卸和倉儲作業。橋式起重機可以搬運材料，多用于車間、倉庫、在露天貨場及其他場合裝卸物品。其中龍門起重機可用于港口、碼頭和露天貨場沿地面運行，實現貨物裝卸機械化。門式起重機主要用于造船廠、碼頭裝卸場所是碼頭最常用的主要機械。

風電風機吊裝：結合風電、核電、隨著石油化工等行業的發展，工程起重機已應用于風機吊裝、檢修領域。例如，中國太原重工有限公司實現了在役風機整機及吊裝設備的研制、風電場EPC總承包項目全產業鏈服務能力。