汽車起重機
汽車起重機又稱汽車起重機或起重機,是一種以通用或?qū)S闷嚨妆P為安裝基礎(chǔ),在其上安裝起重裝置,同時保持車輛原有行駛性能的自行式起重機械。因此,該機器不僅可以像其他起重機械一樣在一定范圍內(nèi)垂直提升重物和短距離水平移動,而且還可以像普通輪式卡車一樣快速行駛。
汽車起重機的起源和發(fā)展都在歐洲。 1918年,COLES公司采用Tilling-Stevens汽車底盤制造了第一臺電動機驅(qū)動的汽車起重機,這可能是世界上最早的汽車起重機之一。 1916年至1918年,可以脫離軌道自由移動的汽車起重機在美國誕生。二戰(zhàn)后,首先研制出靈活、使用方便、操作方便、效率高的中小型輪式起重機。隨后,汽車起重機不斷發(fā)展,起重噸位已達數(shù)千噸。目前的汽車起重機主要由動力裝置、底盤、工作裝置及安全裝置、駕駛室等部分組成。其工作原理是通過工作裝置中的升降機構(gòu)實現(xiàn)重物在空中的垂直運動,并通過工作裝置中的回轉(zhuǎn)機??構(gòu)實現(xiàn)重物的水平運動和水平位移。我們常說的汽車起重機主要有三種類型,即汽車起重機、全地面起重機、隨車起重機。它們之間的區(qū)別在于所使用的機箱。同時,我們還可以采用臂架結(jié)構(gòu)、額定起重能力和支撐。汽車起重機按支腿形式、轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)范圍等方法分類。
汽車起重機具有速度快、機動性好、靈活性大、轉(zhuǎn)場方便、起重臂長、功能多、起重能力強、使用成本低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于城建、公路、鐵路等領(lǐng)域。建筑、水利水電建設(shè)、露天采礦、油田、港口碼頭等工程環(huán)境。同時,大型建筑構(gòu)件和設(shè)備的安裝、大量工程材料的垂直運輸和裝卸等也都離不開汽車起重機。
操作原理
汽車起重機的主要工作是提升重物在空中做垂直和水平運動——重物在空中的垂直運動主要由提升機構(gòu)實現(xiàn),重物在空中的水平運動(水平位移)由回轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)。同時,汽車起重機還可以進行旋轉(zhuǎn)運動,即登車部分繞旋轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)軸承一般安裝在起重機底盤上,以確保起重機的旋轉(zhuǎn)部分具有確定的旋轉(zhuǎn)運動,并承受起重機旋轉(zhuǎn)部分作用于其上的垂直力、水平力和傾覆力矩。
成分結(jié)構(gòu)
基本成分
汽車起重機的組成部分可分為動力裝置、底盤、工作裝置、安全裝置和駕駛室。
動力裝置是起重機的動力源,汽車起重機主要使用柴油機作為動力。底盤部分是整個起重機的支撐和安裝基礎(chǔ),也是整個起重機的運行機構(gòu)。此外,底盤上還有支腿機構(gòu)、穩(wěn)定器和動力輸出機構(gòu)。這些底盤系統(tǒng)通常被稱為起落架部件。相應(yīng)地,安裝和支撐在底盤平臺上方并可隨回轉(zhuǎn)機構(gòu)自由轉(zhuǎn)動的所有部件,包括駕駛室、舉升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)、伸縮機構(gòu)等。,統(tǒng)稱為上車部分,其核心機構(gòu)是工作裝置。安全裝置是為了確保起重機的正常和安全運行,防止事故發(fā)生。
動力裝置
汽車起重機通常選擇柴油機作為動力源。從經(jīng)濟性和動力性的角度來看,柴油機更適合大型汽車和工程機械的需要,能夠滿足汽車起重機的車載性和機動性要求。不同類型的柴油發(fā)動機具有不同的具體結(jié)構(gòu)原理,但完成發(fā)動機工作循環(huán)所需的基本結(jié)構(gòu)是相似的。車載柴油機通常由曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)兩大機構(gòu)以及供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和起動系統(tǒng)四大系統(tǒng)組成。
基礎(chǔ)
汽車起重機底盤主要包括通用汽車底盤、專用汽車底盤和專用輪胎底盤。它是起重機上所有零部件和設(shè)備的安裝基礎(chǔ)和連接骨架,是起重機的承重和受力載體,是起重機完成行駛、轉(zhuǎn)向、制動、加減速等駕駛操作的特定執(zhí)行機構(gòu)的組合。一般由四部分組成:傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)。底盤不僅支撐整機的重量,還傳遞機器的動力,保證機器的運行運動和精確控制。
工作裝置
汽車起重機的工作裝置主要由起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)和液壓系統(tǒng)組成,有些起重機還具有完成某些工藝操作的專用工作裝置,如夾鉗。起重機的工作裝置主要用于直接夾持、起吊、搬運或裝卸重物。
提升機構(gòu)
起升機構(gòu)是汽車起重機最基本的工作機構(gòu),用于實現(xiàn)被吊重物的垂直運動。汽車起重機大多采用液壓起升機構(gòu),即由液壓系統(tǒng)控制,由定量或變量液壓馬達驅(qū)動,以及減速器、離合器、制動器、卷筒、鋼絲繩滑輪組和吊鉤等的協(xié)調(diào)動作。,其中一些是通過懸掛系統(tǒng)和提升機實現(xiàn)的。吊掛系統(tǒng)一般由鋼絲繩、滑輪組和吊具組成,而吊鉤是最常見的吊具。一些汽車起重機還配備了輔助提升機構(gòu),以提升較輕的物體或進行輔助操作。
起升組成
汽車起重機的起升機構(gòu)由驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷繞裝置、取件裝置和制動器等安全裝置組成。不同種類的汽車起重機需要配備不同的抓取裝置,它們的驅(qū)動裝置也不同,但布置基本相同。
起重驅(qū)動裝置:汽車起重機以內(nèi)燃機為動力,液壓泵為輔助動力。因此,液壓驅(qū)動是提升機構(gòu)的常用形式,其傳動和控制系統(tǒng)比電力驅(qū)動復(fù)雜。根據(jù)液壓驅(qū)動裝置的類型,液壓提升機構(gòu)分為三種形式:高速液壓馬達驅(qū)動、低速大扭矩液壓馬達驅(qū)動和液壓缸驅(qū)動。
提升傳動裝置:在液壓馬達為二次驅(qū)動力的前提下,提升機構(gòu)需要傳動裝置的配合才能完成提升工作。傳動裝置包括減速器、聯(lián)軸器和傳動軸。提升系統(tǒng)中常用的減速器有三種:圓柱齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。
提升裝置:提升機構(gòu)中的提升裝置,有時稱為卷繞裝置或卷繞系統(tǒng),是指卷筒和鋼絲繩滑輪組。橋式起重機采用雙滑輪組,臂架起重機一般采用單滑輪組。起升機構(gòu)中的起升系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)特點可分為三種類型:單卷筒單軸式、雙卷筒單軸式和雙卷筒雙軸式。
起升裝置:根據(jù)被吊物料的不同類型和形式,汽車起重機往往采用不同種類的起升裝置。取物裝置有很多種,鉤子是使用最多的一種。起升機構(gòu)通過起升鋼絲繩、主鉤或副鉤將重物提起升降。
回轉(zhuǎn)齒輪
回轉(zhuǎn)機構(gòu)是汽車起重機裝載部分支承在底盤上,并繞支架相對于底盤自由轉(zhuǎn)動的一組裝置的總稱。其功能是使裝載部分及其吊臂相對于卸載部分(底盤)在設(shè)定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。汽車起重機主要采用旋轉(zhuǎn)軸承。旋轉(zhuǎn)軸承裝置將起重機的旋轉(zhuǎn)部分支撐在固定部分上,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)部分相對于固定部分旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)是圍繞回轉(zhuǎn)支承裝置的中心軸線進行的,全回轉(zhuǎn)機構(gòu)可實現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn),可順時針或逆時針移動。回轉(zhuǎn)機構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)液壓馬達、回轉(zhuǎn)減速器、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)制動器、中心回轉(zhuǎn)接頭裝置、回轉(zhuǎn)內(nèi)圈和回轉(zhuǎn)平臺組成。
旋轉(zhuǎn)組成
汽車起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)液壓馬達、回轉(zhuǎn)減速器、回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)平臺、回轉(zhuǎn)制動器、回轉(zhuǎn)緩沖器和中央回轉(zhuǎn)接頭組成。
旋轉(zhuǎn)液壓馬達:旋轉(zhuǎn)液壓馬達安裝在旋轉(zhuǎn)平臺上,液壓馬達軸的外端通過彈性聯(lián)軸器與驅(qū)動減速齒輪軸連接。液壓馬達旋轉(zhuǎn)時,動力通過聯(lián)軸器→減速器→驅(qū)動齒輪→蝸桿→蝸輪→驅(qū)動齒輪。驅(qū)動小齒輪沿內(nèi)齒輪滾動,帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。
回轉(zhuǎn)減速器:回轉(zhuǎn)減速器是回轉(zhuǎn)機構(gòu)中重要的機械傳動裝置,與液壓馬達配合起減速增扭的作用。它主要由殼體、立軸、傳動齒輪、蝸輪、蝸桿和減速齒輪組成。減速器一般為兩級減速器,用于將液壓馬達的動力傳遞方向改變90度,降低轉(zhuǎn)速,增加扭矩,以滿足旋轉(zhuǎn)的需要。
回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)平臺:汽車起重機大多采用回轉(zhuǎn)支承裝置,通常分為兩種類型:支承輥式和滾動軸承式。托輥式已逐漸淡出市場。目前主要采用滾動軸承式,內(nèi)外圈分別用高強度螺栓固定在轉(zhuǎn)臺或底盤架上。
旋轉(zhuǎn)制動裝置:旋轉(zhuǎn)制動裝置有常開和常閉兩種。手動常開制動裝置由制動盤、制動蹄、制動鼓、制動拉桿、制動拉索和制動操縱桿組成。松開操作桿時,制動器處于常開狀態(tài),當拉緊制動器操作桿時,制動器開始工作。常閉制動裝置一般為濕式多片內(nèi)置制動裝置或干式多片內(nèi)置制動裝置。當液壓系統(tǒng)不工作且沒有壓力油時,它處于常閉狀態(tài)。當液壓系統(tǒng)進入壓力油時,無論哪個機構(gòu)工作,制動器都可以迅速釋放,旋轉(zhuǎn)機構(gòu)處于打開狀態(tài)時可以開始自由旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)緩沖裝置:旋轉(zhuǎn)機構(gòu)用于改變工作方位,旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在工作過程中應(yīng)經(jīng)常啟動和制動。揮桿開始啟動時的情況類似于制動時的情況。如果啟動過猛,還可能損壞起重機的相關(guān)部件。此外,懸掛在鋼絲繩上的重物在運動過程中產(chǎn)生的慣性力最容易導(dǎo)致起重機傾翻,回轉(zhuǎn)機構(gòu)工作時要考慮運動的微動性、穩(wěn)定性和柔軟性,因此回轉(zhuǎn)機構(gòu)一般裝有緩沖裝置。
中心旋轉(zhuǎn)接頭:中心旋轉(zhuǎn)接頭位于轉(zhuǎn)盤的中心,由主中心旋轉(zhuǎn)接頭、小旋轉(zhuǎn)接頭、導(dǎo)電環(huán)和電刷組成。它用于連通底盤和轉(zhuǎn)臺之間的液壓油通道和回路,使油和電的傳輸不受轉(zhuǎn)臺和底盤之間相對運動的影響。
伸縮機構(gòu)
起重臂及其伸縮機構(gòu)是汽車起重機最具代表性的工作裝置,也是各種汽車起重機不可缺少的組成部分。它們的主要功能是實現(xiàn)多個吊臂的自由伸縮,使吊臂的長度可以根據(jù)使用需要自由調(diào)節(jié)。至于液壓臂架的伸縮機構(gòu),通常主要由主臂和副臂組成。主臂主要由基本起重臂、第一節(jié)、第二節(jié)或第三節(jié)、伸縮液壓缸、液壓控制系統(tǒng)和安全鎖裝置等部件組成。副臂一般為桁架結(jié)構(gòu),其截面有四邊形和三角形兩種形式。它可以掛在主吊臂的側(cè)面,使用時安裝在主吊臂的頭部。
懸臂潤滑機構(gòu)
在額定起重能力下,汽車起重機吊鉤中心線到起重機旋轉(zhuǎn)中心軸線的水平距離,即被吊重物的旋轉(zhuǎn)半徑或工作半徑,稱為工作幅度,工作幅度的變化稱為變幅機構(gòu)。液壓缸變幅是伸縮臂起重機最具代表性的變幅形式,屬于俯仰臂的變幅機構(gòu)。在俯仰臂的俯仰機構(gòu)中,幅度通過臂在垂直平面內(nèi)繞其銷的旋轉(zhuǎn)和臂的俯仰而改變。
起重機的變幅過程可分為三種情況:起重臂、下降臂和停止臂。汽車起重機的臂架由一個或兩個平行的雙作用液壓缸驅(qū)動。液壓缸的缸端鉸接在轉(zhuǎn)盤上,活塞桿端鉸接在基本臂上。通過活塞桿的伸縮改變臂架的仰角,實現(xiàn)變幅動作。油路系統(tǒng)的任務(wù)是確保這三個變幅動作能夠安全可靠地進行。起重機的變幅伸縮油路裝有平衡閥或限速鎖,以保持穩(wěn)定的變幅速度,以防止各種機構(gòu)的運動因自重或不受控制的外力而失控,或防止液壓軟管突然斷裂時臂架墜落。并確保所有機構(gòu)停止在任何位置。
液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)一般由五部分組成:動力元件、執(zhí)行元件、控制調(diào)節(jié)裝置(控制元件),即各種閥門、輔助裝置和工作介質(zhì)。汽車起重機的液壓系統(tǒng)也是如此。盡管汽車起重機的結(jié)構(gòu)形狀千差萬別,但它們的工作任務(wù)、性質(zhì)和方法是相同的。因此,各種液壓汽車起重機的液壓系統(tǒng)是相似的。
動力元件:液壓泵液壓泵的作用是將機械能轉(zhuǎn)化為液體的壓力能,并向系統(tǒng)提供壓力油,是液壓系統(tǒng)的動力元件。
執(zhí)行器:其作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能。執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達,液壓缸驅(qū)動負載做往復(fù)直線運動;液壓馬達驅(qū)動負載旋轉(zhuǎn)。即在壓力油的作用下,驅(qū)動工作機構(gòu)對外做功。液壓千斤頂?shù)囊簤焊资且簤呵Ы镯數(shù)膱?zhí)行部件。
控制元件:即液壓系統(tǒng)中的各種控制閥,如溢流閥、平衡閥、限速閥等。在液壓系統(tǒng)中,利用各種閥門來控制和調(diào)節(jié)各部分液體的壓力、流量和方向,從而控制重物的運動和提升速度,以滿足液壓系統(tǒng)的工作要求并完成一定的工作循環(huán)。
輔助裝置:包括油箱、過濾器、油管和管接頭、密封件、冷卻器、蓄能器等。,用于儲存油、過濾油、輸送油和冷卻。
工作介質(zhì):液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)是在液壓回路中循環(huán)的液壓油。
駕駛室:專用汽車底盤的駕駛室有三種布置形式:直頭式駕駛室、側(cè)頭式駕駛室和前懸掛式駕駛室。
前懸掛下沉式駕駛室具有良好的視野,吊臂放置在駕駛室上,這通常用于大型汽車起重機。由于駕駛室較低,吊臂位置不高,起重機的重心較低,但由于駕駛室懸掛在前軸前方,前軸的軸荷較大,同時車身變長,接近角減小,通過性較差。駕駛室底盤側(cè)傾的汽車起重機可以使起重臂在行駛時放置在駕駛室旁邊,大大降低了整車的重心,但駕駛室的視野較差,很少有人坐。
裝置設(shè)備
提升制動器
起升制動器既是機構(gòu)的控制裝置,又是安全裝置。一般來說,起重機的起升機構(gòu)只配備一個制動器,通常在高速軸上(或在與卷筒相連的低速軸上)。提升鐵水或其他危險品,以及在發(fā)生事故時可能造成重大危險或損失的起升機構(gòu),每個獨立驅(qū)動裝置應(yīng)配備兩套配套制動器。制動器經(jīng)常使用半圓形的聯(lián)軸器作為制動輪,即使聯(lián)軸器損壞,制動器仍然可以起到安全保護作用。
提升重量限制器
起重量限制器又稱力矩限制器或防超重裝置,由檢測器、控制器、運算器、狀態(tài)顯示器和電源組成。它是大中型輪式起重機,特別是超大型起重機必不可少的安全保護裝置。廣泛使用的起重量限制器可以同時檢測、比較、判斷和有效控制各種機構(gòu)的運行,減少操作員的失誤。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,起重量限制器已經(jīng)完全自動化,具有自身的自動監(jiān)控和自診斷功能。
提升極限位置限制器
起升極限位置限制器由電動限位開關(guān)、鏈條和重錘組成,一般安裝在吊臂頭部。在正常情況下,鏈條末端懸掛的重錘拉動限位開關(guān)將其關(guān)閉。當?shù)蹉^上升到極限位置時,吊鉤滑輪架接觸重錘并將其向上推,使限位開關(guān)釋放并接通,同時報警并切斷電路,使吊鉤停止上升,從而防止吊鉤與吊臂碰撞,防止起重鋼絲繩被拉斷。