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1、第 十三 章轮胎式起重机,13.1 轮胎式起重机的分类,汽车起重机,轮胎起重机,底盘特点,小型,起重量大小,中型,大型,特大型,Q 12 t,16 Q 40 t,40 Q 100 t,Q 100 t,汽车起重机和轮胎起重机的区别,汽车起重机和轮胎起重机的区别,轮胎式起重机的分类,桁架臂式,箱形臂式,吊臂形式,机械传动式,传动装置形式,电力机械传动式,液压机械传动式,13.2 轮胎式起重机的组成,取物装置吊臂上回转部分包括装在回转平台上除了吊臂、配重、吊钩等外的全部机构下车行走部分是起重机的底盘回转支承部分支腿配重,轮胎式起重机结构简图,(1)行走装置及车架；(2)驾驶式； (3)转台；(4)动
2、臂； (5)变幅油缸； (6)司机式； (7)支腿,13.3 轮胎式起重机的主要参数,起重量包括吊钩（含动滑轮组）重量幅度有效幅度、最大幅度、最小幅度起重力矩衡量起重能力的指标起升高度自重工作速度通过性能几何尺寸参数,13.4 轮胎式起重机动力装置选择,一台发动机布置在下车目前最常用。因为：上车起重机构广泛采用液压传动，动力传递方便；下车行走机构采用一般通过汽车的机械传动或液力传动，故发动机设在下车较方便；行驶速度高，专用底盘的行走机构的传动装置也必须设计成与汽车传动系同样复杂，故发动机设在下车也是必需的。,轮胎式起重机动力装置选择,一台发动机布置在上车在机械传动和电力传动的慢速行驶的轮胎起重
3、机中普遍采用，发动机主要是为了上车起重机构的。下车行走机构的动力由上车经回转中心下传而来，由于行驶速度慢，故对传动系统的要求低。发动机布置在上车，操纵方便，还可起配重作用。,轮胎式起重机动力装置选择,上、下车各布置一台发动机在大型的汽车起重机中采用得较为广泛。行驶用的下车发动机功率很大，发动机也较昂贵，起重用的功率常为其的1/3，故起重时使用行驶发动机在功率利用上很不合适。,13.5 轮胎式起重机底盘类型,通用的汽车底盘除车架更换外（若有必要）余皆采用原汽车底盘。小型的起重机可在汽车底盘上附加副车架以支承上车结构。,通用的汽车底盘,底盘类型,专用的汽车底盘,专用的轮胎底盘,轮胎式起重机底盘类型
4、,专用的汽车底盘按起重机的要求设计的，轴距较长，车架刚性好。专用汽车底盘的驾驶室的布置有三种：正置平头式、侧置的偏头式、前悬下沉式。在大型起重机中常采用前悬下沉式的驾驶室。,轮胎式起重机底盘类型,专用的轮胎底盘专为轮胎起重机设计的。底盘轴距较短，转弯半径小，全轮驱动。由于轮胎起重机只有一个驾驶室，并且往往设在上车，所以下车底盘行走的操纵通常求助于液压传动。,当行驶v30 km/h时，由于道路不平而引起的车身振动较大宜用弹性悬架。但在不用支腿起重时，必须把弹性悬架锁死。有些起重机在后桥采用刚性悬架，前桥因为有驾驶室仍采用弹性悬架。,底盘轮轴的布置,驱动桥的数目取决于所需牵引力的大小，而其轮轴总数
5、，取决于整机重量。轮轴的许用载荷取决于桥壳强度和轮胎的许用负荷，但还必须考虑到道路和桥梁标准的许用承载能力。我国公路工程技术标准规定公路车辆的单后桥轴荷最大为13t，而双后桥为2x12t。6x4-1+(2),底盘轮轴布置示意图,轮胎起重机的轴荷有以下几种：等速行驶的轴荷（静载荷）加速行驶时的轴荷制动时的轴荷不用支腿起重时的轴荷吊重行驶时的轴荷,等速行驶时的轴荷是主要的轴荷。它受到道路、桥梁标准的限制，同时也受到轮胎许用负荷的限制。双轴前后桥单胎汽车底盘：5050双轴前桥单胎后桥双胎： 3070三轴汽车底盘，双胎后桥载荷为2 40的总重。这些比例是按轮胎数目来确定的。,在汽车起重机中，由于吊臂搁
6、在车头上，前桥轴荷常在30总重以上。在轴距和上、下车重心位置已确定的情况下，为了减少前桥轴荷，除将吊臂和变幅缸的根部铰点后移外，还可将整个上车回转中心后移到后桥中心线以后。设前桥希望得到的轴荷为R1，上车行驶状态的重力为G0，其离回转中心距离为e0，下车重力为Gu，其重心离后桥中心线的距离为eu，上车回转中心离后桥中心线的距离为x，轴距为L，则,回转中心位置的确定,轴荷的计算,轮胎式起重机在加速行驶时，产生惯性力，改变轴荷的分配，使后桥轴荷加大，前桥轴荷减少。,若加速度为a，则,13.6 吊臂的结构型式,定长式吊臂,伸缩式吊臂,变幅方式,桁架式吊臂,箱形吊臂,截面形式,桁架式吊臂,由钢管、型钢
7、或异形钢管制作而成。通常是用柔性的钢丝绳牵拉吊臂的端部来实现变幅，故吊臂是以受压为主的双向压弯构件。吊臀可以制成轴向为直线形或折线形两种型式。吊臂的断面可制成矩形或三角形截面形式，吊臂的弦杆和腹杆由无缝钢管、方形钢管和角钢等型钢组成，腹杆体系可以是三角形腹杆体系也可以是带竖杆的三角形腹杆体系。,(a)变幅平面,(a)旋转平面,(1)直线形吊臂(2)折线形吊臂,(1)弦杆；(2)腹杆（斜杆）； (3)腹杆（竖杆）,桁架式吊臂,由受力特点决定，吊臂在变幅平面的两片桁架通常制成图所示的的中间部分为等截面平行弦杆，两端为梯形。对于旋转平面的两片衍架则制成端部尺寸小，根部尺寸大的形式。为了能够拼接成不同
8、长度的吊臂，在桁架式吊臂的中间部分可以制成几段等截面形式。,桁架式吊臂常分为几段，即基本臂根节段、基本臂顶节段（在大型起重机中顶节段做得很短，仅是个定滑轮组件)和中间插入节段，中间插入节段有很多节按需要逐节插接加长。为使吊臂长度有较多级的变化、以充分利用起重机的起重能力。中间插入节段可以做的短些，但太短会使接插费时，一般初段长35m。所谓基本臂长度是指无插接节段时的最短工作吊臂的长度，它一般小行驶条件决定。,为使变幅绳的受力不至于过大固定变幅机构定滑轮的支架(也称人宁架)要离吊臂根部铰点处远一些、高一些由此一般不知在平台尾部并有一定高度。在中、小型轮式起重机中，人字架的最高点限在4m以下，故人
9、字架本身高度常在2.5m左右。 大型起重机为便于公路行驶，人字架常做成伸缩式或折叠式，起重时伸起，高度可达35m以上，行驶时缩回，可到2.0 m左右。,为不使吊臂在风载作用下或突然失重时向后倾翻，必须设有保险杆或保险钢丝绳，以防止吊臂向后倾倒。保险杆是可伸缩的，套管中设有弹簧，上端与吊臂铰接(铰点位于根节段。离平台约2m以外)，下端铰接在回转平台上，如图所示。,1保险绳；2保险杆；3桁架式吊臂根节断,桁架臂起重机的人字架图,箱形伸缩式吊臂,伸缩式吊臂多数制造成箱形结构。箱形结构内装有伸缩油缸在吊臂的每个外节段内装有支承内节段的滚子或滑块支座。吊臂的变幅采用液压缸来实现，因此吊臂是以受弯为主的双
10、向压弯构件。由于伸缩式吊臂的长度可以变化，故具有良好的通过性，适用范围广。,箱形伸缩式吊臂的截面型式,人字架,桁架式吊臂的人字架主要用来安装变幅滑轮组的定滑轮、支承吊臂并将变幅力传至转台上。起重机的人字架一般由两片与转台铰接的三角形支腿和横梁组成。三角形支腿由前、后支杆铰接而成。两片支腿间用横梁连接，横梁上安装变幅机构的定滑轮组。人字架根据三角形支腿的形式可分为锐角三角形。直角三角形和钝角三角形三种，另外还有组合人字架。,在变幅拉力角(变幅滑轮组轴线与吊臂轴线夹角)相同条件下锐角三角彤人字架的高度较大，杆件长，但支杆受力较小；直角三角形人字架的高度较低杆件较短，但支杆受力较大；钝角三角形人字架
11、的高度最小，杆件最短，但支杆受力最不利。通常从减小整机高度，增大变幅拉力用以降低最大变幅力，以及改善人字架杆件受力等几方面综合考虑进行选择。在轮式起重机上，一般采用直角三角形人字架较多。对大起重量的轮式起重机主要从降低最大变幅拉力考虑，不受外形高度限制，但为了保证起重机的通过性能，通常采用组合式人字架或伸缩式人字架在运输状态时可将副架拆下或缩回。,13.7 伸缩机构,具有臂架伸缩机构的起重机，不需要接臂和拆臂，缩短了辅助作业时间。臂架全部缩回以后，起重机外形尺寸减小提高了机动性和通过性。臂架采用液压伸缩机构，可以实现无级伸缩和带载伸缩，扩了汽车和轮胎起重机、铁路救援起重机在复杂使用条件下的使用
12、性能。,一、伸缩方式,具有三节或三节以上的吊臂，各节臂的伸缩，基本有三种方式：顺序伸缩、同步伸缩和独立伸缩。,(a)顺序伸缩(b)同步伸缩,1. 伸缩方式对起重性能的影响,吊臂自重和吊臂重心位置直接影响起重性能。在起重特性相同时，顺序伸缩机构的吊臂可以比同步伸缩机构的设计得轻一些，这是因为后者伸缩臂的危险截面、位置变化较多，不易做成变截面结构。在相同的中间臂作业时，同步伸缩的吊臂重心距回转中心较近，起重性能可以提高。,2伸缩方式对吊臂受力的影响,在中间臂长时，由于顺序伸缩的臂节搭接长度小于同步伸缩，在相应幅度的额定起重量作用下，臂节搭接处的支反力要比同步伸缩大得多。顺序伸缩时，伸缩阻力是依次出
13、现的；同步伸缩时，各节伸缩臂的摩擦阻力同时产生，而且随着搭接长度的减小而增大在接近全伸时摩擦阻力明显升高。,13.8 伸缩支腿,支腿的作用是增大起重机的支承基底，提高起重能力。起重机一般装有四个支腿，前后左右两侧分置。为了补偿作业场地地面的倾斜和不平，增大起重机的抗倾覆稳定性，支腿应能单独调节高度。支腿要求坚固可靠，收效自如。工作时支腿外伸着地，起重机抬起。行驶时将支腿收回，减小外形尺寸，提高通过性。,支腿类型,蛙式支腿,X形支腿,铰接式支腿,支腿类型,H形支腿,辐射式支腿,蛙式支腿,(a)普通式(b)滑槽式(c)连杆式,普通式支腿在接地时有水平位移，引起摩擦阻力，增大了液压缸的推力。滑槽式支
14、腿减小了液压缸推力，而连杆式支腿的液压缸不受力。蛙式支腿结构简单，液压缸数量少（一腿一缸），重量轻。但每个支腿在高度上单独调节困难，不易保证车架水平，而且支腿摇臂尺寸有限，因而支腿跨距就不能很大，宜在小吨位起重机中使用。,H形支腿,每一支腿有两个液压缸：水平外伸液压缸和垂直支承液压缸。为保证足够的外伸距离，左右支腿的固定梁前后错开。H形支腿外伸距离大，每个腿可以单独调节，对作业场地和地面的适应性吁，广泛用于中、大型起更机上。缺点是重量大，支腿高度大，影响作业空间。,X形支腿,支腿的垂直支承液压缸作用在固定腿上。每个腿可以单独调节高度，可以伸入斜角内支承。X形支腿铰轴数目多，行驶时离地间隙小，垂
15、直液压缸的压力比H形支腿高，在打支腿时有水平位移。现已逐渐被 H形支腿取代。,辐射式支腿,辐射式支腿用于大型轮胎式起重机。支腿结构直接装在回转支承装置的底座上，起重机上车所受的全部载荷，直接经过回转支承装授传到支腿上。这种构造方式，可以避免由于支腿反力过大，要求车架加大断面，增加自重，整个底盘可以减轻重量5%10%。,铰接式支腿,活动支腿与车架铰接，由液压缸实现水平支腿的（收拢或放开）。收腿时活动支腿紧靠车架大梁两侧，放开时根据需要支腿与车架形成不同的夹角，从而改变跨距。这种支腿的垂直支承液压缸如同H形支腿，但整体刚度比H形支腿好没有因伸缩套简之间的间隙而引起车架摆动现象。常用于中、大吨位的铁
16、路起重机上。,支腿跨距的确定,支腿是前后设置的，并向两侧方向伸出形成矩形。由于主要在侧面工作，国家系列又规定了最小幅度，所以跨距不能超过规定数值以满足有效幅度要求。因为跨距太大，稳定好，但超载时，不易察觉，而使吊臂有可能损坏。支腿横向跨距选取要适当，原则上是起重机在吊臂强度允许的起重量时，其稳定性达到规定要求即可，支腿跨距的确定，完全从稳定角度出发，支腿横向外伸跨距的最小值是要保证起重机在正侧方吊重物时的稳定。,13.9 轮胎式起重机与国外的差距,起重能力国际上，由于各种重点工程项目向大型化发展，所需构件和配套设备的重量在不断增加，对超大型起重设备的需求越来越多，生产超大起重设备的企业也在不断
17、发展。 如利勃海尔、德马泰克 、多田野 、住友建机等公司。在大吨位产品开发方面，我国距国际水平相差甚远。在我国一些重大工程中，大型起重设备仍然依赖进口。,轮胎式起重机与国外的差距,吊臂结构由于椭圆形吊臂截面受力状态为最佳，可使吊臂定心和抵抗扭矩变形的能力得到改善，在减轻结构重量和提高起重性能方面具有较好的效果，所以被国际大制造商们所采用。在我国生产厂家过去均采用四边形吊臂结构，近几年才开始采用五边形或六边形吊臂结构，尽管多边形吊臂结构强度比四边形强度高，但与椭圆形结构比还有一定差距。,轮胎式起重机与国外的差距,静液压传动采用静液压传动使安装在上车的发动机既可以用来驱动起重机上车各工作装置，也可
18、以用来驱动行走装置。此外，还可将发动机横向安装在上车回转式操纵室后部，使其起到整体式配重的作用。据资料介绍，某些机型采用静液压传动后，整机质量可大约减轻三分之一。我国在这方面是空白。,轮胎式起重机与国外的差距,随车起重机的发展从80年代末开始，国外随车起重机开始迅猛发展，其发展趋势是向多功能、大型化发展。我国随车起重机近几年也有很大发展，几个 主要的起重机生产厂都生产这种产品，但以小吨位（8吨以下）为主，型式单一。,轮胎式起重机与国外的差距,产品的改造与开发几乎在每次举办的国际工程机械博览会上，著名生产企业都会展示出更为先进、令人耳目一新的新产品。厂商为了能迅速制造和装配出品种多样化的产品，走
19、的都是专业化、标准化和系列化的道路。而我国轮胎起重机的产品改造和新产品开发相对落后。改造的项目主要是更换底盘、更换发动机、更换吊臂 （二节臂换成三节臂、四边形吊臂换成五边形吊臂）等。产品质量、性能和外观设计等方面虽有一定的改进和提高，但实质性的进展很少， 总体来说进步较慢。,轮胎式起重机的发展方向,加入WTO后，我国工程起重机行业在竞争中，主要具备以下三方面的优势：一是国内工程机械市场需求潜力巨大。二是中小吨位产品稳中有进。中国工程起重机行业经过40多年的发展，已经建立了一个比较完整的生产体系。三是国内劳动力资源丰富。我国出口的工程机械产品近年来虽然其技术含量有所增加，但仍属于劳动密集型产品。
20、而我国工程机械产品成本中劳动成本所占的比重远远低于国际水平。,全路面起重机,80年代世界轮式起重机技术的最重大进展，无疑是全路面起重机的崛起。这种起重机集传统汽车吊和越野吊之长处，具有行驶速度快、可吊重行驶、道路通过能力强等特点，是起重机技术发展的必然产物。首批全路面起重机由德国哥特瓦尔德公司及PH公司于70年代末研制成功。,全路面起重机,早期开发的全路面起重机多属小型、双轴式。一般认为，真正的全路面起重机须具备以下特征：（1）蟹行转向，全轮转向/全轮驱动功能；（2）下车司机室与上车司机室相互独立，可在任一司机室驾驶起重机；（3）吊重行走；（4）行驶速度快，越野性能好。,全路面起重机,利波海尔
21、公司是德国轮式起重机年产量最大的公司，该公司生产35800 t共10种LTM系列全路面起重机。它们的行驶性能较传统汽车吊有很大改善，结构更为紧凑。 LTM1800型和400tLTM1400型起重机代表了大型多轴紧凑式汽车起重机的发展趋势。,最大起重量：300 t最大幅度：55 m,全路面起重机,格鲁夫公司为既在欧洲又在美国生产轮式起重机的大型跨国公司，在英国的是格鲁夫柯尔斯公司，在美国的是位于宾夕发尼亚洲的谢迪格鲁夫公司。该公司在上世纪80年代的主要产品是AT系列全路面起重机，共有包括20125 t的8种规格。,全路面起重机,我国全路面起重机的研制起步较晚，但开发的进展很快，虽然到目前为止国内掌握独立开发、制造全路面起重机技术及自主知识产权的企业仅有徐工集团重型机械厂一家，但徐重2002年以来接连推出QAY25、 QAY125 全路面起重机以及目前已经完成装配的QAY50全路面起重机，不仅攻克并掌握了其区别于汽车起重机的全部60多项关键技术，实现了向百吨级、多桥全路面的跨越，还迅速形成了自己的产品系列。,最大起重量：50 t最大起升高度：55 m最大起升力矩：1882 kNm整机重量：44 t,最大起重量：160 t最大起升高度：96 m最大起升力矩：5194 kNm整机重量：72 t,
