起升机构的组成与工作原理
起升机构用来实现物料垂直升降,是任何起重机不可缺少的部分,因而是起重机最主要、也是最基本的机构。起升机构的安全状态,是防止起重事故的关键,将直接地关系到起重作业的安全。
1.起升机构组成
起升机机构由驱动装置、传动装置、卷绕系统、取物装置、制动器及其他安全装置等组成,不同种类的起重机需配备不同的取物装置,其驱动装置亦有不同,但布置方式基本上相同。典型起升机构平面布置见图8-1。
图8-1 起升机构传动简图
1-电动机 2-联轴器 3-制动器 4-减速器 5-联轴器 6-卷筒
7-钢丝绳 8-吊钩滑轮组 9-上升极限位置限制器
起重量超过10t时,常设两个起升机构:主起升机构(大起重量)与副起升机构(小起重量)。一般情况下两个机构可分别工作,特殊情况下也可协同工作。副钩起重量一般取主钩起重量的20%--30%;
(1)驱动装置。大多数起重机采用电动机驱动,布置、安装和检修都很方便。流动式起重机(如汽车起重机、轮胎起重机等)以内燃机为原动力,传动与操纵系统比较复杂。
(2)传动装置。包括减速器、联轴器和传动轴。减速器常用封闭式的卧式标准两级或三级圆柱齿轮减速器,起重量较大者有时增加一对开式齿轮以获得低速大力矩。为补偿吊载后小车架的弹性变形给机构工作可靠性带来的影响,通常采用有补偿性能的弹性柱销联轴器或齿轮联轴器,有些起升机构还采用浮动轴(也称补偿轴)来提高补偿能力、方便布置并降低磨损。
(3)卷绕系统。它指的是卷筒和钢丝绳滑轮组。桥架类型起重机采用双联滑轮组,单联滑轮组一般用于臂架类型起重机。
(4)取物装置。它是根据被吊物料的种类、形态不同,采用不同种类的取物装置。取物装置种类繁多,使用量最大的是吊钩。
(5)制动器及安全装置。制动器既是机构工作的控制装置,又是安全装置,因此是安全检查的重点。起升机构的制动器必须是常闭式的。电动机驱动的起重机常用块式制动器,流动式起重机采用带式制动器,近几年采用了盘式制动器。一般起重机的起升机构只装配一个制动器,通常装在高速轴上(也有装在与卷筒相连的低速轴上);吊运炽热金属或其他危险品,以及发生事故可能造成重大危险或损失的起升机构,每套独立的驱动装置都要装设两套支持制动器。制动器经常利用联轴器的一个半体兼作制动轮,即使联轴器损坏,制动器仍能起安全保护作用。
此外,起升机构还配备起重量限制器、上升极限位置限制器、排绳器等安全装置。
2.起升机构的工作原理
电动机通过联轴器(和传动轴)与减速器的高速轴相连,减速器的低速轴带动卷筒,吊钩等取物装置与卷绕在卷筒上的省力钢丝绳滑轮组连接起来。当电动机正反两个方向的运动传递给卷筒时,通过卷筒不同方向的旋转将钢丝绳卷入或放出,从而使吊钩与吊挂在其上的物料实现升降运动,这样,将电动机输入的旋转运动转化为吊钩的垂直上下的直线运动。常闭式制动器在通电时松闸,使机构运转;在失电情况下制动,使吊钩连同货物停止升降,并在指定位置上保持静止状态。当滑轮组升到最高极限位置时,上升极限位置限制器被触碰面动作,使吊钩停止上升。当吊载接近额定起重量时,起重量限制器及时检测出来,并给予显示,同时发出警示信号,一旦超过额定值及时切断电源,使起升机构停止运行,以保证安全。