起重臂

起重机上的重要的装置

起重臂是起重机上的一个很重要的装置。

装置简介

起重臂俗称臂架、吊臂。支承起升绳、取物装置或变幅小车的双向压弯的金属结构件。由连接销轴、钢丝绳或液压缸支承在起重机的转台或塔身上。对于可俯仰摆动的起重臂，由变幅机构改变其倾角，以改变起重机的幅度和起升高度；水平的起重臂是用变幅小车在其上来回运动而改变幅度。按结构不同分为桁架起重臂和箱形起重臂；按功用不同分为起重机动臂、主起重臂、副起重臂、伸缩臂、折叠臂、鹅首架等。

主起重臂

主起重臂简称主臂。从与转台或塔身铰接的根部铰点起，至起重臂头部装设的主起升机构钢丝绳导向滑轮轴心线之间的起重臂。当起重机无副起重臂时，即称起重臂。

副起重臂

副起重臂简称副臂。为了增加起重机的作业范围（高度和幅度）附加装在主起重臂头部的一段可调角度的起重臂。其轴线与主起重臂的夹角不可调的称加长臂。不用时则折叠、收回或拆除。头部装有副起升机构钢丝绳导向滑轮。装设副起重臂是一种较为经济的方案。按工作方式不同有折叠副臂和伸缩副臂。广泛用于汽车起重机和轮胎起重机。

起重臂拉索

起重臂拉索一端连接在塔式起重机塔顶撑架（或塔尖或塔帽）顶端，另一端用以悬吊小车变幅式起重臂使之处于指定位置（一般是水平位置）的受拉索具。多采用钢丝绳或棒状杆件，长度可做少量调整，以满足整机调整及磨损后的要求。钢丝绳常用于中小型塔式起重机的单吊点起重臂；棒状杆件长度不易变化，受拆装运输方便的要求和杆件刚度限制，一般分段制造，常用于双吊点起重臂及多吊点起重臂。对于常见的三角形截面起重臂，每个吊点截面可以只设一根索具牵引正置的上弦，也可设置二根分别牵引正置的下弦或倒置的上弦，但后者最好还需设置平衡装置，否则易于产生附加扭矩。

伸缩机构

起重臂伸缩机构使起重臂改变长度，完成伸缩运动的机构。多节箱形起重臂借助于伸缩机构，改变其长度以变更起升高度和幅度。按传动方式分为液压式、液压机械式和手动三种；按伸缩顺序有同步伸缩、顺序伸缩和独立伸缩之分。是具有伸缩式箱形起重臂的起重机不可缺少的机构。常用于液压传动的自行式起重机和军用的抢险起重机上。

不同类型

桁架起重臂

桁架起重臂由型钢、管材焊接成格构式结构件的起重臂。常由若干节段用螺栓或销轴连接成所需长度。按桁架截面形状有正方形、矩形和三角形三种。特点是自重轻，有利于提高起重机的起重性能；但装、拆时间长，制造时工艺性差。

桁架臂起重机：采用桁架结构起重臂的起重机。品种较多，有桁架臂汽车起重机、桁架臂轮胎起重机、桁架臂履带起重机和塔式起重机等。桁架起重臂自重轻，有利于提高起重机的起重性能，特别是在大幅度情况下尤为显著。由于分段组装，作业前的辅助时间长，但工作可靠。在起重机中占有较大的比重。

箱形起重臂

箱形起重臂由板材焊接制成，横截面为中空的封闭式起重臂。通常比同量级的桁架起重臂略重，但工艺性好，易于制成伸缩臂。有倒梯形起重臂等。广泛用于汽车起重机和轮胎起重机。为减轻自重，可在箱壁上开孔，或用加筋薄板焊制。

倒梯形起重臂

倒梯形起重臂横截面轮廓为倒梯形的箱形起重臂。是普通矩形起重臂的一种改进型。上盖板较宽，两侧腹板偏离对称中心线向里倾斜，通常在下翼缘与腹板下部之间沿长度方向焊有与起重臂节等长的加强板条。承受压应力的下盖板较窄，有利于下盖板抗局部屈曲稳定，腹板压应力区的加强板条提高了其抗屈曲能力，因此可增高或减薄腹板，改善截面的抗弯性能，并使起重臂内部有较大的可利用空间。故适合于大起重量、多伸缩臂节的大型伸缩臂。

单吊点起重臂

单吊点起重臂塔式起重机中只有一个截面具有与起重臂拉索相连接的起重臂。在该截面内，一般设一处与起重臂拉索相连接，但有时也可设二处；起重臂根部与塔身铰接，吊点位于臂中，整个起重臂呈外伸梁；设计计算时，起升平面内的力学模型是静定结构，故架设、安装和调整方便；长臂时与双吊点起重臂、多吊点起重臂相比则自重大。

双吊点起重臂

双吊点起重臂在塔式起重机上有二处截面具有与起重臂拉索相连接的起重臂。在设计计算时，起升平面内的力学模型为三支点外伸梁，是一次超静定结构，故架设、安装和调整稍嫌麻烦，但在特长的起重臂中，由于受力好可减轻自重，得到广泛应用。

多吊点起重臂

多吊点起重臂在设计计算时，起升平面的力学模型为多支点外伸梁，因而是多次超静定结构的起重臂。特点与双吊点起重臂相类似，但不常用。

木材液压

木材液压起重臂利用可折叠、伸缩的臂架抓取木材的液压起重机械。分移动型和固定型两种。移动型的液压起重臂安装在汽车、拖拉机、桥类起重机及平台车上，用于各种楞场的木材装卸、选材和喂料作业。固定型多用于贮木场的原条定点供料。

移动型液压起重臂主要由立柱桥、支腿、立柱、臂系、抓具和液压系统等组成（见图）。立柱桥是液压起重臂的机座，用高强度螺栓与汽车车架固紧。支腿由支腿桥和支腿油缸组成。支腿桥装在立柱桥内，可以相对移动，变更支腿的支撑距离。支腿油缸经立柱桥将车架支撑起来，保证作业的稳定性。立柱的上部与臂系铰接，下部装在立柱桥内，与立柱桥内的齿条油缸相啮合。后者推动立柱上的齿轮，立柱乃回转，转动范围在360°～420°内。臂系由主臂、副臂和伸缩臂（有的无伸缩臂）以及驱动各臂的油缸组成。主臂的变幅运动由安装在主臂和立柱之间的主油缸来实现。副臂的变幅运动是靠安装在主臂和副臂之间的副油缸来实现。伸缩臂一般安装在副臂内用油缸驱动。抓具按油缸布置形式可分立式和卧式两种。按抓取木材的种类又有原木和原条抓具之分。液压系统多采用单泵单回路系统或双泵双回路系统。双回路系统可以实现几个动作的联动，多数采用开式循环系统。系统的工作压力分别采用12.5、14、16、20兆帕。在不同起重力矩的液压起重臂中，流量的变化范围也不同，通常用起升载荷的最大速度来确定液压系统的流量。一般载荷的最大起升速度为1米/秒。液压系统由不同工作回路组成：①主回路。由油箱、滤清器、主溢流阀、多路换向阀、单向阀和管路等辅助元件组成。其作用是保证各油路的供油、回油、滤清、冷却和中位卸荷。②主油缸回路。由多路换向阀、主溢流阀、胶管破裂断路阀、管式单向平衡阀和管路等辅助元件组成。按性能又分为安全回路和衡速回路。安全回路上串联胶管破裂断路阀，以便在胶管突然爆裂时能及时封住主油缸，避免因胶管爆裂而引起臂系剧速下坠造成的机械和人身事故。衡速回路用管式单向平衡阀串联在回路上，使回油流量不受外载荷大小和作用形式的影响，从而控制下降速度，防止超速下降。③副油缸回路。与主油缸回路基本相同，只是因副油缸作用方式不同，胶管破裂断路阀和管式单向平衡阀串接在回路上的位置不同。④立柱回转油缸回路。是采用多路换向阀手动节流或进油口节流相结合的调速回路。⑤支腿油缸回路。由多路换向阀、单向阀、主溢流阀、双向液控单向阀和管路等辅助元件组成。作业时，液控单向阀封住油缸的油腔，以防止可能出现的软腿现象。

汽车式起重机

汽车式起重机主要由底盘、工作机构、液压系统组成。

1.底盘

轻型汽车式起重机一般采用汽车底盘，如东风EQ140型、黄河JN151型等。大中型汽车起重机都采用专用底盘，其结构与汽车底盘相同。按其起重量大小，有多种驱动形式：起重量12t以上为二轴4×2；起重量16～25t为三轴6×4；起重量40～75t为四轴8×4；起重量80t以上为6轴6×12。

2.工作机构

（1）起升机构：由液压马达、减速器、离合器、制动器及主副卷筒等组成。卷筒为前后并列安置，由液压马达通过减速器驱动。卷筒轴装有蹄式离合器，由液压缸控制，通过制动毂带动卷筒旋转。在制动毂外圈装有常闭带式制动器，由制动液压缸控制其开闭。

（2）回转机构：由定量液压马达、减速器及回转滚动支承等组成。减速器为双级：第一级为圆柱齿轮减速；第二级为蜗轮、蜗杆减速，蜗杆下端装有开式小齿轮和设在底盘车架上的滚动支承齿圈相啮合。回转时，开式小齿轮沿齿圈滚动，带动回转平台绕回转中心做圆周运动。

（3）起重臂伸缩机构：起重臂为箱形结构，一般小型为2节，中型为3～4节，大型为4～5节。底节为基本臂，底节以上各节为活动臂，每个活动臂都有一个单级双作用液压缸推动伸缩，由装在液压缸前端的顺序阀操纵其伸缩程序。副起重臂为桁架式，需要扩大起重机作业范围时装用。

（4）支腿机械：一般采用H形，分前后两对共四条支腿，每条支腿又由水平支腿和垂直支腿组成。操纵支腿动作时应先伸出水平支腿，后伸出垂直支腿，再用支垫和地面固定。观察水平仪并通过旋阀调整起重机处于水平。支腿液压缸底部装有双向液压锁，以防止工作腔油液不外漏，保证支腿不会自行收缩。

（5）液压系统：由上、下车两部分组成，两部分之间通过中心回转接头连接。下车部分包括油箱、双联齿轮泵及支腿收放回路，上车部分包括回转、起重臂伸缩、变幅、起升及卷筒离合器、制动器操纵回路。

轮胎式起重机

国产轮胎式起重机早期为机械传动，发展为电力—机械传动，现已被液压传动代替。当前产量较高的主要机型为QLY25型，该机具有良好的通过性和机动性，能在未经整修的路面上行驶，并能吊重行走。底盘为液力机械传动，采用双桥驱动，牵引力较大。由于底盘是短轴距，液压转向，故转弯半径小，转向轻便灵活，可实行两轮转向、四轮转向和蟹行转向三种方式，适合在狭窄场地上作业。

1.底盘

底盘为液力机械传动，由柴油机、液力变矩器与分动器、变速器、前后桥及传动轴等组成，在车架前后端装有4个支腿。底盘为三支点悬挂，即前桥为刚性连接，后桥通过副车架中间支点与车架铰接。平时为摆动桥，当不打支腿吊重作业时，将两稳定器液压缸锁死，使后桥为刚性连接。

2.工作装置

（1）起升机构由液压马达经一级开式齿轮及常开式离合器分别驱动主、副卷筒。主、副卷筒一端与制动鼓相固接，两制动鼓上分别装有常闭式制动器。

（2）回转机构由液压马达驱动双级圆柱齿轮减速器，经输出轴的直齿轮带动交叉滚柱式回转支承上的内齿圈转动。

（3）变幅机构为前置式双幅液压缸，通过活塞杆的伸缩使起重臂变幅。

（4）起重臂伸缩机构为箱形三节伸缩式。伸缩机构为单级长液压缸，活塞杆固定在基本臂根部，缸筒固定在二节臂上，在三节臂根部固定的伸缩臂钢丝绳绕过缸头滑轮，分别与固定在基本臂端部的紧绳器连接，当二节臂伸缩时，通过钢丝绳的连接，能使三节臂同步伸缩。

3.液压系统

液压系统由主液压操纵系统、先导液压操纵系统及转向液压系统等组成。主液压系统又可分为上车和下车两部分，上、下车的油路通过中心回转节头连接。

（1）下车液压系统：下车液压系统由齿轮泵、操纵阀、液压锁、截止阀、稳定器液压缸等元件组成，用以操纵支腿伸缩和升降液压缸，使四个支腿同步伸出或缩回。

（2）上车液压系统：上车液压系统由回转液压马达、起升液压马达、变幅液压缸、动臂伸缩液压缸、平衡阀、操纵阀、阻尼阀、离合器和制动器液压缸等元件组成，用以操纵起升、回转、变幅、动臂伸缩等各项动作。

（3）液压转向系统：液压转向系统由转向泵、辅助泵、节流阀等元件组成。转向泵装于分动器上，在正常行驶时给转向系统供油。辅助泵装于变速器上，在拖行转向或熄火转向时用其供油。节流阀的作用是：当发动机转速变化或转向液压缸负荷变化时能保持转向稳定。