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一． 起重机械概述
1.1 定义
起重机是以间歇、重复的工作方式，通过起重吊钩或其他吊具起升、下降，或升降与运移物料的机械设备，又称天车、行车等。起重机械是现代工业生产不可缺少的设备，被广泛的应用于各种物料的起重、运输、装卸和人员输送等作业中。
1.2 特点
起重机的工作特点是作间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的。各机构经常处于起动、制动和正反方向运转的工作状态。综合起重机械的工作特点，从安全技术角度分析，可概括如下：
1．起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，能完成一个起升运动、一个或几个水平运动。例如，桥式起重机能完成起升、大车运行和小车运行三个运动；门座起重机能完成起升、变幅、回转和大车运行四个运动。作业过程中，常常是几个不同方向的运动同时操作，技术难度较大。
2．所吊运的重物多种多样，载荷是变化的。有的重物重达几百吨乃至上千吨，有的物体长达几十米，形状很不规则，还有散粒、热融状态、易燃易爆危险物品等，使吊运过程复杂而危险。
3．大多数起重机械，需要在较大的范围内运行，有的要装设轨道和车轮(如塔吊、桥吊等)，有的要装设轮胎或履带在地面上行走(如汽车吊、履带吊·等)，还有的需要在钢丝绳上行走(如客运、货运架空索道)，活动空间较大，一旦造成事故影响的面积也较大。
4．有些起重机械，需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动(如电梯、升降平台等)，其可靠性直接影响人身安全。，5．暴露的、活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触(如吊钩、钢丝绳等)，潜在许多偶发的危险因素。
6．作业环境复杂。从大型钢铁联合企业，到现代化港口、建筑工地、铁路枢纽、潜在许多偶发的危险因素。
6．作业环境复杂。从大型钢铁联合企业，到现代化港口、建筑工地、铁路枢纽、胜地，都有起重机械在运行；作业场所常常会遇有高温、高压、易燃易爆、输电线路等危险因素，对设备和作业人员形成威胁。
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7．作业中常常需要多人配合，共同进行一个操作，要求指挥、捆扎、驾驶等作业人员配合熟练、动作协调、互相照应，作业人员应有处理现场紧急情况的能力。多个作业人员之间的密切配合，存在较大的难度。
上述诸多危险因素的存在，决定了起重伤害事故较多。根据有关资料统计，我国每年起重伤害事故的因工死亡人数，占全部工业企业因工死亡总人数的15％左右。为了保证起重机械的安全运行，国家将它列为特种设备加以特殊管理，许多企业都把管好起重设备作为安全生产工作的关键环节。
1.3 分类
起重机械按其功能和结构特点，大致可以分为下列4大类.1.3.1 轻小型起重设备
轻小型起重设备的特点是结构新颖、合理、简单、操作使用方便、回转灵活、作业空间大。轻、小型起重设备，一般只有一个升降机构，它只能使重物作单一的升降运动。属于这一类的有：千斤顶、滑车、手（气、电）动葫芦、绞车等。电动葫芦常配有运行小车与金属构架以扩大作业范围。它可广泛利用于厂矿、车
间的生产线、装配线和机床的上下工件及仓库、码头等场合的重物吊运。如图所示的轻小型起重设备由立柱、回转旋臂及环链电动葫芦等组成，立柱下端固定于混泥土基础上，旋臂回转，可根据人们需求进行回转。回转部分分为手动和电动回转（摆线针轮减速剂安装与上托板或者下托板上带动转管旋臂回转）。环链电动葫芦安装在旋臂轨道上，用于起吊重物。
1.3.2 桥式起重机
桥式起重机是可沿轨道行走的具有桥梁式结构的起重机，它是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的重要起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，故而得名。其结构特点是可以使挂在吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降或水平运移。
普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成，起重小车又由起升机构、小车运行机构、桥梁金属机构组成，依靠这些机构的配合动作，可使重物在一定的立方形空间内起升和搬运。
桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现实现生产过程 机械化、自动化得重要工具和设备。所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、山西工程职业技术学院毕业论文
早用人力驱动的绞车(卷扬机)，它是现代绞车的雏形。公元前120年以后，国外一些书籍中对起重运输设备陆续有了记载，如公元120年，盖隆的著作中描述了幅度不变和幅度可变的起重机，并记载了自锁式蜗轮传动装置、齿轮、起重卷筒等零部件。公元1490～1550年，阿格里高拉在其著作中对旋转起重机作了描述。1597年，劳利尼在著作中描述了齿条举重器，船舶卸货用的旋转起重机，以及幅度可变的运行式建筑起重机和浚泥船。在里昂那达、达·芬奇等人的著作中，对起重机械的构造和主要零部件(白锁式蜗轮传动装置、齿轮、卷筒、离合器等)作了较详尽的描述。1742年，罗蒙诺索夫在著作中介绍了俄国乌拉尔工厂制造并安装使用的矿井升降机和臂架上带有小车的旋转式起重机。1793年，俄国的一位机械师费道尔·包尔土为彼得堡铁路工厂设计厂一台起重辘轳式起重机。
进人18世纪以后，英、法、德、美和匈牙利、意大利等国的机械工业发展较快。特别是1765年，瓦特发明了蒸汽机，蒸汽机的应用大大推进了起重机械的发展。1927年，出现了第一台用蒸汽驱动的固定式旋转起重机。1846年，出现了液力驱动的起重机。
19世纪下半叶，世界上出现了铁路，一些工业比较发达的国家为了满足港口、码头等地吊运物资和其它装备的需要，对起重机械提出了新的要求，以前那些用人力驱动、低效率、固定式的起重机已经达不到要求，取而代之的是轨道式起重机。1869年，美国首先制成了第一台40吨的蒸汽轨道起重机，接着英国科尔斯公司于1879年制成一台3。5吨的轨道式抓斗起重机。
电力驱动装置的出现，同样是起重机发展史上的转折点。1885年制成了第一台电力驱动的旋转起重机。1887年制成了电力驱动的桥式起重机。1889年在码头出现了门座和半门座起重机。1902年和1917年，英国的科尔斯公司分别制成电传动的和内燃机机械传动的轨道式起重机。1916年，美国开始制造硬橡胶实心轮胎的自行式起重机。1918年，德国生产出第一批履带式起重机。1922年，英国开始制造以汽油机为动力的电传动汽车起重机。1937年，英国制成充气轮胎的轮式起重机，行驶速度达15．3km／h，大大提高了工作效率。第二次世界大战之后，各国都将主要力量放在国民经济的发展上，尤其是遭受战争破坏的国家，在恢复和建设中，急需大量起重运输机械，促使起重机械得到了极其迅速的发展。同时，由于机械制造技术的提高，焊接技术的发展，使得起重机的质量、产量大大提高，结构大大改善，品种也越来越丰富。如从1950年英国制造了世界第一台20吨汽车起重机后，60年代中期，美、英、德等工业发达国家就在起重量上相继突破百吨大关。目前，世界上最大的桥式起重机的起重量为1200吨，最大的门式起重机的起重量为2000吨。桁架臂半拖挂汽车起重机的最大起重量达到1000吨，最大的履带起重机起重量已达3000吨，大型浮式起重机的起重量可达6500吨。由于高性能金属材料的采用和材料加工能力的提高，起重机零部件的性能和寿命也不断提高，整机使用寿命一般规定在10年以上。
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1.额定起重量：是指起重机能吊起的重物或物料连同可分吊具或属具(如抓斗、电磁吸盘、平
衡梁等)质量的总和。对于幅度可变的起重机，如塔式起重机、汽车起重机、门座起重机等臂架型起重机，其额定起重量是随幅度变化的。其名义额定起重量，是指最小幅度时，起重机安全工作条件下允许提升的最大额定起重量，也称最大起重量为了能表示几个幅度范围的起重量，有时用分数形式来表示，如15／10／7．5即表示额定起重量根据不同的幅度分为15吨、10吨、7。5吨三种。
2.跨度：桥架型起重机运行轨道轴线之间的水平距离称为跨度，用字母S表示(过去常用字母L表示)，单位为米(m)。
3。轨距：轨距也称轮距，按下列三种情况定义：(1)对于小车，为小车轨道中心线之间的距离；
(2)对于铁路起重机，为运行线路两钢轨头部下内侧16mm处的水平距离；
(3)对于臂架型起重机，为轨道中心线或起重机行走轮踏面离。
4.幅度L：起重机置于水平场地时，空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的水平距离称为幅度L(过去常用字母R表示)，单位为m。
幅度有最大幅度和最小幅度之分。当臂架倾角最小或小车离起重机回转中心距离最大时，起重机幅度为最大幅度；反之为最小幅度。
旋转类型的臂架起重机的幅度是指吊具中心线至臂架后轴或其他典型轴线的距离。
5.起重力距M：起重力矩是幅度L与其相对应的起吊物品重力G的乘积表示。6.起重倾覆力矩MA：起重倾覆力矩，是指起吊物品重力G与其至倾覆线距离A的乘积。7.起升高度H：起升高度，是指起重机水平停机面或运行轨道至吊具允许最高位置的垂直距离，单位为m。对吊钩或货叉，可算至它们的支承表面。对其他吊具，如抓斗等，应算至它们的最低点(闭合状态)。对于桥式起重机，应是空载置于水平场地上方，从地平面开始测定其起升高度。
8.运行速度V：运动速度也称工作速度，按起重机工作机构的不同分为多种。(1)起升(下降)速度，是指稳定运动状态下，额定载荷的垂直位移速度(m／min)。
(2)回转速度。是指稳定运动状态下，起重机转动部分的回转角速度(r／rain)。
(3)起重机(大车)运行速度，是指稳定运行状态下，起重机在水平路面或轨道上，带额定载荷的运行速度(m／min)。
(4)小车运行速度。是指稳定运动状态下，小车在水平轨道上带额定载荷行驶的速度(m／min)。
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制器等;限制行程的装置有上升极限位置限制器、下降极限位置限制器、运行极限位置限制器、防止吊臂后倾装置、轨道端部止挡等;定位装置有支腿回缩锁定装置、回转定位装置、夹轨钳和锚定装置或铁鞋等;其他的还有联锁保护装置、安全钩、扫轨板等。
3.2 举例
近几年出现了一些采用集成电路芯片的、多种安全功能组合、性能可靠、体积小、重量轻的安全装置，随着科学技术的发展，起重机的安全性将越来越好。
下面介绍几种主要的安全装置：
3.2.1 起重量限制器
起重量限制器又称超载限制器，其功能是防止起重机超载吊运。当起重机超载吊运时，它能够停止起重机向不安全的地方继续动作，但能允许起重机向安全方向动作，同时发出声光报警信号。超载限制器按其结构形式和工作原理的不同，可以分为机械式、液压式和电子式三种类型。
在当今时代，随着电子技术的日益发展，使起重机的安全装置逐步现代化。电子式超载限制器在重机上也越来越被人们广泛运用。它主要用于起重设备的超载保护。它可以根据预先调整好的起重量来进行控制。一般把它调节为额定起重量的90%报警，额定量的110%切断电源。它克服了机械式超载限制器体积大、重量大、精度低等缺点，并可以随时显示起吊物品的重量，下面就简要介绍一下其工作原理。
电子超载限制器主要由载荷传感器、电子放大器、数字显示装置、控制仪表等组成一个自动控制系统。图1是一种电子式超载限制器的工作原理方框图。
图
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电子式起重量限制器常用的传感器有筒式和环式两种，如图2所示。
图 2 应变筒和应变环是用弹性较好的合金钢制成，表面贴有4或8片电阻感应片，并构成电桥回路，其作用是将载荷力信号转换为电信号的变化。起重机吊重物时，载荷传感器的应变筒受载荷作用发生形变，贴在上面的应变片也随之形变，电阻值发生变化，于是，原经过调零的电桥失去平衡，输出端上出现与应变筒上所受载荷成正比的微软信号，并将信号送入电压放大器，经过放大器处理后即可以从显示器上看到起吊重物的重量，当载荷超过规定数值时，触发器即动作，红灯闪亮并报警。当载荷超过额定起重量时，即自动切断起升机构电源。
随着时日的增长，起重量限制器也会报废，下面就简要介绍一下他的安全要求和报废： 安全要求
① 超载限制器的综合误差，机械式不得大于8%，电子式不得大于5%； ② 载荷达到额定起重量90%时，应能够发出提示报警信号。
③ 起重机装设超载限制器后，应根据其性能和精度情况进行调整和标定，当载荷超过其额定起重量时，能自动切断起升电源。
超载限制器的综合误差计算方法如下：
综合误差=（动作点-设定点）/设定点×100% 起重量限制器的报废
① 经修复仍不能灵敏可靠地动作的超载限制器应报废； ② 超载限制器的综合误差大于上述要求时应报废。
3.2.2 天车防碰撞装置
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如今，每个工厂都有天车，而工厂的一个轨道上有可能有几辆天车同时运行，这样，天车与天车几间就有可能发生碰撞，造成人员和设备的事故，后果不堪设想，所以需要在天车上安装防碰撞装置，及时提醒操作人员的注意，防止事故的发生。
在我这次的实习单位中，天车防碰撞装置共有5种类型，分别是双向单点控制（JGF-
1、HWF-1两种类型），双向双点控制（JGF-
2、HWF-2两种类型）以及JGF-DS60型。所谓双向是指天车的左右两边各有一个距离检测器，所谓双点是指一个距离检测器有2个传感器（即探头）
天车防碰撞装置主要有三部分组成： 1.控制器（主机）
控制器的功能主要是将激光（红外）传感器接受到的信号进行处理，根据检测到的距离，作出相应的报警和继电器的动作。2.激光（红外）距离检测器
激光（红外）距离检测器的功能是将发射光束射到反射板，并接收反射板所反射回的信号。从而提供给主机计算天车到被测物体的距离。3.反射板
反射板的功能是以最小的损耗，将激光定向反射。
根据其天车实现防撞的形式，又分为两类，一类是机械式的限位开关或电开关，并实现天车的防碰撞，另一类是反射式的激光距离检测器（即JGF-DS60型）
下面将这两类的原理简单论述：
（1）机械式防碰撞
将距离检测器粘在天车边缘上，反射板水平粘于对面天车上，当相邻的两天车逐一靠
近（初始值设为20米）时，天车会做减速运动，当达到极限值（初始值设为5米），天车就会停下来，距离检测器具有记忆模式，能够可靠准确的检测到发射点到反射板之间的距离，采用继电器输出单双点开关量输出信号，如左图是其系统图。
图 3
011
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作业前要检查提升高度限位器是否有效，失效时应不准启动；其次，要注意检查吊钩，是否有磨损或有无裂纹变形，该报废的不准使用；第三，要检查钢丝绳的状况，每班操作前都必须将钢丝绳从头到尾的细致检查一遍，是否有磨损、断丝、断脱，有无显著变形、扭结、弯折等，不符合的要及时更换。
3141516-
