起重机

起重机（Crane）是指用吊钩或其他取物装置悬挂重物，在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多作用起重机械也叫起重机，属于物料搬运机械。起重机通过反复短时间的工作循环来完成货物装卸或设备安装。一个工作周期包括拿东西、货物上升、水平运动、下降、卸载，然后空的扩展器返回到其原始位置。

起重机的主要机构是起升机构、运行机构、回转机构和变幅机构分别完成货物的提升、起重机的平面运动和旋转、改变起重机回转半径的操作动作。其中，变幅机构的基本原理是通过改变起重机吊臂的长度和角度，改变工作范围来提升一定距离的物体；提升机构的基本原理是驱动装置、制动装置、传动装置和收线卷绕装置等实现货物的提升运动。回转机构的基本原理是通过回转支承装置和回转驱动机构来实现起重机的旋转运动。运行机制的基本原理是运行支撑装置、行走系统实现起重机自身的运动、支撑起重机和自身质量和提升载荷。

起重机包括许多种类和分类方法根据起重机的结构，可分为桥式起重机、臂架型起重机、缆索型起重机。起重机的主要性能参数是额定起重能力、起升高度、幅度、跨度等。起重机广泛用于冶金行业、港口、机械制造、物流、电力、采矿、工业、在建筑工程和海洋工程等行业。世界上主要的起重机制造商是中国的徐工集团、三一重工、中联重科、太原重工，美国特雷克斯（TEREX）德国利勃海尔（Hans Liebherr）等。

公元前10年，古罗马建筑师维图斯鲁比斯（Vitruvius）曾在其建筑手册中描述了一种起重机械。15世纪，意大利发明了一种可以升降和旋转的起重机。直到18世纪，各种起重机都是由人力操纵的、畜力为动力。1805年，英国工程师莱尼（Lenny）为伦敦码头建造了许多蒸汽起重机。20世纪初，欧洲开始使用塔式起重机。1957年，北京起重机厂制造了中国第一台汽车起重机。1963年，鲁南第八兵工厂（徐工集团的前身）制造出新中国第一台载重5吨的汽车起重机Q51。20世纪6070年代，全球起重机市场在美国形成、日本和德国的三方对抗。自1986年以来，中国工程机械工业发展有限公司美国三大集团，——徐工、三一重工、中联重科开始快速发展。

起重机通过反复短时间的工作循环来完成货物装卸或设备安装。一个工作周期包括拿东西、货物上升、水平运动、下降、卸载，然后空的扩展器返回到其原始位置。结构简单或复杂的起重机都有一个共同点，那就是都是由承受载荷的金属结构制成、产生运动的机械装置和控制系统由三部分组成，一些起重机配备了各种安全指示装置。

基本原理

吊取重物：起重机通过变幅机构改变起重臂的长度和角度以及工作范围，以提升一定距离的物品。

起重机

移动重物：起重机通常由电机通过减速器驱动、卷筒、驱动钢丝绳滑轮等设备提升重物或产生牵引力实现重物的垂直提升，这也是起重机工作最基本的内容；依靠运行机构和小车使吊起的货物在一个平面内运动，作业范围是一个长方形空间。

回转：回转机构的传动原理可以由电机通过减速器驱动、开式直齿轮、开式锥齿轮传动也可以通过蜗轮来实现、蠕虫传输模式的实现。当回转机构的功率较高时，一台起重机可以使用两套驱动装置，它们分布在180°方向上。所有驱动装置的输出轴都有一个小齿轮一个小齿轮和一个固定在非转动部分的大齿轮（或大针轮）啮合实现相对旋转运动。

半径变幅：变幅机构的基本原理是通过钢丝绳滑轮组带动吊臂旋转在变幅过程中，钢丝绳的静态张力在较大范围内变化，电机的功率也根据这种变化的外力提供相应的动力。变幅机构的传动可以通过绳滑轮组或刚性连杆来实现。绳索滑轮组的布置是动滑轮组通过连杆或钢丝绳与吊臂前端连接，滑轮组的天车支撑在塔架上。通过在卷筒上缠绕或解开绳索，吊臂可以围绕下端旋转，从而改变半径范围。

整体结构

起重机的金属结构由钢和由金属材料轧制的钢板作为基本构件并铆接而成、焊接等方法，按照一定的结构组成规则连接起来，可以承受结构的荷载。这些金属结构应根据使用要求设计和制造成梁、柱、桁架和其他基本受力构件，然后通过焊接或螺栓将这些金属受力构件连接起来，形成起重机的桥梁、门架、塔架、吊臂等承重结构，也叫起重机钢结构，主要用来承受各种载荷，具有足够的强度、刚度和稳定性。比如桁架门式起重机的门架主要由鞍座组成、主梁、支腿、下横梁和悬臂梁等。这五个部分都是受力构件，便于生产制造、为了运输和安装，螺栓通常用于连接组件。又像桥边的桥式起重机、小车、大车、提升机构、主滑线和辅助滑线等。推车安装在大框架上，可在行走平台上沿轨道垂直移动穿过车间（左或右）运行。小车安装在小车框架上，可沿主梁上的轨道横向移动（前或后）运行。升降结构安装在小车架上，其升降装置可以是垂直的（上升或下降）运行。

主要机构

起重机的机构是指在起重运输作业中，能使起重机采取某种动作来完成起吊的传动系统、移动、旋转、变幅、攀爬拉伸等动作。起重机的主要机构是起升机构、运行机构、旋转机构和俯仰机构。

起升机构

起升机构是用来实现货物的升降运动，它由驱动装置组成、制动装置、传送装置和取物卷绕装置。收线卷绕装置通常是省力的钢丝绳滑轮组。驱动装置通过卷筒收回钢丝绳，钢丝绳穿过导向滑轮、平衡滑轮等联系钩子。起升机构的传动形式一般是电动机通过联轴器传动、驱动滚筒的齿轮减速器。机械制动器安装在高速轴上，以安全地停止处于悬挂状态的货物。一些轻小型起重设备可以作为起重机的起升机构，如滑轮（俗称葫芦）卷扬机（俗称绞车）等。

运行机构

运行机构用于移动起重机本身、起重机支撑机构自身质量和提升载荷。起重机的操作机构分为有轨操作和无轨操作。轨行式运行机构：它主要由操作支撑装置和操作驱动装置两部分组成。运行支撑装置用于承载起重机和起重机自重和外部载荷，并将所有这些载荷传递到轨道基础建筑物，主要包括平衡装置、车轮与轨道等。轨道式运行机构负载能力大、运行阻力小等特点。例如桥式、门式、塔式、门座起重机的运行机构为轨道式。

无轨式运行机构：基本由传动系统、行走系统、转向系统和制动系统由四部分组成。运行机构能使机器以所需的速度和牵引力向规定的方向运行，运行机构的性能直接影响起重机的使用性能。无轨运行机构是汽车起重机轮胎起重机等各种移动式起重机的重要组成部分。

回转机构

回转机构用于实现起重机的回转运动，包括回转支撑装置和回转驱动机构。支撑装置是将指定立柱固定在起重机底座上，起重机的旋转部分支撑在固定立柱顶部的轴承上并可绕固定立柱的中心线旋转，旋转部分的下部通过水平滚轮支撑在固定立柱下部的圆形滚道上，支撑装置也可以将固定立柱用作起重机的旋转部分。

变幅机构

变幅机构用于改变臂架起重机的振幅，包括臂架系统和变幅传动系统。当变幅机构变幅时，会引起吊臂重心或物品重心的升降。根据变幅原理，普通吊臂的变幅是通过绕其铰点转动吊臂来改变起重机的振幅。因此，当货物由大振幅变为小振幅时，伴随着货物的垂直上升，使变幅机构消耗了额外的驱动力。因此，这种变幅方式适用于非工作变幅，偶尔需要运载货物变幅时也可以应用。

平衡臂的变幅机构采用各种补偿方法和臂架平衡系统，使变幅过程中物体的重心沿水平线或接近水平线移动。根据变幅原理，平衡变幅采用升降滑轮组或专门设计的带铰接连杆的臂架系统，臂架及其平衡系统的合成重心高度基本不变，从而节省驱动功率它适用于经常需要变幅货物的起重机，如港口和造船厂广泛使用的门座起重机。

起重机机构动作开始、运转、换向和停止由电动或液压控制系统完成。起重机可以平稳运行、准确、安全可靠离不开有效的电力驱动、控制与保护。

动作控制

通常，起重机上的电机有两种控制电路一种由凸轮控制器控制，属于直接控制方式；另一种是由主控制器和磁控面板组成的控制电路主控制器控制接触器通断，然后接触器控制电机启动、调速、正反转和制动是间接控制模式。磁控制板包括PQY系列和PQS系列，PQY系列是控制操作机构的磁控制板，PQS系列是控制升降机构的磁控制板。

线路保护

起重机有欠压、零位、短路、过载和终端保护等保护线路。通常情况下，这些起线路保护作用的装置会布置在保护箱内，保护箱是起重机电气线路的重要组成部分，起着多种线路保护功能。例如XQB1保护箱电路如图所示，其中SA1~SA3均为联动开关。

起重机每台电机的过电流继电器，每台电机有两相受过电流继电器保护；KI是总过电流继电器。起重机的短路、过载保护由过电流继电器实现。当电机发生过载或短路故障时，KI动作使线路接触器KM失电脱扣，并切断电机电源。欠压保护是指当电源电压过低或断电时，接触器KM因电压过低而自动释放，并切断电源。接零保护用于防止电机自行启动，以免危及设备和人身安全。切断电源后，控制器手柄仍在工作位置，当电源恢复时，电机会自行启动。

种类很多，分类方法也很多以按结构分类为例：起重机可分为桥式起重机、臂架型起重机、缆索型起重机。桥架型起重机（Overhead   crane）它是一种由刚性或柔性架空支架支撑，将重物吊在小车上，在支架上空中运行的机械刚性支架（桥架）可以在轨道上行走，所以机械的工作范围是一个长方形的空间。如果桥在移动梁轨道上运行，它就是桥式起重机；如果桥的两端装上腿架，在地面轨道上运行，就成了龙门吊。起重机小车在单个工字梁上运行，这是一种梁式起重机。

起重机的主要性能参数是额定起重能力、起升高度、幅度、跨度、每个机构的工作速度，对于塔式起重机来说，还包括起重力矩和轨距。此外，生产率、整体尺寸和整体质量也是起重机的重要参数。这些参数表明起重机的工作性能和技术经济指标也是设计起重机和选择各种起重机的技术依据。

额定起重量（Cp）：额定起重量是指起重机一次允许吊起的最大货物质量与取物装置质量之和，单位为吨（或千克（，起重量标有 。额定提升能力通常不包括吊具的质量，但包括抓斗、电磁吸盘等的质量。起重负荷是额定起重重量的重力标志，。额定起重能力由现行国家标准《起重机械 基本型的最大起重量系列》确定（GB/T 783-2013）规定。

起升高度（H）：起升高度（Lifting height  ）指从地面到取物装置能够到达的最高位置的垂直距离，单位为米（，以H标记。如果取物装置可以放在地面以下，那么地面以下的高度称为下降深度（没有国家标准规定提升高度。

超起技术

超起技术的应用大大提高了起重机的起重性能。超起装置主要提高了臂架的纵向稳定性和横向稳定性，大大改善了臂架系统的受力。安装超起装置后，相当于通过钢丝绳在吊臂末端施加一个力，有利于吊臂作业。在变幅平面内，这个力有利于减小动臂的挠度，改善动臂的受力状况，增加动臂的整体稳定性。

金属材料技术

因为鹤 她的工作很重、工作环境比较脏，这就要求用于制造起重机的金属材料具有高强度良好的塑性强韧性抗冲击性和良好的焊接性。用于制造起重机的钢材在出厂时应具有抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯试验、室温或低温和碳冲击试验、硫、磷的质量分数等六项关键技术性能保证。此外，在选择钢材时，应选择合理的焊接工艺并进行相应的试验，以降低其制造内应力，防止焊缝开裂并控制高强度钢结构的变形。普通碳素结构钢多用于起重机金属结构构件、优质碳素结构钢、低合金钢和铸钢，主要承重结构一般是常见的碳素结构钢如Q235 钢。当起重量超过400且工作水平较低时，应采用 Q345、Q390、Q420 等低合金高强度钢。

起重机是现代工业产品、城市发展、人与自然的基础设施的生命被广泛应用于冶金、港口、机械制造、物流、电力、采矿、工业、在国民经济的各个行业中，如建筑工程和海洋工程等。

建筑工程：在建筑工程的施工过程中，离不开起重机的辅助，而塔式起重机有其独特的上升高度、工作强度大、工作能力强等一系列特点，赢得了工业和民用建筑项目的青睐，在建筑项目的发展、它在施工过程中应用广泛，发挥着越来越重要的作用。在充分保证建筑工程施工安全的前提下，充分发挥塔吊的作用，可以加快施工进度、缩短工期、降低工程成本是建设项目顺利进行的保证。

物流：在现代生产中，起重机在物料运输领域发挥着重要作用，被广泛应用于交通运输领域、装卸和仓储作业。桥式起重机可以搬运材料，多用于车间、仓库、在露天货场及其他场合装卸物品。其中龙门起重机可用于港口、码头和露天货场沿地面运行，实现货物装卸机械化。门式起重机主要用于造船厂、码头装卸场所是码头最常用的主要机械。

风电风机吊装：结合风电、核电、随着石油化工等行业的发展，工程起重机已应用于风机吊装、检修领域。例如，中国太原重工有限公司实现了在役风机整机及吊装设备的研制、风电场EPC总承包项目全产业链服务能力。