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履带起重机的结构特点及技术性能分析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:履带起重机的结构基本相同,都是由动力装置、工作装置、回转装置、行驶系统、传动系统及安全装置等组成,如图744所示。起重臂断面均呈矩形,有较好的侧向稳定性。液压式起重机的变幅卷筒是由液压马达通过减速齿轮驱动。液压式履带起重机都采用短肋轧制组合履带板。机械式履带起重机张紧

履带起重机的结构特点及技术性能分析

履带起重机的结构基本相同,都是由动力装置、工作装置、回转装置、行驶系统、传动系统及安全装置等组成,如图7⁃44所示。

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图7⁃42 W⁃4型履带起重机外形尺寸

(α为起重臂角)

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图7⁃43 W⁃4型履带起重机特性曲线

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图7⁃44 履带起重机的结构

1—下部行走体 2—上部回转体 3—下部基节吊臂 4—主吊钩 5—主卷筒钢丝绳 6—副吊钩 7—上部吊臂 8—拉臂钢丝绳 9—拉臂绳滑轮组 10—吊臂后仰防止装置 11—变幅钢丝绳 12—A形架 13—A形架滑轮组 14—配重

1.起重臂

履带起重机都采用桁架式起重臂,用来支撑起升钢丝绳、滑轮组的钢结构。它可俯仰以改变起重机的工作半径,并直接铰接在上部回转平台上。起重臂上、下两节为基本臂,并有多节标准臂,可根据施工需要在基本臂基础上接长,必要时还可在主臂顶端装一个副臂,以扩大作业范围。例如,QUY50型起重机的基本臂长为13m,加节后可达52m。早期起重臂各节间大多用法兰螺栓连接,现在大多采用销轴连接,适用于无缝钢管制作的桁架臂。起重臂断面均呈矩形,有较好的侧向稳定性。

2.起升机构

机械式起重机的起升机构是由主传动装置通过带形离合器接合,使起升卷筒旋转。通过卷筒的正、反转来收放卷筒钢丝绳,使吊钩升降。液压式起重机由液压马达通过一对减速齿轮减速后,驱动起升卷筒。

3.变幅机构

履带起重机是由变幅卷筒收放变幅钢丝绳,通过固定在双足支架上的复式滑轮组,以及一端固定在滑轮组上、另一端固定在起重臂顶端滑轮轴上的拉臂绳,使起重臂升降。机械式起重机的变幅卷筒是由主传动装置通过蜗杆减速器驱动。液压式起重机的变幅卷筒是由液压马达通过减速齿轮驱动。

4.回转装置

(1)回转平台 回转平台又称上部机架,它是动力装置和各工作装置安装和连接的基础。平台前部装有起重臂和操纵系统,中后部装有柴油机和固定变幅机构的双足支架,下底面装有回转支撑装置的上座圈。后部装有配重箱(块)。

(2)回转支撑 回转支撑除完成回转作业外,还能将上部各种载荷传到下支撑架,当回转平台旋转时,保持机身平衡。

1)机械式起重机回转支撑。图7⁃45所示为滚子夹套式回转支撑,它是用多个直径较小的圆柱形或圆锥形滚轮通过座圈固定而成的,每个滚轮的间距均相同。回转时滚轮在滚道上滚动,座圈也随之转动。

2)液压式起重机回转支撑。图7⁃46所示为滚动轴承式回转支撑,它由上下座圈、滚动体、隔离环、密封装置及大齿圈等组成。滚动体有滚柱和钢球两种。按滚动体的排数分有单排、双排两种。单排可承受不同方向的轴向载荷、径向载荷和倾翻力矩;双排能承受较大的轴向载荷和倾翻力矩。

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图7⁃45 滚子夹套式回转支撑

1—滚轮座圈 2—滚轮 3—滚轮轴

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图7⁃46 滚动轴承式回转支撑

a)双排球式 b)单排柱式 1—大齿圈 2—上座圈 3—滚球 4—下座圈 5—滚柱 6—密封

(3)回转机构 机械式起重机是由主传动装置竖轴下端的圆柱齿轮和回转传动齿轮啮合,通过离合器驱动回转小齿轮沿回转大齿轮旋转,使回转平台随之转动。液压式起重机是由液压马达通过一组减速齿轮,驱动回转小齿轮,实现机身回转。

5.行驶系统

履带起重机行驶系统的功用是支持机体并实现起重机的行驶,以及作业所需的行驶、前进、后退、转弯等动作。液压式履带起重机行驶系统(见图7⁃47)包括:下机架、伸缩液压缸、行走液压马达、行星减速器;驱动轮、支重轮、托带轮、张紧轮(导向轮)、履带(俗称四轮一带);张紧机构。四轮一带及张紧装置都装在履带架上。

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图7⁃47 履带起重机行驶系统

1—张紧轮 2—支重轮 3—履带架 4—驱动轮 5—托带轮 6—下机架 7—履带

机械式或电动式履带起重机行走系统的结构与液压式履带起重机相类似,不同的是机械式行走传动是由上部机械传动机构通过行走竖轴,经锥齿轮副,再经通过左右链轮和链条(或减速器)使驱动链轮转动,拖动履带滚动,并在水平锥齿轮和链轮轴上装有牙嵌离合器,以控制履带的直行和左右转弯。

(1)下机架(行走架) 下机架是回转平台和台车架(履带架)之间的连接构件,其功用是将机体重量全部或部分通过履带架传到支重轮上,再通过履带传给地面。下机架由底架、横梁及履带架组成。下机架有组合式和整体式两种。整体式因刚性好而得到广泛应用。超大型履带起重机为了运输方便而需要分解,因此常设计成组合式的,也有在横向设计成可伸缩式的。机架可分为弹性悬架、半刚性悬架及刚性悬架。机体重量完全经弹性元件传给支重轮与机架,称为弹性机架;一部分重量经弹性元件传给支重轮,而另一部分重量经刚性元件传给支重轮的,称为半刚性机架;机体重量完全经刚性元件传给支重轮的,称为刚性机架。对于行驶速度较低的履带起重机,为了保证作业稳定性,通常采用半刚性或刚性机架。图7⁃47所示为刚性机架。(www.xing528.com)

(2)履带 履带的功用是支撑起重机的全部重量,并保证车辆具有足够的驱动力。履带是由几十块履带板和链轨等零件组成。履带的结构基本上分为四部分:履带的下面为支撑面,上面为链轨,中间为与驱动链轮相啮合的部分,两端为连接铰链。根据履带板结构不同,分为整体式(见图7⁃48a)和组合式(见图7⁃48b)。整体式履带板结构简单、制造方便、拆装容易、重量较轻,机械式起重机都采用铸钢平面整体式履带板。组合式履带板具有更换零件方便的优点,当某零件损坏时,只需单独换掉该零件,无需将整块履带板报废。同时,组合式履带的板节距小,能减少履带轨链对各轮的冲击和磨损,提高行走速度。液压式履带起重机都采用短肋轧制组合履带板。

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图7⁃48 履带板

a)整体式 b)组合式 1—履带板 2—履带销 3—左链轨 4—右链轨 5—导轨 6—销孔 7—节销 8—垫圈 9—锁销

(3)履带张紧轮(导向轮) 张紧轮的功用是支撑履带和引导它正确运动。张紧轮轴与张紧装置连接成一体,它们一起使履带保持一定的张紧度,并缓和从地面传来的冲击力,从而减轻履带在运动中的振动避免引起剧烈的冲击和额外功率消耗,以及加速履带销和销套的磨损。履带张紧后,还可以防止它在运动中脱落。导向轮的轮面为光面,中间有挡肩环作为导向用,两侧的环面则支撑轨链,起支重轮作用。机械式履带起重机张紧装置一般采用螺栓调整。液压式履带起重机采用带辅助液压缸的弹簧张紧装置,调整时只需用油枪将润滑脂压入液压缸,使活塞外伸,一端推动导向轮,另一端压缩弹簧使之预紧。如果履带太紧需要放松,可拧开注油嘴,从液压缸中放出适量润滑脂。超大型履带起重机一般采用双液压缸张紧。图7⁃49所示为单液压缸张紧装置。

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图7⁃49 单液压缸张紧装置

1—导向轮 2—张紧液压缸 3—缓冲弹簧

(4)驱动链轮 驱动链轮转动时推动履带向前行走。起重机行走时,导向轮应在前,驱动轮在后,这样既可缩短驱动段的长度和减少功率损失,又可提高履带寿命。机械传动的起重机需要一套复杂的由锥齿轮、离合器及传动轴等组成的装置使驱动轮转动。液压传动只需两个液压马达,通过装有制动器的行星减速器,分别使左、右驱动链轮转动。由于两个液压马达可以分别操纵,因此起重机的左右履带可以同步前进、后退;或一条履带驱动,另一条履带止动的转弯;还可以两条履带向相反方向驱动,实现原地旋转。驱动链轮与履带的啮合方式一般有节销式和节齿式两种。图7⁃50所示为节销式啮合驱动轮。这种啮合方式的履带销所在的圆周近似等于驱动轮节圆,驱动轮轮齿作用在履带销上的压力通过履带销中心。节齿式啮合,即驱动轮的轮齿与履带的节齿相啮合,这种啮合方式大多用于采用整体式履带板的起重机上。

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图7⁃50 节销式啮合驱动轮

1—履带板 2—左链轨 3—右链轮 4—驱动轮 5—履带销 6、10—销套 7—锥形塞 8—活销 9—锁紧销垫

(5)支重轮 支重轮是用来支撑机体重量,并在履带的链轨上滚动,使机械沿链轨行驶的。它还用来夹持履带,轮上凸缘使其不沿横向滑脱,并在转弯时迫使履带在地面上滑移。支重轮承受的载荷很大,且工作条件恶劣,即经常在尘土和泥水中工作,因此要求它的轮缘耐磨、密封可靠,支重轮两端安装了浮动油封,且不需要经常注油。支重轮分为单边支重轮(见图7⁃51)和双边支重轮(见图7⁃52)两种。双边支重轮中间的凸缘用来承受侧向力。根据每侧履带架上的支重轮数目不同,所使用的单边和双边支重轮数目不尽相同,但每侧所用双边支重轮不少于两个,且不能并列布置在最前与最后。

(6)托带轮(见图7⁃47) 托带轮的功用是托住履带,不使其下垂过大,并在其上滚动,防止履带横向脱落和运动时的振动。一般起重机的托带轮与支重轮通用,但数量少于支重轮,每边只有1~2个,或多个固定在履带架上方。

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图7⁃51 单边支重轮

1—油塞 2—支重轮外盖 3—支重轮 4—轴 5—轴承座 6—轴瓦 7—O形密封圈 8—浮动轴封 9—内盖 10—平键 11—挡圈

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图7⁃52 双边支重轮

6.传动系统

QU25履带起重机技术性能见表7⁃1,其机械传动如图7⁃53所示。QUY50履带起重机液压传动如图7⁃54所示,其技术性能见表7⁃2。

表7-1 QU25履带起重机技术性能

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表7-2 QUY50履带起重机技术性能

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(续)

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图7⁃53 QU25起重机机械传动系统

1、2、3—减速器齿轮 4、5—开式齿轮 6、7—主卷筒传动齿轮 8、9、10—推拉链轮 11、12—逆转锥齿轮 13、14—行走中间传动齿轮 15—回转中间传动齿轮 16—主传动立轴齿轮 17—变幅机构齿轮 18、19—蜗杆副 20—回转小齿轮 21—回转大齿轮 22、23—行走锥齿轮 24、25—行走链轮 26—驱动轮 A、B、C—摩擦离合器 D—制动器

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图7⁃54 QUY50起重机液压传动系统

1、2—变量泵 3—柴油机 4—叶片泵 5、14—过滤器 6—油冷却器 7—操纵控制阀 8—副卷筒 9—主卷筒 10—第三卷筒 11—起重臂变幅卷筒 12—定量液压马达 13—单调阀 15—回转支承装置 16—中心回转接头 17—回转传动机构

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