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汽车起重机

汽车起重机(truck 装卸桥),又称汽车吊或吊车,是一种以通用或专用汽车底盘作安装基础,然后在其上安装有起吊装置且保持汽车原有行驶性能的自行式起重机械。因此,该机械既可以像其他起重机械一样,在一定范围内将重物垂直起升并作短距离的水平移动,又可以像普通轮式卡车一样,快速行驶。

汽车起重机的起源和发展均在欧洲。1918年,COLES公司采用 Tilling-Stevens汽车底盘制造出了第一台电动机驱动的汽车起重机,其可能是世界最早的汽车起重机之一。1916~1918年期间,可以脱离轨道自由行走的汽车起重机在美国诞生;在第二次世界大战后,机动灵活、使用简单、操纵方便、效率较高的中小型轮式起重机优先得到了大量发展。随后,汽车起重机不断发展,起重吨位已达到上千吨。当前的汽车起重机主要由动力装置、底盘、工作装置和安全装置以及驾驶室等部分组成,其工作原理为通过工作装置中的起升机构来实现重物在空中的垂直运动,以及通过工作装置中的回转机构来实现重物的水平运动和水平位移。而我们常说的汽车起重机主要有三种,即汽车起重机、全路面起重机、随车起重机,它们的区别在于所采用的底盘不同;与此同时,我们还可以通过吊臂结构、额定起重量、支腿形式、回转工作台的回转范围等方法对汽车起重机进行分类。

汽车起重机因其行驶速度快、机动性好、灵活性大、转场方便、幅度长、功能多、起重能力强、使用成本低等优点,被广泛运用于城市建筑、公路铁路施工、水利水电建设、露天开采、油田、港口码头等各种工程环境中。同时大型建筑构件与设备的安装、大量工程材料的垂直运输与装卸等,也离不开汽车起重机。

发展简史

起源

人类使用起重机械已经有数千年的历史,四大文明古国和罗马用最原始的起重机建起了庞大的城垣,但是那时的起重机大多为固定式的木头支架。进入工业时代之后,可移动的机械起重机应运而生。

起重机的起源和发展主要产生于欧洲,18世纪中后期,英国著名的发明家瓦特改良的蒸汽机,为起重机械的发展提供了动力条件。美国首先于1869年制成第一台40吨的蒸汽轨道起重机,接着1879年英国科尔斯(Coles)公司制成一台3.5吨蒸汽轨道式抓斗起重机,并于1902年和1917年分别制成电传动(动力由车顶上的架空电缆提供 ) 和内燃机机械传动的轨道式起重机。

1918年COLES公司采用Tilling-Stevens汽车底盘制造出第一台电动机驱动的汽车起重机,从目前资料看,这可能是世界最早的汽车起重机之一。

国际

蒸汽阶段(1869~1915年)

美国首先于1869年制成第一台40吨的蒸汽轨道起重机,接着1879年英国科尔斯(Coles)公司制成一台3.5吨蒸汽轨道式抓斗起重机,并于1902年和1917年分别制成电传动(动力由车顶上的架空电缆提供 ) 和内燃机机械传动的轨道式起重机。

这一阶段主要是采用蒸汽轨道起重机,它沿轨道行走,其上车的试制成功为后来发展自行轮式起重机创造了条件。

脱轨阶段(1916~1930年)

美国在1916~1918年期间开始生产履带式和硬橡胶实心轮胎的自行式起重机;德国于1918年制成第一批履带式起重机,1925~1927年开始制造实心轮的轮胎起重机英国于1922年开始制造以汽油机为动力的电传动的汽车起重机,尽管行走车轮是实心轮,但能脱离轨道自由行走,而采用充气轮胎的轮式起重机,则是由英国于1937年制成,该轮式起重机行驶速度每小时为15.3公里。

这一阶段主要是行走部分采用履带和实心轮胎,起重机可以脱离轨道在陆地自由行走,这就极大地扩大了使用范围,但起重量在二吨以下。

快速发展阶段(1930年以后)

20世纪30年代由于汽车工业的发展,起重机上采用了充气轮胎,传动方式绝大多数采用机械传动,只有少数采用电传动,吊臂多数是桁架式短吊臂,臂长一般不超过15米。如需装用较长吊臂,在公路上行驶时,须将吊臂拆下,到了1945年,汽车式起重机的最大起重量为5吨。

第二次世界大战后,在恢复和建设中,急需大量起重运输机械,因而机动灵活、使用简单、操纵方便、效率较高的中小型轮式起重机优先得到了大量发展,在港口、码头、林场、货站、工矿、企业、仓库、建筑工地以及军工部门得到了广泛应用,起重吨位逐步增大。1950年英国制造了世界上第一台20吨汽车式起重机,20世纪50年代中期它的最大起重量达到50吨。

1960年之后,液压传动技术开始逐渐应用到伸缩臂的伸缩传动中,从此,起重机伸缩臂由机械式伸缩传动进步至液压伸缩传动,传动方式的进步极大提高了起重机的吊重能力以及工作效率。 1962~1965年期间,英、美、西德等国在提高起重量上相继突破百吨大关,但当时大部分起重机仍采用机械传动或电传动。

液压化、大型化和提高性能阶段(1966年以后)

从20世纪70年代开始,由于大型石油化工、冶炼设备以及高层建筑吊装作业的需要,对轮式起重机提出非常严格的要求,要求起重机的起重量要大,工作效率要高,行驶速度要快,越野性能要好等等。由于当时液压技术、电子工业、高强度钢材和汽车工业飞速发展,为满足上述要求提供了条件,因而促使轮式起重机向液压化、大型化、高效、安全、舒适、减轻自重等方面迅速发展,在起重量和性能上都取得了很大的进展。

20世纪80年代以来电子液压技术的发展,LS(负载感应系统)和LUDV(独立负载压力流量分配)控制的应用,既极大地改善了控制性能,又促进了起重机设备上安全装置的应用,如支腿半伸状态的控制、半伸状态下作业能力的控制、回转自动停止装置、高度限制、高度缓停机能等。

进入21世纪后,越野及全地面汽车起重机迎来了广阔的发展空间。全地面起重机作为工程起重机行业的一个重要产品系列,综合了汽车起重机快速转移和越野轮胎式起重机能越野、负载行驶等主要特点,这种合二为一的产品与普通类型的汽车起重机相比具有明显优势:更加优越的起重性能,越野能力强,能够适应不同工作的要求。

2003年法国巴黎建筑机械博览会共展出的利勃海尔公司的LTM1400/1型全地面汽车起重机,最大吊重400吨,主臂长60米,半椭圆形截面,采用七轴底盘,后桥有六种独立转向模式,气液悬架;主臂超起系统可以随车运输、自安装;此外,整车配备数据总线传输系统,所有传感器件备有自检功能。2007年Bauma亮相的利勃海尔LTM 11200⁃9.1型汽车起重机,额定起重量1200吨,其主伸缩臂长度为18.3~100米,桁架副臂24~126米。

中国

中国的第一台轮式起重机诞生于1957年,最初的轮式起重机是机械型起重机,它的发展历程大概分为以下几个阶段:1957~1966在解放牌汽车底盘的基础上生产出5吨机械式汽车起重机;1967~1976年以生产12吨以下小型液压汽车起重机为主。

1979年以后,中国一些起重机生产厂商经历一段时间的自行开发研制(主要是16~20t液压箱型伸缩臂)后,采用技贸结合方式,分别引进了日本加藤、多田野、美国格鲁夫、德国利勃海尔、克虏伯的起重机产品技术,以合作方式相继制造出25吨、35吨、45吨、50吨、80吨、125吨汽车起重机和25吨越野轮胎起重机,以及32吨、50吨、70吨全路面起重机。

进入21世纪,中国起重机企业推出新产品的速度越来越快,吨位节节攀升。2002年,徐州重型机械有限公司推出首台25吨级全路面起重机,改写了中国不能制造全路面起重机的历史,2012年,徐州重型机械有限公司生产出了1600吨级全路面汽车起重机。此外,中国还有三一重工、中联重科浦元分公司、四川长江工程起重机有限责任公司等企业也在从事全路面起重机的研制与生产。

工作原理

汽车起重机的主要工作内容为吊起重物在空中做垂直运动和水平运动—主要通过起升机构实现重物在空中的垂直运动,通过回转机构来实现重物在空中的水平运动(水平位移)。同时,汽车起重机还可执行回转运动,即上车部分围绕回转支承转动,而回转支承一般安装在起重机底盘上,用来保证起重机回转部分有确定的回转运动,并承受起重机回转部分作用于它的垂直力、水平力和倾覆力矩

组成结构

基本组成

汽车起重机的组成部件可以分别归纳为动力装置、底盘、工作装置和安全装置以及驾驶室等几大部分。

动力装置是起重机的动力源,汽车起重机主要使用柴油机作为动力。底盘部分是整个起重机的支撑与安装基础,也是整个起重机的运行机构,此外在底盘上还设有支腿机构、稳定器和取力机构等。这些底盘系统,通常被称作下车部分。与之对应,安装支撑在下车部分即底盘回转平台以上、能随回转机构自由回转的所有部分,包括驾驶室、起升机构、回转机构、变幅机构、伸缩机构等,统称作上车部分,其核心机构是工作装置。安全装置则是保证起重机进行正常、安全作业,杜绝事故发生。

动力装置

汽车起重机通常选择柴油机作为动力来源,柴油机从经济性和动力性上看,更适合大型汽车和工程机械的需要,可以满足汽车起重机车载性和移动性的要求。不同类型的柴油机其具体结构原理也不尽相同,但为完成发动机工作循环所需的基本构造则大同小异,车载式柴油机通常由曲柄连杆机构、配气机构两大机构以及燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统四大系统组成。

底盘

汽车起重机底盘主要有通用汽车底盘、专用汽车底盘和专用轮胎底盘两大类,是起重机上所有零部件和设备的安装基础及连接骨架,是起重机的承重和受力载体,也是起重机完成行驶、转向、制动、加速减速等驾驶操作的具体执行机构的组合体,一般由传动系统、行驶系统、转向系统和汽车制动系统四大部分组成。底盘不但支承整个机械的重量,而且传递机械的动力及保证机械的行驶运动和准确操控。

工作装置

汽车起重机工作装置主要由起升机构、回转机构、变幅机构和液压系统等组成部分,有的起重机还有完成一定工艺操作的专用工作装置,如夹钳等。起重机的工作装置主要用来直接夹持、起吊、搬运或装卸重物等。

起升机构

起升机构是汽车起重机最基本的工作机构,用以实现所吊重物的垂直运动。汽车起重机大多采用液压起升机构,即通过液压系统控制并借助定量或变量液压马达的驱动,以及减速机离合器、制动器、卷筒、钢丝绳滑轮组吊钩等组成部分的协同动作来升降重物,也有的是通过吊挂系统和卷扬机实现。吊挂系统一般由钢丝绳、滑轮组和吊具组成,吊钩是最常见的吊具。有些汽车起重机还配有副起升机构,用以吊运较轻的物品或进行辅助作业。

起升机构的组成

汽车起重机的起升机构由驱动装置、传动装置、卷绕装置、取物装置、制动器及其他安全装置等组成,不同种类的汽车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。

起升驱动装置:汽车起重机以内燃机为原动力,以液压泵作为二次动力,因此起升机构以液压驱动为常见的形式,其传动与操纵系统相对电力驱动比较复杂。按照液压驱动装置的类型,液压起升机构分为高速液压马达驱动、低速大转矩液压马达驱动和液压缸驱动三种形式。

起升传动装置:在以液压马达作为二次驱动力的前提下,起升机构还需传动装置的配合才能完成起升工作。传动装置包括减速机联轴器传动轴等。起升系统常用减速器有圆柱齿轮减速器蜗杆减速器、行星齿轮减速器三种。

起升提升机装置:起升机构中卷扬装置,有时又称卷绕装置或卷绕系统,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。起升机构中卷扬系统按照其构造特点,可分为单卷筒单轴式、双卷筒单轴式和双卷筒双轴式三种。

取物装置:根据被吊物料的种类、形态不同,汽车起重机往往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。起升机构通过起升钢丝绳、主吊钩或副吊钩,吊起重物上升和下降。

回转机构

回转机构是汽车起重机上车部分在底盘上得以支承并围绕支承相对底盘自由回转的一整套装置的总称,其作用就是使上车及其臂架相对下车部分(底盘)在设定的范围内回转。汽车起重机主要采用转盘式回转支承,回转支承装置将起重机的回转部分支撑在固定部分上,回转驱动装置则驱动回转部分相对于固定部分回转。回转围绕回转支承装置的中心轴线进行,全回转机构可实现360°范围的回转,既可顺时针方向运动,也可逆时针方向运动。回转机构主要由回转液压马达、回转减速器、回转支承、回转制动、中心旋转接头装置、回转内圈、回转平台组成。

回转机构的组成

汽车起重机的回转机构主要由回转液压马达、回转减速机、回转支承与回转平台、回转制动、回转缓冲、中心旋转接头等装置组成。

回转液压马达:回转液压马达安装在回转平台上,液压马达轴的外端通过弹性联轴器与主动减速齿轮轴连接。当液压马达转动时,动力经联轴器→减速器→主从动齿轮蜗杆→蜗轮→驱动齿轮。驱动小齿轮沿内齿轮滚动,带动回转工作台旋转。

回转减速器:回转减速器是回转机构中重要的机械传动装置,起到配合液压马达起减速增扭的作用,主要由壳体、立轴、驱动齿轮、蜗轮、蜗杆和减速齿轮等组成。减速机一般为二级减速器,用于将液压马达的动力传递方向改变90°,并降低转速和增大转矩,以适应回转的需要。

回转支承与回转平台:汽车起重机多采用转盘式回转支承装置,转盘式回转支承装置通常又分为支承滚轮式和滚动轴承式两种。支承滚轮式已逐渐淡出市场,目前主要采用滚动轴承式,内、外圈由高强度螺栓分别固定在回转平台或底盘车架上。

回转制动装置:回转制动装置有常开式和常闭式两种。用手操作的是常开式制动装置,由制动盘、制动蹄、制动鼓、制动拉杆、制动拉索、制动操作杆等组成,当操作杆松开时,制动是常开的,制动操作杆拉紧时,制动开始起作用。常闭式制动装置一般为湿式多片内置式或干式多片内置式制动装置,当液压系统不工作、没有压力油时,处于常闭状态;当液压系统进入压力油后,无论哪个机构工作,都可使制动器快速解除制动,处于打开状态,回转机构即可开始自由回转。

回转缓冲装置:回转机构用来改变作业方位,作业过程中回转机构要频繁地起动和制动。回转开始起动时的情况与制动时类似,如果起动过猛,也同样有可能损坏起重机的有关零部件。此外钢丝绳上悬挂重物在运动过程中产生的惯性力最容易造成起重机的倾翻,回转机构工作中更应该考虑运动的微动性、平稳性和柔和性,因此回转机构一般都设有缓冲装置。

中心旋转接头:中心旋转接头位于转盘中心,由主中心旋转接头、小旋转接头、集电环碳刷等组成,用于沟通底盘和回转工作台之间的液压油道和电路,使油、电输送不受转台和底盘相对运动的影响。

伸缩机构

起重臂及其伸缩机构是汽车起重机最具有代表性的工作装置,也是各种汽车起重机必不可少的重要组成部分,其主要功用是实现多节起重臂的自由伸长或回缩,从而使得起重臂的长度可以根据使用需要自由调节。对于液压式起重臂伸缩机构来讲,通常主要由主臂和副臂组成,主臂主要由起重基本臂与第一节、第二节或第三节等伸出臂,以及伸缩液压缸、液压控制系统、安全锁装置等部分组成。副起重臂一般为桁架式结构,其截面有四边形和三角形两种形式,可以随挂在主起重臂的侧面,使用时将其安装到主起重臂的头部。

变幅机构

在额定起重量下,从汽车起重机吊钩中心线到起重机回转中心轴线水平距离,也就是所吊重物的回转半径或工作半径,称为工作幅度,改变工作幅度的大小称作变幅,而用于完成幅度改变的一整套机构,称作变幅机构。液压缸变幅是伸缩臂起重机最有代表性的变幅形式,属于俯仰臂架式变幅机构,在俯仰臂架式变幅机构中,通过动臂在垂直平面内绕其销轴转动和动臂俯仰来使幅度改变。

起重机的变幅过程分为升臂、落臂和停臂三种情况,汽车起重机起重臂架由一个或并列的两个双作用液压缸驱动,液压缸缸筒端接在回转台上,活塞杆端铰接在基本臂上,以活塞杆的伸缩改变起重臂的仰角,实现变幅动作。油路系统的任务就是保证这三种变幅动作安全可靠地进行,起重机的变幅伸缩油路中装有平衡阀或者限速锁,用于保持平稳的变幅速度,防止因自重或非操纵的外力作用,导致各机构运动失控,或防止液压软管突然破裂时起重臂跌落。并保证各机构在任意位置停止。

液压系统

液压系统一般都由动力元件、执行元件、控制调节装置(控制元件)即各种阀、辅助装置和工作介质五部分组成,汽车起重机的液压系统也是如此。尽管汽车起重机的结构外形千差万别,但其工作任务、性质和方法都是一样的。因此各种液压式汽车起重机的液压系统大同小异。

动力元件:即液压泵,其职能是将机械能转换为液体的压力能,向系统供给压力油,它是液压系统的动力元件。

执行元件:其职能是将液体的压力能转换为机械能。执行元件包括液压缸液压马达,液压缸带动负荷做往复直线运动;液压马达带动负荷做旋转运动。也就是在压力油的作用下驱动工作机构对外做功。液压千斤顶的液压缸就是油压千斤顶的执行元件。

控制元件:即液压系统中的各种调节阀,如安全溢流阀平衡阀、限速阀等。在液压系统中各种阀用以控制和调节各部分液体的压力、流量和方向,从而控制重物的动作及升降的快慢,以满足液压系统的工作要求,完成一定的工作循环。

辅助装置:包括油箱、过滤器、油管及管接头密封件冷却器蓄能器等,作用是贮油、滤清油液、输送油液以及冷却等。

工作介质:液压系统的工作介质就是在液压回路中循环流动的液压油

驾驶室

专用汽车底盘的驾驶室的布置有通用汽车一样的正置平头式驾驶室、侧置的偏头式驾驶室和前悬下沉式的驾驶室三种。

前悬下沉式驾驶室视野良好,吊臂置于其上,是大型汽车起重机中常采用的驾驶室布置。因其驾驶室低,吊臂位置也不高,故起重机重心较低,但由于驾驶室悬挂在前桥前,故前桥轴荷较大,同时使车身增长,接近角减小,通过性较差。侧置偏头式驾驶室底盘的汽车起重机可使起重吊臂在行驶状态时放在驾驶室旁侧,使整车重心大大下降,但驾驶室视野不良,坐人不多。

安全装置

起升制动器

起升制动器既是机构工作的控制装置,又是安全装置。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圆体兼作制动轮,即使联轴器损坏,制动器仍能起安全保护作用。

起升重量限制器

起升重量限制器又称力矩限制器或超重防止装置,基本组成部分有检测器、 控制器、 运算器、 状态显示器及电源,是大、中型轮式起重机尤其是超大型起重机必不可少的安全保护装置,已广泛使用的起升重量限制器能同时对各机构的运行情况进行检测、比较、判断以及进行有效的控制,减少操作者的失误。随着计算机技术的发展应用,起升重量限制器已经实现了全自动化,具有自身自动监视和自诊断功能。

起吊物上升极限位置限制器

上升极限位置限制器由电气限位开关、链索和重锤组成,一般安装在吊臂头部。在正常情况下,悬于链索端部的重锤拉动限位开关使其闭合。当起重钩上升到极限位置时,吊钩滑轮架接触重锤并推其上移,使限位开关释放开启,报警并切断电路,起重钩停止上升,从而可以防止吊钩和起重臂相撞,避免起升钢丝绳被拉断。

分类

主要分类

通常我们所说的汽车起重机包含三大类,即汽车起重机、全地面起重机、随车起重机。三者的区别在于汽车起重机采用的是通用或专用汽车底盘,随车起重机是将起重作业部分装在载重货车上,而全路面起重机底盘为越野型底盘,所以全路面起重机越野性能更好,对路况适应能力更强。

汽车起重机

汽车起重机是以通用或专用汽车底盘作安装基础,然后在其上配套安装起吊装置,并保持汽车原有行驶性能的一种自行式起重机械,其行驶操作在下车驾驶室里,起重操作在上车的操纵室里。由于汽车起重机采用的是汽车底盘,所以机动灵活,行驶速度高,可快速转移,到达作业场地后能迅速投入工作,特别适用于流动性大、不固定的作业场所。不过汽车起重机总体布置受汽车底盘的限制,车身较长,转弯半径大,大多数只能在左右两侧和后方作业,且汽车起重机对地面的要求较高,越野性能较差,所以其工作环境会受到地形的限制。

全路面起重机

全路面起重机是集汽车起重机和越野轮胎起重机的优点于一体的高性能起重机,全路面起重机底盘为越野型底盘,悬挂方式为油气悬挂,在不同路面行驶时,悬挂系统均可自动调平车架,并可根据需要升高和降低车架高度,以提高行驶性能和通过能力。全路面起重机底盘还采用多桥驱动和全桥转向,转弯半径小,可蟹形行走,能适应不同工作环境的要求。全路面起重机具有越野性能好、行驶速度高、可360°回转作业等优点,但其价格相对较高。

随车起重机

随车起重机是将起重作业部分装在载重货车上的一种起重机,其行驶操作在下车的驾驶室里,起重操作则为露天,站在地面上操作。随车起重机起重量小,起升高度低,作业幅度小,不能满足大型的吊重安装作业要求,但因其具有既可起重、又可载货的优点,所以在起重运输行业也占据了一定的市场。

其他分类方式

按吊臂结构分类

有定长臂式、接长臂汽车式和伸缩臂式三类,分为定长臂汽车起重机、接长臂汽车起重机和伸缩臂汽车起重机三种。

定长臂汽车起重机采用固定长度的桁架吊臂,多为小型机械传动起重机,采用汽车通用底盘,全部动力由汽车发动机供给,不另设发动机。吊臂用角钢和钢板焊成,呈折臂形,以增大起重幅度。

接长臂汽车起重机的吊臂也是桁架结构,由若干节臂组成,分基本臂、顶臂和插入臂,可以根据需要,在停机时改变吊臂长度。由于桁架臂受力好,迎风面积小,自重轻,是大吨位汽车起重机唯一的结构形式。

伸缩臂液压汽车起重机其结构特点是吊臂由多节箱形断面的臂互相套叠而成,利用装在臂内的液压缸可以同时或逐节伸出或缩回,全部缩回时,臂最短,可以有最大起重量;全部伸出时,臂最长,可以有最大起升高度或工作半径,目前已发展成为中小吨位汽车起重机的主要品种。

按额定起重量分类

有轻型、中型、大型三类,其中:轻型汽车起重机(起重量在5t以下),中型汽车起重机起重量在5~15吨,重型汽车起重机起重量在5~50吨,超重型汽车起重机起重量在50吨以上。由于使用要求,其起重量有提高的趋势,已生产出50~100吨的大型汽车起重机。也有些文献上把额定起重量15吨以下的称为小吨位汽车起重机;额定起重量16~25吨的称为中吨位汽车起重机;额定起重量26吨以上的称为大吨位汽车起重机。

按支腿形式分类

汽车起重机支腿根据结构特点可以分为蛙式支腿、H型支腿、X型支腿等几种形式。其中:蛙式支腿跨距较小,仅适用于较小吨位的起重机;X型支腿容易产生滑移,也很少采用;H型支腿能够达实现较大跨距,每个支腿有水平垂直两个油缸,可以进行单独调节,能够根据不同的作业空间调整支腿伸出范围,并且易于调平,支撑高度高,广泛应用于中、大型汽车起重机。

按转台的回转范围分类

有全回转式和非全回转式两类,非全回转汽车起重机的转台回转角小于270°;全回转式汽车起重机起重装置在水平面内,转台可任意在360°范围回转。

特点

优点

汽车起重机由于采用一体化组合结构,不需要外加附属设备和架空轨道等固定结构,因此整体性好,使用方便,运行灵活,维修费用显著降低。

汽车起重机因为本身具有独立的动力装置,具有独立高效的轮式行走装置,因此行驶速度高,机动灵活,适应面广,可快速转移,具有很强的使用灵活性。其和固定式起重机相比,不需要装设馈电电缆或接触导电装置,因而可以不受限制地随处移动,因此特别适用于点位分散、流动性大、不固定的作业场所。

缺点

汽车起重机也有其缺点,总体布置受汽车底盘的限制,车身较长,转弯半径大,大多数只能汽车起重机在左右两侧和后方作业,而塔吊则可以实现回转工作台全回转。此外汽车起重机对地面的要求较高,越野性能较差。

性能参数

主要性能参数

汽车起重机的主要性能参数是指那些表明起重机的工作性能以及技术经济性能的基本指标,它既是起重机设计的技术依据,也是生产使用中选择起重机的依据。通常主要包括起重量、起重力矩、起升高度、工作幅度等指标。

额定起重量

起重量是指起重机能吊起重物的质量数值,是起重机的主要技术参数之一。额定起重量(铭牌上所标示起重量),是指起重机在各种安全工况下安全作业所允许的起吊重物的最大质量。起重机的起重量参数,通常都是以额定起重量Q表示的。起重量规定包括吊钩及其附属物质量,当取物装置为抓斗或电吸盘时,包括抓斗和电吸盘的质量。

工作幅度

工作幅度是指在额定起重量下,汽车起重机吊钩中心线到起重机回转中心轴线的水平距离,通常称为回转半径或工作半径,用R表示,单位为米。工作幅度表示起重机不移位时的工作范围,对于俯仰变幅的起重臂,有最大幅度和最小幅度两个参数。最大幅度为起重臂处于接近水平的夹角为13°时,从起重机回转中心轴线到吊钩中心线的水平距离;最小幅度为起重臂仰到最大角度(一般与水平夹角78°)时,回转中心轴线到吊钩中心线的距离。

起升高度

起升高度是指地面到吊钩口中心的距离,当取物装置为抓斗时,则指地面到抓斗最低点的距离,用H表示,单位米。它的参数标定值通常以额定起升高度表示,额定起升高度是指满载时吊钩上升到最高极限,自吊钩中心到地面的距离。当吊钩需放到地面以下吊取货物时,则地面以下深度叫下放深度,总起升高度为起升高度和下放深度之和。

起重力矩

起重力矩起重机的工作幅度与相应于此幅度下的起重载荷的乘积,以M表示,单位为kN·m。起重力矩是起重机综合起重能力参数,由工作幅度和起重载荷两个重要参数构成。同一长度的起重臂,仰角越大,工作幅度越小,起重能力越大;仰角越小,工作幅度越大,起重能力也越小,上述这种关系称为起重机的起重特性。

工作速度参数

起重机的工作速度包括起升、变幅、回转和行驶速度。对伸缩臂式起重机,还包括吊臂伸缩速度和支腿收放速度。当起重机的起重量一定时,各机构工作速度直接影响起重机的工作效率,但也不是速度高就好,因为速度的提高也会带来一系列不利影响,如惯性力增大、起动、制动时引起的动力载荷增大,从而机构的驱动功率和结构强度也要相应增大。因此,应合理选择工作速度。

行驶速度:行驶速度是指起重机整机在单位时间内所通过的路程,单位为km/h。汽车起重机行驶速度一般为40~80km/h。

回转速度:回转速度是指起重机在空载情况下,其回转平台每分钟的转数,单位为r/min。一般为1.5~3r/min。

起升速度:起升速度是指额定载荷下起重吊钩上升和下降的速度,单位为m/min。一般为2~15m/min。起重机的起升(下降)速度与起升机构的卷扬牵引速度和吊钩滑轮组的倍率有关。两绳比四绳快一倍;单绳又比两绳快一倍。一般表示起升速度参数,应注明绳数。滑轮倍率不同,在吊重相同情况下,所选用的起升钢丝绳直径也不同。滑轮倍率是指通过吊钩滑轮组的钢丝绳分支数(根数)与引入卷筒的钢丝绳根数之比。

变幅速度:变幅速度是指起重机在水平路面上吊臂从最大幅度变到最小幅度的平均速度,单位为m/min。俯仰变幅起重臂的变幅速度也就是升臂和落臂的速度,一般落臂速度要快于升臂速度,也有以完成变幅全过程所需时间表示,单位为秒。

吊臂伸缩速度:吊臂伸缩速度是指从基本臂到各节臂完全伸出的平均速度,单位为m/min;也可用吊臂从最小长度伸到最大长度所需时间来表示,单位为秒,伸缩臂时间为30~90秒。由于伸缩油缸两腔作用面积不同,所以吊臂外伸速度要比回缩速度慢一些。

支腿收放速度:支腿收放速度也以支腿完全收回或完全放下的时间来表示,单位为秒。

应用领域

交通运输

汽车起重机在港口、码头等地,需要对大型集装箱、货物箱进行装卸和转运,汽车起重机可以快速、高效地完成这些任务。

工业

在工业领域,汽车起重机可以协助工人进行大型零部件的安装或者吊装重型物品。

矿业

汽车起重机在矿业领域也可以用于吊装重型物品,还可以将钻探设备和爆破器材迅速升降至指定位置。

建筑

在建筑领域,大型建筑构件与设备的安装、大量工程材料的垂直运输与装卸等,均需要使用汽车起重机。

公路救援

汽车起重机在公路救援领域也发挥着重要作用,可以用于公路的建设、维护和升级,帮助汽车脱困。

军事工程保障

军事工程保障领域,汽车起重机也是十分重要的工程保障装备,主要用于吊装战备工事及军用桥梁的构件,起吊大型武器装备辅助完成大型机械零部件的安装,以及装卸工程材料等。

发展趋势

中国

中国汽车起重机的经过多年发展,中小吨位的技术已经比较成熟,生产厂家也越来越多,加之市场对大吨位起重机的需求日益加强,实力雄厚的知名厂家对大吨位,甚至超大吨位起重机的开发实现了大量突破,例如三一重工于2010年上海宝马展已成功推出1200吨全路面汽车起重机。对于中国未来汽车起重机的发展趋势,主要表现在以下几个方面:

产品系列日益健全

中国汽车起重机经过多年的发展和沉淀,产品系列也日益健全,从原来的中小吨位向大吨位发展,小到6吨,大至1200吨,形成了比较完善的产品链条,根据市场的需求,产品链条将更趋完善,中间级别的吨位将会逐渐得到补充完善,更大吨位的也将应运而生。

产品集中度向中、大吨位转移

随着社会发展步伐的加大,基础建设工程的大型化态势也日益加强,伴随着基础工业的发展,中国汽车起重机的发展速度非常快,徐工集团中联重科作为该行业的领跑者,成功地抓住了发展的良机,市场占有率居高不下;随着产品格局的变化——小型产品的市场占有率逐渐下降,中型产品(16—50吨,尤其是25吨)逐渐成为中坚力量,大型及超大型产品的市场也日趋走俏,这种形势更是凸显了该行业对技术积淀、加工经验依赖的态势,徐工、中联的龙头地位更加得到了巩固,而长江起重机厂、锦州重型等老牌企业则被甩在了后边。未来几年,市场对更大规格的产品需求会日益加强。

技术特点越来越明显,行业壁垒越来越大

近几年,中国汽车起重机的发展速度迅猛,技术更新很快,老式的六边形截面已经越来越少,圆弧形截面已经成为流行趋势,首先在中大型产品中应用,随后逐步推广到中小型产品中。臂架绳排式伸缩结构已经成为目前中小吨位产品普遍采用的模式,单缸插销式结构则应用在大吨位和超大吨位产品上,控制难度较大,成为中小企业进入该领域的技术壁垒。随着进一步的发展,该行业的厂家将趋于稳定,市场格局亦将趋于稳定,行业垄断格局将进一步加强。

产品向大型化、专业化方向发展

三一重工于2010年上海宝马展隆重推出全球最大的1200吨全路面汽车起重机后,2012年上海宝马展上,中联重科又推出了全球最大的风电专用全路面汽车起重机,徐工集团推出了全新的折叠臂式汽车起重机。中国的汽车起重机行业日趋完善,且逐渐向行业霸主地位进军,产品集中度继续加强,专业化程度越来越高。

国际

欧美国家汽车起重机的发展较为成熟,规格系列都已基本齐全,因此国际汽车起重机的发展趋势不仅仅定位在规格的拓展,更重要的是在专业化和智能化领域研究,主要表现在:

混合式起重机的发展

伴随着工业化程度的进展,作业领域的一机多能将得到大幅度提升,在一个工作环境中往往需要多种设备的现象将逐渐减少,一台设备实现多种功能的需求将会大增,比如目前众多的液压附具等都是一机多能的主要配套助手。

专业化程度越来越高

普通市场的竞争格局已经比较稳定,尤其是中国汽车起重机的快速发展,对国际品牌的市场冲击很大,普通市场的盈利空间受限,欧美国家品牌对区域化市场的开拓投入了更大的精力,对于细分市场的研究将更为深入,如利勃海尔生产的LTL1160型越野轮胎起重机就是为了维修庞大的斗轮挖掘机而专门制造的,德国格马桥AC25(25吨)全路面起重机,结构非常紧凑,车身长9米,非常适合城市狭窄地段工作,所以又称为城市型起重机。

控制元件的革新与应用

遥控系统用于汽车式起重机及其他移动式起重机械,这种系统包括在控制者身上的控制器,和安装在起重机上的接收器 ,控制器具有电磁辐射发生器,接收器与作用在起重机传动装置的操纵机械的转换部分相连。遥控器的使用不仅节省人力,提高工作效率,而且使操作者的工作条件有所改善。 起重机的距离检测防撞装置,采用无线电信号型的防撞装置。防撞系统由三相系统组成,用来监控起重机前端行使距离,一般首先发出信号警示,接着将大车车速减小到50%,最后切断电机电源,将大车制动。

新材料、新工艺的应用

由于钢铁工业新技术的应用,钢材质量得以提高,在设计起重机主梁强度时,可使用较高的许用应力,而不需要较高的安全系数,以便减少起重机材料用量,从而降低设备的重量和价格,起重机配套的零部件的制造也得益于新材料的不断出现,使得起重机向更轻,更好的方向发展。 在机加工方面,大量采用少数控刀具的精密铸件,尤其是铝合金铸件见多,加工设备大量采用高精度、高效的加工中心,数控自动机床等,既保证了质量,又提高了劳动生产效率,降低了生产成本,同时在生产线上使用机械代替人工操作,如焊接机械手和配用机械手等。

标准规范

中国

命名规范

国际

命名规范

国际汽车起重机型号都是由生产厂家自行规定的,但基本上是以英文大写字母表示生产厂家名称第一个字母与机型,用数字表示起重量。

著名企业

德国利勃海尔

德国利勃海尔由汉斯·利勃海尔在1949年建立,公司的第一台移动式、易装配、价格适中的塔吊获得巨大的成功,成为公司发展的基础。利勃海尔技术建立在建筑业与土木工程的基础之上,公司建筑机械计划包括完整的塔式起重机、车载式起重机、液压挖掘机自卸翻斗车、液压吊管机、轮式装载机履带式拖拉机与装载机、管路铺设机、混凝土搅拌站搅拌车系列。此外,利勃海尔还有用于货物装卸等其他领域的产品,包括船用、集装箱及码头区起重机等等。

日本多田野

多田野株式会社成立于1948年,专业从事生产和销售工程建设用移动起重机,随车起重机和高空作业平台及特种液压反重力设备等产品,日本液压起重机的历史开始于1955多田野发展OC-2汽车起重机。多田野于1960开始在海外出口产品,并于1973成立第一家海外附属公司。此后,多田野已与国际业务的全球发展步伐的推进,已经建立了在液压起重机销售国际领域的强势地位。

中国中联重科

中联重科创立于1992年,前身是原建设部长沙建设机械研究院,是从中国国家级研究院孵化而来的企业现主要从事研发和制造工程机械农业机械等高新技术装备的企业,在全球多地建立了生产制造基地和分公司,主导产品涵盖11大类别、70个产品系列、近600个品种,是业内A+H股上市公司。

徐州重型机械有限公司

徐州重型机械有限公司是徐工集团最核心的企业,公司始建于1943年,是中国极具影响力的汽车起重机、全地面起重机履带式起重机消防车和工程机械底盘的研发、制造和销售基地,是中国臂架类机械装备制造标志性企业。

常见问题

电液换向阀常见故障

缩臂抖动故障

汽车起重机在运行的过程中,有时候会出现全机抖动的现象,压力表的摆动也很大,特别是臂杆缩到前半段之前,抖动十分剧烈。出现这种故障的原因,主要有以下4个方面:

变幅系统故障

起重机变幅系统故障,常见有以下几种:

起臂落臂时吊臂变幅系统动作缓慢或不动

不规则振动

需要检查平衡阀弹簧是否有损坏。

回转系统故障

汽车起重机能够将重物送到指定的任意位置和实现重物的水平移动以及上下移动,起重机的回转系统非常重要,回转系统常见的故障有如下3种:

卷扬机构故障

卷扬机构在起重机中是非常重要的工作部件,常见卷扬机构有液压绞车式和卷扬箱式,常见的失效主要有两种情况:

参考资料

首页.利勃海尔.2023-08-21

吊车在工业生产中的应用情况是怎样的?.起重机械设备网.2023-08-29

起重机械在矿山行业中的作用和发展前景.海川化工.2023-08-29

首页.日本多田野官网.2023-08-21

多田野历史.日本多田野官网.2023-08-21

关于中联.中联重科.2023-08-03

了解徐工.XCMG徐工集团.2023-08-09