起重机看似结构复杂，实则由常用的一些主要零部件有序组合而成，每一个部件都有专属功能，缺一不可。本文从设计视角，拆解起重机上用到的主要零部件，详解各零部件功能与设计要点，帮你搭建完整的设计认知体系。
起重机常用主要零部件（一）
第1节 起重吊钩
吊钩是取物装置中使用得最为广泛的一种。它具有制造简单和适用性强的特点。
（一） 吊钩的分类与构造
吊钩根据形状的不同，可分单钩和双钩两种（如图2-1所示）。单钩的优点是制造与使用比较方便；双钩的受力比较有利。单钩用于较小的起重量，当起重量较大时，为了不使吊钩过重，多采用双钩。铸造起重机的片式吊钩由于与浇铸桶相配合的要求，即使起重量很大，仍然采用单钩。
图2-1 吊钩的种类
（a） 锻造单钩；（b）锻造双钩；（c）片式单钩；(d)片式双钩
锻造吊钩时，应在低应力区打印出不易磨灭的标记，标记内容应有：额定起重量、厂标，检验标志、日期、编号。由锻造吊钩厂进行表面检验及负荷试验后，提供合格证明文件。
片式吊钩各叠片用铆接紧固，铆接后，吊钩前端与上端各叠板应进行焊接，为防止吊钩在耳轴的部位磨损，在吊钩弯曲部上侧应有金属防磨板，应易于拆装。
为防止自行脱钩，吊钩上应设有防止吊重意外脱钩的安全装置（见图2-2）
图2-2 防脱钩装置
左：重力式 右：弹簧式
（二） 吊钩组
吊钩组就是吊钩与滑轮组的动滑轮的组合体。吊钩组有长型与短形两种（如图2-3所示）。长型吊钩组采用普通的钩柄较短的短吊钩，支承在吊钩横梁上，滑轮支承在单独的滑轮轴上。它的高度较大，使有效起升高度减小。
图2-3吊钩组
（a）长型吊钩组 (b)短形吊钩组
短形吊钩组过去采用长吊钩，这种吊钩组的滑轮直接装在吊钩横梁上，高度大大减小，但只能用于双倍率滑轮组。短形吊钩组只能用于较小的滑轮组倍率，当倍率较大时，滑轮数目增多，吊钩横梁过长，因而弯曲力矩过大，使吊钩自重过大。因此，短形吊钩组只用于较小的起重量。
（三） 吊钩的危险断面
吊钩的危险断面是日常检查和安全检验时的重要部位，经过对吊钩的受力分析，得出吊钩有以下危险断面。见图（2-4）
图2-4
第2节 滑轮
滑轮的主要作用，是用来改变钢丝绳的运动方向和达到省力的目的。也常用作均衡滑轮，以均衡二支钢丝绳的张力。
一、 滑轮的构造
滑轮，根据其轴线是否运动，分为动滑轮和定滑轮。
（如图2-5所示）滑轮一般由带绳槽的轮缘、轮幅和轮毂组成。滑轮的槽形，由一个圆弧形和槽底与二个倾斜的侧壁组成（图2-5c）。
滑轮通常支承在固定的心轴上，大多数采用滚动轴承，低速滑轮或均衡滑轮也可用滑动轴承。
图2-5 滑轮的构造
（1）轧制滑轮 （a）铸造滑轮 （b）焊接滑轮 (C) 绳 槽
二、 滑轮组
滑轮与滑轮组、轴承、滑轮罩及其他零件构成滑轮组。滑轮组分定滑轮和动滑轮。按其作用，可分为省力滑轮组和增速滑轮组。起重机上常用省力滑轮组。它通过较小的驱动力，起升较大的载荷。
按照滑轮组的结构分，有单联滑轮组和双联滑轮组。臂架型起重机多采用单联滑轮组，桥架型起重机多采用双联滑轮组。
滑轮组的倍率就是省力的倍数。
第3节 卷 筒
卷筒是起升机构或牵引机构中用来卷绕钢丝绳的部件，其作用是传递动力，并把旋转运动变为直线运动。
三、 结构型式
起重机上常用的卷筒多为圆柱形。卷筒两端，多为幅板支承。幅板中央有孔，中间有轴。轴分为二种，一种为一根贯通长轴，另一种为卷筒两端各有一根短轴。
根据轴是否旋转，可分为转轴式或定轴式两种。
卷筒按照绕绳层数，分单层绕和多层绕两种。桥架类型起重机多用单层绕卷筒，卷筒表面通常切出螺旋槽，增加钢丝绳的接触面积，保证钢丝绳排列整齐，并防止相邻钢丝绳互相摩擦，从而提高钢丝绳的使用寿命。绳槽分标准槽和深槽两种（图2-6）。
一般采用标准槽。有脱槽危险的采用深槽。
多层绕卷筒多用于起升高度很大或结构尺寸受限制的地方，如汽车起重机，常制成不带螺旋槽的光面卷筒，钢丝绳可以紧密排列。
图2-6 卷筒绳槽
（1）标准槽 （2）深槽
如果没有脱槽的危险，单层绕卷筒的丙端设有侧边。多层绕卷筒为挡住钢丝绳脱出，两面三端必须有侧边、其高度比最外层钢丝绳高2d。
第4节 联轴器与减速器
一、 联轴器
联轴器是轴之间的连接件。在起重机上，把电动机的转矩通过减速器和联轴器械传递到低速轴，以完成载荷升降、小车运行和起重机运行等工作。常用的有齿轮联轴器、弹性柱销联轴器等，起重机上使用较多的是齿轮联轴器。
（一） 联轴器的结构型式和特点
齿轮联轴器的优点是体积小、寿命长、允许两个被联接轴间有较大的偏移量，安装精度要求不高、工作可靠。缺点是重量大、制造工艺复杂。
齿轮联轴器按应用场合不同，分为CL型和CLZ型，结构（如图2-8所示）
CL型齿轮联轴器 CLZ型齿轮联轴器
二、 减速器
桥式类型起重机常用的卧式减速器。减速器在使用中经常会出现轮齿的损坏。经常出现的损坏形式有齿轮断裂、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合及齿面塑性变形。
减速器的检查
1.减速器中齿轮的检查要求同前；
2.检查减速器箱体有无变形或裂纹，查出裂纹应及时更换；
3.检查地脚螺栓是否符合技术条件，是否松动；
4.减速器油量要适中，油量过多会增加搅油功率损失并使油温过热，易氧化变质；
5.每半年换一次油，夏季用30号齿轮油，冬季用20 号齿轮油；
6.减速器不应漏油；
7.经常监听齿轮啮合的声响，不得有不均匀噪声和撞击声，噪声不得超过85Db（A）；
8.经常检查箱体发热的情况，特别是轴承处，温度不得超过80°C。如超过此温度，应查明原因，采取相应措施。
第5节 制动器
一、 制动器的用途及种类
制动器是起重机上不可缺少的部件。在起重吊运作业中，它可以使用权重物悬停在空中某一位置；或使动转着的机构降低速度，最后停止运动。
按照操作情况的不同，制动器分为常闭式、常开式，起重机上多采用闭式制动器。
常闭式制动器在机构不工作期间是闭合的。欲使机构工作，只需通过松闸装置将制动器的摩擦副分开，机构即可运转。
起重机上采用的制动器，按其构造形式分，有块式制动器、带式制动器、盘式制动器和圆锥式制动器等。
块式制动器构造简单，制造、安装、调整都较方便，在起重机上应用最广泛。块式分为以下几种类型：
1.短行程块式制动器
短行程块式制动器优点是：结构简单、重量轻、制动快。缺点是：冲击和噪声大、寿命短、制动力矩小、有剩磁现象，不适用起升机构。
2.长行程块式制动器
其优点是：行程大、制动快，很少剩磁现象，比较安全。缺点是：冲击和噪声较大、寿命短、构件多且复杂、体积和重量大、效率低。
3.液压电磁铁块式制动器
电力液压块式制动器的结构型式由闸架、液压电磁铁和硅整流器等三部分组成。优点是：具有启动和制动平稳、无噪声、接电次数多、使用寿命长、能自动补偿制动器的磨损，不需要经常维护和调整、结构紧凑和调整维修方便等。缺点是：在恶劣的工作条件下硅整流器容易损坏。
4． 液压推杆瓦块式制动器
液压推杆瓦块式制动器其优点是：具有启动与制动平稳、无噪声、允许开闭次数多、使用寿命长，推力恒定，结构紧凑和调整维修方便。见图2-9(a)。
第6节 车轮及轨道
一、车轮
车轮是用来支撑起重机和载荷的，并在轨道上使起重机往返运行的装置。
轨道是承受起重机车轮的轮压，并引导车轮运行。起重机常用的轨道有：起重机专用轨、铁道轨和方钢三种。轻小型起重机的葫芦小车轮和悬挂梁式起重机大车车轮通常在工字梁下翼缘上运行，此时工字梁即为起重机的葫芦小车轨道和大车轨道。
（一） 车轮的类型
车轮是起重机的行走部件，按车轮踏面形式分为（图2-10）
(1) 圆柱踏面车轮，这是通常使用的形式；
(2) 圆锥踏面车轮，锥度为1：10，在桥式起重机集中驱动的大车中，有时采用锥形踏 面的车轮，目的是为了防止车体走斜，在工字钢下缘行走的葫芦小车好采用锥形车轮。
为了防止出轨，车轮上应有轮缘，通常轮缘高15—25毫米，有1：5的斜度。桥式起重机大车一般为双轮缘车轮，小车在轨距小时，允许采用轮缘车轮，以减少车轮的加工量。无轮缘车轮，一般情况下不用，只在车轮两侧有水平导向滚轮时才采用。
a-无轮缘;b-单轮缘; c-双轮缘
(二)车轮支承装置
起重机上的车轮支承装置大体分为定轴式和转轴式两种。
1、定轴式
2、转轴式
二、轨道
轨道用来承受起重机车轮传来的集中压力，并引导车轮运行。起重机轨道一般采用标准的型钢或钢轨。轨道选择应考虑符合车轮的要求，同时还要考虑固定方式。通常起重机轮压较小时，采用P型铁路钢轨，轮压大时采用QU型起重机专用钢轨。
第7节 起重机的安全装置
我们要求起重机设备完好，司机严格按照安全操作规程进行操作，确保起重机作业不发生设备和人身事故。但是，在作业过程中往往可能出现一些人们意想不到的情况，例如：刮起了暴风，操作手柄突然折断等，结果使起重机作业无法控制，造成事故。为了进一步保护起重机机械设备和防护发生人身事故，将一些安全装置安装在起重机的有关部件上，使各种事故降的更小的程度。目前所用的安全装置主要有：各类限位器，起重机限制器，起重力矩限制器，防冲撞装置、缓冲器，夹轨器锚定装置等。
根据安全规程要求的程度和范围，按规格参数，检查安装安全防护装置，并认真进行调整。确保其性能可靠动作准确。
一、起重机安全防护装置
1、上下极限位置限制器
上下极限位置限制器又称为过卷扬限制器、起升高度限制器。上升极限置限制器的作用是防止起重吊钩过卷扬，冲顶可能拉断钢线绳，吊钩掉下来，也可能挤碎滑轮，产生设备事故造成人身伤亡。
近年生产的起重机大多采用螺杆式极限位置限制器（图2-11）。组装时，限制器左边与起重小车卷筒底座通盖相连。卷筒轴转动带动螺杆10时，滑块11则沿螺杆移动。当移动
1—壳体 2—弧形盖 3—螺钉 4—压板 5—纸垫 （1~5图中未示出）
6—十字联轴节 7—螺母 8—垫圈 9—导柱 10—螺杆 11—滑块 12—螺栓
13—螺母 14—限位开关 15—螺钉 16—垫圈
到极限位置，撞开限位开关14，以限制起重机过卷扬。螺杆式限制器可以单向限位，也可以双相限位。双向限位不仅可以限制过卷扬，还可以防止沟头落地后再放钢丝绳使钢丝绳绞乱。对于电动单梁起重机，其上下极位置限制器已由生产厂装配在电动葫芦上了，随着钢丝绳导绳器在卷筒上的移动，带动撞头到极限位置时碰撞限位开关，起到过卷扬保护作用。电动双梁桥式起重机及门式起重机，现在一般采用螺杆式上下极限位置限制器。
规范要求：上升极限位置限位器，必须保证当吊具起升到极限位置，自动切断起升的动力源，规定在额定速度下，钓钩离极限位置不小于100毫米处停止上升动作。上升限位限制器是很重要的一项安全装置，由于上升限位限制器失灵造成断绳坠钩坠物的事故较多。
下降极限位置限制器：下降极限位置限制器。在吊具有可能低于极限位置的工作条件下，应保证吊具下降到下极限位置时，能自动切断下降的动力源，以保证钢丝绳在卷筒上的缠绕不少于设计规定的圈数。
2、运行极限位置限制器
根据机构所要求的行程而对电动机实行控制的电器称为行程限位开关。按其用途不同，可分为终点开关（即限位开关）和安全开关（即保护开关）两种。终点开关用来限制机构在一定的安全范围内运行，安装在工作机构行程的终点。安全开关用来保护人身安全，例如从驾驶室通往上部主梁走台舱口的开关，称为舱口安全开关，又称门联锁。
运行极限位置限位器由行程限位开关与安全尺所组成，一般需现场安装，在安装时要注意安全尺与限位开关的位置。一般是安全尺在小车架上，限位开关装在桥架上。
3、超载限制器
超载作业所产生的过大应力，可能使钢丝绳拉断，传动部件损坏，电动机烧毁，由于制动力矩相对不够，导致制动失效等。超载作业对起重机结构危害很大，既会造成起重机主梁的下挠，主梁的上盖板及腹板出现裂纹和脱焊，还会造成臂架和塔身折断的重大事故，由于超载破坏了起重机的稳定性，有可能造成整机倾覆的恶性事故。
超载限制器的形式较多，常用的有杠杆式限制器、弹簧式限制器和数字载荷控制仪表。超载限制器主要用来防止起重量超过起动负载能力，以免钢线绳断裂和起重设备损坏。数字载荷控制仪主要用于起重设备的超载保护。它可以根据事先调节好的起重量来报警，一般把它调节为额定起重量的90%，而把自动切断电源的起重量调节为110%额定起重量，其优点是：通用性较好，精度高，结构紧凑，工作稳定。
4、缓冲器
缓冲器是一种吸收起重机与撞头立柱相撞能量的装置。它是在制动器和终点开关失灵的一种附加吸收能装置，用以保证起重机能较平稳地停车而不致产生猛烈的冲击。
缓冲器的种类很多，在起重机上常采用聚氨酯缓冲器、弹簧缓冲器和液压缓冲器等。
5、导电滑线防护板
桥式起重机司机室位于大车滑线端时，通向起重机的梯子和走台与滑线间应设置防护板；在桥式起重机大车滑线端的端梁下，应设防护板，以防止吊具或钢丝绳与滑线的意外接触；桥式起重机作多层布置多，下层起重机的滑线应沿全长调协防护板；其他使用滑线的起重机，对易发生触电的部位应设防护装置。
6、联锁保护装置
进行桥式起重机及门式起重机的门和由司机室登上桥架的舱口门应设置联锁保护装置。当门打开时，起重机的运行机构不能开动。
7、检修吊笼、扫轨板和传动机关防护罩、轨道端部止档。
(1) 检修吊笼
检修吊笼用于高空导电管空导电管线的检修，一般位于桥式起重机的非驾驶端的走台下方，检修人员通过走台进入吊笼。检修吊笼多用于电动双梁桥式起重机。
（2）扫轨板
行走的轨道上的起重机车轮，都应装有扫轨板。扫轨板一般呈板状，对于直径较大的车轮，其扫轨板常用角钢焊接，呈框架结构。
（3）防护罩
起重机上外露的传动部分，有卷入伤人可能的活动零部件，如：开式齿轮、联轴器、传动轴、链条、传动带等均应装设防护罩。
露天工作的龙门起重机有防雨装置的，应按要求妥善安装。
（4）轨道端部止挡
起重机运行轨道的终点，必须设置强固的终点挡架，习惯上称止挡。防止起重机从两端出轨，造成大车坠落严重事故，露天桥式起重机尤其应具有防止脱轨的良好性能。挡架的高度与起重机上大车缓冲器的高度相适应，必须经常检查。
8、防滑装置
露天工作的起重机需装设防止被大风吹动的防滑装置。常用的防滑装置有夹轨器、别轨器、压轨式防滑装置和锚定装置等。
下期预告：《起重机设计载荷类型与载荷组合基础讲解》，掌握设计计算核心前提。
#起重机结构设计 #起重机械 #机械结构 #起重机设计 #特种设备设计
★以上内容为个人工作学习和总结，仅供参考学习，如有不妥之处，敬请指正。文中所附图片仅为分享行业知识和学习用途，若涉嫌侵权，请联系删除。
★记得点击关注公众号“起重匠研社郝工”哦，后续会有更多内容分享。如果觉得不错，请点个赞、分享、推荐给身边的朋友。
