一、履帶式起重機概況
履帶式起重機是在行走的履帶式底盤上裝有行走裝置、起重裝置、變幅裝置、回轉(zhuǎn)裝置的起重機。履帶式起重機有一個獨立的能源,結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸相對較小,機動性好,可滿足工程起重機流動性的要求,比較適合建筑施工的需要,達到作業(yè)現(xiàn)場就可隨時技入工作。
履帶式起重機按傳動方式不同,可分為機械式、液壓式和電動式三種。其中,機械式又分為內(nèi)燃機一機械驅(qū)動和電動一機械驅(qū)動兩種。
目前,工程起重機通常采用以下復(fù)合驅(qū)動方式:
內(nèi)燃機一電力驅(qū)動內(nèi)燃機一電力驅(qū)動與外接電源的電力驅(qū)動的主要區(qū)別是動力源不同,前者采用獨立的內(nèi)燃機作動力源,后者外接電網(wǎng)電源。內(nèi)燃機一電力驅(qū)動通常是由柴油機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電,把內(nèi)燃機的機械能轉(zhuǎn)化為電能,傳送到工作機構(gòu)的電動機上,再變?yōu)闄C械能帶動工作機構(gòu)運轉(zhuǎn)。
內(nèi)燃機一液壓驅(qū)動內(nèi)燃機一液壓驅(qū)動在現(xiàn)代工程起重機中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,主要原因一是柴油發(fā)動機機械能轉(zhuǎn)化為液壓能后,實現(xiàn)液壓傳動有許多優(yōu)越性,二是由于液壓技術(shù)發(fā)展很快,使起重機液壓傳動技術(shù)日趨完美。
二、履帶式起重機的組成部分
如下圖所示,履帶式起重機主要由下列幾部分組成。

1. 取物裝置
履帶式起重機的取物裝置主要是吊鉤(抓斗、電磁吸盤等作為附屬裝置)。
2. 吊臂
用來支承起升鋼絲繩、滑輪組的鋼結(jié)構(gòu),它可以俯仰以改變工作半徑。它直接裝在上部回轉(zhuǎn)平臺上。吊臂可以根據(jù)施工需要在基本吊臂基礎(chǔ)上接長。在必要時,還可在主吊臂的頂端裝一吊臂,擴大作業(yè)范圍,這種吊臂稱副臂。
3. 上車回轉(zhuǎn)部分
它是在起重作業(yè)時可以回轉(zhuǎn)的部分包括裝在回轉(zhuǎn)平臺上除吊臂、配重、吊鉤等以外的全部機構(gòu)和裝置。
4. 行走部分
它是履帶式起重機的下部行走部分,是履帶式起重機的底盤,同時也是上車回轉(zhuǎn)部分的基礎(chǔ)。主要有履帶、驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪、支重輪、上托輪、行走馬達、行走減速箱、履帶張緊裝置、 履帶伸縮油缸等組成。
5. 回轉(zhuǎn)支承部分
它是安裝在下車底盤上用來支承上車回轉(zhuǎn)部分的,包括回轉(zhuǎn)支承裝置的全部回轉(zhuǎn)、滾動和不動的零部件和用來固定回轉(zhuǎn)支承裝置的機架等(不包括四轉(zhuǎn)小齒輪)。
6. 配重
配重是安裝在起重機回轉(zhuǎn)平臺尾部的具有一定形狀的鐵塊,目的是確保起重機能穩(wěn)定地工作。在必要時,這些鐵塊可以卸下后單獨搬運。
7. 動力裝置
動力裝置即為動力源。在履帶式起重機上,大部分動力裝置為四沖程柴油發(fā)動機。在履帶式起重機上,它把內(nèi)燃機的機械能經(jīng)液壓油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?經(jīng)液壓油管和各種控制閥將液壓能傳給液壓馬達和液壓油缸,液壓馬達和液壓油缸再將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能驅(qū)動各工作機構(gòu)。
8. 機械傳動部分
它把內(nèi)燃機的動力傳遞給液壓油泵,再把液壓馬達、液壓油缸的液壓能變成機械能,帶動各工作機構(gòu)。機械傳動部分主要由分動箱、減速箱、離合器、卷筒、軸、軸承、滑輪等部分組成。
9. 液壓傳動部分
主要由液壓泵、液壓馬達、液壓油缸、控制閥、液壓油管、液壓油箱等組成。液壓油泵把內(nèi)燃機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?液壓馬達把液壓能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動各工作機構(gòu)。由于液壓傳動調(diào)速方便,傳動平穩(wěn),操縱輕便,元件體積小,重量輕,具有限速、自鎖功能、總體布置合理等優(yōu)點,在履帶式起重機上被廣泛應(yīng)用。
10. 控制裝置
控制裝置是用以操縱和控制起重機各工作機構(gòu),使各機構(gòu)能按要求進行啟動、調(diào)速、換向、停止,從而實現(xiàn)起重機作業(yè)的各種動作。控制裝置主要由操縱桿、控制閥、按鈕、開關(guān)、控制器等組成。
11. 工作機構(gòu)
履帶式起重機的工作機構(gòu)主要包括卷揚機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)等。卷揚機構(gòu)可以實現(xiàn)吊鉤的垂直上下運動;變幅機構(gòu)可以實現(xiàn)吊鉤在垂直平面內(nèi)移動;回轉(zhuǎn)機構(gòu)可以實現(xiàn)吊鉤在水平平面內(nèi)移動。以上三種機構(gòu)的組合,能實現(xiàn)吊鉤在起重機能及范圍內(nèi)的任意運動。
12. 操縱機構(gòu)
離合器、回轉(zhuǎn)制動、變幅制動、行走制動、鎖止機構(gòu)等由儲能器所儲存的工作油操縱,而儲能器的液壓油由發(fā)動機后部的一個液壓泵控制。從儲能器出來的壓力油被分配給電磁閥、液壓閥和離合器閥,通過操縱操作室中相應(yīng)的控制桿和開關(guān)控制這些閥,從而控制相應(yīng)的機構(gòu)。
13. 電氣系統(tǒng)
電氣系統(tǒng)可分為主電路、控制電路、監(jiān)測器電路、制動控制電路、力矩限制器電路和自動停止電路等部分。
14. 安全裝置
履帶式起重機上的安全裝置主要是為了履帶式起重機的安全操作。履帶式起重機上的安全裝置主要有:鉤過卷保護裝置、吊臂過傾保護裝置、力矩限制器、吊臂角度指示器、卷揚棘抓、變幅棘爪、制動器、回轉(zhuǎn)鎖銷等。
三、履帶式起重機各部分工作原理
1. 動力傳遞機構(gòu)
整個機器包括上部機構(gòu)、回轉(zhuǎn)裝置和底盤,操作是液壓式的。三個液壓泵直接與發(fā)動機相聯(lián),液壓泵將液壓壓力傳遞給驅(qū)動負(fù)載卷揚、主臂(第三卷鼓)、回轉(zhuǎn)及行走等各個液壓馬達。
各液壓回路中均設(shè)有一安全閥,以防止由于過負(fù)荷或沖擊壓力損壞液壓設(shè)備。所有的減速齒輪機構(gòu)均為油浴式潤滑。
2. 操縱機構(gòu)
離合器、圓盤制動器、鎖止機構(gòu)由儲能器所儲存的工作油操縱,而儲能器由裝在發(fā)動機后部的第4個油泵操縱。從儲能器出來的壓力油被分配給電磁閥、液壓閥和離合閥。這些閥通過操縱室中的相應(yīng)控制桿和開關(guān)控制,從而控制相應(yīng)的機構(gòu)。在履帶主動輪一側(cè),回轉(zhuǎn) 馬達和主臂馬達處裝有圓盤制動器。
3. 卷揚機構(gòu)
主卷鼓和輔卷鼓裝在一根軸上。液壓馬達通過裝在卷鼓軸中間的正齒輪減速一級,再通過內(nèi)脹帶式離合器將動力傳給主卷鼓或鋪卷鼓，兩卷鼓分別裝在卷鼓軸的兩端，為液動式。
負(fù)載的卷上不和卷下是由操縱相應(yīng)的卷鼓離合器及卷揚馬達正、反轉(zhuǎn)來進行控制的。
通過將卷揚控制桿推至相應(yīng)的位置,即可實現(xiàn)高、低速的選擇。通過雙控制閥的油被導(dǎo)入三聯(lián)控制閥的卷揚回路,以提高卷上和卷下的速度,與此同時行走牽引和第三卷鼓不起作用。
當(dāng)卷揚操縱桿扳回到空擋位置時,卷揚馬達的工作油被平衡閥切斷,卷鼓停轉(zhuǎn)。外抱帶式卷揚制動器通過聯(lián)結(jié)桿而與制動踏板聯(lián)鎖。當(dāng)卷上和卷下時,制動應(yīng)松脫,而當(dāng)維持起吊的負(fù)載不動時,制動應(yīng)起作用。當(dāng)將離合器操縱桿扳到分離位置時,制動松開,即可實現(xiàn)自由下落。欲在行走中操縱卷揚或吊臂起俯時,供給單控制閥的油液導(dǎo)入三聯(lián)控制閥的吊臂起俯和卷揚回路,因此時液壓閥已先被牽引和組合控制開關(guān)所接通,故可實現(xiàn)行走中的吊臂起俯或負(fù)荷卷揚的操縱。
4. 主臂起俯機構(gòu)
主臂起俯(變幅)馬達的速度通過行星齒輪和正齒輪傳動而減速兩級后,直接驅(qū)動變幅卷鼓。
通過改變馬達的轉(zhuǎn)向,即可實現(xiàn)吊臂的起升和俯下的轉(zhuǎn)換。當(dāng)?shù)醣圩兎鶙U扳至空擋時,平衡閥關(guān)閉了變幅馬達油路,卷鼓停轉(zhuǎn)。
與此同時,裝在馬達和減速機之間的困盤制動器自動制動,從而確保了安全。在變幅卷鼓一側(cè)的凸緣上帶有棘輪機構(gòu),棘輪與一棘爪相嵌時便鎖住了變幅卷鼓。
當(dāng)行駛中操作變幅(或卷揚)操縱桿時,供給單控制閥的液壓油便將被導(dǎo)入三聯(lián)控制闊的變幅式卷揚回路,前提是液壓閥已通過行走和組合操縱開關(guān)而接通。
5. 回轉(zhuǎn)機構(gòu)
回轉(zhuǎn)馬達通過行星齒輪減速兩級后帶動回轉(zhuǎn)主動小齒輪,小齒輪裝在花鍵出軸上,帶動大齒圈。改變回轉(zhuǎn)馬達的轉(zhuǎn)向,即可改變回轉(zhuǎn)的方向。當(dāng)回轉(zhuǎn)操縱桿扳到空擋位置時,由于慣性,回轉(zhuǎn)還將繼續(xù)一會兒。
通過駕駛室中的一個開關(guān)控制由蓄能器來的油流,便可控制回轉(zhuǎn)馬達和減速齒輪間的圓盤制動器的制動和松脫。
回轉(zhuǎn)鎖操縱桿為機械式,可鎖住回轉(zhuǎn)裝置連同其上部結(jié)構(gòu),鎖住位置任意。
6. 行走機構(gòu)
行走馬達通過減速機(正齒輪)三級減速后直接帶動驅(qū)動輪,減速機與履帶架為一體結(jié)構(gòu)。
通過改變左、右行走馬達的回轉(zhuǎn)方向,即可實現(xiàn)吊車的前進、倒退、原地旋轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)彎的動作。當(dāng)行走操作桿扳到空擋時,制動閥切斷了馬達油路,履帶即停止轉(zhuǎn)動。
裝在馬達和減速機之間的圓盤制動器(每邊一個),可通過駕駛室中的一個開關(guān)控制由蓄能器來的油流,從而實現(xiàn)制動作用的控制。
通過選擇閥可選擇行走的高、低速度。在高速行走時,蓄能器向此閥供油;在低速行走時,油從此閥排出。
7. 自動停止機構(gòu)
(1) 吊鉤防過卷停止裝置
當(dāng)?shù)蹉^過卷而碰到重塊時,微動開關(guān)的觸點閉合而觸動了卷揚自動停止繼電器。這時,卷揚自動停止電磁閥去磁而卸載,卷揚釋放閥開啟,從而使油泵的油流回油箱,即停止了卷揚馬達。
(2) 吊臂變幅過卷停止裝置
當(dāng)?shù)醣圩兎浅^最大許可角80°時,變幅微動開關(guān)閉合而觸動了變幅自動停止繼電器。此時,吊臂變幅自動停止電磁閥去磁而卸載,釋放閥開啟,從而使油泵的油流回油箱,于是便停止了變幅馬達的運轉(zhuǎn)。
(3) 自動停止解除
為將變幅或卷揚由于過卷而自動停止的狀態(tài)復(fù)原到正常操作狀態(tài),可按下復(fù)位按鈕,并在保持此按鈕處于按下狀態(tài)的情況下,將變幅桿或卷揚桿朝相應(yīng)的降低方向扳動,直到各自的微動開關(guān)開啟為止。一旦微動開關(guān)開啟,各相應(yīng)的電磁閥和釋放閥即關(guān)閉,液壓油路便恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。兩套自動停止裝置的解除均用同一復(fù)位按鈕。