1、1.变幅机构的类型与特点,变幅机构：用来改变起重机幅度的机构。 按照工作性质可分为非工作性变幅机构和工作性变幅机构。 按照结构形式可分为运行小车式和臂架式。 按臂架的变幅性能可分为普通臂架变幅机构和平衡臂架变幅机构。,1.变幅机构的类型与特点,1.1非工作性变幅机构和工作性变幅机构（1）非工作性变幅机构：空载变幅。特点：变幅次数少，变幅阻力较小，变幅时间对起重机的生产率影响小，可采用较低的变幅速度(0.160.25m/s)以减小变幅机构的驱动功率。构造简单，自重轻。（2）工作性变幅机构：带载变幅。特点：变幅次数频繁，对生产率有直接影响，较高的变幅速度(0.331.66m/s) ，驱动功率较大。
2、构造复杂，重量大。,1.变幅机构的类型与特点,1.2运行小车变幅机构和臂架式变幅机构（1）运行小车式小车沿臂架运行来实现变幅。运行小车有自行式和牵引式两种。特点：物品位置确定，驱动功率小，变幅速度快；臂架承受较大的弯矩，结构自重大。,1.变幅机构的类型与特点,（2）臂架式 可分为臂架摆动式和臂架伸缩式两种。 特点：起升高度大，幅度有效利用率低，变幅速度不均匀，变幅功率大。,1.变幅机构的类型与特点,1.3普通变幅机构和平衡臂架变幅机构载荷水平位移；臂架自重平衡。,2.变幅机构的设计计算,2.1普通臂架变幅机构的设计计算计算前提：臂架的结构形式，主要尺寸，驱动机构形式。计算内容：变幅力，变幅机构
3、主要参数，原动机及制动装置的选择计算。2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算1变幅力计算（1）正常工作时的变幅力考虑带载变幅。正常工作的变幅力一般以变幅和回转两机构同时工作，机构均作稳定运动的工况计算。,2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算,2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算,（2）最大变幅力按最大变幅力选择零件。最大变幅力按下列三种工况计算。A:稳定回转时起升物品,2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算,B:变幅机构带载起动C:臂架安装时，从地面拉起臂架,2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算,2变幅机构参数的计算（1）变幅钢丝绳最大拉力和钢丝绳选择钢丝绳最大拉力：按Smax确定钢丝绳直径。若选择钢丝绳规
4、格与起升绳相同，则变幅机滑轮组倍率为：,2变幅机构参数的计算,（2）变幅卷筒绕绳量及卷绕层数绕绳量由变幅滑轮组动滑轮和定滑轮之间的距离x的变化量决定。X值：从最大幅度到最小幅度时，卷筒绕绳量为：卷绕层数：,2.1.1绳索滑轮组变幅机构的计算,（3）变幅钢丝绳绕入速度3变幅机构原动机选择电动机驱动： 按正常工作时的变幅力确定。,2.1普通臂架变幅机构的设计计算,2.1.2牵引小车式变幅机构的计算1运行阻力计算稳定运行牵引力：其中：,1运行阻力计算,如果采用摩擦卷筒，必须满足：必要：,2.1.2牵引小车式变幅机构的计算,2电动机的选择驱动轮上的转矩：电机静功率：,2.变幅机构的设计计算,2.2平衡
5、臂架变幅机构 通过采取定的措施，使臂架变幅机构在变幅过程中，物品的重心沿水平线或近似水平线移动，臂架的重心也能沿水平线移动或固定不动，这样的臂架变幅机构称为平衡臂架变幅机构。,2.变幅机构的设计计算,2.2.1绳索补偿法特点：物品在变幅过程中引起的升降依靠起升绳绕绳系统及时放出或收进一定长度的起升绳来补偿，从而使物品在变幅过程中沿水平线或接近水平线的轨迹移动。绳索补偿法有多种方案，常用的有补偿滑轮组、补偿滑轮和补偿卷筒三种。,2.变幅机构的设计计算,（1）补偿滑轮组,2.变幅机构的设计计算,实现水平变幅的条件： HmL=(l1-l2)mk 特点：构造简单，臂架受力情况较好，容易获得较小的最小幅
6、度。缺点是起升绳的长度大，磨损快，小幅度时物品摆动角度大，不宜用于大起重量起重机。,2.变幅机构的设计计算,（2）补偿滑轮 条件： AB+BC-（AB+BC)=H 特点：起升绳的长度和磨损小， 摆动杠杆可以兼作对重杠 杆。但臂架所受弯曲力矩 较大，并难以获得较小的 最小幅度。 这种方案可用于吊钩及抓 斗起重机，在起重量较大 的起重机上的应用日益增多。,2.变幅机构的设计计算,（3）补偿卷筒,2.变幅机构的设计计算,2.2.2组合臂架补偿法物品的水平移动靠臂架端点沿水平线或接近水平线的轨迹移动来保证。有四连杆式组合臂架和平行四边形组合臂架两种形式。,2.2.2组合臂架补偿法,四连杆式组合臂架特点
7、：物品悬挂长度减小，摆动现象减轻，起升绳的长度和磨损减小，起升滑轮组倍率对补偿系统没有影响。臂架系统复杂，自重大。,2.2.2组合臂架补偿法,平行四边形组合臂架,2.变幅机构的设计计算,2.3平衡臂架变幅机构的设计计算2.3.1载重水平变幅系统的设计（1）补偿滑轮组装置的设计预先确定：臂架长度L、最大幅度Rmax、最小幅度Rmin、臂架铰点O、起升滑轮组倍率mL、补偿滑轮组倍率mK。最大幅度时，臂架对水平线的夹角取为2040，最小幅度时，取6080 。确定：补偿滑轮组定滑轮夹套的装设位置A。,作图法,A点确定后，根据整个变幅范围内的一系列臂架位置（68个），做出变幅过程中物品移动的实际轨迹线，
8、并据此校验实际的最大高度差，条件为：max=0.03Rmax并做出未平衡力矩变化图，校验|M|max=|Fr| MM=0.10MQ,解析法,变幅过程中，吊钩的轨迹：,变幅过程中，吊钩未严格按水平线移动所引起的功率消耗及构件的受载情况，是以相对于臂架铰轴的力矩作为衡量指标的。,（2）补偿滑轮装置的设计,主要内容：选择杠杆系统的合理尺寸，使补偿滑轮在变幅过程中的运动轨迹能很好地补上因臂架端点升降而引起的吊钩的升降已知：Rmax、Rmin、L初选：臂架铰轴O、摆动杠杆支点O，摆动杠杆的初始位置。确定：连杆长度和铰点。,（3）四连杆组合臂架装置的设计,已知：Rmax、Rmin、H。初步确定：臂架铰点O
9、、O点至回转中心距离、吊钩高度H0。确定：臂架长度、象鼻粱长度、拉杆铰点及长度。,未平衡力矩按下式计算：,2.3平衡臂架变幅机构的设计计算,2.3.2臂架自重平衡系统的设计（1）臂架自重平衡的形式尾重对重：臂架尾部延长段上的对重与臂架重力的合成重心正好位于臂架铰轴点上。,杠杆式活动对重保证重心始终在一条水平线上。,2.3.2臂架自重平衡系统的设计,（2）平衡系统对重计算确定杠杆系统尺寸：与补偿滑轮尺寸确定方法相同。,（2）平衡系统对重计算,对重的计算：对重应与臂架重力、象鼻粱重力以及拉杆重力的一半相平衡。臂架重力产生的力矩：对重产生的力矩：未平衡力矩：,（2）平衡系统对重计算,做出整个变幅过程中力臂力矩的变化曲线，在幅度的某个中间位置，由Mb=Me的条件，求出对重重力Fe，然后再做出变幅过程中的对重力矩和未平衡力矩的变化曲线，调节对重，达到|+Mnbman|=|-Mnbmax|，从而可以得到杠杆系统绝对值最小的。设计时要求Mnbmax0.1Mb。,3.变幅驱动机构的构造,3.1绳索牵引小车驱动,3.变幅驱动机构的构造,3.1绳索滑轮组变幅驱动,
