大型起重机通过动力系统、传动机构、工作机构及控制系统的协同作用,实现重物的提升与空间运输,其工作原理可拆解为以下核心环节:
一、动力系统:能量转换的“心脏”
动力来源
大型起重机通常采用电动机或内燃机作为动力源。电动机通过电网供电,适用于固定场所;内燃机(如柴油机)则提供独立动力,适用于无电网覆盖的野外或移动作业场景。
动力传递
动力经减速器将高速转动转换为高扭矩输出,驱动卷筒旋转。例如,电动机通过联轴器连接减速器,减速器输出轴带动卷筒收放钢丝绳,实现吊钩的升降。
二、传动机构:力与运动的“放大器”
滑轮组系统
钢丝绳通过顶端滑轮组形成多倍率穿绕(如6×19结构可实现12倍机械优势),将单根钢丝绳的拉力转化为多倍承载能力。例如,吊钩需提升10吨重物时,若滑轮组倍率为4,则每根钢丝绳仅需承受2.5吨拉力。
液压系统
基于帕斯卡定律,液压油缸通过压力传递推动活塞运动,转化为起重臂的伸缩或变幅动作。例如,液压变幅油缸配备位移传感器,可准确控制臂架角度(精度达±0.5°),适应不同作业半径需求。
三、工作机构:多维运动的“执行者”
起升机构
通过卷扬机收放钢丝绳,带动吊钩升降。配备荷重传感器和过载保护系统,当负载超过额定95%时自动限制动作,防止超载事故。
变幅机构
调整臂架角度以改变作业半径。例如,汽车起重机通过液压油缸推动臂架俯仰,实现从Z小幅度(如3米)到Z大幅度(如50米)的无级调节。
回转机构
驱动转盘绕垂直轴线旋转,实现360°灵活转向。回转支承轴承采用三排滚柱结构,支持0.2r/min慢速准确定位,确保重物在旋转过程中的稳定性。
运行机构
分为有轨运行(如龙门吊沿轨道移动)和无轨运行(如汽车起重机自行移动)。大车行走机构采用双电机+变频调速技术,实现0-30m/min无级变速,适应不同场地条件。
四、控制系统:智能协调的“大脑”
联动控制
采用CAN总线通信技术,将起升、变幅、回转、行走四机构联动,形成笛卡尔坐标运动模型。通过误差补偿算法,确保三维定位精度达±3mm,满足精 密吊装需求。
安全监测
集成载荷显示、倾斜报警、限位保护等功能。例如,当起重臂仰角超过安全范围时,倾斜传感器触发报警并停止动作,防止倾覆风险。
五、金属结构:承载与稳定的“骨架”
实腹式结构
由钢板焊接成箱型结构,具有高强度和抗扭刚度,适用于大型门式起重机的主梁。
格构式结构
采用型钢(如角钢、槽钢)组成桁架结构,重量轻且耗材少,常见于塔式起重机的臂架。
力学支撑
支撑腿、支重轮等结构将载荷分散至地面,确保起吊时的平衡和抗倾覆能力。例如,履带起重机通过宽幅履带板加大接地面积,降低对地面的压强。
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