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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：浅谈起重机的故障诊断及维护
层 次： 专科起点本科
专 业： 机械设计制造及其自动化
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2022年5月30日
桥式类型起重机是实现生产过程机械化与现代化的一种特种装备，在现代化工业中应用广泛，桥式类型起重机结构庞大、组成复杂，运作运行时相关人员较多，事故一旦发生就会造成严重后果。因此，对桥式起重机的故障进行分析和对发生故障的概率进行预测，可以在事故、故障发生之前，防止事故发生或提前做好应急工作。
本文通过研究发现，起重机在运行过程中由于轨道不清洁、行车工启动过猛、小车轨道不平、车轮出现椭圆、主动轮之间的轮压不等的原因使得小车产生打滑环象，这就要求特种设备管理人员和检修人员在检查过程中一定要认真仔佃，发现问题要及时解决，避免产生小车打滑的现象。本文结合起重机的结构及工作原理，归纳出桥式起重机的常见故障及其产生的原因，并提出故障的预防和排除措施。
关键词：起重机（天车）；结构；故障诊断；维护
目 录
桥式类型起重机是实现生产过程机械化、自动化的一种特种设备。在机械行业、冶金行业、化学工业中使用非常广泛。随着我国经济的发展，桥式起重机的种类和数量也在增加，因此随之产生的问题也越来越多，起重机械事故也愈来愈频繁。桥式起重机是横架于车间仓库上方进行物料的吊装与运输的设备，两端坐落在金属架或者墙端，形状类似桥，故而得名。可以充分利用桥架下面的空间进行运输，不受下方空间的限制，因而是使用最广泛、数量最多的一种起重机。其中天车是架在高架上方的一种桥式起重机，通常用于车间、仓库，起重机桥架也即是大车沿铺在两侧高架上的轨道纵向移动，起重小车沿铺在桥架上的轨道横向移动，不受地面设备的阻碍[1]。作为一种特种设备，桥式起重机的安全问题是一个值得关注并研究的问题，在使用起重机械的过程中及时发现并提前预测起重机的故障可以减少事故的发生。因此对起重机械事故的预测成为一个值得关注的话题。
桥式起重机结构复杂，技术含量高，随着国家相关法律法规的完善以及对大型机械设备的重视，对起重机械使用过程中的安全提出了更高的要求。由于桥式起重机械的体型庞大、结构复杂，影响其安全的因素有许多种，按其影响方式的不同，将起重机械的故障类型分为几个大类，并分别对不同故障进行分析，最后利用统计学原理，将统计的数据进行整理分析。
桥式起重机体积大，吊运货物频繁，运行时相关作业人员较多，一旦发生事故，轻者影响工作进度，重者造成人民的生命和国家财产不可挽回的损失。为了改善这种局面，国家出台了很多标准用于规范起重机械的设计制造安装使用，加强了对起重机械的管理，但是起重机械事故还是居高不下[2]。质检总局关于2014年全国特种设备安全状况情况的通报，2014年全年，国内共发生特种设备事故283起，死亡282人，受伤330人。其中，电起重机械事故起数所占比例为21.91%，死亡人数占34.75%。起重机械事故中，由于“三违”造成事故35起，设备隐患导致的事故9起。起重机械虽然定期检验检查检修，但是运行中的安全隐患极易导致故障的发生，从而引发事故。因此对故障合理的分析与总结，对预防故障发生以及对防范事故的发生有着很大的意义。
公元前10年，古罗马建筑师维特鲁维斯曾在其建筑手册里描述了一种起重机械。这种机械有一根桅杆，杆顶装有滑轮，由牵索固定桅杆的位置，用绞盘拉动通过滑轮的缆索，以吊起重物。有些超重机械可用两根桅杆，构成人字形，把吊起物横向移动，但幅度很小，操作也十分吃力。
到15世纪，意大利发明了转臂式起重机，才解决这个问题。这种起重机有根倾斜的悬臂，臂顶装有滑轮，既可升降又可旋转。但直到18世纪，人类所使用的各种起重机械还都是以人力或畜力为动力的，在起重量、使用范围和工作效率上很有限。
18世纪中后期，英国瓦特改进和发明蒸汽机之后，为起重机械提供了动力条件。1805年，格兰工程师伦尼为伦敦船坞建造了第一批蒸汽起重机。1846年，英国的阿姆斯特朗把新堡船坞的一台蒸汽起重机改为水力起重机。
20世纪初期，欧洲开始使用塔式起重机。
起重机主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转，是由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。
1.2起重机的市场现状
2011年10月份，我国工程机械行业整体销量低迷趋势不改。其中，挖掘机销量同比下滑29.92%;推土机销量同比下滑21.34%。
2011年，受国家宏观调控的影响，信贷紧缩政策导致部分在建工程项目进度放缓、原计划开工的部分项目推迟开工;同时消费者受信贷紧缩政策的影响，购机费用减少导致工程机械需求降低。尽管当前工程机械市场面临严峻的挑战，但我国经济增长动力仍强劲，在未来一段时期我国工程机械行业仍处于高速发展期，特别是履带起重机行业前景看好。国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》中明确指出，400吨级及以上履带起重机作为新兴产业被选为“鼓励类”产品，履带起重机前景看好。
2011年前三季度，我国重型卡车行业共销售71.20万辆。重型卡车市场发展正在步入下行期：
一是在行业政策日趋严谨。国家在安全、环保、节能等方面出台很多的法规，同时在执行环节有更严格的趋势。这些法规的制定及执行力的加大，将会导致重卡行业产品技术要求提高，同时产品成本都会进一步提高。
二是市场竞争日趋激烈。我国卡车市场已经面临全球化竞争格局，虽然目前我国重型卡车行业本土品牌的市场份额占据绝大比例，但这并不代表未来格局会一直保持，产品技术提高、本地化制造成本降低等因素，都在使未来的重卡行业竞争环境发生变化。
随着起重机行业的不断发展越来越多的企业加入到起重机行业中来。高满指出，工程机械的风险包括技术风险、供求风险和经济波动风险等。当前工程机械部分产品的核心技术主要体现在总体设计和技术集成方面，如果企业不能及时研究开发新技术、新工艺及新产品，满足市场的要求，产品可能面临被淘汰的风险。
由于我国工程机械行业竞争十分激烈，特别是国际工程机械巨头大举进入我国市场。与国外竞争对手相比，我国企业在产品种类、研发实力、技术水平、资本规模及品牌影响力等方面还有较大差距。此外，世界经济的波动也或将给该行业带来一定的不可控风险。
1.3起重机的性能参数
起重机主要参数是表征起重机主要技术性能指标的参数，是起重机设计的依据，也是重机安全技术要求的重要依据。
起重机主要性能参数指标：
（1）起重机自重G
自重是指在标准配置下，整机的质量，单位为吨(t)或千克(kg)。
（2）起重量Q
起重量指被起升重物的质量。可分为额定起重量、最大起重量、总起重量、有效起重量等。
（3）额定起重量Qn
额定起重量为起重机能吊起的物料连同可分吊具或属具(如抓斗、电磁吸盘、平衡梁等)质量的总和。
（4）总起重量Qz
总起重量为起重机能吊起的物料连同可分吊具和长期固定在起重机上的吊具和剧（包括吊钩、滑轮组、起重钢丝绳以及在起重小车以下的其他起吊物）的质量总和。
（5）有效起重量Qp
有效起重量为起重机能吊起的物料的净质量。
该参数需要说明如下：
第一，起重机标牌上标定的起重量，通常都是指起重机的额定起重量，应醒目表示在起重机结构的明显位置上。
第二，对于臂架类型起重机来说，其额定起重量是随幅度而变化的，其起重特性指标是用起重力矩来表征的。标牌上标定的值是最大起重量。
第三，带可分吊具（如抓斗、电磁吸盘、平衡梁等）的起重机，其吊具和物料质量的总服额定起重量，允许起升物料的质量是有效起重量。
（6）起升高度H
起升高度是指起重机运行轨道顶面（或地面）到取物装置上极限位置的垂直距离，单位为m。通常用吊钩时，算到吊钩钩环中心；用抓斗及其他容器时，算到容器底部。
（7）下降深度h
当取物装置可以放到地面或轨道顶面以下时，其下放距离称为下降深度。即吊具最低工作位置与起重机水平支承面之间的垂直距离。
（8）起升范围D
起升范围为起升高度和下降深度之和，即吊具最高和最低工作位置之间的垂直距离。
（9）跨度 S
跨度指桥式类型起重机运行轨道中心线之间的水平距离，单位为m。
桥式类型起重机的小车运行轨道中心线之间的距离称为小车的轨距。
地面有轨运行的臂架式起重机的运行轨道中心线之间的距离称为该起重机的轨距。
（10）幅度L
旋转臂架式起重机的幅度是指旋转中心线与取物装置铅垂线之间的水平距离，单位为 m。非旋转类型的臂架起重机的幅度是指吊具中心线至臂架后轴或其他典型轴线之间的水，平距离。
当臂架倾角最小或小车位置与起重机回转中心距离最大时的幅度为最大幅度；反之为最小幅度。
（11）工作速度V
工作速度是指起重机工作机构在额定载荷下稳定运行的速度。
（12）起升速度Vq
起升速度是指起重机在稳定运行状态下，额定载荷的垂直位移速度，单位为m/min。
（13）大车运行速度Vk
大车运行速度是指起重机在水平路面或轨道上带额定载荷的运行速度，单位为m/min。
（14）小车运行速度Vt
小车运行速度是指稳定运动状态下，小车在水平轨道上带额定载荷的运行速度，单位为m/min。
（15）变幅速度V1
变幅速度是指稳定运动状态下，在变幅平面内吊挂最小额定载荷，从最大幅度至最小幅度的水平位移平均线速度，单位为m/min。
（16）行走速度V。
行走速度是指在道路行驶状态下，流动式起重机吊挂额定载荷的平稳运行速度，单位为km/h。
（17）旋转速度ω
旋转速度是指稳定运动状态下，起重机绕其旋转中心的旋转速度，单位为r/min。
2.1 起重机的分类
起重机根据结构的不同分类有梁式起重机、桥式起重机、龙门起重机、流动起重机、悬臂起重机、塔式起重机、缆索起重机、船式起重机、运载桥等[3]。
桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。见图2-1。
图2-1 桥式起重机
桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。
