第一節 起重機的構造
起重機有很多種類，這一章我們隻講橋式起重機，因為我們車間用的就是貫穿了整個屋頂上方的橋式起重機。這個機器有多重要呢？首先我們車間建設初始時要安裝的攪拌和電機就離不開它，另外若是要將較重的設備運往頂樓，沒有起重機是不可想象的。我們工作的時候，拆電機要用到它，換軸承也要用到它，換皮帶輪或者皮帶更要用到它，當然，它也總壞總不聽話，所以我覺得很有必要在本書的最後為大家介紹橋式起重機的一些基礎知識，畢竟它也是一個機修人員常常會用到的設備。進車間三樓以後，我們甚至不用抬頭就可以看到屋頂上懸著的起重機吊鉤，順著吊鉤往上就可以看到起重機的大車、小車以及電機與長長的大車軌道等，是不是感覺它很龐大也很有力量？我們現在就開始一點一滴的將它分解成一個個小型的組成部分來講解。
工作原理
首先看工作原理，橋式起重機是通過小車上的電動機通電產生電磁轉矩後，通過聯軸器（和傳動軸）與減速器的高速軸相連，經過齒輪到 圖8-1橋式起重機 減速器的低速軸帶動卷筒，吊鉤等取物裝置與卷繞在卷筒上的省力鋼絲繩滑輪組連接起來。當電動機正反兩個方向的運動傳遞給卷筒時，通過卷筒不同方向的旋轉將鋼絲繩卷入或放出，從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實現升降運動，這樣，將電動機輸入的旋轉運動轉化為吊鉤的垂直上下的直線運動，而我們常常要進行的水平運動則由大車兩旁的軌道電機驅動實現。製動器在通電時鬆閘，使整個機構得以運轉；在失電情況下製動，使吊鉤連同貨物停止升降，並在指定位置上保持靜止狀態。當滑輪組升到最高極限位置時，位置限製器會被觸碰而卡死，使吊鉤停止上升。當吊載接近額定起重量時，起重量限製器會及時檢測出來，並給予顯示，同時發出警示信號，一旦超過額定值就需要我們及時切斷電源，停止吊裝，以保證安全。
橋式起重機的特點
橋式起重機主要是用於橫跨於車間、倉庫等建築上方進行物料吊運的起重設備。由於它兩端都坐落於高大的水泥柱或者金屬架上，形狀和橋差不多，所以為稱行車，其使用是相當廣泛的。有兩種式樣的橋式起重機，一種是我們常見的通用橋式起重機（需要支架，懸於高空），一種是龍門起重機（自帶固定支架的，接觸於地麵），這兩種雖然功能不盡相同，但是有個共同點就是循環間歇的工作方式。基本上一個工作循環會包括：吊鉤的起升下降造成的物料的移動，接著進行反方向的移動回到原來位置。可能同事們覺得我說得囉嗦，其實這是因為這個循環對起重機的性能和壽命都起到了重要的作用，因為在兩個工作循環之間一般都會有停頓，帶來的後果就是起重機的各個機構不斷的處於開動、運行、製動和正反方向等相互交替的運動狀態中，電機中的電流和各受力結構的應力大小都在不斷的變化著，極大的影響了起重機的壽命，我們在使用中需要非常的注意。下麵詳細說一下它的特點：
1、橋式起重機通常都具有比較龐大的金屬結構和比較複雜的機械結構，能完成一個升降或幾個水平動作，作業過程中常會有幾個不同方向的運動同時存在著，操作的技術難度比較大（這一點在車間體現的很明顯，車間規定了所有有關行車的操作全部需要由電工來完成，而且操作的電工還必須要有行車證）。
2、所吊裝的物料多種多樣，載荷也經常變化，使吊運工作複雜而且危險（這就是車間規定的主要原因，防止傷人或者傷設備）。
3、大多數工作是在較大範圍內進行的，活動空間較大，危險麵也就更大，暴露的活動零件也較多，並且常與吊裝人員直接接觸（在行車吊裝附近經過時一定要小心,盡量離得很遠）。
4、作業時一般需要幾個人相互配合，存在較大難度，要求操作人員和指揮人員熟練配合協作，操作人員還需要有應急處理現場緊急情況的能力。
橋式起重機有它自身的一些常用參數，比如起重量和跨度以及起升高度。起重量就是正常情況下所允許的最大吊起重量，這個重量不包括吊鉤和吊環的重量；跨度就是兩條鋼軌之間的距離；起升高度就是吊鉤最高和最低工作位置之間的垂直距離。
橋式起重機的構造
如果仔細觀察車間的起重機，你會發現它基本上是由金屬結構、機械部分和電器部分組成的。
金屬結構：就是起重機的骨架，所有的機械和電器設備都分布其上，是起重機的承載結構。起重機的金屬結構主要是由起重機橋架（大車軌道）、小車架（橫梁）和操作室（司機室）等部分組成的。
機械部分：是為了實現起重機的不同運動要求而設置的。它是起重機動作的執行機構，一般包括起升機構、大車和小車運行機構。
1、起升機構是用來升降重物的，大車機構是用來移動起重機使重物作縱向水平運動的；小車機構是用來移動小車使重物橫向水平運動的。其中，起升機構包括傳動裝置（電動機、減速箱和聯軸器）、鋼絲繩卷繞係統（卷筒、滑輪和鋼絲繩）、吊鉤或抓鬥等組成，有時還會有稱量裝置和保護裝置。起升機構的製動是非常重要的，有很多起重機都是安裝了兩套製動器，即使是僅安裝了一套的，其製動輪和製動器也都會安裝在減速箱的輸入端，以確保安全可靠；除了製動器，起升機構都會安裝上升和下降雙向限位器，上升限位器的設置能保證貨物最高點距離定滑輪的最低點不小於0.5米時斷電停機，下降限位器的設置可以保證貨物下降到最低位置時斷電停機，而且此時在卷筒組上每段所剩餘的鋼絲繩圈數不會小於2圈；起升結構的吊鉤需要安裝有防止繩扣脫鉤的閉鎖裝置。
對於起升機構，我們維修人員要做的就是經常檢查其限位器工作的可靠性，看它的動作是否靈敏，如果發現有失效現象就必須要停機檢修，未修好前堅決不能使用。
2、大車運行機構是整台起重機的移動機構，包括著電機、控製器、聯軸器、傳動軸、減速器和軸承箱以及大車車輪等部件。大車運行機構可分為集中驅動和分別驅動兩種，由一台電機驅動的就叫集中驅動，這種驅動方式一般會采用浮動軸，因為浮動軸可以在一定程度上不長製造和安裝方麵的誤差，保證良好的傳動性能，由於集中驅動形式在維修方麵較為困難，故現在很少使用。大多數場合還是使用分別驅動形式的大車機構，由兩台電機（這兩台電機的規格必須相同）分別通過聯軸器和減速器驅動大車車輪的形式就叫分別驅動，它相對於集中驅動來說，具有分組性能好，安裝和維修方便，載荷大而且兩組傳動裝置的載荷分配均勻，兩台電機所需要的總功率小於集中驅動的一台等優點（車間所使用的正是這一種）；缺點就是在使用過程中，機械和電器方麵一旦有問題而又未及時檢修時，容易產生兩端運行的不同步，甚至斜著運行。
對於大車而言，尤其固定的一些要求：1.大車機構也要安裝製動器，以使其在安全範圍內停車，製動器需要每2-3天檢查並調整一次，以使兩端的製動器步調一致，防止扭斜、啃道。2.大車應該安裝終端行程限位器（就是平行限位器，以防止大車撞牆等），並相應在大車行程兩終端安裝限位安全觸頭，以確保在大車行至軌道末端時，前端觸碰限位器並打開觸頭而斷電停車。3.大車運行機構的每條軌道末端都要設置硬木墊或者橡膠墊（一般稱為車擋），這樣既能防止起重機脫軌，又可以吸收起重機運動的動能，起到緩衝減震並保護起重機和建築物不受損害。4.大車車輪前方要裝有掃軌板（就像摩托車車輪後麵的檔板，不同的是裝在了前麵），掃軌板下邊緣與軌道表麵的間隙要控製在1厘米左右，好用來清除軌道上麵的雜物，以確保運行安全。
3、小車運行機構
小車運行機構也分集中和分散驅動兩種，起重量很大的一般采取分散驅動，起重量一般一下的會采取集中驅動（就是一個電機帶動卷筒,在車間可以看到）。小車機構一般由電機、聯軸器、減速器和車輪組等組成，在電機的軸上會安裝有製動輪及其相應的製動器。
一般情況下對小車的要求有1.和其他機構一樣，需要安裝製動器，並且製動器需要每2-3天就檢查一次，確保沒有問題出現。2.小車兩端也要裝有終端行程限位器，防止其和大車軌道相撞。3.小車底部要裝有緩衝設施。4.小車運行時，各車輪踏麵要同時與軌道接觸，主動車輪踏麵與軌道頂麵的間隙不大於0.1毫米，從動車輪與軌道頂麵的間隙不大於0.5毫米，小車出現“三條腿”現象時，必須要停機。5.小車車輪要是單輪緣的話，輪緣就要靠近軌道外側方向安裝，千萬不能裝反了。
電氣部分
講完最多的金屬和機械部分以後，我們再來了解整個起重機動力的源泉--電氣部分。電氣部分包括了各機構使用的電動機、製動電磁鐵和操作以及保護電器等。
1、電機。電機這一部分我們在前麵第三章已經有所介紹，大家可以結合前麵的介紹來看，會更有效果。起重機對電機的要求是相當高的：由於其常常反複短時間運行，所以常用三相異步電動機來應付頻繁的啟動和反轉，而為了減少啟動與停車時的慣性，電機的轉子一般都會比較細長，這樣轉子的轉動慣性就會比較小一點，可以得到較短的啟動時間和較小的啟動損耗；又由於其電機經常要過載，所以電動機的最初啟動轉矩的倍數會很大；再者，由於電機要經常承受整個機構的振動與衝擊，所以電機要有很高的機械強度；最後起重機工作的場合一般灰塵雜物都會比較多，所以電機的防護罩必須要是封閉型（IP44，是不是有似曾相識的感覺？）。
2、操作電器。操作電器部分包括了控製器、接觸器、繼電器、變頻器和配電盤及控製開關等部件。其中控製器就是開關了，它是一種具有多種切換線路的控製電器，用以控製電機的啟動和調速及換向與製動等，使各項操作得以按規定執行；接觸器是一種遠程控製器，是接通或者斷開主電路，實現自動控製的一種通斷開關電器，用來控製電機的啟動與停止；繼電器也是一種自動控製用的電器，它與接觸器不同的是：接觸器是切換主電路的，而繼電器是切換控製電路的，所以它的容量一般較小，不需要銷弧裝置，結構簡單體積小，隻要求準確性高就行了；熔斷器就相當於家裏用的保險絲了，由特殊導電材料製成，當通過它的電流大於額定值時，能依靠自身產生的熱量使自己融化，從而斷開電路達到保護電路電器的作用；變頻器就是電壓頻率變換器了(這個在電機那一章裏也講述過)，它可以將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續可調的交流電，以供電機運轉的電源的裝置。
3、電氣線路。這裏包括三個主要部分，一個照明信號回路，一個是控製回路，一個是主回路。控製回路也叫聯鎖保護電路，它控製起重機總電源的接通與分斷，從而實現對起重機的各種安全保護。主回路則是直接驅使各機構電動機運轉的電路，它由起重機主滑觸線開始，經過保護櫃開關、接觸器後再經過各機構控製器的定子觸頭最後到各機構的電動機。
電氣線路在日常使用中會具有以下幾個特點，同事們一定要注意了：（1）在日常使用中，主鉤與副鉤要有合理的升降速度，空載和輕載要求速度快，以減少輔助工時，重載時要求速度慢，轉速可降低為額定轉速的一半。提升開始或者重物下降至預定位置附近時采用低速，在30%而定速度附近分成幾檔，方便靈活操作。（2）吊鉤提升的第一級作為預備級，啟動時轉矩不能太大，一般控製在額定的一半以下，這是為了消除傳動間隙和張緊鋼絲繩，以避免過大的機械衝擊。
第二節 起重機各主要機械部件詳解
前麵說了，橋式起重機的機械部件包括了吊鉤、卷筒、製動器、減速器和聯軸器以及鋼絲繩等。這裏我們將逐一進行詳細解釋，畢竟對於起重機，我們能看到的主要內容就是它的各個機械部分，電氣部分的運作我們不是那麼直觀，所以不用講解，大家隻要知道就行了。好吧，我們先說吊鉤。
1、吊鉤。吊鉤是取物裝置中使用的最為廣泛的部件了，但凡是起重機構，都有，隻是大小不同而異，但樣式基本都差不多，因為這樣的形狀最符合力學原理。吊鉤按用途的不同會做成工字型斷麵、丁字形斷麵和梯形斷麵，根據製造方法亦可以分為鍛造吊鉤（鍛鉤）和板型吊鉤（板鉤）。鍛造吊鉤一般選用強度較高，韌性較好的20優質碳素鋼，經過鍛造和衝壓與退火熱處理再經過機械加工後表麵硬度要求為95至135HB，鍛鉤可以製成單鉤或者雙購，單鉤主要用在75噸以下的起重機上，雙鉤主要用在50到100噸的起重機上。板鉤隻會用在75噸以上的起重機上，板鉤是由每片厚度約為30毫米的成型板片鉚合而成的，在鉤上裝有保護板，由於其板片不可能同時斷裂，所以板鉤的可靠性高（就是相當於把各個單鉤串聯到一起，要斷也是一個一個的來，不存在一起斷的可能，從而可以給操作者留出反映時間），但由於板鉤的斷麵不能為矩形，因此鉤體的材料不能被充分利用，板鉤也分為單鉤和雙鉤，單鉤起重量在75到175噸以內，雙鉤起重量在100噸以上。
吊鉤存在著三個最為可能的斷裂截麵，在檢查時要優先注意。第一是吊鉤彎下去的那部分，由於鋼絲繩就吊在這個位置，所以吃力較大，還因為這個地方一般是鋼絲繩或者輔助吊具的懸掛點，在應力作用下會產生強烈的摩擦，這個地方的斷麵橫截麵積會因磨損而減小，從而加大了吊鉤斷裂的風險。第二是吊鉤和葫蘆相連的那部分，因為這個地方剛好位於吊鉤退刀槽處，是吊鉤最小斷麵處，橫截麵積最小，有被拉斷的風險。第三是吊鉤垂直打彎的地方，和第一個水平打彎部分是一個原理，隻是沒有摩擦，但是隻要有彎曲就會承受較大的應力，隻要承重，那麼這個斷麵就會在內側產生彎曲的拉應力，外側產生彎曲壓應力，而內側的拉應力往往大於外側的壓應力，所以吊鉤斷麵通常會是內側厚而外側薄的性狀，比如梯形或者T字形。
吊鉤的安全：這個絕對是個重點。在用起重機的吊鉤應根據使用情況定期進行檢查，至少每半年檢查一次，並進行清洗潤滑。吊鉤一般的檢查方法是：先用煤油清洗吊鉤鉤體，然後用20倍的放大鏡檢查鉤體是否有疲勞裂紋，尤其對上麵所說的三個危險斷麵進行檢查，對板鉤的銷軸、軸孔等檢查其磨損情況，並檢查各部件是否鬆動。新投入使用的吊鉤要認明鉤體上的標記，製造單位的技術說明。在投入正式使用前應根據標記進行試驗負載，確認合格後才能使用，檢查方法是：以遞增方式，逐步將載荷增加到額定載荷的1.25倍，吊鉤負載時間不少於10分鍾，卸載後吊鉤不能有裂紋或者其它缺陷，其開口度變形不能超過0.25%。（我們在生產中，遇到的一般會是略有磨損的吊鉤，同樣的，也需要做負載試驗，重新確定舊吊鉤的載荷，並標記與吊鉤上）。吊鉤的安全要求還有：不能使用鑄造吊鉤，吊鉤要固定牢靠，轉動部位要靈活，鉤體表麵光潔，無裂紋，剝裂及任何有損傷鋼絲繩的缺陷，鉤體上的缺陷不能焊補（就是說發現裂紋時就不用焊了，直接廢了），同時為了防止吊具自行脫鉤，吊鉤上要設置防止意外脫鉤的安全裝置。對於已經使用了一段時間的吊鉤，由於鋼絲繩的作用，往往使得吊鉤表麵硬化，為此，吊鉤每年都應該進行一次退火處理，20鋼的鍛鉤退火溫度一般為500到600度，保溫後慢慢冷卻，以保證其力學性能不變。
吊鉤的報廢標準：1、吊鉤表麵有裂紋。2、危險斷麵的磨損量較大。3、開口度比原先大了15%以上。4、危險斷麵發生塑性變形。
2、卷筒。卷筒是用來卷繞鋼絲繩，並把原動機的驅動力傳遞給鋼絲繩，同時又將原動機的旋轉運動變化為直線運動的裝置。
卷筒的技術要求：1、取物裝置在上極限位置時，鋼絲繩要能全卷入螺旋槽中，取物裝置在下極限位置時，每端固定處都應有約兩圈的餘量來固定鋼絲繩用槽和安全槽。2、要定期檢查卷筒的運轉狀態，卷筒和軸不能有裂紋，如若發現有裂紋則需要更換。3、卷筒壁厚磨損至原壁厚的20%時，卷筒就應該要報廢。4、鋼絲繩尾端的固定要可靠，固定裝置應該有放鬆或者自緊功能。5、卷筒與繞出鋼絲繩的偏斜角度不應大於3.5。
卷筒的維修：（1）卷筒常見的損壞現象是卷繩溝槽的磨損，當溝槽磨損到不能控製鋼絲繩在溝槽中有秩序地排列而經常跳槽時，就要更換新的卷筒了。（2）一般的卷筒在使用一段時間後，其表麵會暴露出砂眼或者氣孔等缺陷，對於單個的氣孔或者砂眼,如果其比較小並且比較淺的話，可酌情考慮繼續使用，但同一斷麵和100毫米長度內不能多於兩處。
卷筒的常見故障：（1）卷筒磨損，這會造成我們起吊重物時經常吊偏，或者說如果我們違反規定斜著吊起重物也會使卷筒磨偏，這樣的情況需要我們重新加工卷筒槽，用銼刀磨平砂紙打磨，並且養成良好的起吊習慣。（2）卷筒內鋼絲繩脫槽，這個現象較為普遍，需要我們經常性的去巡視去發現，它是因為卷筒槽深度或者角度和鋼絲繩不配套引起的，也有可能是我們更換新鋼絲繩時未拉上勁，沒有讓鋼絲繩擰緊而打攪在一起而引起的現象，這是就要我們將鋼絲繩卸下來重新上勁，需要的話還要更換或者重新加工卷筒槽。（3）卷筒壁存在裂紋，這個是因為卷筒材料使用上的不均勻，使用中有過大的衝擊載荷，所以我們要避免突然的超重起吊發生，起吊時一定要緩慢小心，這樣既保證了安全又保護了設備。
下麵說一說整個機械部分中最為重要的一個環節部件---製動器。說它最重要是因為它控製著整台設備的安全，有安全才有一切。
起重機製動器
由於起重機周期及間歇性的工作特點，使各個工作機構經常處於頻繁啟動和製動狀態，製動器成為動力驅動的起重機各機構中不可缺少的組成部分，它既是機構工作的控製裝置，又是保證起重機作業的安全裝置，不僅要實現起重機準確可靠的停車，還要能組織所吊物品不能下落，所以製動器是否完好可靠，絕對是安全檢查的重點。
製動器的工作實質是通過摩擦副的摩擦產生製動作用。根據工作需要，或將運動動能轉化為摩擦熱能消耗，使機構停止運動；或通過靜摩擦力達到平衡，使機構保持原來的靜止狀態。
其結構特點是：製動器摩擦副中的一組與固定機架相連；另一組與機構轉動軸相連。當摩擦副接觸壓緊時，產生製動作用；當摩擦副分離時，製動作用解除，機構可以運動。
1、製動器的作用
（1）支持作用：使原來靜止物體保持靜止狀態。例如，在起升機構中，保持吊重靜止在空中；在臂架起重機的變幅機構中，將臂架維持在一定的位置保持不動；對室外起重機起防風抗滑的作用。
（2）停止作用：消耗運動部分的動能，通過摩擦副轉化為摩擦熱能，使機構迅速在一定時間或一定行程內停止運動。例如，各個機構在運動狀態下的製動。
（3）落重作用：製動力與重力平衡，使運動體以穩定的速度下降。
2、製動器的種類
（1）根據構造不同製動器可分為以下三類：
帶式製動器。製動鋼帶在徑向環抱製動輪而產生製動力矩。
塊式製動器。兩個對稱布置的製動瓦塊，在徑向抱緊製動輪而產生製動力矩。
盤式與錐式製動器。帶有摩擦襯料的盤式和錐式金屬盤，在軸向互相貼緊而產生製動力矩。
（2）按操作情況，製動器可分為：
常閉式製動器。隻要機構不工作，製動器則處於閉合狀態；當機構的驅動能源一接通，首先將製動器打開，機構就可以正常工作。
常開式製動器。製動器經常處於鬆開狀態，隨時可以根據需要施加上閘力，產生製動力矩，使製動器製動。
綜合式製動器。它不但可在在製動器鬆開時利用操縱杠杆隨意進行製動，也具有常閉式在機構不工作時製動器可靠製動的功能。
製動器的檢修與維護
製動器是一個關係到起重作業安全的部件，一般我們隻采用更換新的零部件來進行維護，以確保安全。
製動器底座銷軸孔磨損後可以采取修補的辦法，在底座的孔板兩側各焊一塊鋼板，並把原來的孔焊平，重新劃線鑽孔。若要保證孔的光潔度和精度，就再用銼刀銼孔，銷軸的長度可以隨著孔板的增加而相應的加長。
製動輪的維修中，要先用標準量棒著色後再插入內錐孔，以檢查實際的接合麵，當接觸麵小於約70%的時候就該修理錐孔了，修理完後再修磨外緣，裝配後同樣用標準棒著色插入來檢查接合麵，大於80%為合格。
當製動器出現製動不靈的時候，我們一定要小心又小心了，一般會有3個原因造成這個現象，第一個是各銷軸孔間隙過大，造成製動器機構鬆動，傳遞的力矩變小了；第二個是製動的摩擦片與製動瓦塊的鉚合出現了鬆動；第三個是製動輪徑向跳動量過大了。反正一般出現製動不好使的時候就基本上是這三個地方出現了問題。維修的時候可以往這三個方向尋找。
製動器還有個故障也是很嚴重的，那就是製動輪打滑。其原因有製動器主、副彈簧太鬆，或者永久的變形實效了，製動片上麵有油汙（這個千萬要注意，維修的時候不要用沾有油脂的手去觸碰它），製動器兩邊的摩擦片和製動輪的間隙不相等。對於這些原因，基本上隻能采取更換零部件，調整間隙的方法來解決。
常見故障還有起重機吊鉤和重物不能停滯於空中。這個主要是因為杠杆係統中的活動關節被卡住了，製動摩擦片和製動輪之間有油汙，製動摩擦片磨損過大，彈簧壓力不足，製動杠杆螺母鬆開等原因，若有油汙，則用煤油清洗幹淨即可，杠杆的活動關節需要潤滑油則要注意潤滑油的添加細節。