起重机及其发展历史分析综述
起重机组主要包括起升机组、运动机组、变幅式起重机、旋转式起重机、回位式起重机及金属构件组成。起升器的机构是指一种起重机根据它的基本原理设计的。[1,2]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,它主要有平衡自动变幅频率计算法与非固定平衡自动变幅频率计算法两种。回转式支架机构控制是一种用来控制促进驱动臂架的快速回转,它通常是由一个旧的驱动器支架控制和一个新的回转式支乘控制结构共同设计组成。金属结构支架是一台大型桥梁和起重机的内部结构基础和内部骨架,主要金属承载件的形式有多种,例如大型桥梁支架、手臂和电动汽车门窗框架等,它们也通常都可以简称为箱形金属结构或者桁架式金属结构,也就是可为纵向腹板金属结构,有的还可以使用型钢来做支承梁。起重机(crane)两个车轮高速运转的传动机构通常都指的是只用四个主动和从容地转动两个大的传动车轮,若其中一个起重量很大,往往它们会以同时增加两个从动车轮的推力方式转动来尽量减少或者大大降低两个车轮的转动压力。所以当一个大的车轮能够承载两个或四个以上的起重载荷时,必须先选择一个铰接均衡式四轮车架作为起重装置,使得车轮起重机上的载荷系统能够均匀地将其载荷分布连接到各个大的车轮上。
起重机械主要是一种用来装卸、搬运货物,是实行现代化制造的重要装置。[3]它不仅广泛应用于工厂、矿山、港口、车站、建筑工地、电站等生产领域,并且还被广泛地加以应用于现代人们的一些日常生活中。使用这种起重式的运输装卸机械,能够有效地大大减轻了生产企业和运输工人的劳动强度,降低了货物装卸和运输的成本,减少了对运输货物的严重磨损,提高了企业的劳动生产率,实现了运输是企业在劳动生产服务经营中整个过程集中的运输机械化和实现企业生产经营的自动化中不可或缺的一种新型机械搬运装置。
起重机械主要用途是以一种间歇、重复等连续工作的运动方式,通过对专用起重器拉杆吊钩或其它专用起重器吊钩进行直接移动上升、下降,或者对其进行间接升降与移动转移的起重物。它们的主要工作基本性质就是具有高度周期性。在每一个装钩工作持续循环中,它的主要辅助驱动装载机构都需要操作一次正向及不可逆转的持续运动,每次工作循环过程中都可能包括了拆卸物品的驱动装载及辅助卸荷,搬运到拆卸物品的整个装钩工作持续行程和一次拆卸后的空心装钩工作回程,前后面的两次驱动装载之间也可能会有一个同时包括拆卸物料的主要辅助操作准备以及工作持续时间在内的小型短暂运动停止。
综合了起重机械的主要工作原理和特点,从安全生产技术的角度进行了分析。[4]可以总结出来为:
⑴大型起重机械往往需要具有巨大的承载体积和比较复杂的内部机械传动结构,可以直接完成一个或几个高级载重起升机的运动。例如,桥式的高速起重机同样可以同时完成两个高速载重起升、大车高速运行和两个大中小车的高速运行三个部分的高速运动;螺旋门座式的起重器同样可以同时完成四个部分运动:高速起重上升,变幅,回转,以及大中小车辆的高速运行。在机械作业的进行过程中,常常都看到是几个不同的在角度和几个方向上的物体运动相互交换操作,技术上的操作难度也很高。
⑵所吊运的重物多种多样,载荷是变化的。有的重物重达几百吨乃至上千吨,有的物体长达几十米,形状很不规则,另外其它还包括散粒、热融化的状态、易燃易爆的各种危险性金属物品等,使得此类吊运设备工作复杂且危险。
⑶大多数大的汽车重型起重机械,需要在较大的的高度运行范围内同时能够进行动力传动和装载运行,有的还甚至因为需要自己进行加工直接安装一个混合传动动力轨道和一个混合空气动力轨道一部分的车轮(其中例如汽车塔吊、桥吊等),有的还甚至需要自己进行加工直接装设一个传动轮胎或一条履带在较大的高度地面上正常行走(其中例如重型汽车的轮吊、履带吊等),还有的汽车重型机械往往仅仅是因为需要在中国高速铁路的一根大型钢丝绳上才会有能够正常活动进行装载活动的车辆行走(其中往往包括了需要运载大型客运、货物的货运索道以及架空和其他人工装卸索道),活动时的车辆行驶活动空间比较大,一旦汽车发生交通事故所需的受到外力影响的行驶范围和活动面积也比较大。
⑷有些移动起重机械,需要直接将一些工作人员身体放置于导轨、平台或者是钢丝绳上面来进行移动升降机的移动(其中例如专用电梯、升降机和平台等),其工作可靠性直接也就决定了它的人身安全[5]。
⑸由于日常暴露、活动中场所使用的机械零配件产品数量比较多,且往往与机械吊装和拆卸作业中的工艺管理人员(主要例如专用吊装挂钩、钢丝绳等)之间有直接相互作用干扰,潜在许多偶发的安全风险影响因素。
⑹由于作业的环境很复杂。从大型的钢