變幅機(jī)構(gòu)是臂架型起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，用于改變起重機(jī)的幅度，即改變吊鉤（或抓斗）中心至起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線的水平距離，以適應(yīng)起重機(jī)在不同條件下裝卸物品。它采用內(nèi)裝高精度、硬齒面行星齒輪減速機(jī)，其特點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，承載力高，壽命長(zhǎng)，有擺線針輪和蝸輪蝸軒減速變幅機(jī)構(gòu)無法比擬的優(yōu)越性，是大中小起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
介紹
變幅機(jī)構(gòu)按其實(shí)現(xiàn)方法變幅可分為運(yùn)行小車式變幅和臂架式變幅兩種，后者又可分為伸縮臂架式和擺動(dòng)臂架式；按工作要求，可分為非工作性變幅和工作性變幅；按性能要求．可分為非平衡式變幅和平衡式變幅。
運(yùn)行小車式變幅是依靠載重小車沿水平臂軌道運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)變幅的，如岸邊集裝箱起重機(jī)的運(yùn)行小車。擺動(dòng)臂架式變幅則是依靠臂架在垂直平面繞其軸的擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)變幅的，是港口起重機(jī)中最為常見的變幅方式，如門座起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)。
非工作性變幅是指不帶載變幅，其特點(diǎn)是變幅次數(shù)少、變幅速度較低。工作性變幅是指帶載變幅，其特點(diǎn)是變幅運(yùn)動(dòng)為起重機(jī)每一工作循環(huán)的主要運(yùn)動(dòng)成分，變幅頻繁、變幅速度較高。這種變幅方式有利于改善起重機(jī)的機(jī)動(dòng)性和擴(kuò)大起重機(jī)的服務(wù)范圍。
平衡式變幅是指在變幅過程中物品重心可沿水平線或近似水平線移動(dòng)，臂架（或臂架系統(tǒng)）的自重通過活動(dòng)平衡重平衡，且使兩者的合成重心在變幅過程中沿水平線或近似水平線移動(dòng)或固定在一點(diǎn)不動(dòng)。也可不通過活動(dòng)平衡重而依靠臂架系統(tǒng)自身的構(gòu)造特點(diǎn)，使臂架（或臂架系統(tǒng)）的重心在變幅過程中沿水平線或接近于水平線移動(dòng)。平衡式變幅常用于工作性變幅機(jī)構(gòu)。非平衡式變幅是在變幅過程中，擺動(dòng)臂架的重心和物品的重心都會(huì)發(fā)生升降，減小幅度時(shí)會(huì)消耗較大的驅(qū)動(dòng)功率，增大幅度時(shí)又有勢(shì)能釋放，影響使用性能。非平衡式變幅主要用于非工作性變幅機(jī)構(gòu)。
工作性變幅機(jī)構(gòu)的速度根據(jù)用途和起重量來確定。用于裝卸作業(yè)時(shí)，變幅速度取為40~90m/min；用于安裝作業(yè)時(shí)取為10～35m/min。起重量較大時(shí)取較低值。
載荷特點(diǎn)
1、臂架不論是收幅還是伸幅，變幅過程中作用在平衡式變幅機(jī)構(gòu)上的阻轉(zhuǎn)矩方向是變化的、呈雙向作用載荷特點(diǎn)；作用在非平衡變幅機(jī)構(gòu)上的阻轉(zhuǎn)矩方向是不變的，呈單向作用載荷特點(diǎn)。
2、起重機(jī)在規(guī)定幄度范圍內(nèi)工作時(shí)，不同幅度位置上的變幅阻轉(zhuǎn)矩是變化的（變載荷特點(diǎn)），變幅
電動(dòng)機(jī)應(yīng)按等效阻轉(zhuǎn)矩來選擇。
3、變幅機(jī)構(gòu)的不同傳動(dòng)零件承受不同的慣性載荷（動(dòng)載荷特點(diǎn)），其疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度計(jì)算載荷應(yīng)取不同的值。
驅(qū)動(dòng)型式
變幅機(jī)構(gòu)常用的驅(qū)動(dòng)型式有繩索驅(qū)動(dòng)、齒條驅(qū)動(dòng)、螺桿驅(qū)動(dòng)和液壓缸驅(qū)動(dòng)等。繩索驅(qū)動(dòng)主要用于非工作性變幅機(jī)構(gòu)；齒條和螺桿驅(qū)動(dòng)用于工作性變幅機(jī)構(gòu)；液壓缸驅(qū)動(dòng)既用于工作性變幅機(jī)構(gòu)，也用于非工作性變幅機(jī)構(gòu)。
變幅機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)有幅度指示器、終點(diǎn)限位開關(guān)。臂架上極限位置處應(yīng)裝有彈簧或橡膠緩沖裝置。
繩索驅(qū)動(dòng)
變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式與吊鉤起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)相同。
繩索驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕、布置方便、臂架承受的彎矩小，但鋼絲繩易磨損。由于鋼絲繩不能承受壓力，因此這種驅(qū)動(dòng)方式不能用于平衡式變幅機(jī)構(gòu)，主要用于非工作性變幅機(jī)構(gòu)及非平衡式的工作性變幅機(jī)構(gòu)，如大起重螢浮式起重機(jī)（直臂架）、排船起重機(jī)和流動(dòng)式起重機(jī)等的變幅機(jī)構(gòu)。
設(shè)計(jì)繩索驅(qū)動(dòng)變幅機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、變幅滑輪組的動(dòng)滑輪夾套通過拉桿或拉索與臂架端部相連，以縮短變幅滑輪組長(zhǎng)度和變幅鋼絲繩的總長(zhǎng)度。
2、應(yīng)裝設(shè)防止臂架向后傾翻的裝置，如安全撐桿、連桿（拉索）等，以防止臂架最小幅度時(shí)在風(fēng)力、慣性力、物品偏擺力作用下或物品突然脫落時(shí)可能發(fā)生的向后傾倒。
3、應(yīng)裝設(shè)臂架重力下降限速裝置，如人力操縱式制動(dòng)器、離心式限速制動(dòng)器或載荷自制式制動(dòng)器。但電力驅(qū)動(dòng)的變幅機(jī)構(gòu)和采用自鎖蝸輪傳動(dòng)裝置的變幅機(jī)構(gòu)，可以不設(shè)下降限速裝置。
4、當(dāng)要求統(tǒng)一變幅鋼絲繩和起升鋼絲繩的規(guī)格時(shí)，可根據(jù)最大變幅力和鋼絲繩的破斷拉力來確定變
幅滑輪組倍率。
5、變幅繩拉力隨臂架轉(zhuǎn)軸傾角在較大范圍內(nèi)發(fā)生變化。計(jì)算慣性載荷較小的變幅傳動(dòng)零件靜強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按最大變幅靜阻力進(jìn)行汁算。進(jìn)行傳動(dòng)零件疲勞強(qiáng)度和壽命計(jì)算以及電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用等效變幅阻力。所有連接件的靜強(qiáng)度均按最大變幅靜拉力來驗(yàn)算。
齒條驅(qū)動(dòng)
通過齒條直接驅(qū)動(dòng)，如下圖所示。
下圖為安裝在起重機(jī)人字架變幅平臺(tái)上的齒條驅(qū)動(dòng)裝置。齒條由電動(dòng)機(jī)通過臥式減速器和驅(qū)動(dòng)小齒輪帶動(dòng)作直線運(yùn)動(dòng)。變幅時(shí)齒條繞小齒輪的軸線擺動(dòng)，搖架及其上壓輪和下托輪則保證了齒條在變幅過程中與小齒輪的正確嚙合。當(dāng)要求的減速比很大時(shí)，可在減速器輸出端增加一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)。
當(dāng)齒條模數(shù)很大時(shí)，可改用針銷齒條，小齒輪改為擺線齒輪，以簡(jiǎn)化制造和維修，降低成本。當(dāng)變幅力很大時(shí)，可采用雙齒條通過均衡裝置與臂架連接。齒條驅(qū)動(dòng)方式制造簡(jiǎn)單、工作可靠、安裝維修方便，但齒條較易磨損。磨損后在機(jī)構(gòu)起（制）動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊。
設(shè)計(jì)齒條變幅機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）要防止齒條在變幅過程中與電動(dòng)機(jī)及其他傳動(dòng)件發(fā)生干涉。解決方法，一是電動(dòng)機(jī)通過浮動(dòng)軸與減速器相連；二是適當(dāng)提高低速軸的軸線高度，減速器成傾斜布置。此外，還要防止齒條和臂架的連接端部與其他構(gòu)件之間的干涉以及齒條尾部與活動(dòng)對(duì)重發(fā)生干涉。
（2）要設(shè)法減輕變幅起（制）動(dòng)過程中的沖擊，如采用渦輪制動(dòng)器調(diào)速、變頻調(diào)速、二級(jí)制動(dòng)等。
（3）要裝設(shè)防止齒條超行程的安全裝置，如幅度指示器、行程限位器以及在齒條尾部裝設(shè)的彈性止擋器等。
（4）齒條箱體通常由鋼板或型鋼焊接而成，箱體應(yīng)按Ⅱ類載荷作用下的壓彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。齒條到達(dá)止擋器所限定的極限位置時(shí)，還應(yīng)該剩余3~4個(gè)未嚙合的齒。齒條的模數(shù)按最大齒條力來確定。
參考資料 >