主 编：高文安 杨 庚 副主编：陈建军 马晋芳 贾 瑜

1. 主 编：高文安 杨 庚 副主编：陈建军 马晋芳 贾 瑜 建筑施工机械（第2版） JIAN ZHU SHI GONG JI XIE 7 起重机械

2. 2 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 3 4 5 7.3 卷扬机 7.4 施工升降机 7.5 塔式起重机 目 录 7 起重机械 1 7.1 概述 6 7.6 自行式起重机

3. 7 起重机械 • 【知识目标】 • 熟悉起重机械的类型和起重机的主要性能参数；掌握千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机及施工升降机的类型、特点和工作过程；了解千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机及施工升降机的构造、工作原理和使用场合；熟悉钢丝绳的构造、类型、特点、标记代号、选择计算、报废标准和使用注意事项。 • 【能力目标】 • 能够在工程施工过程中正确选择使用千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、施工升降机；会选择、计算和使用钢丝绳。

4. 7.1 概述 7.1 概述

5. 7.1 概述 • 起重机械是主要用做垂直运输的设备，有行走机构的还可兼做短距离的水平运输，是工程建设中广泛应用的重要起重设备。 • 起重机械是一种循环作业机械，在建筑施工中，特别是在高层建筑和大型厂房垂直运输与结构吊装中已是必不可少的设备，对于减轻工人繁重的体力劳动、降低施工成本、提高生产率、缩短施工周期和实现施工机械化等都有着十分重要的作用。

6. 7.1.1 起重机械的类型 7.1 概述 • 根据GB/T 20776—2006对起重机械的定义，起重机械按其功能和结构特点分为轻小型起重设备、起重机、升降机、工作平台和机械式停车设备五类。 • 轻小型起重设备包括千斤顶、滑车、起重葫芦和卷扬机。

7. 7.1 概述 • 起重机包括桥架型起重机（梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、半门式起重机、装卸桥）、臂架型起重机（固定式起重机、台架式起重机、门座式起重机、半门座式起重机、塔式起重机、铁路起重机、流动式起重机、浮式起重机、甲板起重机、桅杆起重机、悬臂起重机）和缆索型起重机（缆索起重机、门式缆索起重机）。 • 升降机包括升船机、启闭机、施工升降机和举升机。 • 工作平台包括桅杆爬升式升降工作平台和移动式升降工作平台。

8. 7.1 概述 • 机械式停车设备包括升降横移类机械式停车设备、垂直循环类机械式停车设备、水平循环类机械式停车设备、多层循环类机械式停车设备、平面移动类机械式停车设备、巷道堆垛类机械式停车设备、垂直升降类机械式停车设备、简易升降类机械式停车设备和汽车专用升降机。

9. 7.1 概述 • 1.桥式起重机 • 桥式起重机按构造分为单梁桥式起重机、双梁桥式起重机、多梁桥式起重机、挂梁桥式起重机、带回转臂架桥式起重机、双小车桥式起重机、多小车桥式起重机、带回转小车桥式起重机、带导向架桥式起重机和柔性吊挂桥式起重机；按取物装置不同又分为吊钩桥式起重机，抓斗桥式起重机，电磁桥式起重机，抓斗、电磁桥式起重机，电磁、吊钩桥式起重机，抓斗、吊钩桥式起重机，吊钩、抓斗、电磁桥式起重机，料箱、电磁桥式起重机，料箱、抓斗桥式起重机，夹钳桥式起重机，集装箱桥式起重机；按使用场合分为冶金起重机、堆垛起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机。

10. 7.1 概述 • 2.塔式起重机 • 塔式起重机按支承方式分为固定式塔式起重机、移动式塔式起重机、轨道式塔式起重机、轮胎式塔式起重机、汽车式塔式起重机和履带式塔式起重机；按爬升方式分为内爬式塔式起重机和附着式塔式起重机；按回转方式分为上回转式塔式起重机和下回转式塔式起重机；按变幅方式分为小车变幅塔式起重机、动臂变幅塔式起重机和折臂式塔式起重机；按安装方式分为非快装式塔式起重机和快装式塔式起重机。

11. 7.1 概述 • 3.流动式起重机 • 流动式起重机按底盘形式分为履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机、全地面起重机和随车起重机；按回转方式分为回转流动式起重机和非回转流动式起重机；按臂架形式分为桁架臂流动式起重机、箱形臂流动式起重机、铰接臂流动式起重机和伸缩臂流动式起重机；按使用场合分为通用流动式起重机、越野流动式起重机和专用流动式起重机。 • 起重机械的种类很多，本章主要介绍建筑施工中常用的卷扬机、施工升降机、塔式起重机和流动式起重机。

12. 7.1.2 起重机的主要性能参数 7.1 概述 • 起重机的参数是用来表明起重机工作性能和技术经济指标的。它是设计起重机的依据，也是评价和选用起重机技术性能的依据。起重机的主要技术参数有起升质量、幅度、起升高度、各机构工作速度、起重力矩和质量指标等。

13. 7.1 概述 • 1. 起升质量（亦称起重量） • 起重机的起升质量参数通常以额定起升质量Q表示，单位为t。所谓额定起升质量，是指起重机在各种工况下安全作业所容许起吊货物的最大质量，它随幅度的加大而减少。 • 最大额定起升质量是指基本臂处于最小幅度时所起吊货物的最大质量。

14. 7.1 概述 • 2. 幅度 • 起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离称为幅度或工作幅度，用R表示，单位为m。实际标定的起重机幅度参数，是在额定起升质量下起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离。幅度表示起重机不移位时的工作范围，所以幅度也是衡量起升能力的一个重要参数。为了反映起重机实际工作能力，还引入有效幅度R1。设计或选用起重机时，应合理选择R1值。对于轮胎式起重机，按起重机起升质量的不同，规定了不同的有效幅度范围，如图7.1所示。

15. 7.1 概述 图7.1 起重机幅度与起升高度

16. 7.1 概述 • 3. 起升高度 • 起升高度是指地面或轨面到吊钩钩口中心的垂直距离，以H表示，单位为m。如取物装置为抓斗，则指到抓斗最低点的距离。在标定起重机性能参数时，通常以额定起升高度表示。 • 额定起升高度是指满载吊钩上升到最高极限位置时，吊钩中心至地面或轨面的距离。最大额定起升高度的确定，是根据起重机作业要求及其总体设计的合理性综合考虑的。

17. 7.1 概述 • 4. 工作速度 • 起重机各机构的工作速度主要是指起升、变幅、回转和行走的速度。对伸缩臂式起重机，还包括吊臂伸缩速度和支腿收放速度。起升速度Vq(m／min)是指起重吊钩升、降速度；变幅速度Vb(m／min)是指吊钩自最大幅度到最小幅度时的平均线速度；回转速度n(r／min)是指起重机转台每分钟转数；行走速度为Va(km／h)。 • 起重机的工作速度直接影响起重机的性能，同时也影响起重机的生产效率。当起升重量一定时，速度高的生产效率也高，但启动、制动时的惯性力和动载荷大，因此机构的驱动功率和结构强度也要相应增大。

18. 7.1 概述 • 5. 起重力矩 • 起重机的工作幅度R与此幅度下的起重量Q的乘积称为起重力矩，用M表示，单位为t·m，M=Q·R。它是综合体现起升质量与幅度两因素的参数。可见，以M值的大小就能全面、确切地了解起重机的起吊能力。

19. 7.1 概述 • 6. 整车整备质量及质量指标 • 起重机本身的质量(原称自重)称整车整备质量。整车整备质量是指起重机处于工作状态无起吊货物时本身的全部质量，以G表示，单位为t。 • 为了考核起重机质量指标，引入质量利用系数K来表示。所谓质量利用系数，是指单位整备质量下有多大起重能力。显然，K值越大说明起重机的材料利用率和设计水平越高，质量指标越先进。

20. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

21. 7.2.1 千斤顶 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的起重设备，包括机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式和螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械设备安装维修工作。 • 液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛；其缺点是起重高度有限，起升速度慢。千斤顶主要用于车辆修理、支撑及其他起重等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。

22. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 1．千斤顶的分类 • 千斤顶按结构特征可分为齿条千斤顶、螺旋（机械）千斤顶和液压（油压）千斤顶三种。 • （1） 齿条千斤顶由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。起重量一般不超过20t，可长期支持重物，主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合。

23. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （2） 螺旋千斤顶由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，但装有制动器。放松制动器，重物即可自行快速下降，返程时间缩短，但这种千斤顶构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量已达100t，应用较广。下部装上水平螺杆后，还能使重物做小距离横移。

24. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （3） 液压千斤顶由人力或电力驱动液压泵，通过液压系统静压传递原理，用缸体或活塞作为顶举件，如图7.2所示。液压千斤顶可分为整体式和分离式两类。整体式的泵与液压缸联成一体；分离式的泵与液压缸分离，中间用高压软管相联。液压千斤顶结构紧凑，能平稳顶升重物，起重量最大达1000t，行程1m，传动效率较高，故应用较广。但因其易漏油，故不宜长期支持重物，如长期支撑需选用自锁千斤顶。

25. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 图7.2 液压千斤顶

26. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 为进一步降低外形高度或增大顶举距离，螺旋千斤顶和液压千斤顶可做成多级伸缩式。 • 液压千斤顶除上述基本形式外，按同样原理可改装成滑升模板千斤顶、液压升降台、张拉机等，用于各种特殊施工场合。 • 千斤顶按其他方式分类可分为分离式千斤顶、卧式千斤顶、爪式千斤顶、同步千斤顶、一体式千斤顶、电动千斤顶等。

27. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 2．液压千斤顶使用说明 • （1）使用前必须检查各部分是否正常。 • （2）使用时应严格遵守主要参数中的规定，切忌超高超载；否则，当起重高度或起重吨位超过规定时油缸顶部会发生严重漏油。 • （3）如手动泵体的油量不足时，需先向泵中加入清洁的液压油。 • （4）重物重心要选择适中，合理选择千斤顶的着力点，底面要垫平，同时要考虑到地面软硬条件，是否要衬垫坚韧的木材，放置是否平稳，以免负重下陷或倾斜。

28. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （5）千斤顶将重物顶升后，应及时用支撑物将重物支撑牢固，禁止将千斤顶作为支撑物使用；如需长时间支撑重物，应选用机械式千斤顶。 • （6）如需几台千斤顶同时起重时，除应正确安放千斤顶外，应使用多个分流阀，且每台千斤顶的负荷应均衡，注意保持起升速度同步。还必须考虑因重量不匀地面可能下陷的情况，防止被举重物产生倾斜而发生危险。 • （7）使用时先将手动泵的快速接头与顶对接，然后选好位置，将油泵上的放油螺钉旋紧即可工作。欲使活塞杆下降，将手动油泵手轮按逆时针方向微微旋松，油缸卸荷，活塞杆即逐渐下降，否则下降速度过快将产生危险。

29. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （8）分离式千斤顶是弹簧复位结构，起重完后即可快速取出，但不可用连接的软管来拉动千斤顶。 • （9）使用过程中应避免千斤顶的剧烈振动，并根据使用情况定期检查和保养。 • （10）不适宜在有酸碱或腐蚀性气体的工作场所使用。

30. 7.2.2 手动葫芦 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 7.2.2.1 手动葫芦的类型、组成和工作原理 • 手动葫芦又叫神仙葫芦、斤不落，分为手扳葫芦和手拉葫芦两种。 • 手扳葫芦（图7.3）是通过人力扳动手柄，借助杠杆原理获得与负载相匹配的直线牵引力，轮换地作用于机芯内负载的一个钳体，带动负载运行。

31. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 图7.3 手扳葫芦

32. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 它具有结构紧凑、质量轻、外形尺寸小、携带方便、安全可靠、使用寿命长、手扳力小、对钢丝绳磨损小等优点，可以进行提升、牵引、下降、校准等作业。若配置特殊装置，不但可以作非直线牵引作业，而且可以很方便地选择合适的操作位置，或以较小吨位的机具成倍地扩大其负载能力。对于较大吨位的负载，可以采用数个机具并列作业。

33. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 手拉葫芦（图7.4）是一种使用简单、携带方便的手动起重设备，也称“环链葫芦”或“倒链”。手拉葫芦由链轮、手拉链、传动机构、起重链及上下吊钩等几部分组成。 图7.4 手拉葫芦

34. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 其中机械传动部分又可分为蜗轮式和齿轮式传动两种。由于蜗轮式传动的机械效率低，零件易磨损，所以现在已很少使用。齿轮传动的手拉葫芦有几种型号，其中HS型是颇受欢迎的一种手动链条葫芦；WA型是在HS型基础上的改进产品；SBL型采用新型结构传动，它的机械效率较高，但自重比HS型大一些。

35. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 手拉葫芦是通过曳动手链条、手链轮转动，将摩擦片棘轮、制动器座压成一体共同旋转，5齿长轴转动，带动片齿轮、4齿短轴和花键孔齿轮，这样，装置在花键孔齿轮上的起重链轮就带动起重链条，从而平稳地提升重物。它采用棘轮摩擦片式单向制动器，在载荷下能自行制动，棘爪在弹簧的作用下与棘轮啮合，保证制动器安全工作。

36. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 7.2.2.2 手动葫芦的适用范围和工作特点 • 手拉葫芦具有安全可靠、维护简便、机械效率高、手链拉力小、自重较轻、便于携带、外形美观、尺寸较小、经久耐用的特点， 尤其对于露天及无电源作业以及易燃易爆场所作业更有其重要作用。它除可单独使用外，还可与各型手拉单轨行车配套使用组成手拉起重运输小车，实现左右行走提升重物的功能，适用于单轨架空运输的单梁桥式起重机和悬臂式起重机。

37. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 手拉葫芦是携带方便的手动起重机械，起重量一般为 0.5~50t，起升高度为30m。其工作特点是： • （1）维护方便 • 使用完毕后，应将葫芦上的泥垢擦净，存放在干燥地点，防止受潮生锈和腐蚀。每年应由熟悉葫芦机构者用煤油清洗机件，在齿轮和轴承部分加黄油润滑。手拉葫芦齿轮安装时，应使用两只片齿“0”字标记安装在同一直线上。起重链轮左右轴承的滚柱可用黄油粘附在已经压装于起重链轮轴颈内圈上，再入墙板的轴承外圈内。安装制动装置部分时，注意棘爪部啮合良好，弹簧对棘爪的控制应灵活可靠。

38. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 手拉葫芦装上手链轮后，顺时针旋转手链轮，应将棘轮、摩擦片压紧在制动器座上，逆时针旋转手链轮，棘轮与摩擦片间应留有空隙。支撑杆与右墙板为静配合，维修时切勿拆卸。手拉葫芦经过清洗检修后，应进行空载和重载试验，确认运转正常方可使用。在加油和使用过程中，制动装置的摩擦表面必须保持干净，并经常检查制动性能，防止制动失灵引起重物自坠。为了维护和拆卸方便，手链条其中一节系开口链（不焊、涂色）。

39. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （2）过载保护 • 为增加额外的安全性，有些高档的手拉葫芦还增加了过载保护装置，这对于操作者、葫芦及负载是一种特殊保护装置。当负载大于设置值时，过载保护自动启用，葫芦起升将自动停止。 • （3）镍表面硬化 • 镍硬化链条经过特殊处理，不但不影响链条的性能，还具有其他卓越的性能，如可以抗雨水、海水、溪水及化学物质引起的锈蚀等。

40. 7.2.3 滑车 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 滑车是起重吊装、搬运作业中常用的起重设备。它的结构简单，使用方便，用途广泛，可以手动或机动。滑车的作用是能够多次改变牵引力的方向和起吊、移动重物。特别是由滑车组成的滑车组，配合卷扬机、桅杆或其他起重设备，其产品规格为0.03～320t。

41. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 1．滑车的构造和分类 • 滑车是由吊钩链环、滑轮、轴、轴套和夹板等组成。滑轮可在轴上自由转动，为减少磨损、延长轴的使用寿命，采用青铜制作的滑动轴承。在重型机构上滑动轴承改用滚动轴承。 • 滑车按制作材料不同，可分为木制滑车、钢制滑车和铝合金滑车三种（如图7.5所示）；按轮数的多少分为单轮（门）滑车、双轮滑车和多轮滑车。按滑车与吊物的连接方式可分为吊钩式滑车、链环式滑车、吊环式滑车和吊梁式滑车四种。一般中小型滑车多属于吊钩式、链环式和吊环式，而大型滑车多采用吊环式和吊梁式，如图7.5所示。

42. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 图7.5 滑车 的类型 （a）单门开口吊钩型； （b）单门闭口吊钩型； （c）双门闭口链环型； （d）双门吊环型； （e）三门闭口吊环型； （f）三门吊环型； （g）四门吊环型； （h）五门吊环型； （i）五门吊梁型

43. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 滑车按采用的轴承不同还可分为滑动轴承和滚动轴承两种；按滑车的夹板是否可以打开分为开口滑车和闭口滑车；按使用的方式不同又分为定滑车、动滑车、滑车组、导向滑车和平衡滑车。开口滑车的夹板是可以打开的，便于装绳索，一般的都是单门滑车，它常用于扒杆底脚处作导向滑车用。 • 定滑车是安装在固定轴上的滑车，它可作导向滑车和平衡滑车之用。定滑车不能省力，仅能改变作用力的方向，作用力的行程与荷重的行程相等。动滑车是安装在运动轴上与被牵引重物一起升降或移动的滑车，它可以省力。

44. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 2．滑车的规格型号 • 滑车有HQ系列（起重滑车）、HY系列（林业滑车）和H系列三种。设备吊装用HQ系列和H系列。例如，HQGZK1-2型，表示HQ系列起重滑车、G吊钩式（L为链环式、D为吊环式、W为吊梁式）、Z滚针轴承（滑动轴承、滚动轴承不表示）、K开口（闭口不表示）、1轮（以数字表示轮数）、额定起重量为2t(以数字表示)；HQL2-16型，表示HQ系列起重滑车、链环式、滑动轴承、闭口、2轮、额定起重量为16t。

45. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • 3．滑车组 • 滑车组是由一定数量的定滑车和动滑车以及穿绕它们的绳索组成的。因为某些起重作业不仅要求改变力的方向，而且要求省力，只用定滑车或动滑车达不到目的。通常是把定滑车和动滑车串联在一起组成滑车组。它既可以省力，又可改变力的方向，是起重吊装作业施工中不可缺少的工具。

46. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • H系列滑车型号标记示例：H5×1KBG型，表示H系列滑车、额定起重量为5t、1单轮、KB桃形开口、G吊钩式；H32×6W型，表示H系列滑车、额定起重量为32t、6轮、吊梁式。

47. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （1）滑车组的种类 • 按构造形式不同，滑车组可分为单联滑车组和双联滑车组，如图7.6所示。单联滑车组常用于建筑起重机中，双联滑车组则多用于桥式起重机中。 • 按工作原理不同，又可把滑车组分为省力滑车组和增速滑车组。在起重机的起升机构中常用省力滑车组。增速滑车组可用于汽车起重机的吊臂伸缩机构中，以达到多节伸缩臂同步伸缩的目的。图7.6（a）和图7.7分别是省力滑车组和增速滑车组的示意图。

48. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 图7.6 滑车组 (a)单联滑车组；(b)双联滑车组 图7.7 增速滑车组

49. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （2）滑车组的倍率 • 倍率是钢丝绳绕过动滑车的分支数，是滑车组省力的倍数，也是滑车组的减速比。对于单联滑车组，倍率a等于承载分支数m，即a=m；对于双联滑车组，倍率a等于承载分支m的一半，即a=m/2。

50. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件 • （3）单联滑车组的效率及钢丝绳的拉力 • 如图7.8所示为单联省力滑车组计算简图。设总起重量为Q，钢丝绳承载分支数为m。若不计钢丝绳绕过滑轮时的僵性阻力和滑轮轴承的摩擦阻力，则各承载分支拉力均相等，即F1=Q/m。若考虑滑车组的效率损失并对每个滑车取相同的效率η，钢丝绳每个分支中的拉力不相等，但有关系：Fi=ηFi-1(i=2，3，…，m)。 • 所有分支拉力总和等于Q，即：Q=F1+F2+F3+…+Fm-1+Fm • =F1(1+η+η2+…+ηm-1)括号中为一几何级数，其和为 ，故：