臂架伸缩等动作；或仅整机移动，但不作起升、回转、变幅、臂架伸缩等动作。用自重载荷和表52（略）规定的载荷算出相应的稳定力矩和倾覆力矩，来判定起重机是否符合整体抗倾覆稳定性的条件。 3.整体抗后倾覆稳定性
抗后倾覆稳定性是指起重机在工作状态下，基本臂和最长主臂处于最大仰角，或者最长主臂与副臂组合处于最小幅度，吊钩放置地面，风从吊臂吹向平衡重，当吊臂处于正侧方和正后方时，吊臂一侧的所有支腿或轮胎对地面的总压力不得小于该工作状态下整机自重的15%。
试验时起重机放置在坚实、水平的支承面或轨道上（最大坡度为1%）；使外伸支腿脱离支承面，起重机支承在车轮（轮胎）上。
思考5．汽车起重机稳定性试验包括哪几个方面？静稳定性实验（支腿伸出）和抗后倾覆稳定性要求及判定条件是什么?
稳定性实验包括静稳定、作业稳定性和后翻稳定性实验。
在支腿伸出状态作静稳定实验时，施加1．25P+0．1F1的载荷而起重机不倾翻，则认为起重机静稳定性是良好的；抗后倾覆稳定性，应采用支腿压力测试的办法来判定。
抗后倾覆稳定性时，起重机放置在坚实、水平的支承面上（最大坡度为1%）；使外伸支腿脱离支承面，起重机支承在轮胎上；基本臂和最长主臂处于最大仰角，或者最长主臂与副臂组合处于最小幅度，吊钩放置地面，风从吊臂吹向平衡重，当吊臂处于正侧方和正后方时，吊臂一侧的所有支腿或轮胎对地面的总压力不小于该工作状态下整机自重的15%。则认为起重机的后翻稳定性是良好的。 （四）塔式起重机整体抗倾覆稳定性
塔式起重机的整体抗倾覆稳定性有五种工况。（略）
思考6、试述塔式起重机平衡重和压重的作用、布置特点。（教材P259） 答：平衡重的作用主要是：
1）增加抗倾覆力矩，保持整机的稳定性；
2）减少主要由吊重和臂架自重引起的前倾力矩，使作用在回转支承、塔身、底架的弯矩不致过大。 平衡重的布置特点：
1）平衡重总是布置在回转中心外与臂架相对的一侧，并与臂架一起回转。
2）设计选定的平衡重的重量和重心位置，应使各种幅度工况时前倾力矩和后倾力矩尽量接近。
压重的作用主要是：压重的作用主要保持整机稳定性，特别是非工作状态的稳定性。 压重的布置特点：压重对称安装在底架上，不回转。
三、机械安全技术与检验要求
（一）起升运行回转变幅机构原理简介（见教材）
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（二）起升机构电动机起升功率和轴上所需的转矩 1.稳态起升功率
PN
当起升机构用同一台电动机驱动时，其稳态计算功率
PN按式（7）计算：
PN?PQ?vq1000? ??????（7）
式中：
PN——电动机的稳态起升功率（kW）； ——起升载荷（N）；
PQ
vq——起升速度（m/s）；
?——起升机构总效率。
2. 稳态起升额定起升载荷时电动机轴上的转矩MN
MN?PQD2ai? ???????（8）式中：
MN—稳态起升额定起升载荷的转矩（N?m）； PQ—额定起升载荷（Ｎ）；
； D——按最外层钢丝绳中心计算的卷筒卷绕直径（m）
a—钢丝绳滑轮组的倍率；
i—由电动机轴到卷筒轴的总传动比；
?—起升物品时起升机构传动装置和滑轮组的总效率。 3. n＝0时产生的转矩应满足的最低要求
为了加速起升额定载荷或起升试验载荷，以及为补偿电源电压和频率变化所导致的转矩损失，电动机轴上转速n＝0时产生的转矩应满足的最低要求：
①对直接起动的笼型异步电动机： Md≥1.6 MN Md——起动时（转速n=0时）电动机轴上具有的转矩。 ②对绕线转子异步电动机： Md≥1.9 MN
③对采用变频控制的所有类型的电动机：Md≥1.4 MN
（三）制动器(制动器的种类：支持制动器、安全制动器、减速制动器) 1. 支持制动器
1.1支持制动器的设置要求
动力驱动的起重机（液压缸驱动的除外），其起升、变幅、运行、回转机构都应装可靠的制动装置：当机构要求具有载荷支持作用（将起升的物品支持在悬空状态）时，应装设机
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械常闭式制动器（支持制动器）。在运行、回转机构的传动装置中有自锁环节的特殊场合，如能确保不会发生超额定应力或运动，也可以不用制动器。变速机构换挡到中间位置时，制动器或其他装置应能自动地支持住物品。 1.2 支持制动器的选择
（1）起升机构的每一套独立的驱动装置应至少装设一个支持制动器。吊运液态金属及其他危险物品的起升机构，每套独立的驱动装置应至少装设两个支持制动器。
（2）支持制动器应是常闭式的，制动轮 / 盘应装在与传动机构刚性联接的轴上。 （3）支持制动器的制动转矩应等于或大于制动轴上所需的计算制动转矩MZ：
Mz?KZKZ—制动安全系数； PQ—额定起升载荷（Ｎ）；
PQD??2ai ?????（9）式中：
； D—按最外层钢丝绳中心计算的卷筒的卷绕直径（m）
?? —物品下降时起升机构传动装置和滑轮组的总效率； a—钢丝绳滑轮组的倍率；
i—由制动器轴到卷筒轴的总传动比。
对工作特别频繁的起升机构，其制动器应进行发热校验。 1.3 制动安全系数
制动安全系数规定如下：
（1） 一般起升机构（通常为M5（含）级及以下）不应低于1.5； （2） 重要起升机构（通常为M6（含）级及以上）不应低于1.75； （3） 吊运液态金属和易燃易爆的化学品及危险品的起升
机构：每套驱动装置应装有两个支持制动器，每一个制动器的制动安全系数不低于1.25；对于两套彼此有刚性联系的驱动装置，每套装置应装有两个支持制动器，每一个制动器的制动安全系数不应低于1.1；对于采用行星差动减速器传动，每套驱动装置也应装有两个支持制动器，每一个制动器的制动安全系数不应低于1.75。（1.1，1.25，1.5，1.75）
（4） 具有液压制动作用的液压传动起升机构：制动安全系数不应低于1.25。 思考7：一台QD10-13.5A6通用吊钩桥式起重机,吊钩和动滑轮组重量q=2.2kN, 倍率m=3，起升起升电机额定功率Pe=25kW，电机额定转速ne=950 r/min，减速器的减速比i=31.5，卷筒绳槽底直径D=400mm，钢丝绳直径d=14㎜，机构总效率η=0.9。请计算： （1）起升速度是多少？
（2）选择的起升机构制动器的制动转矩应不小于多少？
（3）如果起升速度提高为16.5m/min，选择减速器的减速比，并初步确定原来的电动机是否适用？
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（1） 起升速度v： D0=D+d=400+14=414（㎜） v=
ne?D0950?3.14?0.414??13.1(m/min) im31.5?3 （2）制动转矩
(Q?q)D0?(100?2.2)?103?0.414?0.9MZ?kZ?1.75??352.6(N?m)
2ai2?3?31.5 （3）起升速度提高为16.5m/min，减速器的减速比
i?ne?D0mV?950?3.14?414?10?33?16.5?24.9 取i＝25
稳态起升功率PN
(Q?q)v(100?2.2)?103?16.5PN???31.23(kw)
60?1000?1000?60?0.9稳态功率PN= 31.23Kw＞Pe，原来的电动机不适用。 2. 减速制动
在起升机构中，不宜采用无控制的物品自由下降方式，减速制动是用来将悬挂在空中的正在向下运动的物品减速到停车或到一个较低的下降速度时实施停车制动。
起升机构的减速制动可以由机械式支持制动器来完成，也可以由电气制动来完成。电气制动只用于减速制动，不能用于支持制动和安全制动。 3. 安全制动器
在安全性要求特别高(用户定义，特别危险)的起升机构中，为防止起升机构的驱动装置一旦损坏而出现特殊的事故，在钢丝绳卷筒上装设机械式制动器作安全制动用。此安全制动器在机构失效或传动装置损坏导致物品超速下降，下降速度达到1.5倍额定速度前自动起作用。
思考8：安全制动器的作用是什么？其与支持制动器的动作次序是怎样的？重物失控情况下
如何起保护作用？
安全制动器的作用是保证安全制动器之前的所有传动链环节中任一传动件损坏或断裂时，必须使安全制动器制动卷筒，被吊物件均可安全被支持不下落。
正常起动时，安全制动器先打开，支持制动器后打开。正常制动时，支持制动器先制动，安全制动器应延迟至主制动器制动动作完成后再制动。
在紧急停止情况下，该制动器应能在载荷以1．5倍额定速度下降前自动动作。 4.不设置制动器的条件
在运行、回转机构的传动装置中有自锁环节的特殊场合，如能确保不会发生超额定应力或运动，也可以不用制动器。以蜗轮蜗杆传动方式为例说明：
4.1 机械自锁与摩擦角的概念
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一般来说，运动机构就其机构原理分析，只要加上足够的驱动力，就会沿着驱动力的方向运动起来。然而实际上由于某种原因，即使这个力增加到无穷大，都无法使它运动起来。这种现象叫做机械自锁。自锁的原理可以从摩擦角的性质得到解释。
在图4中，法向反力N和切向反力F（即静摩擦力）这两个分力的合力RA=N+F称为全约束
反力，它的作用线与接触面的公法线成一偏角α，当物块处于平衡状态时，静摩擦力达到最大值，偏角α也达到最大值φ。全约束反力与法线间夹角的最大值φ称为摩擦角。由图4可知，tanφ= fN/N=f，即摩擦角的正切等于静摩擦系数f。
由摩擦角的性质可知，如全部主动力的合力作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一反力RA与之平
衡，物块保持静止（即自锁）；反之，如全部主动力的合力作用线在摩擦角之外，则无论这个力怎样小，物块不能保持平衡。
4.2 蜗轮蜗杆传动装置的自锁原理及条件
蜗轮蜗杆传动如图5所示，其自锁原理与螺旋千斤顶基本相同，以螺旋千斤顶为例介绍其自锁原理的应用及条件。
图6是手摇螺旋千斤顶的工作示意图，螺母和螺纹的配合，可简化为相当于物块放在斜面上（图7）。当转动手柄6将物体4举起后，千斤顶应保证不论物体4的重量多么大，都不能驱动螺母5反转，致使物体4自行降落下来，也就是要求千斤顶在物体4的重力作用下，必须具有自锁性。这与蜗轮蜗杆传动悬停重物时，限制重物不能自行带动蜗轮反转使重物坠落的要求是一样的。可以推导出当螺旋的升角（图7）α≦φ（摩擦角）时，该千斤顶在物体重力作用下不能自行反转的自锁条件。同理可以推导出蜗轮蜗杆传动的自锁条件是蜗杆升角（图5）λ≦摩擦角φ。由tanφ=fN/N=f可知，静摩擦系数f越大，摩擦角的角度φ也越大。
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