单缸伸缩机构与绳排机构的比较1
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单缸伸缩机构与绳排机构的比较
对六节臂产品的吊臂伸缩机构来说，
目前比较常用的伸缩方式为单缸伸缩方
式，
单缸伸缩机构的
原理是利用一个可以控制的具有特殊功能的
伸缩油缸，对多节臂进行顺序伸缩，绳排伸缩机构的原理
是通过油缸或伸缩拉索实现多节
臂的伸缩，一般增加一个油缸可以减少一级拉索，同样，增加一级拉
索可以减少一个油缸
，对油缸和拉索进行排列组合可以形成不同的伸缩方式，
<
/p>
由于布置伸缩用粗细拉索，截面变化较大，采用三个伸缩油缸的话，截面高度较大。
单缸伸缩机构的优点：
< br>1
、各节臂的截面变化较少，高宽比比较合理，截面容易优化。性能高，重量轻。
2
、由于截面较宽，吊臂旁弯相对较
少。
3
、由于尾部和头部免去了伸缩
用的滑轮，结构紧凑，大大增加了搭接长度，降低了集中应力。
4
、各节臂的结构形式相对一致，易于制造。
5
、易于装配和调整。
6
、由于采用一个伸缩油缸，伸缩机构的重量大大减轻，大大提高了作业稳定
性。
7
、克服了绳排机构拉索掉道、
需要经常调整等缺点。
单缸伸缩机构的缺点：
1
、
2
、
3
、
由于是新技术，成熟度较底，伸缩可靠性不稳定。
伸缩速度相对较慢。与现有五节臂相比，速度慢一倍左右。
对中等吨位起重机用户，需要一个适应过程。
（绳排式）调整吊臂
1.
液压系统处于工作状态。下车支腿完全伸出。
2
.
吊臂仰角至
60
度，使各节臂全部伸
出，然后缩到底，反复几次。
3.
先
调整各节臂滑块，使起重臂在全伸状态时旁弯小于
3
‰。
4.
将三、四、五节臂伸出一段距离，再把
吊臂落下，分别同步调整五节臂细拉索
II
上的螺母及同
步调整四节臂细拉索
I
上的螺母，反复调整几
次，直至三、四、五节臂伸缩同步并没有抖动现象。然后
锁紧细拉索上的螺母。等性能试
验结束后，试验吊臂伸缩时，先伸二节臂，再伸三、四、五节臂。回收
时，先收三、四、
五节臂，再收二节臂。回收二节臂时，三、四、五节臂不准有伸出现象，否则要调整
二节
臂进油节流阀，
拧开
2
至
3
圈，
使吊臂伸缩正常。
再
按照以上方法调整一次，
锁紧细拉索上的螺母。
要求：
（
1
）
调整两侧拉索螺母时要同步张紧。
（
2
）
调整时，如吊臂抖动，两吊臂间滑块接触面应涂抹润滑脂。涂抹时吊臂不得全伸落下，只可<
/p>
两个节臂伸出落下涂抹。
吊臂扭转和旁弯
一
< br>.
原因分析
.
多节套装式伸缩臂对吊臂结构的制造精度和装配技艺要求较高，造成扭转和旁弯问题的原因是多方
面和综合性的，以下这些方面，都是造成吊臂臂头扭转的主要原因：
1.
吊臂臂头和筒体连接的位置正确度。
2.
筒体本身的旁弯、扭转和各断面尺寸的精度
1
4
、
成本相对大些，但批量后成本将有很大下降，差别不是很明显。
3.
臂头滑块与内侧臂接触面的装配间隙和重合程度
4.
尾部滑块中心是否对称及与外侧吊臂的装配间隙。
5.
滑块与筒体接触面积的大小
二
.
目前存在的主要问题：
经长期跟踪分
析，我们认为目前造成吊臂臂头扭转和旁弯的主要问题有：
1.
吊臂臂头和筒体拼点在轴线角度
方向错位（如图一）
。从图中可以看出臂头（装配完滑块，滑块
内表面轨迹）是控制着内侧筒体向前伸出轨迹的重要因素。目前工艺要求拼点前在筒体的高度方向和宽
度方向上划出中分线作为基准，同时在臂头上也沿高度方向和宽度方向上划出中分线，拼点时将臂头 和
筒体上的中心线一一对准，这样来保证吊臂臂头和筒体连接的位置正确度，是较为合理
的办法。但是拼
点时并未完全得到执行。因此经常造成相差过大，后道工序滑块调整补偿
不了。
图一
2.
在装配时滑块与筒体之间的间隙调整得比较合适时，尾部上滑块和侧滑块将控制着吊臂伸
缩时的轨迹，
尤其是臂伸出的越多，
尾部的滑块对臂的状态影响
最大，
因此吊臂尾部滑块支承座相对于吊臂中心线的对称度很重
要，而在拼焊时往往不重视，在装配时又不便测量。
3.
筒体本身的旁弯和断面尺寸的精
度也是吊臂伸缩过程产生旁弯和扭转的一个因素。因为除了臂头头部滑
块在限制着吊臂行
走的轨迹，
臂尾两侧滑块和上滑块沿着外侧筒体行走，
那么外侧
筒体假如旁弯和断面尺寸不一致
将导致臂头扭转，
例如如收到底
部是正的，
而伸出去是歪的。
因此在拼点和焊接筒体的过程中应
该控制旁弯，
并保
证筒体截面尺寸的一致性。
< br>
4.
臂头滑块与内侧臂接触
面的装配间隙和重合程度。
滑块与内侧筒体接触面的角度间隙是造成吊臂伸
缩过程扭转的最关键因素。由于理论上可行、实际结构件制造不可能达到的滑块与内侧筒体完全吻合，
因此
设计中给定了用以调整滑块角度的锲形垫片来调整臂头处下滑块的角度，
使滑块能与内侧筒体基本吻合，
如
图二所示。但在
装配过程中往往不注意调整，使臂头内滑块与内侧筒体之间存在一角度间隙。其次滑块与内
侧筒体的接触面积越大，筒体受到的压强越小、对吊臂的伸缩轨迹控制也更加准确和平稳。
2
滑块与内侧筒体接
触面的角度间隙
锲形垫片
图二
5.
臂头上滑块在控制内侧吊臂扭转
时，
最主要还是靠滑块的直线段起作用。
而起初滑块
设计时直线段较短，且制造时比设计更短，见图三。这样就使滑块防止吊臂扭转的作用大大
降低了。同时由于弯形模具的限制，吊臂上盖板的弯曲圆弧大于图纸所给定的尺寸，又导致
头部上滑块与筒体接触的直边变短，滑块对筒体的导向功能降低
滑块的直线段
滑块外形
图纸要求
实物状态
图三
三
.
改进措施：
根据以上分析，要从根本
上解决吊臂伸缩过程中的扭转和旁弯，必须从以下几个方面进
行改进和控制。
1.
设计改进：
排查所有材质、
所有板厚的筒体上盖板圆弧生产中的实际尺寸，
寻找规律，
然后确定设计尺寸，同时调整滑块的圆弧，使之贴合。增
大滑块与筒体接触面之间的
面积，提高支承能力和导向效果。同时增加了油槽，提高了润
滑效果。部分产品增加
和改进了尾部侧滑块，提高定位和抗扭转能力。
< br>
2.
按照图四所示严格控制
臂头的尺寸以及筒体的尺寸，以及筒体的挠度和旁弯，为将臂
头和筒体连接打下基础。<
/p>
3
筒体
臂头
图四
3.
按照工艺要求拼点筒体和臂头，
拼点前在筒体的高度方向和宽度
方向上划出中分线作
为基准，同时在臂头上也沿高度方向和宽度方向上划出中分线，拼点
时将臂头和筒体上的中
心线一一对准，这样来保证吊臂臂头和筒体连接的位置正确度
4.
严格按照
目前改进了的滑块组织生产，
保证滑块的尺寸精度，
特别是臂头
上滑块的直边。
5.
装配时必须对滑块进行调整，主要在以下几个方面：一是臂头处下滑块，调整时要按
< br>照内侧筒体的接触面用锲形垫块进行角度调整，使完全贴合。二是臂尾的上滑块和侧滑块，
由于这两种滑块都只能在捅臂之前进行调整，因此装配滑块要注意使侧滑块按照筒体中心对
称，间距按照外侧筒体的尺寸确定；三是根据装配后的实际状况，包括伸缩后的观察，调整
臂头处上滑块和用来调整吊臂对中的调整螺栓。
吊臂抖动
一、原因分析
多节套装式伸缩臂对吊
臂和伸缩系统的制造精度要求较高，造成伸缩不平稳的原因是多
方面和综合性的，以下这
些方面，都是造成吊臂抖动的主要原因：
1
、
吊臂结构件的尺寸精度；
2
、
装配间隙；
3
、
润滑状况；
4
、
其它原
因：油缸爬行，平衡阀开启不平稳，
(
绳排式
< br>)
伸缩机构调整不到位，即拉索松
弛，张紧力不对称等。
二、
前存在的主要问题：
4
经长期跟踪分析，我们认目前造成吊臂抖动的主要问题有：
1.
臂与臂之间的装配间隙
我们对我厂近
来吊臂抖动增多的问题进行了重点跟踪，
发现抖动现象绝大多数出现在吊
臂全伸回缩时，经分析，认为这主要是吊臂纵向间隙过大造成的。
为了保证臂与臂之间的间隙，头部滑块和尾部滑块均设计有调整垫片，但这些垫片很少装配，
从而造成装配间隙过大，吊臂全伸时下挠严重，吊臂回缩时造成滑块“啃”吊臂的现象，如下：
吊臂收回状态
吊臂伸出状态
不接触
不接触
可
能
接
接触
接触
不接触
接触
夹角过大造成抖动
2.
润滑不良和拉索调整不好
大部分抖动
现象经过涂抹润滑油，调整拉索，反复伸缩多次，发抖现象得到大幅度减弱
或消失。
油的润滑效果不良，油膜的抗压能力太差，几次伸缩即出现干摩擦
和磨掉底漆的现象，
起不到润滑作用。良好的润滑至少可以减少
60%
左右的摩擦力。
3.
滑块不合格
由于滑块两
90
度的直角边加工不到位，导致滑块与吊臂线接触，如下图所示：
5
滑块外形
图纸要求
实物状态
图纸要求
实物状态
4.
结构件的精度：
吊臂头部滑块、尾部滑块的角度公
差及对称度，吊臂筒体角度或圆弧度的公差；吊臂筒
体尺寸公差、吊臂筒体的平面度及直
线度。这些将导致吊臂在伸缩时时松时紧，时而线接触、
时而面接触、时而点接触，造成
伸缩阻力不稳定。另外，滑道位置上焊瘤、焊渣严重，在吊
臂伸缩过程中造成冲击，产生
振源。
三、针对上述问题的改进意见：
1.
严格控制装配间隙，加强对拉索调整的控制。
目前，我们已经编制出吊臂装配典型工艺，明确规定了装配方法、装配间隙、相关细节
< br>和应注意事项。严格按工艺进行装配，对装配过程中出现的问题及时反馈给上道工序和相关
部门，将大大提高装配质量，减少发抖现象的发生。
2.
改善油质。
3.
控制滑块尺寸。
< br>加强对吊臂焊接清洁度的控制，尤其是滑道部位焊渣焊熘的清理。
（绳排式）吊臂伸缩机构细拉索掉道
我厂产品五节臂起重机为双缸两级拉索的吊臂伸缩机构，
结构较
为复杂，
空间布置紧张，
对调整和张紧的要求较高。大吨位起重
机细拉索掉道、挤断的反馈率很高。我们经过一段时
间的跟踪，对多个返修拆检的臂进行
跟踪，了解用户处的使用情况，进行了认真的分析和研
究：
<
/p>
原因分析
：
几乎所有出故障（掉槽、断裂
、挤死、伸缩卡死）的拉索均为回收拉索，即
6
细拉索，掉槽和断裂的位置多在尾部回收滑轮处，所有的断裂均为掉槽后挤断，经计算回收
拉索安全系数很大，不可能被拉断。分析掉道的主要原因有几个方面：
1.
细拉索均选用国产钢丝绳。国产
钢丝绳内应力不均匀，绞制过程中工艺手段难以
保证，在拉索制造过程中又没有适当预拉
钢丝绳，拉索在使用过程中受负载后伸长明显，造
成拉索松弛。
2.
拉索的调整、张紧不充分。拉索
应在交调试前充分伸缩吊臂后调整、张紧。更重
要的是应在调试结束后对伸缩机构再次调
整和张紧。因为初次负载后，拉索伸长、松弛的量
为比较大。
3.
在使用过程中没有调整。吊臂在
初期使用过程中尤其是头半年至一年，拉索伸长
而造成松弛的情况较为严重，如果超载或
带载伸缩将更为严重。吊臂在负载时伸臂拉索（粗
拉索）处于张紧状态，而细拉索处于被
动状态，如果拉索松弛，尤其是在折弯处（如回收滑
轮处）会翘曲而不和滑道贴合，此时
回收吊臂很容易使拉索挤出滑道而卡住。说明书中虽规
定定期调整，但绝大部分用户不调
整。
改进措施：
针对上述情况，
技术中心首先进行了分析改进，
①伸缩机构细拉索回收滑轮
的防护罩进行了改进，提高了防护罩的刚度，加大了防护罩的防护面积，只要装配合格，该
处即不会掉槽；②马上对工艺规程进行改进，清晰调整要求和控制环节。
由于掉道主要是由松弛造成，应对以下关键环节进行重点控制：
①
拉索制造之前钢丝绳充分预拉，清除内应力。
②
调试负载结束后调整拉索。
配合臂头垫块的调整张紧细拉索，
达到伸缩均同步的要
求。
③
< br>用户在使用过程中的调整，
在交付使用的头半年至一年，
建议服务人员专程为用户
进行定期张紧和调整，并向用户充分说明，避免该问题的出现。
同时，准备试用高柔契度和低延伸率的进口钢丝绳，消除使用
过程中的伸长和掉道现象，
如果试用成功，将进行彻底改进。
大吨位（插销式）吊臂调试
插
销式吊臂调试作业电气注意事项：
（
1
）首先检测缸销臂销的正确性：<
/p>
①
启动发动
机，吊臂处于水平放置状态，将伸缩油缸从吊臂中缩回，拆下主臂顶部及电缆
卷筒上部的
盖板。
检测：
此时观察电缆卷筒及油缸位移传感器工作是否正常，电缆引线装置是否受力，有无电
7