起重机工作原理详解：从机械结构到动力系统

起重机作为一种重要的物料搬运设备，广泛应用于建筑、港口、物流等多个领域。其工作原理涉及机械结构与动力系统的协同配合，下面将对其进行详细阐述。

机械结构

起重机的机械结构主要由金属结构、工作机构和取物装置三部分组成。

金属结构是起重机的骨架，承担着起重机的自重和起吊重物的重量。常见的金属结构形式有桥架式、臂架式和缆索式。桥架式起重机如桥式起重机，其金属结构由主梁、端梁等组成，形成一个稳定的框架，为起重小车的运行提供轨道。臂架式起重机如汽车起重机，其臂架通过铰接等方式连接在转台上，可实现变幅、伸缩等动作，以扩大作业范围。缆索式起重机则依靠缆索系统来支撑和移动重物。

工作机构是起重机实现各种动作的执行部分，包括起升机构、运行机构、变幅机构和回转机构。起升机构用于实现重物的升降，一般由电动机、减速器、卷筒、钢丝绳和吊钩等组成。电动机通过减速器带动卷筒旋转，钢丝绳缠绕在卷筒上，从而提升或下降重物。运行机构使起重机能够在轨道或地面上移动，分为大车运行机构和小车运行机构（对于桥式起重机）。变幅机构用于改变臂架的幅度，常见于臂架式起重机，通过液压缸或钢丝绳滑轮组等实现。回转机构则使起重机的上部结构能够绕垂直轴线旋转，便于在不同方向进行作业。

取物装置是起重机直接与重物接触的部分，根据不同的作业需求，有吊钩、抓斗、电磁吸盘等多种形式。吊钩适用于吊运一般散件物品；抓斗可用于抓取散粒物料，如煤炭、矿石等；电磁吸盘则用于吊运具有导磁性的金属材料。

动力系统

起重机的动力系统为各个工作机构提供动力，主要包括电源、电动机和控制装置。

电源为起重机提供电能，常见的电源有交流电源和直流电源。在工业场所，通常使用三相交流电源，通过电缆将电能输送到起重机的电气控制柜。

电动机是起重机的动力核心，根据不同的工作机构和负载特性，选用不同类型的电动机。起升机构一般选用绕线转子异步电动机，它具有良好的调速性能和过载能力，能够满足重物起升过程中对速度和转矩的要求。运行机构和变幅机构等可根据实际情况选用笼型异步电动机或直流电动机。

控制装置用于控制电动机的启动、停止、调速和转向等，以实现对起重机各个工作机构的操作。传统的起重机控制采用继电器 - 接触器控制系统，通过按钮、开关等操作元件控制接触器的通断，从而控制电动机的运行。随着技术的发展，现代起重机越来越多地采用可编程逻辑控制器（PLC）和变频器等的控制技术。PLC 具有编程灵活、可靠性高、抗干扰能力强等优点，能够实现对起重机的自动化控制和故障诊断。变频器则可以对电动机进行无级调速，提高起重机的运行平稳性和效率，降低能耗。

起重机通过机械结构与动力系统的协同工作，实现了重物的起升、移动、变幅和回转等动作，为各行业的物料搬运提供了、可靠的解决方案。