船用起重机工作原理：液压船用起重机（船吊）如何工作

船用起重机（船吊）是指固定在船舶甲板上的起重机，用于在船舶、码头和其他船只之间吊运货物、物资和设备。目前运行的大多数中小型船用起重机均为液压式：泵将加压油通过控制阀输送到液压缸和液压马达，进而提升吊臂、回转起重机并驱动卷扬。本指南将逐步讲解船用起重机的运作原理、其起重能力为何会随作业半径及甲板移动而变化，以及其典型的应用场景。

自2003年以来，我们在中国 Xuzhou 生产液压起重机，产品包括起重能力从0.8 t到25 t的折臂式和直臂式船吊。下文中引用的所有数据均来自我们自己的技术图纸，因此您可以对比实际的油流量、工作压力和额定载荷，而非一般的营销宣传。

船用起重机是如何工作的？

液压船用起重机的运行过程是一系列能量转换的链条，从船上的电动机开始，到吊钩上悬挂的货物结束。该链条中的每个环节都对应着起重机上可以识别出的一个物理部件：

1. 动力源。电动机或柴油发动机驱动液压泵运转。
2. 泵。泵从油箱中抽取液压油，并提供以每分钟升（L/min）计量的稳定流量。
3. 控制阀。操作员移动操纵杆或使用遥控器，阀门便将油液输送至所选功能部位。
4. 执行机构。液压缸负责提升、折叠和伸展吊臂；一个液压马达驱动起重机回转；另一个马达驱动卷扬滚筒旋转。
5. 结构。甲板基座、回转支承、立柱和吊臂承担负载，并将作用力传递至甲板。
6. 回油。液压油通过阀门流回油箱，在油泵再次抽取之前，油液在油箱内冷却并沉淀。

接下来的章节将按照相同的顺序进行，并解释在移动甲板上会发生哪些变化。关于每个部件的名称和位置，请参阅我们的指南船用起重机部件与结构。

动力从何而来

液压起重机对泵的驱动方式并不挑剔，只要该泵能在所需压力下提供所需的流量即可。在船舶上，液压能量通常来自以下三种来源之一：

• 甲板上的电动液压动力单元。由电动机、泵和油箱组合而成的一体化装置，由船上发电机供电。该装置运行相对安静，安装位置灵活，且可独立于主机运行。
• 发动机驱动泵（PTO）。安装在主机或辅机取力器上的泵。它利用船上现有的动力；但发动机必须处于运转状态，且发动机转速的变化会直接影响起重机的运行速度。
• 船舶现有的液压系统。许多工作船和渔船已经配备了用于卷扬和舵机的船舶液压总管，只要有足够的备用流量，起重机就可以连接到该系统上。

我们的船吊产品页面中明确指出，油源既可以来自船舶的液压系统，也可以来自我们随起重机提供的电动或柴油动力单元。关于公路车辆的相应原理（包括取力器（PTO）的选择和泵的匹配），请参阅我们的卡车液压起重机指南。

无论采用何种动力源，起重机的技术图纸都会明确规定其具体要求。油流决定了各动作的运行速度，而系统压力则决定了液压缸和液压马达能产生多大的力。下表汇总了我们六款船吊图纸中的相关数据。

型号	吊臂类型	最大载荷	推荐功率	油流量	压力	油箱	回转角度
SQ08ZA3TJ+1	折臂式，带卷扬	800 kg	3.5 kW	8 L/min	18 MPa	20 L	330°
SQ3.2ZA3TJ	折臂式，带卷扬	3,200 kg	15 kW	25 L/min	25 MPa	60 L	360°
SQ5ZA3TJ	折臂式，带卷扬	5,000 kg	22 kW	35 L/min	28 MPa	100 L	360°
SQ8ZA4TJ	折臂式，带卷扬	8,000 kg	25 kW	40 L/min	28 MPa	160 L	360°
SQ10ZA6TJ	折臂式，带卷扬	10,000 kg	30 kW	40 L/min	30 MPa	160 L	360°
SQ10SA4T	直臂	10,000 kg	37 kW	63 L/min	26 MPa	200 L	360°

您可以通过一个简单的工程计算规则来验证这些数值：液压功率（单位：kW）约等于流量（单位：L/min）乘以压力（单位：MPa），再除以60。例如，SQ8ZA4TJ 所需的液压功率为 40 × 28 ÷ 60，即约 18.7 kW；而图纸推荐使用 25 kW 的驱动装置，这为泵和电机的效率损耗预留了余量。因此，如果您的船舶无法提供如此大的功率，起重机在满载时将运行缓慢或停转。

控制阀将操纵杆动作转化为运动

换向阀（多路换向阀）是起重机的液压控制中心。它为每项功能（主臂、外臂、伸缩臂、回转和卷扬）各设有一联阀芯。当操作员移动操纵杆时，相应的阀芯会滑动，从而打开从泵通向液压缸或液压马达一侧的通道，同时打开从另一侧通回油箱的通道。将操纵杆向相反方向移动会使油流方向逆转，从而使吊臂下降或起重机向相反方向回转。

操纵杆的行程还可调节速度。轻微的移动只会使阀芯部分打开，允许部分油流通过，从而提供在摇晃的甲板上轻柔放下货物所需的精确控制。当所有操纵杆均处于中立位置时，油液会回流至油箱，所有功能均保持静止。我们的船吊可通过手动操纵杆、高位座椅或无线遥控进行操作，无论采用哪种操作方式，其液压原理均完全一致。

液压缸：变幅、折叠与伸缩

液压缸承担了大部分的提升工作。油压作用于活塞表面，由于力等于压力乘以面积，因此缸径较大的液压缸能够将适中的压力转化为巨大的推力。有三种主要运动依赖于液压缸：

• 变幅。主臂油缸驱动内臂围绕立柱上的铰点升降。向上变幅可使吊钩更靠近起重机且位置更高。
• 折叠。在折臂吊上，第二个油缸驱动外臂围绕折臂铰点折叠。这使起重机能够越过舷墙或伸入货舱，随后折叠成紧凑的结构收纳在甲板上。
• 伸缩。吊臂内部的伸缩油缸推动各节臂伸出，以增加作业半径。直臂起重机通过这种方式获得作业半径；折臂吊在外臂上也采用这种方式。

我们SQ10SA4T直臂船用起重机的图纸展示了吊臂角度如何影响起重能力。当吊臂伸展至9.02 m并水平放置（0°）时，吊钩位于9.0 m的半径处，额定起重量为2,200 kg。当吊臂变幅仰起至60°时，同一根吊臂使吊钩半径缩短至4.4 m，而额定起重量则增加至4,300 kg；当仰角达到75°时，相应数值分别为2.3 m和7,000 kg。这并非起重机变得更强，而是载荷位置更接近回转中心。

哪种吊臂配置适合特定船舶，这是一个单独的问题。我们在船舶上使用的起重机类型一文中对它们进行了比较，分类页面则列出了我们的折臂式船用起重机和直臂式船用起重机。

回转：起重机是如何转动的

回转是指整台起重机绕其甲板基座旋转。液压马达通常通过减速齿轮箱驱动一个小齿轮，该小齿轮与回转支承上的大齿圈啮合。回转支承既要承受起重机的自重和吊载的倾覆力矩，又要确保上部结构能够旋转。

回转范围由设计决定：图纸规定紧凑型SQ08ZA3TJ+1的回转范围为330°，上表中较大型号的回转范围为360°。当回转停止时，马达的制动器或保持阀会将起重机固定在当前位置，这一点在海上尤为重要，因为甲板横倾会导致悬挂的载荷将吊臂向低处拉扯。我们的起重机回转驱动装置指南对齿圈、蜗杆和小齿轮的布局进行了更详细的说明。

起升：卷扬、钢丝绳与穿绳

没有卷扬的起重机完全依靠移动吊臂来提升货物，因此只有当吊臂移动时，吊钩高度才会发生变化。配备卷扬的起重机可以独立升降吊钩，这也是大多数船用起重机都配备卷扬的原因：它使船员能够将货物降至货舱深处或降至靠在船边的小船上，然后将其垂直吊起。

卷扬由一个通过减速箱由液压马达驱动旋转的卷筒组成，并配有一个制动器，该制动器可在马达停止时锁住卷筒。钢丝绳从卷筒出发，沿吊臂延伸，越过吊臂顶端的滑轮，最终下垂至吊钩。当钢丝绳像本指南封面照片所示那样，以多股倍率穿过吊钩滑轮组时，每增加一股都会分担载荷，因此卷扬所需的拉力会减小，但相应地，吊钩的移动速度也会变慢。

美国针对作为船舶固定设备组成部分的起重机的码头装卸规则，即29 CFR 1918.55，对起升系统规定了三项实际要求。首先，无槽卷筒上“至少应保留三圈完整的钢丝绳，有槽卷筒上应保留两圈完整的钢丝绳”。其次，制动器“在使用过程中应受到监控”，若其无法保持载荷，则不得使用该起重机。第三，若起重机具备动力下降功能，则“在挂有载荷时，吊具不得自由下落”。

下面的这段55秒视频展示了我们配备卷扬的8 t折臂式船用起重机SQ8ZA4TJ上的这些部件：回转马达、立柱上的控制阀和软管导向件、液压卷扬卷筒以及操作员操纵杆台。

载荷力矩：为何起重能力随作业半径增大而下降

载荷力矩是指吊钩所受的重量与其距回转中心的水平距离之积，每台起重机的起重能力最终都受其限制。钢结构、回转支承和甲板基座都必须承受该力矩；因此，吊钩向外移动得越远，起重机允许的起重量就越小。

我们SQ5ZA3TJ 5吨船用起重机的起重性能表说明了这种关系。该起重机在2.1 m处可起吊5,000 kg，这与其10.5 t·m的额定力矩相对应。在4.45 m处，额定起重量为2,350 kg；在6.2 m处为1,600 kg；而在最大作业半径8.05 m处，额定起重量为1,100 kg。

示例场景（仅供说明，非客户记录）：一组作业人员计划使用SQ5ZA3TJ起重机将一个重1,500 kg的物资托盘从码头吊起，该托盘距离起重机6.2 m。起重性能表显示该位置的额定起重量为1,600 kg。如果吊钩、吊索和卸扣的总重量为60 kg，则总重量为1,560 kg，虽在额定范围内，但余量非常小。如果船舶向远离码头的方向横倾，货物会向外漂移，作业半径随之增大。更安全的方案是将船舶靠近码头，或将托盘放置在更靠近起重机的位置。

我们在起重机的起重力矩和如何阅读起重机起重性能表这两篇指南中，对相关计算进行了更详细的说明。

当起重机位于船上时会有哪些变化

其液压原理与随车起重机或码头起重机完全相同；然而，船舶处于持续运动状态，这种运动会改变作用在起重机结构上的力的作用方式：

• 横倾与纵倾。当甲板倾斜时，货物仍垂直悬挂。在低侧，吊钩与起重机的距离会比吊臂上显示的半径更远，导致吊臂承受了其设计未预期的侧向载荷。
• 横摇、纵摇和涌浪。船舶的运动会导致货物摆动，且每当钢丝绳突然绷紧时，都会产生动态力。从一艘在船舷旁随波起伏的小船上进行吊装是最棘手的情况。
• 起重机导致船体横倾。悬挂在船舷外的货物会改变船舶的重心，而在小型船只或驳船上，横倾幅度可能很大。我们的驳船起重机指南提供了一个简单的横倾估算方法。
• 甲板必须承载起重机。甲板基座将全部力矩传递至甲板结构。英国商船起重条例第6条规定，起重设备必须具备足够的强度和稳定性，“尤其应考虑其安装或固定点所产生的应力”。

起重性能表通常是针对水平的起重机基座计算得出的。除非起重机供应商提供了关于横倾的具体数据，否则应在起重性能表数值以下留出明确余量，降低所有动作的速度，并在船舶运动导致难以控制货物时暂停起重作业。您的船舶设计师应确认在起重机伸至最大作业半径时，甲板的强度和船舶稳性是否满足要求。

液压回路中的安全装置

由于加压油是起重机的“动力来源”，因此大多数保护装置都是液压回路中的阀门。一台典型的船用液压起重机包含以下部件：

• 主溢流阀。当压力达到设定限值时，该阀会打开，从而防止泵将系统压力推高至其工作压力以上。
• 油缸上的液压锁（保持阀）。这些阀直接安装在每个油缸上，可将油锁定在原位，确保即使软管破裂或压力损失，吊臂也不会下坠。我们关于液压锁的文章详细解释了其工作原理。
• 载荷力矩限制器。在大多数液压起重机上，该装置会检测主起升油缸内的压力，一旦达到限值，便会切断任何可能增加载荷力矩的动作，而那些能降低载荷力矩的动作通常仍可继续进行。
• 卷扬制动器。该制动器通常为弹簧施加式，在卷扬马达未驱动时会锁住卷筒。
• 限位开关。它们可防止吊钩撞上吊臂头，并防止钢丝绳放出过长。同一项美国法规规定，限位开关旁路系统“在所有货物作业期间均应处于锁定状态”。

这些装置均无法取代受过培训且称职的操作员。

船用起重机的应用领域

大型集装箱码头使用专用的岸边集装箱起重机，而本文所述的液压船用起重机则用于处理船舶上及周围规模较小、日常的起重作业：

• 货船上的给养、物资和备件，从码头吊运至甲板。我们的甲板起重机指南涵盖了外伸距离和收存。
• 工作船和渔船上，小型折臂吊用于搬运渔网、渔获箱、渔笼及各类设备。请参阅船艇起重机指南。
• 驳船和浮箱，用于运输建筑材料、管道或疏浚设备。驳船起重机指南涵盖了选型和横倾。
• 固定基座，安装在码头、栈桥和钢制平台上。请参阅基座起重机指南。
• 港口和码头作业，与其他码头起重机协同作业，相关对比详见码头使用哪些起重机。

我们的液压船吊专为港口、驳船、工作船和近岸船舶设计，每台起重机的规格均根据其将要作业的船舶进行选配。

适用于船上起重机的规则

在英国，一般的起重法规通常不适用于船上。HSE关于LOLER的概述指出：“船舶上使用的任何起重设备通常不在此范围内，因为商船法中已有关于此类设备安全性的其他规定”。这些规定即《2006年商船和渔船（起重作业和起重设备）条例》。

该条例中有两项规定与工作原理直接相关。第9条规定，船上搭载的起重设备，若其安全工作载荷随半径变化，则必须配备“操作员能够清晰可见的精确指示器”，以显示半径及该半径下的安全工作载荷。第12条要求，暴露在会导致设备劣化的环境中（如露天甲板）的设备，至少每12个月进行一次彻底检查；起重附件和人员起重设备则需每6个月检查一次，或按照检查方案执行。

在美国，29 CFR 1918.51规定，吊货设备上标注的安全工作载荷“不得超过”，且每次使用前必须对吊货设备进行检查。

部分船舶的甲板起重机还需获得船级社认可。我们的液压船吊未获得船级社认证，因此，如果您的船舶或项目有此要求，请在下单前与我们确认。

常见问题

简单来说，船用起重机是如何工作的？

电动机驱动液压泵，液压泵将油液通过控制阀输送至液压缸和液压马达。液压缸负责提升、折叠和伸展吊臂，其中一个马达用于回转起重机，另一个则驱动卷扬以升降吊钩。

液压船用起重机的动力来源是什么？

甲板上的液压动力单元、由主机或辅机驱动的泵，或船舶自身的液压系统。起重机的图纸上标明了其所需的油流量和压力，例如，我们的SQ5ZA3TJ需要在28 MPa压力下提供35 L/min的流量。

为什么船用起重机在最大作业半径时起重能力会降低？

因为限值是载荷力矩，即载荷乘以半径。我们的SQ5ZA3TJ在2.1 m处可起吊5,000 kg，但在8.05 m处仅能起吊1,100 kg。船体横倾可能会导致实际半径超出计划半径，因此需预留余量。

“变幅”和“回转”有什么区别？

变幅是在垂直平面内升降吊臂，从而改变作业半径和吊钩高度。回转是使整台起重机围绕甲板基座旋转，使吊钩沿圆周移动。

船上的起重机必须多久检查一次？

根据英国商船起重条例，暴露在户外环境中的起重机至少每12个月需进行一次彻底检查，起重附件则需每6个月检查一次，除非检查方案规定了其他检查间隔。请同时查阅您船旗国的相关规定及起重机使用手册。

本指南的编写过程

我们从BOB-LIFT的SQ08ZA3TJ+1、SQ3.2ZA3TJ、SQ5ZA3TJ、SQ8ZA4TJ、SQ10ZA6TJ和SQ10SA4T技术图纸，以及SQ5ZA3TJ的起重性能表中，汇总了流量、压力、油箱容量、回转角度和额定载荷等数据。动力供应选项、操作方式及关于船级社认可的答复均来自我们在线的船吊产品页面。引用的法规条文摘自eCFR中29 CFR 1918.51和1918.55的官方文本，以及legislation.gov.uk和hse.gov.uk网站。Achord Chan, Product Operations Director 于2026年11月审阅了本指南。本指南不能替代您的起重机手册、船舶设计师的建议或您船旗国的法规。

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