起重機械基礎(chǔ)知識講稿

1、起重機械基礎(chǔ)知識起重機械基礎(chǔ)知識(2006年4月蘇州）南京市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗所呂嘉重機械基礎(chǔ)知識起重機械基礎(chǔ)知識l第一節(jié)第一節(jié) 起重機的分類、主要參數(shù)和組成起重機的分類、主要參數(shù)和組成l第二節(jié)第二節(jié) 起重機設(shè)計總論起重機設(shè)計總論l第三節(jié)第三節(jié) 起重機機構(gòu)及主要零部件起重機機構(gòu)及主要零部件l第四節(jié)第四節(jié) 起升機構(gòu)的計算起升機構(gòu)的計算l第五節(jié)第五節(jié) 起重機金屬結(jié)構(gòu)常用材料起重機金屬結(jié)構(gòu)常用材料l第六節(jié)第六節(jié) 橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)l第七節(jié)第七節(jié) 起重機金屬結(jié)構(gòu)的制造工藝起重機金屬結(jié)構(gòu)的制造工藝l第八節(jié)第八節(jié) 安全保護裝置安全保護裝置 第一節(jié)第一節(jié) 起重

2、機的分類、主要參數(shù)和組成起重機的分類、主要參數(shù)和組成l一、起重機的分類一、起重機的分類l（一）起重機定義（一）起重機定義：l起重機以間歇、重復方式工作，使掛在吊鉤或其它取物裝置上的重物在一定的空間范圍內(nèi)實現(xiàn)垂直升降和水平移動機電設(shè)備。l（二）起重機又可分為（二）起重機又可分為：l1.橋架型：橋式起重機，門式起重機，裝卸橋，架橋機； l2. 臂架型：門座起重機，半門座，塔式，鐵路起重機，流動式， 浮式，甲板，桅桿，懸臂；l3.繩索型： 纜索起重機，門式纜索起重機； 纜索起重機1-安裝用鋼絲繩2-安裝用卷揚機3-輔助桅桿4-承重鋼絲繩5-側(cè)纜風繩 6-起重卷揚機7-起重鋼絲繩8-起重小車67467

3、48del起重量G（過去常用字母Q表示），是指被起升重物的質(zhì)量，單位為千克（kg）或噸（t）。一般分為額定起重量、最大起重量、總起重量、有效起重量等。l1.額定起重量額定起重量Gn 額定起重量，是指起重機能吊起的重物或物料連同可分吊具或?qū)倬撸ㄈ缱ザ?、電磁吸盤、平衡梁等）質(zhì)量的總和。對于幅度可變的起重機，其額定起重量是隨幅度變化的。l其名義額定起重量其名義額定起重量，是指最小幅度時，起重機安全工作條件下允許提升的最大額定起重量，也稱最大起重量Gmax。2.總起重量總起重量Gt 總起重量，是指起重機能吊起的重物或物料，連同可分吊具和長期固定在起重機上的吊具或?qū)倬撸òǖ蹉^、滑輪組、起重鋼絲繩以及在

4、臂架或起重小車以下的其他起吊物）的質(zhì)量總和。有效起重量，是指起重機能吊起的重物或物料的凈質(zhì)量。如帶有可分吊具抓斗的起重機，允許抓斗抓取物料的質(zhì)量就是有效起重量，抓斗與物料的質(zhì)量之和則是額定起重量。橋架型起重機運行軌道軸線之間的水平距離稱為跨度，用字線S表示，單位為米（m）。對于小車，為小車軌道中心線之間的距離；基距也稱軸距，是指沿縱向運動方向的起重機或小車支承中心線之間的距離。（起重機置于水平場地時，空載吊具垂直中心線至回轉(zhuǎn)中心線之間的水平距離稱為幅度L。 幅度有最大幅度和最小幅度之分。l（六）起重力矩（六）起重力矩M 起重力矩是幅度L與其相對應的起吊物品重力G的乘積， M =GL。（NM)l

5、（七）起重傾覆力矩（七）起重傾覆力矩MA 起重傾覆力矩，是指起吊物品重力G與其至傾覆線距離A的乘積。l（八）輪壓（八）輪壓P 輪壓是指一個車輪轉(zhuǎn)遞到軌道或地面上的最大垂直載荷。單位為N。l（九）起升高度（九）起升高度H和下降深度和下降深度h 起重高度，是指起重機水平停機面或運行軌道至吊具允許最高位置的垂直距離，單位為m。l（十）運行速度（十）運行速度V 起升（下降）速度Vn，是指穩(wěn)定運動狀態(tài)下，額定載荷的垂直位移速度（m/min）。l（十一）起重機工作級別（十一）起重機工作級別 起重機工作級別是考慮起重量和時間的利用程度以及工作循環(huán)次數(shù)的工作特性。l它是按起重機利用等級（整個設(shè)計壽命期內(nèi)，總的

6、工作循環(huán)次數(shù)）和載荷狀態(tài)劃分的。l起重機載荷狀態(tài)按名義載荷譜系數(shù)分為輕、中、重、特四級；l起重機的利用等級分為U0U9十級。l起重機工作級別，也就是金屬結(jié)構(gòu)的工作級別，按主起升機構(gòu)確定，分為A1A8級。利用等級工作循環(huán)總數(shù)備注U01.6104不經(jīng)常使用U13.2104U26.3104U31.25105U42.5105經(jīng)常輕負荷使用U55105經(jīng)常斷續(xù)使用U61106不經(jīng)常繁忙使用U72106繁忙使用U84106U94106起重機的利用等級起重機的利用等級工作循環(huán)工作循環(huán)從準備起吊始，到下一次起吊止。從準備起吊始，到下一次起吊止。載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù)KQ說明Q1輕0.125很少起吊額定載荷，一

7、般起吊輕載荷。Q2中0.25有時起吊額定載荷，一般起吊中等載荷。Q3重0.5經(jīng)常起吊額定載荷，一般起吊較重載荷。Q4特重1.0頻繁起吊額定載荷。載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)QmaxN(m-材料疲勞試驗曲線的指數(shù)，m=3）1如：如：25% 吊吊Qmax，25%吊吊Qmax/2，50%吊吊Qmax/4則：則：KQ=0.25（1）30.25（0.5）30.5(0.25)3 =0.2892如：僅如：僅100%吊吊0.75 Qmax則：則：KQ=1（0.75）3=0.42miiQQQNNKmax名義載荷譜系數(shù)名義載荷譜系數(shù)KQ 的計算的計算載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù)KQ利用等級U0U1U2U3U4U5U6U72106U

8、8U9Q1輕0.125A1A2A3A4A5A6A7A8Q2中0.25A1A2A3A4A5A6A7A8Q3重0.5A1A2A3A4A5A6A7A8Q4特重1.0A2A3A4A5A6A7A8例：長期吊運例：長期吊運75%額定載荷，經(jīng)常斷續(xù)使額定載荷，經(jīng)常斷續(xù)使用的起重機工作級別為用的起重機工作級別為A6。某車間經(jīng)常要吊運8噸的重物，購買QD20和LH10兩種型號的起重機，實際級別是不一樣的！l三、起重機的組成三、起重機的組成l1.機械傳動系統(tǒng)/液壓傳動系統(tǒng)l2.金屬結(jié)構(gòu)l3.電氣/液壓控制系統(tǒng)l4.安全保護系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 起重機設(shè)計總論起重機設(shè)計總論l一、起重機安全正常工作的條件一、起重機安全正

9、常工作的條件l為了保證起重機的安全正常工作，起重機設(shè)計時應滿足下為了保證起重機的安全正常工作，起重機設(shè)計時應滿足下列三個基本條件：列三個基本條件：l（一）（一）金屬結(jié)構(gòu)和機械零部件應具有足夠的強度、剛度和金屬結(jié)構(gòu)和機械零部件應具有足夠的強度、剛度和抗屈曲能力?？骨芰?。l（二）（二）整機必須具有必要的抗傾覆穩(wěn)定性。整機必須具有必要的抗傾覆穩(wěn)定性。l（三）（三）原動機具有滿足作業(yè)性能要求的功率，制動裝置提原動機具有滿足作業(yè)性能要求的功率，制動裝置提供必需的制動力矩。供必需的制動力矩。l1.強度強度金屬構(gòu)件抵抗外力作用不產(chǎn)生破壞的能力。金屬構(gòu)件抵抗外力作用不產(chǎn)生破壞的能力。l2.剛度剛度在外力作

10、用下，金屬構(gòu)件抵抗產(chǎn)生彈性變形的在外力作用下，金屬構(gòu)件抵抗產(chǎn)生彈性變形的能力。能力。l3.穩(wěn)定性穩(wěn)定性金屬構(gòu)件承受壓力載荷作用時，保持原有幾金屬構(gòu)件承受壓力載荷作用時，保持原有幾何形狀的能力。何形狀的能力。l二、起重機載荷分類二、起重機載荷分類 作用于起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)上的載荷，根據(jù)其不同特點與出現(xiàn)的頻繁程度分為基本載荷、附加載荷及特殊載荷三類。（GB3811-83規(guī)定的）l（一）基本載荷（一）基本載荷 基本載荷指始終和經(jīng)常作用在起重機結(jié)構(gòu)上的載荷，即起重機正常工作時必然出現(xiàn)的載荷，包括：l（1）自重載荷PG 指起重機的結(jié)構(gòu)、機械設(shè)備及電氣設(shè)備等的重力（亦稱固定載荷）。l（2）起升載荷PQ 指

11、所能吊起物品的最大重力，俗稱額定起重量。起升載荷不包括吊鉤、吊環(huán)、吊梁等取物裝置的重置，但可以更換的取物裝置如抓斗、電磁吸盤、真空吸盤、集裝箱屬具等的重力應計算在起升載荷之中。起重機起升高度小于50m時，起升載荷可不計起升鋼絲繩的重力。l（3）水平慣性載荷PH 指運行、回轉(zhuǎn)或變幅機構(gòu)起（制）動時引起的水平慣性載荷。l（二）附加載荷（二）附加載荷 附加載荷指起重機在正常工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)所承受的非經(jīng)常性作用的載荷（在起重機正常工作時并非必然出現(xiàn)而是可能出現(xiàn)的載荷），包括：l（1）工作狀態(tài)下的風載荷Pw；l（2）有軌起重機偏斜運行時產(chǎn)生的側(cè)向力PS；l（3）根據(jù)實際情況決定需加以考慮的溫度載荷、冰雪載

12、荷及某些工藝性載荷。l（4）坡度載荷l（三）特殊載荷（三）特殊載荷 特殊載荷指起重機在非工作狀態(tài)或試驗狀態(tài)時結(jié)構(gòu)可能承受的最大載荷，或在工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)偶然承受的不利載荷，包括：l（1）非工作狀態(tài)下的風載荷Pw；l（2）試驗載荷；l（3）根據(jù)實際情況決定需加以考慮的安裝載荷、地震載荷及某些工藝性載荷；l（4）工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)偶然可能承受的碰撞載荷PC；l（5）工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)偶然可能承受的帶剛性起升導架的小車的傾翻水平力PSL。l（四）機構(gòu)不穩(wěn)定運行時的沖擊動力載荷系數(shù)（四）機構(gòu)不穩(wěn)定運行時的沖擊動力載荷系數(shù)l1.起升沖擊系數(shù) 起升質(zhì)量突然離地起升或下降制動時，自重載荷將產(chǎn)生沿其加速度相反方向的沖擊

13、作用，用起升沖擊系統(tǒng)來考慮這種作用的影響。 一般0.9 1.1l2.起升載荷動載系數(shù) 起升質(zhì)量突然離地起升或下降制動時，對承載結(jié)構(gòu)和傳動機構(gòu)將產(chǎn)生附加的動載荷作用，從而引起結(jié)構(gòu)振動，增大起升載荷的靜力值，通常將起升載荷乘以大于1的起升載荷動載系數(shù) ，來考慮起升載荷的這種動力響應。l一般 =1.02.0l3.突然卸載沖擊系數(shù)l當起升質(zhì)量部分或全部突然卸載時，將對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動態(tài)減載作用?？紤]這種工況時，通常將起升載荷乘以突然卸載沖擊系數(shù) ，按下式計算：)1(133mm式中 m 起升質(zhì)量中突然卸去的那部分質(zhì)量(kg）；l m起升質(zhì)量（kg）； 3系數(shù)，對抓斗起重機， 3=0.5；對電磁起重機， 3=1

14、.0。l4.運行沖擊系數(shù) 當起重機或其一部分裝置（小車）沿道路運行時，由于道路或軌道不平（有接縫）而使運動的質(zhì)量產(chǎn)生鉛垂方向的沖擊作用。計算時應將自重載荷和起升載荷乘以運行沖擊系數(shù)。有軌運行時，按下式計算：l式中 h軌道接縫處兩軌道頂面的高度差（mm）；l v運行速度（m/s）。l*對同一載荷，以上系數(shù)不重復計算！對同一載荷，以上系數(shù)不重復計算！l（如大車運行制動，吊鉤滿載下降制動，對起升載荷（如大車運行制動，吊鉤滿載下降制動，對起升載荷PQ ，考慮，考慮 ，就不，就不能再考慮能再考慮 的影響。）的影響。）hv058. 01 . 14l三、載荷組合三、載荷組合 GB3811規(guī)定了三種組合方式：

15、l1.只考慮基本載荷基本載荷為第類載荷組合 零件和構(gòu)件的疲勞、磨損、發(fā)熱疲勞、磨損、發(fā)熱按第類載荷組合計算。l2.考慮基本載荷與附加載荷基本載荷與附加載荷為第類載荷組合 零件和構(gòu)件的靜強度、整機工作狀態(tài)抗傾覆穩(wěn)定性靜強度、整機工作狀態(tài)抗傾覆穩(wěn)定性按第類載荷組合計算。此外，校核原動機的過載熱能力和制動器的制動轉(zhuǎn)矩也應按第類載荷組合計算。l3.考慮基本載荷與特殊載荷或三種載荷基本載荷與特殊載荷或三種載荷都考慮為第類載荷組合 按第類載荷組合校核整機非工作狀態(tài)下抗傾覆穩(wěn)定性和防風抗整機非工作狀態(tài)下抗傾覆穩(wěn)定性和防風抗滑安全性滑安全性；對承受風載荷的機構(gòu)零部件、抗傾覆和防滑安全裝置的零件進行強度計算強度

16、計算。 門式起重機在大車運行制動，小車在懸臂端滿載下降制動，風向順著大車軌道方向的工況下，計算結(jié)構(gòu)靜強度時，應考慮哪些載荷進行組合？（請說明載荷的名稱，符號自定并說明）l答：該工況的載荷組合如下：l（1）考慮運行沖擊系數(shù)影響的自重載荷：l（2）考慮起升動載系數(shù)影響的起升載荷：l（3）大車運行制動引起的慣性載荷：PHl（4）沿大車軌道方向工作狀態(tài)下的風載荷：PWl（5）大車運行時的側(cè)向載荷：PSGP4QP2舉舉 例：例：l四、許用應力和安全系數(shù)l起重機按許用應力法進行疲勞和靜強度計算時，基本條件是保證零部件或構(gòu)件的危險截面或計算截面的危險點的計算應力小于許用應力。l材料極限應力與許用應力（或計算

17、應力）之比，就是安全系數(shù)。 max最大計算應力 許用應力 lim材料極限應力，對鋼材取 s， n安全系數(shù)(見下頁附表） nlimmax機構(gòu)傳動零件強度計算安全系數(shù)疲勞計算n1靜強度計算工作最大載荷n非工作最大載荷1.251.51.15結(jié)構(gòu)強度計算安全系數(shù)計算載荷組合類別組合組合組合安全系數(shù)1.51.331.15l五、計算方法介紹五、計算方法介紹l（一）許用應力法（一）許用應力法l是將組合后的載荷在零件或構(gòu)件中產(chǎn)生的應力，與零件或構(gòu)件類型和具體條件所確定的許用應力進行比較。l許用應力的選用以使用經(jīng)驗為基礎(chǔ)，保證零件或構(gòu)件抗屈服、抗疲勞、抗彈性失穩(wěn)的能力有一定的裕度。（如力學模型的不精確）l（二）

18、極限狀態(tài)法（二）極限狀態(tài)法l以部分載荷系數(shù)對各種載荷在組合之前加以放大，并與由屈服或彈性失穩(wěn)條件所規(guī)定的極限狀態(tài)進行對比。l每種載荷的部分載荷系數(shù)均以概率和載荷確定的精確度為依據(jù)。以概率統(tǒng)計和試驗為基礎(chǔ)。l這是一種先進的設(shè)計方法，主要用于金屬結(jié)構(gòu)和承載能力驗算。一、各種機構(gòu)一、各種機構(gòu)1.起升機構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 起重機機構(gòu)及主要零部件起重機機構(gòu)及主要零部件2.小車運行機構(gòu)3.大車運行機構(gòu)l二、主要零部件二、主要零部件l（一）電機（一）電機l1.起重及冶金用電動機型號YZ和YZR，老型號為JZ2和JZR2；l2.特點：運用于短時或斷續(xù)周期性工作，具有較高的過載能力和機械強度；l3.基本要求和參數(shù)l

19、（1）一般環(huán)境用：防護等級IP44，環(huán)境溫度40； 冶金環(huán)境用：防護等級IP54，環(huán)境溫度60；l（2）基準工作制：S340%（S3，負載持續(xù)率40%，每個工作周期10min或每小時循環(huán)6次），功率等參數(shù)均按此標準；l（3）頻率50HZ，電壓380，定子一般Y接法，轉(zhuǎn)子均按Y接法。l（4）在額定電壓下的最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)在2.32.8l4.舉例： YZR280S-6的P=55kw YZR280S-8的P=45kw YZR280S-10的P=37kw（二）聯(lián)軸器（二）聯(lián)軸器種類：齒輪、彈性柱銷、梅花彈性、萬向節(jié)、液力偶合器（三）浮動軸（三）浮動軸（四）制動器（四）制動器種類：塊式、蹄式、帶式、盤式、錐

20、形。塊式雙分為電磁塊式和電力液壓塊式等。l在用起重設(shè)備上制動器的安全檢驗：l1.動力驅(qū)動的起重機，其起升、變幅、回轉(zhuǎn)、運行機構(gòu)都必須裝設(shè)制動器。l2.起升、變幅機構(gòu)的制動器必須是常閉式的。l3.吊運熾熱金屬或易燃易爆危險品，以及一旦發(fā)生事故可能造成重大危險或損失的起升機構(gòu)；其每一套驅(qū)動裝置都應裝設(shè)2套制動器。l（五）減速器（五）減速器l種類：ZQ型、QJ型（焊接箱體）、QS型（三合一）、行星齒輪l分為普通和硬齒面，臥式、立式、三合一式；立式減速器又有套裝和外出軸式。l選用減速器注意以下三點：l1、高速軸的許用功率Nl2、低速軸的最大許用扭矩Ml3、低速軸最大徑向載荷計算（六）卷筒（六）卷筒種類

21、：鑄造卷筒、焊接卷筒l卷筒的安全檢驗及報廢標準：l1.卷筒上鋼絲繩尾端的固定裝置，應有防松或自緊的性能；l2.多層纏繞的卷筒，端部應有凸緣。凸緣高出量，應比最外層高出2倍鋼絲繩直徑或鏈條的寬度；l3.用于起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)的卷筒，筒體內(nèi)無貫通支承軸的結(jié)構(gòu)時，宜采用鋼材制造。l4.卷筒直徑與鋼絲繩直徑的比值h1l5.卷筒上的鋼絲繩工作時放出最多時、卷筒上的余留部分除固定繩尾的圈數(shù)，至少還應纏繞23圈，以避免繩尾壓板或楔套、楔塊受力。l6.卷筒出現(xiàn)裂紋或筒壁磨損達原壁厚的20%時，應報廢。l（七）鋼絲繩（七）鋼絲繩l1.鋼絲繩的用途及構(gòu)造鋼絲繩的用途及構(gòu)造l鋼絲繩是起重機械的重要零件之一。它具有強

22、度高、撓性好、自重輕、運行平穩(wěn)、極少突然斷裂等優(yōu)點。起重機用鋼絲繩的強度一般為1400-1700N/mm2之間。l（1）金屬芯用軟鋼絲制成，可耐高溫并能承受較大的擠壓應力，繞性較差，適用于高溫或多層纏繞的場合。l（2）有機芯通常用浸透潤滑油的麻繩制成，亦有采用棉芯的。有機芯易燃，不能用于高溫場合。l（3）石棉芯用石棉繩制成，可耐高溫。l2.鋼絲繩的類型鋼絲繩的類型l（1）根據(jù)鋼絲繩捻繞的次數(shù)分：l 單繞繩絲 繩（張緊繩、承載繩）l 雙繞繩絲 股 繩l（2）根據(jù)股中相鄰二層鋼絲的接觸狀態(tài)分：l 點接觸鋼絲繩（股中各層絲徑相同）l 線接觸鋼絲繩 （股中各層絲徑不同）l -1外粗型(x-t型)：又稱

23、西爾型（X型）l -2粗細型(x-y型)l -3密集型(x-c型)l 面接觸鋼絲繩l（3）根據(jù)鋼絲繩捻繞的方向分：l 順繞繩；l 交繞繩；l 混繞繩。l（4）按鋼絲繩的繞向分：l 右繞繩；l 左繞繩；l（5）按鋼絲繩中股的數(shù)目分，有4股繩、6股繩、8股繩和18股繩等。l3、鋼絲繩的標記、鋼絲繩的標記l老標準: 鋼絲繩6（19）-21.5-1550-1-光-GB1102-74l新標準:l18 NAT 6（9+9+1）+NF 1700 ZZ 190 117 GB/T8918l18 繩徑lNAT 光面絲l6 6股l(9+9+1) 股結(jié)構(gòu)lNF 天然芯l1770 抗拉強度（N/mm2） lZ 繩右捻l

24、Z 股右捻l190 破斷拉力（KN）l117 每百米長質(zhì)量（1kg/100m）l4.鋼絲繩的選擇與使用鋼絲繩的選擇與使用l（1）鋼絲繩的受力特征）鋼絲繩的受力特征l鋼絲繩受力復雜。受載時，鋼絲中產(chǎn)生拉伸應力、彎曲應力、擠壓應力（鋼絲繩與滑輪、卷筒等接觸擠壓，鋼絲之間相互擠壓）以及鋼絲繩捻制時的殘余應力等。當鋼絲繩繞過滑輪時，受有交變應力作用，使金屬材料產(chǎn)生疲勞，最后由于鋼絲之間的摩擦、鋼絲繩與繩糟的摩擦使鋼絲磨損而破斷。試驗表明：l鋼絲繩的彎曲曲率半徑對鋼絲繩壽命的影響很大，這是因為繩輪直徑減小時，鋼絲的彎曲變形加劇，彎曲應力加大，因而鋼絲的磨損加快，疲勞損傷加快，鋼絲和繩的壽命就降低。l鋼絲

25、繩繞過繩輪時，繩輪與鋼絲接觸面間的壓力和相對滑動，使鋼絲磨損斷絲，接觸應力越大，斷絲越迅速。l（2）鋼絲繩選擇的基本要求）鋼絲繩選擇的基本要求l按選擇系數(shù)按選擇系數(shù)C確定鋼絲繩直徑確定鋼絲繩直徑 式中 C選擇系數(shù)（mm/N1/2）； S鋼絲繩最大工作靜拉力（N）。 系數(shù)C值與工作級別有關(guān)，按表2-1選取。l 按安全系數(shù)選擇法確定鋼絲繩整繩破斷拉力按安全系數(shù)選擇法確定鋼絲繩整繩破斷拉力F，再選擇鋼絲，再選擇鋼絲繩直徑。繩直徑。 FSK 式中： S鋼絲繩最大工作靜拉力 K安全系數(shù)，按下表選擇SCd 機構(gòu)用鋼絲繩安全系數(shù)機構(gòu)工作級別M1M3M4M5M6M7M8安全系數(shù)K K44.55579其他用途鋼

26、絲繩安全系數(shù)用 途安 全 系 數(shù)支承動臂4安裝用2.5纜風繩3.5吊掛和捆綁用6l（3）鋼絲繩使用的基本要求）鋼絲繩使用的基本要求l盡可能選用較大的卷筒和滑輪直徑（D）。l單層纏繞的卷筒應切出螺旋槽，螺旋槽和滑輪槽的半徑r應與鋼絲繩直徑d相適應，r太大會使鋼絲繩與糟底接觸面積太小，r太小有將鋼絲繩卡緊的可能。因此r=0.53d為宜。l應當盡量減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪。l為提高鋼絲繩的使用壽命，應盡量選用線接觸鋼絲繩，不宜選用點接觸鋼絲繩。l選用鋼絲繩的強度不宜過高，一般不應超過1700N/mm2。(硬度大，彈性差）l鋼絲繩在卷筒上，應能按順序整齊排列。l載荷由多根鋼絲

27、繩支承時，應設(shè)有使每根鋼絲繩均衡受力的裝置。l起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)，不得使用編結(jié)接長的鋼絲繩。l起升高度較大的起重機，宜采用不旋轉(zhuǎn)、無松散傾向的鋼絲繩。l當?shù)蹉^處于工作位置最低點時，鋼絲繩在卷筒上纏繞圈數(shù)，除去固定繩尾的圈數(shù)，必須不少于2圈。l11吊運熔化或熾熱金屬的鋼絲繩，應采用石棉芯等耐高溫的鋼絲繩。l12鋼絲繩開卷時，應防止打結(jié)或扭曲。l13鋼絲繩應保持良好的潤滑狀態(tài)。l14對日常使用的鋼絲繩應每天檢查，包括對端部的固定連接、平衡滑輪處的檢查，并作出安全性的判斷。l4.鋼絲繩的報廢鋼絲繩的報廢l（1）斷絲的性質(zhì)和數(shù)量l（2）繩端斷絲l當繩端或其附近出現(xiàn)斷絲時，即使數(shù)量很少，也表明該部位應力

28、很高。l（3）斷絲的局部聚集程度l如果斷絲緊靠一起形成局部聚集，則鋼絲繩應報廢。l（4）斷絲的增長率l在某些使用場合，疲勞是引起鋼絲繩損壞的主要原因，但斷絲數(shù)逐漸嗇，其時間間隔越來越短。l（5）繩股折斷l(xiāng)如果出現(xiàn)整根繩股的斷裂，則鋼絲繩應報廢。l（6）由于繩芯損壞而引起的繩徑減小l（7）彈性降低l（8）外部及內(nèi)部磨損程度l 內(nèi)部磨損及壓坑l 外部磨損：磨損使鋼絲繩截面積減少，因而強度降低。當外層鋼絲磨損達到其直徑的40%時，或者當鋼絲繩直徑相對于公稱直徑減小7%或更多時，鋼絲繩應報廢。l（9）外部及內(nèi)部腐蝕l 外部腐蝕：當表面出現(xiàn)深坑、麻點，鋼絲相當松弛時應報廢；l 內(nèi)部腐蝕l（10）變形l

29、波浪形l 籠形畸變l 繩股擠出l 鋼絲擠出l 繩徑局部增大l 扭結(jié)l 繩徑局部減小l 局部被壓扁l 彎折l（11）由于熱或電弧的作用而引起的損壞圖圖E4 交捻鋼絲繩的磨損和外部腐蝕的發(fā)展過程舉例交捻鋼絲繩的磨損和外部腐蝕的發(fā)展過程舉例圖圖E8 波浪形：鋼絲繩的縱向軸線呈現(xiàn)螺旋狀的一種變形。如果變形超過波浪形：鋼絲繩的縱向軸線呈現(xiàn)螺旋狀的一種變形。如果變形超過2.5.10.1的所列值，鋼絲繩應報廢的所列值，鋼絲繩應報廢圖圖E9 多股繩的籠狀（鳥籠形）畸變多股繩的籠狀（鳥籠形）畸變理應立即報廢理應立即報廢圖圖E10 鋼芯擠出，通常伴隨著鄰近位置的籠狀畸變鋼芯擠出，通常伴隨著鄰近位置的籠狀畸變理應立

30、即報廢理應立即報廢圖圖E13 順捻鋼絲繩直徑的局部增大：順捻鋼絲繩直徑的局部增大：常由沖擊載荷導致的鋼芯畸變而引起常由沖擊載荷導致的鋼芯畸變而引起理應立即報廢理應立即報廢圖圖E14 鋼絲繩直徑的局部增大：是由于纖維芯在退化狀態(tài)鋼絲繩直徑的局部增大：是由于纖維芯在退化狀態(tài)在外層股間突出而引起的在外層股間突出而引起的理應報廢理應報廢5.5.鋼絲繩的檢驗鋼絲繩的檢驗（1）檢驗分類 日常檢驗 定期檢驗 特殊檢驗（2）鋼絲繩檢驗部位（見表2-6）（3）檢驗方法斷絲的檢驗一個節(jié)距內(nèi)斷絲的統(tǒng)計（包括外部和內(nèi)部斷絲），對6股或8股鋼絲繩，可以只統(tǒng)計外表面的斷絲斷，即使在同一條鋼絲上有兩處斷絲，亦應按二根斷絲統(tǒng)

31、計。注意斷絲的部位和形態(tài)，即斷絲發(fā)生在繩股的凸出部位還是凹谷部位。根據(jù)斷絲的形態(tài)，可以判斷發(fā)生斷絲的原因。圖2-12是斷絲形態(tài)圖。是拉力造成的斷絲；是摩擦造成的斷絲；是疲勞造成的斷絲；是扭轉(zhuǎn)造成的斷絲；是各種復雜因素造成的斷絲。磨損的檢驗： -1磨損狀態(tài)有同心磨損和偏心磨損兩種； -2磨損的種類有單純磨損和粘性磨損兩種；-3腐蝕；-4變形；-5電弧及火烤的影響；-6鋼絲繩的潤滑檢驗（4）幾個具體問題鋼絲繩直徑的測量（八）滑輪（八）滑輪滑輪的主要作用，是用來改變鋼絲繩的運動方向和達到省力的目的。也常用作均衡滑輪，以均衡二支鋼絲繩的張力。1.滑輪的種類和構(gòu)造工作滑輪，根據(jù)其軸線是否運動，分為動滑輪

32、和定滑輪。只利用滑輪的傳動來平衡鋼絲繩拉力的，叫均衡滑輪。按滑輪的制造工藝，可分為鍛造、鑄造、焊接三種。l2.滑輪的檢驗l（1）滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值h2；l（2）滑輪槽應光潔平滑，不得有損傷鋼絲繩的缺陷；l（3）滑輪應有防止鋼絲繩跳出繩槽的裝置；l（4）金屬鑄造的滑輪，出現(xiàn)下列情況之一時，應報廢：l 裂紋；l 輪槽不均勻磨損達3mm；l 輪槽壁厚磨損達原壁厚的20%；l 因磨損使輪槽底部直徑減少量達鋼絲繩直徑的50%l 其它損害鋼絲繩的缺陷。（九）吊鉤（九）吊鉤1.吊鉤的材料吊鉤的材料要求具有較高的強度的塑韌性，沒有突然斷裂的危險。目前吊鉤廣泛采用低碳鋼和低碳合金鋼制造。危險斷面l鍛造吊

33、鉤的材料應采用DG20、DG20Mn、DG34CrMo、DG34CrNiMo、DG30Cr2Ni2Mo鋼制造。l片式吊鉤一般用于大噸位或受強烈灼熱的場所，它通常是用厚度不小于20mm的A3、20或16Mn鋼板制造。l2.吊鉤的分類與構(gòu)造l吊鉤根據(jù)形狀的不同，又可分為單鉤和雙鉤兩種。l吊鉤鉤身截面形狀有圓形、方形、梯形和T字形。T字形截面最合理，但鍛造工藝復雜。梯形截面受力較合理，鍛造容易。l3.吊鉤組l吊鉤組就是吊鉤與滑輪的動滑輪的組合體。吊鉤組有長型與短型兩種。長型吊鉤組采用普通的鉤柄較短的短吊鉤，支承在吊鉤橫梁上，滑輪支承在單獨的滑輪軸上。短型吊鉤組過去采用長吊鉤。l4.在用鍛造吊鉤的檢驗

34、要求l（1）吊鉤的表面不允許存在裂紋，否則應報廢l檢驗方法：目測，或用20倍放大鏡及著色檢查。l（2）對采用GB10051-88起重吊鉤規(guī)定的新材料制造的吊鉤，開口變形達原尺寸的10%時，應報廢；其它吊鉤的開口變形達原尺寸的15%時，應報廢。l檢驗方法：用游標卡尺測量。l（3）檢查吊鉤的扭轉(zhuǎn)變形，當鉤身扭轉(zhuǎn)超過10時，應報廢。l（4）吊鉤的鉤柄不得有塑性變形，否則應報廢。l檢驗方法：目測或用游標卡尺測量判斷。l（5）檢查吊鉤危險斷面的磨損量，當其實際尺寸小于原尺寸的90%（對采用GB10051-88起重吊鉤規(guī)定的新材料制造的吊鉤為95%）時，應報廢。l檢驗方法：可用游標卡尺或外卡鉗測量。l（6

35、）吊鉤的螺紋應盡量避免產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。l檢驗方法：目測。l（7）吊鉤鉤柄腐蝕后的尺寸不得小于原尺寸的90%，否則應報廢。l檢驗方法：用游標卡尺或外卡鉗測量。l（8）吊鉤的缺陷不允許焊補（例如，為了修補磨損）。第四節(jié)第四節(jié) 起升機構(gòu)的計算起升機構(gòu)的計算一、計算鋼絲繩的最大靜拉力，選擇鋼絲繩直徑。一、計算鋼絲繩的最大靜拉力，選擇鋼絲繩直徑。)(0maxNamQQSdzl式中 Smax吊額定起重量時繞上卷筒的鋼絲繩分支的靜拉力（N）； Q 額定起升載荷（N）； Q0 吊具自重（N），抓斗、電磁鐵的自重計入Q內(nèi)，計算時可按表2-15選取，當起升高度較大，鋼絲繩自重不能忽略時，還須考慮鋼絲繩重量； a繞上

36、卷筒的分支數(shù)； m滑輪組倍率； z滑輪組效率，見表2-16； d導向滑輪效率，見表2-17。min)/(0rDmVntl二、卷筒轉(zhuǎn)速計算二、卷筒轉(zhuǎn)速計算l單層卷繞卷筒的轉(zhuǎn)速為：式中 nt卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）； m 倍率 v起升速度（m/min）； D0卷筒的卷繞直徑（m）， D0=D+d（D為卷筒槽底直徑，d為鋼絲繩直徑）。l三、電動機選擇三、電動機選擇l1.計算電動機的靜功率式中 Pj電動機靜功率（kW）；機構(gòu)總效率（一般取=0.85-0.9），為傳動效率，見表2-18。l2.選擇電動機功率按滿載起升計算所得靜功率,還應考慮空鉤升降和起動過電流對電動機發(fā)熱的影響。式中 電動機初選功率（kW

37、）；l穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，0.7/0.8/0.9/1.0 )(100060)(0kWVQQpj)(kWGPjP l四、選擇減速器四、選擇減速器l按下式進行傳動比計算：l式中 n 電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min）；l按設(shè)計方案考慮傳動比分配，選用標準減速器，根據(jù)確定出實際傳動比。還應校核高速軸許用功率、低速軸最大許用扭還應校核高速軸許用功率、低速軸最大許用扭矩、低速軸許用最大徑向載荷。矩、低速軸許用最大徑向載荷。l低速軸許用最大徑向載荷為：低速軸許用最大徑向載荷為：l電機實際力矩力矩應小于低速軸最大許用扭矩：電機實際力矩力矩應小于低速軸最大許用扭矩：l其中： （Nm）tonni 2SPmaxmax筒G

38、MTMni8 . 07 . 0maxnpTn9550l五、選擇制動器五、選擇制動器l起升機構(gòu)制動器的制動轉(zhuǎn)矩必須大于吊重產(chǎn)生的靜轉(zhuǎn)矩，應滿足下式要求：ll式中TZ 制動器制動轉(zhuǎn)矩（Nm）；l KZ制動安全系數(shù)，見表2-14。l根據(jù)計算出的選擇制動器型號。)(2)(00mNimDQQkTzzl六、選擇聯(lián)軸器六、選擇聯(lián)軸器l根據(jù)所傳遞的扭矩、轉(zhuǎn)速和軸徑等參數(shù)選擇聯(lián)軸器的規(guī)格。起升機構(gòu)的聯(lián)軸器應滿足下式要求：ll式中 T 聯(lián)軸器傳遞的扭矩（Nm）；lk1聯(lián)軸器重要度系數(shù)，按表2-20選??；lk2考慮工作級別系數(shù)，按I類載荷計算時，按表2-21選取，按類載荷計算時，取k2 =1；lk3角度偏差系數(shù)，按

39、表2-22選??；lTmax按第類載荷計算的軸傳最大扭矩（Nm）， 對高速軸: m_為電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)， TTkkkTIImax321nmTT)8 . 07 . 0(IImax Tn為電動機額定轉(zhuǎn)矩， （Nm）， P為電動機額定功率（kW）， n為電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min）； 對低速軸: 為起升載荷動載系數(shù)， Tj為鋼絲繩最大靜拉力作用于轉(zhuǎn)筒的扭矩（Nm）；lT聯(lián)軸器許用扭矩，由有關(guān)手冊查取。nPTn9550jiTTIImax舉例：舉例：l下圖是起重機的起升機構(gòu)。l已知：額定起升載荷Q=100kN ,吊鉤和動滑輪組重量q=5kN, 電機額定轉(zhuǎn)速n=950 r/min，減速器的減速比i=4

40、0，卷筒繩槽中心節(jié)圓的直徑D=400mm，滑輪組的倍率m=3,機構(gòu)總效率=0.9。（1）求電動機所提供的靜功率(要求功率的單位為kW)。（2）如果在電機的型號不變的情況下，要將額定起重量由10t提高到11t，可采取哪些具體措施來實現(xiàn)？采用這些措施時應分別注意什么問題？ 解：（1）靜功率計算起升速度v 靜功率Pmin)/(94. 93401040014. 39503mimDnv)(32.199 . 060100094. 910)5100(100060)(3kwvqQPmin)/(072.910)5110(32.199.0100060)(100060311mqQPV841.433072.91040

41、014.395031vmDni（2）在電機的型號不變的情況下，要將額定起重量由10t提高到11t，可通過降低起升速度的辦法實現(xiàn)。起升速度至少要降到V1以下。 具體做法是：更換減速器高速級齒輪，增大減速器速比，增大后的減速比i1為： 采取這種方法應注意： a.要重新驗算鋼絲繩的凈拉力和繩徑; b.驗算主梁等金屬結(jié)構(gòu)的強度、剛度和局部穩(wěn)定性。增大滑輪組的倍率，使滑輪組的倍率m 增加到4。倍率增大后的起升速度v2為：min/072.9min)/(45.74401040014.3950132mVmimDnV增大滑輪組的倍率可使起升速度降低較大，可保證在不更換電機的情況下起升能力提高。采取這種方法應注意

42、： a.要重新更換倍率為4的滑輪組，要對定滑輪進行重新安裝; b.驗算主梁等金屬結(jié)構(gòu)的強度、剛度和局部穩(wěn)定性。第五節(jié)第五節(jié) 起重機金屬結(jié)構(gòu)常用材料起重機金屬結(jié)構(gòu)常用材料l一、起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)常用材料的分類一、起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)常用材料的分類l由于起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)多采用焊接結(jié)構(gòu)，故要求材料具有良好的可焊性。此外，還要求起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)的材料有較好的時效性和防腐性。l目前起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件所用的材料有普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼。l普通碳素結(jié)構(gòu)鋼是一種低碳鋼，用于金屬結(jié)構(gòu)的低碳鋼含碳量不超過0.22%。低合金鋼也是一種低碳鋼，它含有不超過2.5%的合金元素（錳

43、、硅、銅、鎳、硼等）。l按冶煉方法的不同，結(jié)構(gòu)鋼分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼。l平爐鋼平爐鋼的質(zhì)量較好，其機械性能和化學成分比較穩(wěn)定，是起重機金屬結(jié)構(gòu)的常用鋼材。l轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼又分為酸性轉(zhuǎn)爐鋼和堿性轉(zhuǎn)爐鋼。轉(zhuǎn)爐鋼的鋼材含有較多的氣泡、雜質(zhì)（硫、磷）和有害氣體（氧、氮），材質(zhì)不勻，易裂，可焊性差。因此，轉(zhuǎn)爐鋼不允許用于常在露天或低溫下工作的起重機金屬結(jié)構(gòu)上。目前，國內(nèi)轉(zhuǎn)爐鋼的產(chǎn)量較大，如果能保證其機械性能和化學成分不次于平爐鋼時，一般起重機的金屬結(jié)構(gòu)，也可以用轉(zhuǎn)爐鋼。l電爐鋼電爐鋼質(zhì)量最好，但價格較貴，起重機金屬結(jié)構(gòu)極少采用。l按照鋼錠澆鑄的方法，結(jié)構(gòu)鋼材可以分成鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼。l鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)優(yōu)而勻，

44、塑性和韌閣性都好。l沸騰鋼是脫氧不完全的鋼，塑性和韌性較差。用這種材料制成的焊接結(jié)構(gòu)，受動力載荷作用時接頭易出現(xiàn)裂縫。沸騰鋼還有時效硬化現(xiàn)象，不宜用在低溫下工作的起重機金屬結(jié)構(gòu)上。從經(jīng)濟觀點來看，由于沸騰鋼未經(jīng)很好的脫氧，因而省去大量昂貴的脫氧劑，冶煉時間短，所以其成本較低。用沸騰鋼軋制成型材和板材時，其內(nèi)部的氣泡可能被壓合，并形成堅實的外殼。所以在一般情況下，其強度并不比鎮(zhèn)靜鋼低太多。因此，在常溫下工作的起重機金屬結(jié)構(gòu)也可用沸騰鋼制造。l普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235是制造起重機金屬結(jié)構(gòu)最常用的材料。根據(jù)化學成分和脫氧方法，Q235分為A、B、C、D四個質(zhì)量等級。l優(yōu)質(zhì)碳素鋼：08、20、45零件用

45、材，如螺栓、軸l低合金鋼與碳素鋼相比具有更高的屈服極限與抗拉強度、更好的低溫冷脆性和耐磨性以及較好的可焊性。但有效應力集中系數(shù)較高，若結(jié)構(gòu)主要由最大強度控制，而不由疲勞強度控制，則采用16Mn低合金鋼效果最好。l對于一般起重機金屬結(jié)構(gòu)，當設(shè)計溫度高于-20時，允許采用平爐或氧氣頂轉(zhuǎn)爐沸騰鋼Q235BF，工作級別為A7和A8的起重機金屬結(jié)構(gòu)，采用平爐鎮(zhèn)靜鋼Q235C或特殊鎮(zhèn)靜鋼Q235D。l反映碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼性能的主要指標有強度（抗拉強度、屈服強度）、塑性和韌性、脆性斷裂和可焊性。二、起重機金屬結(jié)構(gòu)常用材料的性能二、起重機金屬結(jié)構(gòu)常用材料的性能（一）鋼材的強度（一）鋼材的強度（比例極限（比

46、例極限b b，彈性極限彈性極限s s）5倍延伸率l（二）鋼材的塑性和韌性（二）鋼材的塑性和韌性l鋼材的塑性用靜力拉伸試驗中的延伸率和載面收縮率來衡量。l標準試件的標距有兩種，一種取直徑的5倍，稱為短試件，另一種取直徑的10倍，稱為長試件。l延伸率是說明鋼材塑性的指標，延伸率大則鋼的塑性好，加工容易，承載時雖出現(xiàn)較大變形而并不破壞。l對鋼材進行冷彎試驗，可從另一方面考查其塑性，它反映了鋼材的冷加工性能。冷彎試驗通常用寬度等于兩倍厚度的板條進行，按規(guī)定的直徑繞彎心彎曲180，要求彎曲處不出現(xiàn)裂縫或分層現(xiàn)象。l（三）鋼的脆性斷裂（三）鋼的脆性斷裂l鋼的破壞形式有兩種。即塑性破壞和脆性斷裂即塑性破壞和

47、脆性斷裂。l塑性破壞之前有明顯的塑性變形，人能及時發(fā)現(xiàn)并采取措施而防止發(fā)生事故。l脆性破壞前的變形很小，應力相當?shù)停ㄖ挥星O限的脆性破壞前的變形很小，應力相當?shù)停ㄖ挥星O限的1/3左右），且斷裂進展的速度極快，裂紋進展到臨界尺左右），且斷裂進展的速度極快，裂紋進展到臨界尺寸之后，擴展速度達寸之后，擴展速度達2000m/s，結(jié)構(gòu)破壞于頃刻之間，結(jié)構(gòu)破壞于頃刻之間。l（疲勞破壞是典型的脆性破壞，焊接結(jié)構(gòu)和鉚接結(jié)構(gòu)比較，疲勞破壞是典型的脆性破壞，焊接結(jié)構(gòu)和鉚接結(jié)構(gòu)比較，焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞的比例較大焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞的比例較大）l在起重機金屬結(jié)構(gòu)中如何防止脆性斷裂：l1）在材料方面）在材料方面

48、 當計算溫度高于-20而加載速度較高時，應采用保證常溫沖擊韌性的鋼材Q235B/C；若計算溫度低于-20時，則應選擇保證低溫沖擊韌性的鋼材Q235D。l2）在加工工藝方面）在加工工藝方面 要防止出現(xiàn)坑痕和裂紋，確定焊接工藝時，應盡量減小熱影響區(qū)范圍并防止焊接中出現(xiàn)裂紋等缺陷。l3）在設(shè)計方面）在設(shè)計方面 應盡量使應力集中程度低，并避免出現(xiàn)三向受拉應力狀態(tài)（如交叉焊接），盡可能選用較薄的鋼材等。l（四）鋼材的可焊性（四）鋼材的可焊性l鋼材的可焊性是衡量鋼材焊接工藝好壞的指標。人們通常用焊縫及其相鄰的基本金屬的抗裂性和使用性能來說明材料可焊性的優(yōu)劣。l碳素結(jié)構(gòu)鋼的可焊性，可以粗略地用碳當量來表示，

49、當碳當量Ce0.45%時，則認為鋼材的可焊性良好。計算碳當量的經(jīng)驗公式為：144405246VMoNiCrSiMnCCel三、金屬結(jié)構(gòu)的聯(lián)接三、金屬結(jié)構(gòu)的聯(lián)接l（一）焊接（一）焊接l焊接是目前廣泛采用的一種聯(lián)接方法。焊接工藝比較簡單，其不足之處是連接剛度較大，易引起結(jié)構(gòu)的殘余應力和變形，焊縫對低溫的敏感性大。l（二）螺栓聯(lián)接（二）螺栓聯(lián)接l螺栓聯(lián)接的優(yōu)點是連接的韌性和塑性較好，質(zhì)量檢查方便，傳力均勻。對經(jīng)常變化與動力載荷的結(jié)構(gòu)，以及在低溫下工作的結(jié)構(gòu)，連接可靠性好。其缺點是在動載作用下容易松動。l1）粗制螺栓粗制螺栓 粗制螺栓傳遞剪力的能力很小。材料為Q235或20號鋼，粗制螺栓表面不經(jīng)特別加

50、工，孔徑較栓徑大2-4mm，承剪能力較差。l2）精制螺栓精制螺栓 精制螺栓要求的精度較高，安裝不方便。經(jīng)機械加工，表面光潔，尺寸準確，一般孔徑比栓徑大0.3-0.5mm，安裝時要輕敲才可裝入，安裝困難，較適合于承受剪力。l3）高強度螺栓不是靠本身傳力，而是靠很高的螺栓預緊力在連接間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞力。由于這種螺栓克服了螺栓的許多缺點，又保留了優(yōu)點，而且其靜強度和疲勞強度比同尺寸的鉚接還要高，因此被廣泛采用。但在安裝過程中，其預緊力必須保證，須用力矩扳手緊固。 高強度螺栓聯(lián)接的選用，應符合GB12281231-84的規(guī)定。l4）螺栓的安裝要求螺栓、螺母、墊圈的材質(zhì)，規(guī)格精度應符合圖紙要求。普通

51、螺栓應有彈墊、雙螺母、止退墊片、開口銷等防松措施。螺頭、螺母的工作面必須與聯(lián)接支承面周圈接觸，不允許有傾斜現(xiàn)象。螺栓與螺母的配合，不應過緊過松。 l螺栓尾端應超出螺母2-4牙，不許存在欠出現(xiàn)象。l法蘭螺栓的擰緊工藝應對稱的逐步擰緊，不能按排列順序逐步擰緊。l高強螺栓應用高強度平墊片，不得用彈墊。連接表面不應有油污、油漆。l高強度螺栓應達到相應的預緊力（事故舉例）l（三）鉚 接 l（四）銷軸連接l銷軸、開口銷等連接件應經(jīng)鍍鋅、鈍化、氧化或磷化等表面處理，或其它防腐處理。l銷軸的防退/脫裝置應可靠。開口銷的尾部開口半銷應徹底扳開。l銷軸不應有過度的磨損l第六節(jié)第六節(jié) 橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)橋門式起重

52、機金屬結(jié)構(gòu)l一、一、金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求l起重機零部件和金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計應按工作狀態(tài)的最大載荷進行強度計算，按非工作狀態(tài)最大載荷及特殊載荷進行強度驗算，對受壓和平面彎曲構(gòu)件應按工作狀態(tài)最大載荷和非工作狀態(tài)最大載荷進行抗撓屈的穩(wěn)定性驗算。結(jié)構(gòu)件還要按工作狀態(tài)最大載荷進行剛度驗算。l對A6、A7、A8級的結(jié)構(gòu)件應進行疲勞（耐久性）計算（驗算）。l（一）靜強度設(shè)計要求（一）靜強度設(shè)計要求l起重機金屬結(jié)構(gòu)強度設(shè)計采用許用應力法。許用應力為結(jié)構(gòu)材料的屈服點、，一般情況下取n=1.5、n=1.33、n=1.15；注意：危險截面和危險點注意：危險截面和危險點A-AAAS舉例：舉例：下圖所示電動單

53、梁起重機，額定起重量Q=2t，跨度S=10m，電動葫蘆自重500kg，主梁截面為等直梁，截面如AA所示。（1）對該電動單梁起重機結(jié)構(gòu)簡化計算力學模型，并畫出滿載葫蘆在距車輪中心S/4時主梁的彎矩圖和剪力圖。（2）梁截面慣性矩Ix=2.37103cm4，材料的 =160Mpa，計算梁的靜強度（不考慮動載系數(shù)）。（3）如果強度計算不夠，如何提高梁的強度？答：（1）滿載葫蘆在距車輪中心S/4時主梁的彎矩圖和剪力圖如下：QSs18750N6250NM46875NmOOl（2）電動葫蘆在跨中時: Mmax=62500Nm l max=263.7 Mpal 工字梁的強度不足！l（3）工字梁的強度不足，可采

54、用以下辦法提高粱的強度：l在工字梁上加焊槽鋼等型鋼，提高粱的截面慣性矩Ix。l在工字梁上加焊角鋼桁架結(jié)構(gòu)，提高粱的截面慣性矩Ix。l在工字梁上加焊薄板箱形結(jié)構(gòu)，提高粱的截面慣性矩Ix。l（二）剛度的設(shè)計要求l1.靜剛度l橋門吊主梁靜剛度是指滿載小車（包括額定載荷和小車自重，不包括橋架自重）作用在跨中時，主梁在垂直平面內(nèi)引起的最大靜撓度與跨度之比。主梁下?lián)虾髮κ褂眯阅墚a(chǎn)生的主要影響是：l（1）小車爬坡。下?lián)线^大使小車既要克服運動阻力，又要克服斜坡產(chǎn)生的爬坡附加阻力。l（2）溜車。小車向下滑移l我國的橋式起重機的靜剛度指標規(guī)定為：l工作級別為A5以下的起重機：YSS/700；l工作級別為A6的起重

55、機：YSS/800；l工作級別為A7 、A8以下的起重機：YSS/1000。lb.具有懸臂小車的門式起重機的裝卸橋，當滿載小車位于跨端的有效工作位置時，該處由于額定起升載荷和小車自重引起的垂直靜撓度應為：Yll/350。l2動剛度l振動特性（動剛度）是指起重機的消振能力，通常以主梁自振周期（頻率）或衰減時間衡量。l對電動橋門式起重機，當小車位于跨中時的滿載自振頻率f2Hz。l（三）穩(wěn)定性計算（三）穩(wěn)定性計算l穩(wěn)定性計算有以下幾種：l（1）軸心受壓構(gòu)件l（2）壓彎結(jié)構(gòu)件l（3）板的局部穩(wěn)定性l(四）結(jié)構(gòu)疲勞強度計算四）結(jié)構(gòu)疲勞強度計算l零件和構(gòu)件在低于材料屈服極限的交變應力的反復作用交變應力的反

56、復作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)，在應力集中部位應力集中部位產(chǎn)生裂紋，裂紋在一定條件下擴展，最終突然斷裂，這一失效過程稱為疲勞破壞。材料在疲勞破壞前所經(jīng)歷的應力循環(huán)次數(shù)稱為材料在疲勞破壞前所經(jīng)歷的應力循環(huán)次數(shù)稱為疲勞疲勞壽命壽命。l根據(jù)應力循環(huán)次數(shù)分為高周疲勞和低周疲勞。l低周疲勞是指應力較高，通常接近或超過屈服強度，疲勞壽命一般少于104105，每次循環(huán)都發(fā)生塑性變形，低周疲勞破壞就是塑性變形累積的結(jié)果。l高周疲勞強度是指交變應力遠低于屈服強度，疲勞壽命大于105l起重機結(jié)構(gòu)和零件都是高周疲勞。起重機是在交變應力作用下工作的，使起重機是在交變應力作用下工作的，使用年限內(nèi)的總應

57、力循環(huán)次數(shù)在用年限內(nèi)的總應力循環(huán)次數(shù)在百萬次百萬次以上以上，因此主梁應力集中程度較高的，因此主梁應力集中程度較高的部位往往會疲勞破壞。部位往往會疲勞破壞。疲勞曲線疲勞曲線l影響疲勞強度的相關(guān)因素：影響疲勞強度的相關(guān)因素：l（1）所受應力或應力幅的大?。┧軕驊Ψ拇笮（2）應力循環(huán)特性）應力循環(huán)特性l（3）應力集中程度的大?。谐潭鹊拇笮（4）應力循環(huán)次數(shù)的多少）應力循環(huán)次數(shù)的多少l（5）應力的種類）應力的種類構(gòu)件構(gòu)件拉伸拉伸的疲勞強度的疲勞強度 壓宿壓宿的疲勞強度的疲勞強度1.應力循環(huán)特性計算：應力循環(huán)特性計算： r=min/max 對稱循環(huán): r=-1脈動循環(huán): r=0不對

58、稱循環(huán): -1 r 1（四）結(jié)構(gòu)疲勞強度計算（四）結(jié)構(gòu)疲勞強度計算（四）結(jié)構(gòu)疲勞強度計算（四）結(jié)構(gòu)疲勞強度計算2.疲勞許用應力（1）疲勞許用應力的基本值-1：-1=-1/n -1疲勞強度極限，由試驗獲得； n 安全系數(shù)，（2）非對稱循環(huán)的疲勞許用應力rr 0時：拉伸： r=（1.67 -1）/（1 0.67r）壓宿： r=（2 -1）/（2 r）已考慮了應力集中和已考慮了應力集中和工作級別的影響工作級別的影響構(gòu)件構(gòu)件拉伸拉伸的疲勞強度的疲勞強度 壓宿壓宿的疲勞強度的疲勞強度160時，必須在離上蓋板(0.20.25)h的地方再添設(shè)縱向加勁板條（或角鋼），以增加腹板受壓縮區(qū)的局部穩(wěn)定性。；（二）設(shè)

59、計結(jié)構(gòu)構(gòu)造時的一般原則（二）設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)造時的一般原則1.露天工作的結(jié)構(gòu)，應避免積水。2.一般不宜選用鋼材厚度厚于40mm的碳素鋼或厚于30mm低合金鋼。3.主要承載結(jié)構(gòu)件在不同連接處可以采用不同的連接方式，但同一連接處不允許采用不同的連接方式。4.現(xiàn)場拼接的大型結(jié)構(gòu)，優(yōu)先采用高強螺栓。5.焊接梁除靠近支承處外，橫向加勁肋的下端不應直接焊接在受拉翼緣板上，一般應在距受拉翼緣板內(nèi)表面不小于50mm處斷開。6.翼緣板和腹板的對接焊縫不宜在同一截面上，間距不小于200mm，橫向加勁肋應離開與其平行的腹板對接焊縫，間距也不應小于200mm。7.焊接梁的受壓翼緣板上鋪設(shè)軌道并承受活動輪壓時，如果軌道正對腹

60、板，則腹板和翼緣板一般宜頂緊雙面焊接。 某企業(yè)自制的型號為QD20/522.5A6雙梁通用橋式起重機主梁側(cè)向及截面如下圖所示：問：（1）該起重機主梁結(jié)構(gòu)布置存在什么缺陷？這些缺陷分別會有什么不良影響？ （2）在圖上標出主梁跨中截面的危險點，并指出應對這些危險點進行哪些強度計算。 舉例：舉例：已知：b=550，b0=490，0=6 1=12，2=10，h0=1150，h1=3， h2=550，l1=2000。l（三）小車軌道鋪設(shè)（三）小車軌道鋪設(shè)l1.軌道采用壓板固定時，壓板固定處必須正對橫向加勁肋，且沿軌道長度成對布設(shè)在橫向加勁肋的上方，不允許交錯布設(shè)。壓板的固定方式可為焊接或螺栓連接，若為螺