第四章起重吊點的選擇及物體綁扎_圖文

1、第四章:起重吊點的選擇及物體的綁扎第一節(jié)物體重心的計算在起重作業(yè)中,設(shè)備的起重搬運吊裝都需考慮到物體的重心,在吊裝作業(yè)中,重心位置的不正確會造成鋼絲繩受力不均,甚至設(shè)備在吊裝過程中有發(fā)生傾覆的危險。由于地球的引力,物體內(nèi)部各點都要受到重力的作用;物體上各質(zhì)點重力的合力,就是物體的重量,各質(zhì)點重力的合力作用點就是物體的重心。也即物體的重心是物體各部分重量的中心。一個物體不論處在什么地方,不論放置位置如何,它的重心在物體內(nèi)部的位置是不會改變的。物體的重心可用合力矩定理求得它的坐標位置。P59幾何形狀簡單的物體重心位置如下:長方形物體的重心位置在其對角線的交點上;圓柱形物體的重心位置在其中間橫斷面的

2、圓心上;三角形物體的重心位置在其三條中線的交點上。 對于不規(guī)則的形狀的物體,可用懸掛法測定其重心的位置。方法是用勻質(zhì)薄板(紙板或薄鐵板按比例畫出不規(guī)則物體的截面形狀,并剪下來,如圖41所示。在薄板上任取一A點,用細繩懸掛起來,過A點畫一垂線A A。之后再另選一B點,懸掛起來,過B點畫一垂線BB。那么不規(guī)則物體的重心必然在兩條垂線的交點o處。如果物體是由兩個或兩個以上的基本幾何圖形組成,則重心的位置可根據(jù)物理關(guān)系求得,其方法是先分別求出各基本圖形的重心位置,然后用靜力學力矩平衡的方法求出整個物體的重心位置。 例如:試求出圖42所示物體的重心位置(設(shè)該物體密度勻質(zhì)。解:(1設(shè)物體在XOY坐標系中,

3、將其分成兩個矩形和(見圖42所示。求和的坐標尺寸。矩形的重心C坐標尺寸為:1 1 1.5(mY=+=12矩形的重心C坐標尺寸為:2=1(mX=21=0.5(mY=2矩形和的面積為:S=1×(2-1=1(2mS=2×1=2(2m(3求物體的質(zhì)量設(shè)物體材料的密度為,物體的厚度為,則矩形和的質(zhì)量分別為G =S ,G =S 。物體的總質(zhì)量為:G= G + G =(S + S (4求物體在X 、Y 坐標軸的重心位置設(shè)物體橫截面重心坐標為X c 、Y c ,根據(jù)物體重力對X 、Y 軸的力矩平衡原理得:1對X 軸:GX c -G X -G X =0X c =G X G X G 2211+

4、=(212211S S X S X S +=212211S S X S X S +=21125.01+ =35.2=0.83(m 2對Y 軸:GY c -G Y -G Y =0Y c =G Y G Y G 2211+=(212211S S Y S Y S +=212211S S Y S Y S +=35.025.11+ =35.2=0.83(m 答:物體的坐標位置在坐標X=0.83m ,Y=0.83m 點C 上。如圖42所示。一般對于形狀規(guī)則的物體,截面圖形的形心即為重心。計算時可直接利用下列公式:X c =S X S i i ;Y c=SY S ii 式中,i i XS和i i Y S是物體

5、各面積乘以其相應(yīng)重心位置對X 軸和Y軸的距離的總和。第二節(jié)物體的穩(wěn)定一、物體翻倒的受力狀態(tài) 一般物體從靜止到翻倒都要經(jīng)過4種基本狀態(tài):穩(wěn)定狀態(tài)、穩(wěn)定平衡狀態(tài)、不穩(wěn)定狀態(tài)和傾覆狀態(tài)(見圖42。二、物體的穩(wěn)定條件 對于起重司索作業(yè)來說,保證物體的穩(wěn)定條件可以從兩個方面考慮。一是物體放置時應(yīng)保證有可靠的穩(wěn)定性,不傾倒(如圖44a所示。二是吊裝運輸過程中,亦應(yīng)有可靠的穩(wěn)定性,保證正常吊運中不傾斜和翻轉(zhuǎn),(如圖44b所示。放置物體時,物體的重心作用線接近或超過物體支承面的邊緣時(傾倒臨界線,物體是不穩(wěn)定的。由此可知,物體的重心越低,支承面越大,物體所處的狀態(tài)越穩(wěn)定。吊運物體時,為保證吊運過程中物體的穩(wěn)定

6、性,防止提升運輸中發(fā)生傾斜、擺動或翻轉(zhuǎn),應(yīng)使吊鉤吊點與被吊物重心在同一條鉛垂線上,(如圖41所示。 例如:流動式起重機工作 時也應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性。起重機的穩(wěn)定性簡單的說就是起重機的自重載荷G和起吊載荷G對傾覆邊的力矩之和要大于零,此條件可保證起重機不發(fā)生傾翻事故。(圖46是計算起重機穩(wěn)定性的簡化示意圖。第三節(jié)起重吊點選擇的原則在吊裝各種物體時,為避免物體的傾斜、翻倒、轉(zhuǎn)動,應(yīng)根據(jù)物體的形狀特點、重心位置,正確選擇起吊點。使物體在吊運過程中有足夠的穩(wěn)定性,以免發(fā)生事故。一、試吊法選擇吊點在一般吊裝工作中,多數(shù)起重作業(yè)并不需用計算法去準確計算物體的重心位置,而是估計物件的重心位置,采用低位試吊的方

7、法來逐步找到重心,確定吊點的綁扎位置。二、有起吊耳環(huán)的物件對于有起吊耳環(huán)的物件,其耳環(huán)的位置及耳環(huán)的強度是經(jīng)過計算而確定的,因此在吊裝過程中,應(yīng)用耳環(huán)作為連接物體的吊點,在吊裝前應(yīng)檢查耳環(huán)是否完好,必要時可加保護性輔助吊索。三、長方形物體吊點的選擇對于長形物體,若采用豎吊,則吊點應(yīng)在重心之上。用一個吊點時,吊點的位置擬在距起吊端的0.3L(L為桿件的長度處(如圖43。兩個吊點時,吊點分別距桿件兩端的距離為0.21L處(如圖43。三個吊點時,其中兩端的兩個吊點位置距各端的距離為0.13L,而中間的一個吊點位置則在桿件的中心(如圖43。四個吊點兩端的兩個吊點位置距各端的距離為0.095L,然后將兩

8、吊點的距離三等分,即可得到中間兩個吊點位置。中間吊點的間距為0.27L(圖5-4。 (a一個吊點起吊位置;(b兩個吊點起吊位置;(c三個吊點起吊位置 拖拉長物體時,應(yīng)順長度方向拖拉,綁扎點應(yīng)在重心的前端;橫拉時,兩個綁扎點應(yīng)在距重心等距離的兩端。四、方形物體吊點的選擇P86吊方形物體一般采用四個吊點,四個吊點的位置應(yīng)選擇在四邊對稱的位置上。吊點應(yīng)與吊物重心在同一條鉛垂線上,使吊物處于穩(wěn)定平衡狀態(tài),提升前應(yīng)作試吊,直到吊物獲得平衡為止,防止提升時發(fā)生滑動或滾動。五、機械設(shè)備安裝平衡輔助吊點(圖4-4P87 六、兩臺起重機吊同一物體時吊點的選擇物體的重量超過一臺起重機的額定起重量時,通常采用兩臺起

9、重機使用平衡梁吊運物體的方法。此方法應(yīng)滿足兩個條件:1、被吊物體的重量與平衡梁重量之和應(yīng)小于兩臺起重機額定起重量之和,并且每臺起重機的起重量應(yīng)留有1.2倍的安全系數(shù)。2、利用平衡梁合理地分配載荷,使兩臺起重機均不能超載。當兩臺起重機起重量相等時,則吊點應(yīng)選在平衡梁中點處(圖5-7。 當兩臺起重機重量不對等時(見圖5-8,則應(yīng)根據(jù)力矩平衡條件選擇起吊點的距離a 或b 。Gl Gn a 2= 或 G l Gn b 1= 在兩臺起重機同時吊運一個物體時,正確地指揮兩臺起重機統(tǒng)一動作也是安全完成吊裝工作的關(guān)鍵。七、物體翻轉(zhuǎn)吊運的選擇 P88物體翻轉(zhuǎn)常見的方法有兜翻,將吊點選擇在物體重心之下(圖45a

10、,或?qū)⒌觞c 選擇在物體重心一側(cè)(圖45b 。物體兜翻時應(yīng)根據(jù)需要加護繩,護繩的長度應(yīng)略長于物體不穩(wěn)定狀態(tài)時的長度,同時指揮吊車,使吊鉤順向移動,避免物體傾倒后的碰撞沖擊。對于大型物體翻轉(zhuǎn)吧,一般采用綁扎后利用幾組滑車或主副鉤或兩臺起重機在空中完成翻轉(zhuǎn)作業(yè)。翻轉(zhuǎn)綁扎時,應(yīng)根據(jù)物體的重心位置、形狀特點選擇吊點,使物體在空中能順利安全翻轉(zhuǎn)。 物體在翻轉(zhuǎn)或者吊運時,每個吊環(huán)、節(jié)點承受的力應(yīng)滿足物體的總重量。對大直徑薄壁型物體和大型桁架結(jié)構(gòu)吊裝,應(yīng)特別注意選擇吊點是否滿足被吊物件整體剛度或構(gòu)件結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性要求,避免起吊后發(fā)生整體變形或局部變形而造成損壞。應(yīng)采用臨時加固法或采用輔助吊具法(圖4-7 第

11、三節(jié)吊裝物體的綁扎方法為了保證物體在吊裝過程中安全可靠,吊裝之前應(yīng)根據(jù)物體的重量、外形特點、精密程度、安裝要求、吊裝方法,合理選擇綁扎方法及吊索具。綁扎的方法很多,應(yīng)選擇已規(guī)范化的綁扎方法。一、柱形物體的綁扎方法1、平行吊裝綁扎法平行吊裝綁扎法一般有兩種。一種是用一個吊點,僅用于短小、重量輕的物品。在綁扎前應(yīng)找準物件的重心,使被吊裝的物件處于水平狀態(tài),這種方法簡便實用,常采用單支吊索穿套結(jié)索法吊裝作業(yè)。同時根據(jù)所吊物體的整體和松散性,選用單圈或雙圈結(jié)索法(圖4-8。 另一種方法是用兩個吊點,這種吊裝方法是綁扎在物件的兩端,常采用雙支穿套結(jié)索法和吊籃式結(jié)索法(圖49。 a、雙支單雙圈穿套結(jié)索法b

12、、吊籃式結(jié)索法2、垂直斜形吊裝綁扎法 外形尺寸較長、對物件安裝有特殊要求的場合。其綁扎點多為一點綁法(也可兩點綁扎。綁扎位置在物體端部,綁扎時應(yīng)根據(jù)物件重量選擇吊索和卸扣,并采用雙圈或雙圈以上穿套結(jié)索法,防止物件吊起后發(fā)生滑脫(圖4-10。二、長方形物體的綁扎方法長方形物體綁扎方法較多,應(yīng)根據(jù)作業(yè)的類型、環(huán)境、設(shè)備的重心位置來確定。通常采用平行吊裝兩點綁扎法,如果物件重心居中可不用綁扎,采用兜掛法直接吊裝(圖4-11。 三、綁扎安全要求注意事項1、綁扎用鋼絲繩吊索,卸扣的選用要留有一定的安全余量,綁扎前必須進行嚴格檢查,如發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時更換,未達到報廢標準時,應(yīng)在出現(xiàn)異常部位處做出明顯標記,作

13、為繼續(xù)檢查的重點。2、用于綁扎的鋼絲繩吊索不得用插接、打結(jié)或繩卡固定連接的方法縮短或加長。綁扎時銳角處應(yīng)加防護襯墊,以防鋼絲繩損壞造成事故。3、綁扎后的鋼絲繩吊索提升重物時,各分支受力應(yīng)均勻,支間夾角一般不應(yīng)超過90°,最大時不得超過120°。4、采用穿套結(jié)索法,應(yīng)選用足夠長的的吊索,以確保擋套處角度不超過120°,且在擋套處不得向下施加損壞吊索的壓緊力。5、吊索繞過被吊重物的曲率半徑應(yīng)不小于該繩徑的2倍。6、綁扎吊運大型或薄壁物件時,應(yīng)采取加固措施。7、注意風載荷對物體引起的受力變化。四、設(shè)備掛繩捆綁及設(shè)備主體的保護一、設(shè)備掛繩的要求(1一般機械設(shè)備用單鉤起吊時

14、,吊鉤須通過設(shè)備重心,若用雙鉤起吊,則兩鉤至重心的距離應(yīng)與其承受的重量成比例。(2起吊鋼絲繩應(yīng)選取適當?shù)拈L度,吊索之間夾角不宜太大,一般不應(yīng)超過60°,對薄壁及精密零件夾角應(yīng)更小,在吊裝薄壁重物時,還須對其進行加固處理,以防止物體變形。(3設(shè)備在吊運過程中應(yīng)始終保持平穩(wěn),不得產(chǎn)生傾斜,鋼絲繩不允許在吊鉤上滑動。(4對于加工后的工件或完成油漆后的設(shè)備在吊裝時,不得擦傷工件表面或造成漆皮脫落。二、設(shè)備主體保護在起吊繩索與機體接觸部位,應(yīng)用襯袋、橡膠、木塊等隔離襯墊物保護或?qū)摻z繩吊索用橡膠管套好,這樣使用方便,可省去加墊操作時間。對于精密設(shè)備或設(shè)備安裝集中的場合,可制作專用工具如平衡梁、

15、專用吊索等起吊,提高工作效率和吊裝質(zhì)量。三、捆綁、起吊注意事項在對設(shè)備進行綁扎時,要合理地選擇綁扎點,綁扎點選擇的主要依據(jù)是設(shè)備的重心,即要找到設(shè)備或重物的重心位置。同理,設(shè)備的吊裝、翻身及吊裝用鋼絲繩受力分配等都要考慮設(shè)備的重心位置,重心是物體重量的中心,物件的全部重量都集中在重心上。當用一根繩索來起吊物體時,繩子的綁扎點應(yīng)在與重心成一條垂線的上方,以使物體穩(wěn)定;用兩根或兩根以上的繩索來起吊時,繩索的會合點(即吊鉤或繩索延長線的交點,應(yīng)與物體重心在一條直線上,且位于重心之上。物體吊點選擇的原則:(1有吊耳或吊環(huán)的物件,其吊點要用原設(shè)計的吊點;(2塔類設(shè)備吊裝,吊耳宜在設(shè)備重心上1m2m處對稱兩側(cè)位置;(3吊運設(shè)備或物體時,如果沒有規(guī)定的吊點,要使吊點或吊點連線與重心鉛垂線的交點在重心之上,綁扎點要針對構(gòu)件的形狀具體選擇:平吊長形物體如圓木、電桿、樁等,兩吊點的位置應(yīng)在重心的兩端;吊鉤通過重心,如豎吊物件,則吊點應(yīng)在重心之上;對于勻質(zhì)細長桿件的吊點位置按以下規(guī)定確定:一個吊點時,吊點的位置擬在距起吊端的0.3L(L為桿件的長度處(如圖43。兩個吊點時,吊點分別距桿件兩端的距離為0.21L處(如圖43。三個吊點時,其中兩端的兩個吊點位置距各端的距離為0