第二章 起重機(jī)主要零部件

1、第二章 起重機(jī)主要零部件 取物裝置 滑輪與卷桶 鋼絲繩 減速裝置 車(chē)輪與軌道2.1 取物裝置取物裝置 起重運(yùn)輸機(jī)械裝卸和搬運(yùn)的物品種類(lèi)繁多，因此，需要在起重機(jī)械上裝設(shè)各種取物裝置。 常用的取物裝置分為兩類(lèi)： 1）用于成件物品裝卸 如吊鉤、吊環(huán)、夾鉗和電磁吸盤(pán)等。 2）用于散粒物品的裝卸 如抓斗等。2.1.1 吊鉤吊鉤 （1）吊鉤的分類(lèi) 按吊鉤的形狀可分為單鉤和雙鉤。單鉤的優(yōu)點(diǎn)是制造與使用比較方便，雙鉤的受力情況比單鉤好。單鉤用于中小起重量，雙鉤用于大起重量。 按吊鉤制造方法分為鍛造吊鉤和板式吊鉤。鍛造吊鉤用于中小起重量，板式吊鉤用于大起重量。 按吊鉤用途可制成梯形斷面、T字型斷面和工字型斷面。

2、根據(jù)斷面承載能力分析，T字型斷面最合理，但制造工藝復(fù)雜。一般常用的是梯形斷面，受力較合理，制造工藝簡(jiǎn)單。（）吊鉤的受力分析 根據(jù)受力情況，吊鉤的危險(xiǎn)斷面有以下三種情況。設(shè)吊鉤上吊掛貨物的重量為Q，則： 對(duì)于A-A斷面，在Q的作用下，有將吊鉤拉斷的趨勢(shì)，其拉應(yīng)力為 （2-1） 式中FA 為斷面A-A的面積（mm2）AAFQ 對(duì)于B-B斷面，除受Q的拉應(yīng)力外，還受到力矩M的作用。因此，吊鉤有被拉直的趨勢(shì)。 （2-2）正因?yàn)榱豈，所以吊鉤的梯形斷面內(nèi)側(cè)大、外側(cè)小。QeaM)21(1 對(duì)于C-C斷面，Q通過(guò)鋼絲繩作用在該斷面上，有使 吊鉤被切斷的趨勢(shì)。該斷面所受的切應(yīng)力為 （2-3） 式中FC 為斷

3、面C-C的面積（mm2）。CFQ（3）吊鉤的計(jì)算 鉤柱強(qiáng)度計(jì)算。吊鉤尾部螺紋柱的拉應(yīng)力為 （2-4） Q起重量（N） d0螺紋內(nèi)徑（mm） 許用應(yīng)力（N/mm2） 鉤身強(qiáng)度計(jì)算查閱具體資料（材料力學(xué)、失效分析） 204dQ （4）吊鉤的安全使用吊鉤的負(fù)荷試驗(yàn) 新吊鉤，試驗(yàn)，吊1.25倍的額定載荷，不少于10分鐘。 吊鉤上不得有裂紋、斷裂或永久變形。 撤去試驗(yàn)載荷后，開(kāi)口度不應(yīng)超過(guò)0.25%吊鉤的安全檢驗(yàn) 每年檢查一至三次 可用探傷儀或20倍放大鏡檢查，吊鉤表面、鉤尾部位、鉤口尺寸、鉤口咀2.1.2 抓斗 用于抓取塊狀、散粒狀物料（如礦石、水泥、鐵屑及鐵皮等）。 通常應(yīng)用最廣泛的是雙繩抓斗。 （

4、1）雙繩抓斗的結(jié)構(gòu)與工作原理 雙繩抓斗是由顎板、下橫梁、支撐桿和上橫梁組成。支持繩和開(kāi)閉繩分別卷繞到支持卷筒和開(kāi)閉卷筒上。抓斗的操作過(guò)程分為以下四個(gè)步驟： 降斗。抓斗張開(kāi)下降到貨物堆上，此時(shí)支持繩和開(kāi)閉繩以相同速度下降，在下降過(guò)程中，抓斗的自重主要由支持繩來(lái)承受，以防抓斗自動(dòng)關(guān)閉。 閉斗。抓斗插入物料堆后，支持繩保持不動(dòng)，開(kāi)動(dòng)開(kāi)閉卷筒提升開(kāi)閉繩，迫使顎板閉合抓取物料。 升斗。抓斗完全閉合后，開(kāi)動(dòng)支持卷筒和開(kāi)閉卷筒，使支持繩和開(kāi)閉繩以相同速度上升，直到抓斗升到預(yù)定高度為止。 開(kāi)斗。將抓斗移動(dòng)到卸料地點(diǎn)，支持繩保持不動(dòng)，使開(kāi)閉繩下放，靠物料重量和抓斗顎板自重作用，使抓斗張開(kāi)卸出物料。然后進(jìn)入下一個(gè)

5、工作循環(huán)。（）抓斗的安全使用 抓斗各機(jī)構(gòu)構(gòu)件的動(dòng)作應(yīng)靈敏可靠； 滑輪和滑輪罩之間要留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以免鋼絲繩脫槽被擠在兩者之間，造成事故； 抓斗起升時(shí)，應(yīng)使開(kāi)閉繩和支持繩受力均衡，以防開(kāi)閉繩超載發(fā)生斷裂事故； 抓斗刃口閉合要嚴(yán)密。刃口錯(cuò)位和斗口接觸處的間隙應(yīng)小于3mm，且最大間隙處的長(zhǎng)度不大于200mm。2.1.3 電磁吸盤(pán)用于搬運(yùn)具有導(dǎo)磁性的材料和黑色金屬制品。一般由外殼、線(xiàn)圈、底座（非磁性高錳鋼板）和螺栓等零部件組成。工作原理，接通電源，使電磁鐵線(xiàn)圈帶電，電磁盤(pán)產(chǎn)生磁性，所形成的磁通由電磁鐵的外殼通過(guò)物件而閉合，物件被電磁鐵吸附。電磁線(xiàn)圈斷電后，電磁吸盤(pán)失去磁性，被吸附物件脫落。電磁吸盤(pán)的

6、吸力可用下式確定： 電磁鐵線(xiàn)圈有效磁通量（GS） F 電磁鐵磁極面積（mm2） 電磁吸盤(pán)有圓形和方形兩種。圓形電磁吸盤(pán)適于吸附鋼錠、鋼板和鋼塊等；方形電磁吸盤(pán)適于吸附條形的鋼板、鋼管、型鋼等。 NPF1025000電磁吸盤(pán)搬運(yùn)物料，可不用掛鉤及捆綁等工序，操作方便、工作效率高，廣泛應(yīng)用于冶金工廠(chǎng)。但是電磁吸盤(pán)的吸附能力并不是恒定不變的，它與吸附材料的形狀、尺寸和大小、溫度以及電磁吸盤(pán)溫升和供電電壓等都有關(guān)系，因此適應(yīng)性差。使用時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)： （1）電磁吸盤(pán)不許吊運(yùn)溫度高于200C的物品。當(dāng)物品溫度高于200C時(shí)，必須采用有特殊散熱條件的電磁盤(pán)來(lái)承擔(dān)，但物品的溫度應(yīng)小于700C；（2）電磁吸

7、盤(pán)在吊運(yùn)物料時(shí)，因?yàn)殡S時(shí)都有斷電造成物料墜落的危險(xiǎn)。所以，采用電磁吸盤(pán)搬運(yùn)物料時(shí)，不準(zhǔn)在人或設(shè)備上方工作。2.2 滑輪與卷筒2.2.1 滑輪在起重機(jī)械中，滑輪的主要作用是改變鋼絲繩運(yùn)動(dòng)的方向。如果多個(gè)滑輪組成滑輪組，可達(dá)到省力的目的。（1）滑輪的類(lèi)型與結(jié)構(gòu) 按滑輪的作用，可分為工作滑輪和平衡滑輪兩類(lèi)。工作滑輪，根據(jù)滑輪軸線(xiàn)是否運(yùn)動(dòng)，又分為動(dòng)滑輪和定滑輪。動(dòng)滑輪。除能繞滑輪軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可和軸一起在空間運(yùn)動(dòng)。動(dòng)滑輪可實(shí)現(xiàn)省力和省時(shí)的目的。定滑輪。只能繞滑輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，起改變鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向的作用。平衡輪。工作時(shí)，不繞自身軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，只利用在空間的擺動(dòng)作用來(lái)均衡鋼絲繩的拉力。 滑輪的制造可采用鍛造、鑄造和

8、焊接等方式?；喴话阌奢喚?、輪輻和輪轂三部分構(gòu)成。 造成鋼絲繩破壞的主要原因，鋼絲繩經(jīng)過(guò)滑輪時(shí)，產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。 因此，為提高鋼絲繩壽命，就 D滑輪槽底直徑 d 鋼絲繩直徑 Ke系數(shù)eKdDKe值的最小允許值 滑輪槽底部半徑應(yīng)能滿(mǎn)足鋼絲繩順利通過(guò)滑輪而不被卡住，并盡可能增大鋼絲繩與滑輪的接觸面積 一般 R=（0.530.6）d。 當(dāng)鋼絲繩偏斜時(shí)，為防止脫槽，繩槽兩側(cè)面的夾角 3545。傳動(dòng)方式工作類(lèi)型系數(shù)Ke手動(dòng)18機(jī)動(dòng)輕級(jí)20中級(jí)25重級(jí)、特重級(jí)30抓斗滑輪18（2）滑輪的安全使用與檢查 除經(jīng)常潤(rùn)滑外，一到兩個(gè)月全面檢查一次 有無(wú)裂紋和破碎處，如發(fā)現(xiàn)損壞，及時(shí)更換；是否正常轉(zhuǎn)動(dòng)。一

9、般用手能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。否則，需拆開(kāi)清洗。側(cè)向擺動(dòng)不得超過(guò)其名義直徑的1/1000；滑輪槽徑向磨損超過(guò)繩徑的25%，壁厚磨損超過(guò)原厚度的10%，應(yīng)修復(fù)或更換；滑輪軸磨損量達(dá)原直徑的5%；襯套磨損超過(guò)原厚度的20%，應(yīng)更換；軸孔內(nèi)缺陷面積超過(guò)0.25cm2、深度大于4mm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修理或更換。（3）滑輪組滑輪組類(lèi)型單聯(lián)滑輪組單聯(lián)滑輪組：優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重量輕缺點(diǎn)鋼絲繩沿卷筒軸向移動(dòng)，支座承載不均；如無(wú)導(dǎo)向裝置，吊鉤在升降中，也會(huì)產(chǎn)生水平位移不適用于橋式起重機(jī)雙聯(lián)滑輪組雙聯(lián)滑輪組由動(dòng)滑輪、定滑輪和平衡輪構(gòu)成。平衡輪調(diào)節(jié)兩邊鋼絲繩的拉力和長(zhǎng)度。避免了單聯(lián)滑輪組中支座承載不均和貨物沿水平方向產(chǎn)生水平位移的

10、缺點(diǎn)。多用于橋架類(lèi)型的起重機(jī)上。滑輪組倍率 即其省力倍數(shù)，或稱(chēng)滑輪組速比，以a表示 Q起升貨物重量（N） T0每一分支鋼絲繩理論拉力（N） vs鋼絲繩卷繞速度（m/min） vq貨物起升速度（m/min）qsvvTQa0 如不計(jì)鋼絲繩繞過(guò)滑輪的阻力，則每一分支鋼絲繩的拉力相等，有 i 鋼絲繩分支數(shù) 單聯(lián)滑輪組: ai 雙聯(lián)滑輪組: ai/2 iQT0滑輪組效率鋼絲繩繞滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，克服摩擦阻力和僵性阻力因此，其實(shí)際拉力大于理論拉力，即TT0 a 滑輪組倍率 單個(gè)滑輪效率TTZ0)1 (1aaZ起重量與滑輪組倍率的關(guān)系起重量(t)5 10(8) 15(16) 20 30(32)50 75100倍率(

11、a)22344562.2.2 卷筒（1）卷筒的結(jié)構(gòu) 根據(jù)不同作業(yè)要求，有圓柱形、圓錐形或曲線(xiàn)形。橋式起重機(jī)上多采用圓柱形卷筒，其表面切出螺旋槽，以增大鋼絲繩和卷筒接觸面積，使鋼絲繩排列整齊，防止鋼絲繩互相摩擦，延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命，并保持重物升降準(zhǔn)確。鋼絲繩在卷筒上的卷繞方式分為單層繞和多層繞兩種。橋式起重機(jī)多采用單層繞卷筒。單層繞卷筒的繩槽分為標(biāo)準(zhǔn)槽與深槽兩種。設(shè)繩槽半徑為R，槽深為C，槽節(jié)距為t，鋼絲繩直徑d， 有 R（0.530.6）d 標(biāo)準(zhǔn)槽： C1（0.30.4）d，t1d+(23)mm 深槽： C2（0.60.9）d，t2d+(68)mm（2）卷筒的安全使用經(jīng)常受鋼絲繩擠壓、彎曲和

12、扭轉(zhuǎn)作用，因此每月檢查一次。注意卷筒軸和齒輪嚙合情況、零件緊固；鋼絲繩尾端固定裝置，應(yīng)有防松或自緊性能；卷筒出現(xiàn)裂紋，應(yīng)更換；繩槽磨損達(dá)原筒壁厚的20%，應(yīng)更換；鋼絲繩相對(duì)繩槽偏角不大于46，否則可能出現(xiàn)跳槽現(xiàn)象。（3）卷筒的驗(yàn)算主要指卷筒的直徑、長(zhǎng)度和厚度卷筒直徑 D0卷筒名義直徑，從鋼絲繩中心算起（mm） Ke系數(shù) d鋼絲繩直徑（mm） 卷筒名義直徑已系列化，其數(shù)值為：300，400，500，650，700，800，900，1000， mmdKDe0卷筒長(zhǎng)度主要由起升高度和滑輪組倍率來(lái)確定。單層繞卷筒的長(zhǎng)度確定方法：1)單聯(lián)滑輪組L=L0+L1+2L2 2)雙聯(lián)滑輪組L=2(L0+L1+L

13、2)+L3 L1固定繩端所需長(zhǎng)度，一般取L1=t L2卷筒兩端空余部分，根據(jù)卷筒結(jié)構(gòu)定 L3雙聯(lián)卷筒中間無(wú)槽部分的長(zhǎng)度 L0卷筒上螺旋槽部分的長(zhǎng)度，由下式確定 H起升高度 a滑輪組倍率 t螺旋槽節(jié)距 D0鋼絲繩卷繞直徑 n附加安全圈（減載圈），以減小鋼絲繩尾端拉力，有利于固定。一般取n=1.53圈。tnDHaL)(00雙聯(lián)卷筒中間無(wú)槽部分的長(zhǎng)度L3確定方法：L外側(cè)或內(nèi)側(cè)動(dòng)滑輪的間距 Hmin卷筒軸到動(dòng)滑輪的最小距離 鋼絲繩允許偏角，在46之間tgHLLmin432最近事故案例 據(jù)新華社電 開(kāi)往日本首都東京羽田機(jī)場(chǎng)的一列輕軌列車(chē)3月25日被一臺(tái)起重機(jī)砸中，大約100名乘客被困車(chē)廂，所幸無(wú)人傷亡。

14、東京警察廳說(shuō)，一輛車(chē)載起重機(jī)事發(fā)前停在輕軌下方一條公路上，執(zhí)行安裝交通標(biāo)志牌任務(wù)。起重機(jī)臂觸碰到途經(jīng)那里的一列輕軌列車(chē)車(chē)廂。東京警察廳說(shuō)，事故發(fā)生后，公司派遣另一列列車(chē)沿另一條軌道開(kāi)往事故現(xiàn)場(chǎng)，將受損列車(chē)上的乘客接走 2.3 鋼絲繩鋼絲繩具有張度大、自重輕、撓性好、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、極少突然斷裂等優(yōu)點(diǎn)（1） 鋼絲繩結(jié)構(gòu)及選用 鋼絲繩是易損件，使用中必須保持足夠的強(qiáng)度。因此，選用鋼絲繩，必須經(jīng)過(guò)計(jì)算，驗(yàn)證合格后允許使用。靜拉力計(jì)算Q起重量（N） i承載鋼絲繩根數(shù)滑輪組效率ZiQTZ 根據(jù)鋼絲繩的靜拉力T和安全系數(shù)K，確定出鋼絲繩的最大拉力 TmaxTKT T鋼絲繩的許用應(yīng)力K鋼絲繩的安全系數(shù)，見(jiàn)下表工作

15、類(lèi)型輕級(jí)中級(jí)重級(jí)捆綁用繩安全系數(shù)5.05.56.0510 驗(yàn)算鋼絲繩的直徑鋼絲繩的使用壽命，主要與卷筒、滑輪的直徑大小，數(shù)目及使用與維護(hù)等因素有關(guān)。因此，為提高鋼絲繩使用壽命，鋼絲繩直徑與滑輪和卷筒的直徑必須滿(mǎn)足一定的關(guān)系。這一點(diǎn)已經(jīng)在前述課程中講到。捆綁鋼絲繩的安全使用 鋼絲繩捆綁起升重物，受力復(fù)雜，磨損嚴(yán)重，需考慮）捆綁繩的安全角度）鋼絲繩曲率半徑對(duì)承載能力的影響使用鋼絲繩的安全要求）鋼絲繩的維護(hù)a.鋼絲繩使用時(shí)，保持清潔、潤(rùn)滑良好；b.鋼絲繩不允許打結(jié)、繩股突出或扭曲；c.在繩槽中和卷筒上固定正確，且牢固可靠；d.不允許超負(fù)荷使用。高溫環(huán)境作業(yè)，應(yīng)有絕熱裝置；e.防止受到突然載荷沖擊；f

16、.與平衡輪固定架之間不能產(chǎn)生卡死和摩擦現(xiàn)象。）鋼絲繩的更換定期檢修，發(fā)現(xiàn)磨損腐蝕嚴(yán)重或斷絲現(xiàn)象，按規(guī)定報(bào)廢更換a.交繞鋼絲繩。斷絲數(shù)占總數(shù)的10%時(shí)，應(yīng)更換新的；b.順繞鋼絲繩。斷絲數(shù)占總數(shù)的5%時(shí)，應(yīng)更換新的；c.鋼絲繩中，若有一股折斷時(shí)，應(yīng)立即更換；d.鋼絲繩外層磨損達(dá)40%或鋼絲繩直徑磨損減小達(dá)15%時(shí)，應(yīng)更換；e.鋼絲繩磨損嚴(yán)重，尚未達(dá)到40%，根據(jù)磨損程度，應(yīng)降低報(bào)廢斷絲數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并按折減后的斷絲數(shù)更換。鋼絲繩端部固定）固定方法 a.端部捆扎。將鋼絲繩一端繞過(guò)套環(huán)后，與自身編織在一起，然后用細(xì)鋼絲扎緊。b.楔形套筒固定。將鋼絲繩一端繞過(guò)楔塊，與楔塊一起放入套筒內(nèi)，楔塊在套筒的鎖緊作用下

17、，將鋼絲繩與套筒固定為一體。c.錐形套筒鉛固定。鋼絲繩穿過(guò)錐形淘筒，然后將末端鋼絲松散，并彎成鉤狀，再澆入鉛或鋅液，凝固后與套筒固定為一體。d.繩卡固定。簡(jiǎn)單、可靠，應(yīng)用廣泛。）安全要求a.用捆扎連接時(shí)，捆扎長(zhǎng)度L=(2025)d(d為鋼絲繩直徑)，并且不得小于300mm。連接處的強(qiáng)度，不得小于鋼絲繩破斷拉力的75%；b.用楔形套筒連接時(shí)，連接處的強(qiáng)度，不得小于鋼絲繩破斷拉力的75%；c.用錐形套澆鑄法連接時(shí)，連接處的強(qiáng)度應(yīng)與鋼絲繩的破斷拉力相等；d.用繩卡連接時(shí)，繩卡數(shù)量按下頁(yè)表中選取，同時(shí)應(yīng)保證連接強(qiáng)度不得小于鋼絲繩破斷拉力的85%。 繩卡壓板應(yīng)在鋼絲繩長(zhǎng)頭一邊，U型螺栓扣在短頭一邊，繩卡

18、間距不應(yīng)小于鋼絲繩直徑的6倍。鋼絲繩直徑(mm)716192728373845繩卡數(shù)量34562.4減速器減速裝置是起重機(jī)上的主要傳動(dòng)部件，使電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為機(jī)構(gòu)所需要的工作速度。通常有兩類(lèi)一類(lèi)是開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器和車(chē)輪等部件組成另一類(lèi)是封閉齒輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，潤(rùn)滑條件好，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便，起重機(jī)上應(yīng)用廣泛（1）JZQ系列漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪減速器 適用于間歇性工作或長(zhǎng)期工作，其圓周速度不超過(guò)10米每秒，效率不低于0.94。共有9種傳動(dòng)比傳動(dòng)比代號(hào)傳動(dòng)比i48.57 40.1731.523.34 20.49 15.75 12.63 10.358.23 ZQ型大傳動(dòng)比減速器，是在前述基礎(chǔ)上增加一級(jí)中心距得的大傳動(dòng)比傳動(dòng)比代號(hào)傳動(dòng)比i317.28291.19265.71243.86223.80191.22163.38141.73121.1092.2181.1065.54 QJ型減速器是在ZQ型大傳動(dòng)比減速器基礎(chǔ)上更新的產(chǎn)品，其工作條件： a.齒輪圓周速度不大于20米每秒； b.高速軸轉(zhuǎn)速不大于1500轉(zhuǎn)每分鐘； c.工作環(huán)境溫度零下40攝氏度到45攝氏度之間； d.適于正反轉(zhuǎn)。 QJ型減速器有15種中心距，每種中心距有14種傳動(dòng)比，9種裝配型式，3種輸出軸型式，三級(jí)減速器有兩種組合方