起重機(jī)械培訓(xùn)班講義-基礎(chǔ)

起重機(jī)械培訓(xùn)班講義(1)起重機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)二O一O年四月Monday,November7,20221起重機(jī)的分類、主要參數(shù)和組成起重機(jī)設(shè)計(jì)總論起重機(jī)機(jī)構(gòu)及主要零部件起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)常用材料橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)安全保護(hù)裝置

11/7/20222第一節(jié)起重機(jī)的分類、主要參數(shù)和組成一、起重機(jī)的分類（一）定義：起重機(jī)——以間歇、重復(fù)方式工作，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(shí)現(xiàn)垂直升降和水平移動(dòng)。（二）起重機(jī)又可分為：1.橋架型：①橋式起重機(jī)；11/7/20223②門式起重機(jī)；③裝卸橋；④架橋機(jī)；2.繩索型：①纜索起重機(jī)；②門式纜索起重機(jī)；3.臂架型：①門座起重機(jī)；②半門座；③塔式；④鐵路起重機(jī)；⑤流動(dòng)式；⑥浮式；⑦甲板；⑧桅桿；⑨懸臂；11/7/2022411/7/2022511/7/2022611/7/2022711/7/20228二、起重機(jī)械的主要參數(shù)（一）起重量G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。11/7/202291.額定起重量Gn額定起重量，是指起重機(jī)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(duì)于幅度可變的起重機(jī)，其額定起重量是隨幅度變化的。其名義額定起重量，是指最小幅度時(shí)，起重機(jī)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。11/7/2022102.總起重量Gt總起重量，是指起重機(jī)能吊起的重物或物料，連同可分吊具和長(zhǎng)期固定在起重機(jī)上的吊具或?qū)倬撸òǖ蹉^、滑輪組、起重鋼絲繩以及在臂架或起重小車以下的其他起吊物）的質(zhì)量總和。3.有效起重量Gp有效起重量，是指起重機(jī)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(jī)，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。11/7/202211（二）跨度S橋架型起重機(jī)運(yùn)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）。（三）軌距k對(duì)于小車，為小車軌道中心線之間的距離；11/7/202212

(四)基距B

基距也稱軸距，是指沿縱向運(yùn)動(dòng)方向的起重機(jī)或小車支承中心線之間的距離。

（五）幅度L起重機(jī)置于水平場(chǎng)地時(shí)，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。11/7/202213（六）起重力矩M起重力矩是幅度L與其相對(duì)應(yīng)的起吊物品重力G的乘積，M=G·L。（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。（八）輪壓P輪壓是指一個(gè)車輪轉(zhuǎn)遞到軌道或地面上的最大垂直載荷。單位為N。11/7/202214（九）起升高度H和下降深度h起重高度，是指起重機(jī)水平停機(jī)面或運(yùn)行軌道至吊具允許最高位置的垂直距離，單位為m。（十）運(yùn)行速度V起升（下降）速度Vn，是指穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，額定載荷的垂直位移速度（m/min）。11/7/202215（十一）起重機(jī)工作級(jí)別起重機(jī)工作級(jí)別是考慮起重量和時(shí)間的利用程度以及工作循環(huán)次數(shù)的工作特性。它是按起重機(jī)利用等級(jí)（整個(gè)設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，總的工作循環(huán)次數(shù)）和載荷狀態(tài)劃分的。起重機(jī)載荷狀態(tài)按名義載荷譜系分為輕、中、重、特四級(jí)；起重機(jī)的利用等級(jí)分為U0～U9十級(jí)。起重機(jī)工作級(jí)別，也就是金屬結(jié)構(gòu)的工作級(jí)別，按主起升機(jī)構(gòu)確定，分為A1～A8級(jí)。11/7/202216三、起重機(jī)的組成(參見P34)1.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)/液壓傳動(dòng)系統(tǒng)2.金屬結(jié)構(gòu)3.電氣/液壓控制系統(tǒng)4.安全保護(hù)系統(tǒng)11/7/202217第二節(jié)起重機(jī)設(shè)計(jì)總論

起重機(jī)安全正常工作的條件起重機(jī)載荷分類

載荷組合許用應(yīng)力和安全系數(shù)

11/7/202218一、起重機(jī)安全正常工作的條件為了保證起重機(jī)的安全正常工作，起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列三個(gè)基本條件：（一）金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗屈曲能力。（二）整機(jī)必須具有必要的抗傾覆穩(wěn)定性。11/7/202219（三）原動(dòng)機(jī)具有滿足作業(yè)性能要求的功率，制動(dòng)裝置提供必需的制動(dòng)力矩。1.強(qiáng)度——金屬構(gòu)件抵抗外力作用不產(chǎn)生破壞的能力。2.剛度——在外力作用下，金屬構(gòu)件抵抗產(chǎn)生彈性變形的能力。3.穩(wěn)定性——金屬構(gòu)件承受壓力載荷作用時(shí)，保持原有幾何形狀的能力。11/7/202220二、起重機(jī)載荷分類

作用于起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)上的載荷，根據(jù)其不同特點(diǎn)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）11/7/202221（一）基本載荷基本載荷指始終和經(jīng)常作用在起重機(jī)結(jié)構(gòu)上的載荷，即起重機(jī)正常工作時(shí)必然出現(xiàn)的載荷，包括：（1）自重載荷PG指起重機(jī)的結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備及電氣設(shè)備等的重力（亦稱固定載荷）。11/7/202222（2）起升載荷PQ指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(yīng)計(jì)算在起升載荷之中。起重機(jī)起升高度小于50m時(shí)，起升載荷可不計(jì)起升鋼絲繩的重力。11/7/202223（3）水平慣性載荷PH指運(yùn)行、回轉(zhuǎn)或變幅機(jī)構(gòu)起（制）動(dòng)時(shí)引起的水平慣性載荷。（二）附加載荷附加載荷指起重機(jī)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(jī)正常工作時(shí)并非必然出現(xiàn)而是可能出現(xiàn)的載荷），包括：11/7/202224（1）工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷Pw，i；（2）有軌起重機(jī)偏斜運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力PS；（3）根據(jù)實(shí)際情況決定需加以考慮的溫度載荷、冰雪載荷及某些工藝性載荷。11/7/202225（三）特殊載荷特殊載荷指起重機(jī)在非工作狀態(tài)或試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)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：（1）非工作狀態(tài)下的風(fēng)載荷Pw，o；（2）試驗(yàn)載荷；11/7/202226（3）根據(jù)實(shí)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；（4）工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)偶然可能承受的碰撞載荷PC；（5）工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)偶然可能承受的帶剛性起升導(dǎo)架的小車的傾翻水平力PSL。11/7/202227（四）機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的沖擊動(dòng)力載荷系數(shù)1.起升沖擊系數(shù)起升質(zhì)量突然離地起升或下降制動(dòng)時(shí)，自重載荷將產(chǎn)生沿其加速度相反方向的沖擊作用，用起升沖擊系統(tǒng)來考慮這種作用的影響。一般0.9≤≤1.111/7/2022282.起升載荷動(dòng)載系數(shù)起升質(zhì)量突然離地起升或下降制動(dòng)時(shí)，對(duì)承載結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷作用，從而引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)，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(dòng)載系數(shù)，來考慮起升載荷的這種動(dòng)力響應(yīng)。一般=1.0～2.011/7/2022293.突然卸載沖擊系數(shù)當(dāng)起升質(zhì)量部分或全部突然卸載時(shí)，將對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)減載作用?？紤]這種工況時(shí)，通常將起升載荷乘以突然卸載沖擊系數(shù)，按下式計(jì)算：11/7/202230式中——起升質(zhì)量中突然卸去的那部分質(zhì)量（kg）；——起升質(zhì)量（kg）；——系數(shù)，對(duì)抓斗起重機(jī)，=0.5；對(duì)電磁起重機(jī)，=1.0。11/7/2022314.運(yùn)行沖擊系數(shù)當(dāng)起重機(jī)或其一部分裝置（小車）沿道路運(yùn)行時(shí)，由于道路或軌道不平（有接縫）而使運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量產(chǎn)生鉛垂方向的沖擊作用。計(jì)算時(shí)應(yīng)將自重載荷和起升載荷乘以運(yùn)行沖擊系數(shù)。有軌運(yùn)行時(shí)，按下式計(jì)算：式中——軌道接縫處兩軌道頂面的高度差（mm）；——運(yùn)行速度（m/s）。以上系數(shù)不重復(fù)計(jì)算！

11/7/202232三、載荷組合GB3811規(guī)定了三種組合方式：只考慮基本載荷為第Ⅰ類載荷組合1.零件和構(gòu)件的疲勞、磨損、發(fā)熱按第Ⅰ類載荷組合計(jì)算。11/7/202233

2.考慮基本載荷與附加載荷為第Ⅱ類載荷組合零件和構(gòu)件的靜強(qiáng)度、整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性按第Ⅱ類載荷組合計(jì)算。此外，校核原動(dòng)機(jī)的過載熱能力和制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也應(yīng)按第Ⅱ類載荷組合計(jì)算。11/7/202234

3.考慮基本載荷與特殊載荷或三種載荷都考慮為第Ⅲ類載荷組合.按第Ⅲ類載荷組合校核整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性和防風(fēng)抗滑安全性；對(duì)承受風(fēng)載荷的機(jī)構(gòu)零部件、抗傾覆和防滑安全裝置的零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

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四、許用應(yīng)力和安全系數(shù)

起重機(jī)按許用應(yīng)力法進(jìn)行疲勞和靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，基本條件是保證零部件或構(gòu)件的危險(xiǎn)截面或計(jì)算截面的危險(xiǎn)點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)力小于許用應(yīng)力。材料極限應(yīng)力與許用應(yīng)力（或計(jì)算應(yīng)力）之比，就是安全系數(shù)。11/7/202236第三節(jié)起重機(jī)機(jī)構(gòu)及主要零部件11/7/202237一、各種機(jī)構(gòu)1.起升機(jī)構(gòu)11/7/2022382.小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)11/7/20223911/7/2022403.大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)11/7/20224111/7/20224211/7/202243二、主要零部件（一）電機(jī)1.起重及冶金用電動(dòng)機(jī)型號(hào)YZ和YZR，老型號(hào)為JZ2和JZR2；2.特點(diǎn)：運(yùn)用于短時(shí)或斷續(xù)周期性工作，具有較高的過載能力和機(jī)械強(qiáng)度；11/7/2022443.基本要求和參數(shù)（1）一般環(huán)境用：防護(hù)等級(jí)IP44，環(huán)境溫度40℃；冶金環(huán)境用：防護(hù)等級(jí)IP54，環(huán)境溫度60℃；11/7/202245（2）基準(zhǔn)工作制：S3—40%（S3，負(fù)載持續(xù)率40%，每個(gè)工作周期10min或每小時(shí)循環(huán)6次），功率等參數(shù)均按此標(biāo)準(zhǔn)；（3）頻率50HZ，電壓380Ｖ，定子一般Y接法，轉(zhuǎn)子均按Y接法。（4）在額定電壓下的最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)在2.3～2.811/7/202246（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11/7/20224711/7/202248（三）浮動(dòng)軸（四）制動(dòng)器種類：塊式、蹄式、帶式、盤式、錐形。塊式雙分為電磁塊式和電力液壓塊式等。11/7/20224911/7/20225011/7/202251在用起重設(shè)備上制動(dòng)器的安全檢查：1.動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)，其起升、變幅、回轉(zhuǎn)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)都必須裝設(shè)制動(dòng)器。2.起升、變幅機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器必須是常閉式的。3.吊運(yùn)熾熱金屬或易燃易爆危險(xiǎn)品，以及一旦發(fā)生事故可能造成重大危險(xiǎn)或損失的起升機(jī)構(gòu)；其每一套驅(qū)動(dòng)裝置都應(yīng)裝設(shè)2套制動(dòng)器。11/7/202252（五）減速器種類：ZQ型、QJ型（焊接箱體）、QS型（三合一）、行星齒輪分為普通和硬齒面，臥式、立式、三合一式；立式減速器又有套裝和外出軸式。選用減速器注意以下三點(diǎn)：1、高速軸的許用功率[N][N]≥N靜2、低速軸的最大許用扭矩[M]3、低速軸最大徑向載荷計(jì)算11/7/202253（六）卷筒種類：鑄造卷筒、焊接卷筒11/7/20225411/7/202255卷筒的安全檢驗(yàn)及報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)：卷筒上鋼絲繩尾端的固定裝置，應(yīng)有防松或自緊的性能；2.多層纏繞的卷筒，端部應(yīng)有凸緣。凸緣高出量，應(yīng)比最外層高出2倍鋼絲繩直徑或鏈條的寬度；3.用于起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)的卷筒，筒體內(nèi)無貫通支承軸的結(jié)構(gòu)時(shí)，宜采用鋼材制造。11/7/2022564.卷筒直徑與鋼絲繩直徑的比值h5.卷筒上的鋼絲繩工作時(shí)放出最多時(shí)、卷筒上的余留部分除固定繩尾的圈數(shù)，至少還應(yīng)纏繞2～3圈，以避免繩尾壓板或楔套、楔塊受力。6.卷筒出現(xiàn)裂紋或筒壁磨損達(dá)原壁厚的20%時(shí)，應(yīng)報(bào)廢。11/7/202257（七）鋼絲繩1.鋼絲繩的用途及構(gòu)造鋼絲繩是起重機(jī)械的重要零件之一。它具有強(qiáng)度高、撓性好、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)、極少突然斷裂等優(yōu)點(diǎn)。起重機(jī)用鋼絲繩的強(qiáng)度一般為1400-1700N/mm2之間。11/7/202258（1）金屬芯——用軟鋼絲制成，可耐高溫并能承受較大的擠壓應(yīng)力，繞性較差，適用于高溫或多層纏繞的場(chǎng)合。（2）有機(jī)芯——通常用浸透潤滑油的麻繩制成，亦有采用棉芯的。有機(jī)芯易燃，不能用于高溫場(chǎng)合。（3）石棉芯——用石棉繩制成，可耐高溫。11/7/2022592.鋼絲繩的類型（1）根據(jù)鋼絲繩捻繞的次數(shù)分：①單繞繩②雙繞繩11/7/202260（2）根據(jù)股中相鄰二層鋼絲的接觸狀態(tài)分：①點(diǎn)接觸鋼絲繩②線接觸鋼絲繩②-1外粗型(x-t型)：又稱西爾型（X型）②-2粗細(xì)型(x-y型)②-3密集型(x-c型)③面接觸鋼絲繩11/7/202261（3）根據(jù)鋼絲繩捻繞的方向分：①順繞繩；②交繞繩；③混繞繩。（4）按鋼絲繩的繞向分：①右繞繩；②左繞繩；（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。11/7/2022623、鋼絲繩的標(biāo)記老標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩6×（19）-21.5-1550-1-光-GB1102-7411/7/202263新標(biāo)準(zhǔn)18NAT6（9+9+1）+NF1700ZZ190117GB/T891818-繩徑NAT-光面絲6-6股(9+9+1)-股結(jié)構(gòu)NF-天然芯1770-抗拉強(qiáng)度（N/mm2）Z-繩右捻Z-股右捻190-破斷拉力（KN）117—每百米長(zhǎng)質(zhì)量（1g/100m）11/7/202264※說明：（1）尺寸①圓形鋼絲繩—表示鋼絲繩的公稱外接園直徑。②編制鋼絲繩—同上（見右圖）（2）鋼絲繩的表面狀態(tài)①光面鋼絲：NAT11/7/202265

②A級(jí)鍍鋅鋼絲：2AA③AB級(jí)鍍鋅鋼絲：2AB④B級(jí)鍍鋅鋼絲：2BB（3）股結(jié)構(gòu)代號(hào)①外粗型—又稱西爾型（S型）：S②粗細(xì)型—又稱瓦林吞型：W③密集型—又稱填充型：T11/7/202266（4）鋼絲繩結(jié)構(gòu)有繩外部外中心標(biāo)記，按層次逐層標(biāo)明總股數(shù)，其后在括號(hào)內(nèi)標(biāo)明股的結(jié)構(gòu)；每股的結(jié)構(gòu)由外向中心標(biāo)志，標(biāo)明該股的逐層鋼絲數(shù)。股的每層絲數(shù)用“+”號(hào)隔開，繩的每層股數(shù)也用“+”號(hào)隔開，繩芯也用“+”號(hào)隔開。如：12（6+1）+6（6+1）+NF11/7/202267

（5）繩芯分類①金屬芯—有稱鋼芯，鋼絲繩芯的代號(hào)為IWR，鋼絲股芯的代號(hào)為IWS。②纖維芯—（天然或合成的）—代號(hào)為FC。③天然纖維芯—代號(hào)為NF。④合成纖維芯—代號(hào)為SF。11/7/202268（6）抗拉強(qiáng)度鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度R0—用N/mm2作單位表示（7）捻向根據(jù)捻制方向用兩個(gè)字母（Z或S）表示，前一個(gè)字母表示繩的捻向，第二個(gè)字母股的捻向；字母“Z”表示右向捻，“S”表示左向捻。

11/7/202269（8）鋼絲繩最小破斷拉力：F0F0—以KN作單位表示（9）單位長(zhǎng)度的質(zhì)量：M按每100m計(jì)算質(zhì)量，用kg/100m作單位。（10）標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T8918

11/7/2022704.鋼絲繩的選擇與使用11/7/202271（1）鋼絲繩的受力特征鋼絲繩受力復(fù)雜。受載時(shí)，鋼絲中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、擠壓應(yīng)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(shí)的殘余應(yīng)力等。當(dāng)鋼絲繩繞過滑輪時(shí)，受有交變應(yīng)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(yàn)表明：

11/7/202272①鋼絲繩的彎曲曲率半徑對(duì)鋼絲繩壽命的影響很大，這是因?yàn)槔K輪直徑減小時(shí)，鋼絲的彎曲變形加劇，彎曲應(yīng)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。②鋼絲繩繞過繩輪時(shí)，繩輪與鋼絲接觸面間的壓力和相對(duì)滑動(dòng)，使鋼絲磨損斷絲，接觸應(yīng)力越大，斷絲越迅速。11/7/202273（2）鋼絲繩選擇的基本要求①按選擇系數(shù)C確定鋼絲繩直徑式中C——選擇系數(shù)（mm/）；S——鋼絲繩最大工作靜拉力（N）。系數(shù)C值與工作級(jí)別有關(guān)，按工作級(jí)別查找選定。11/7/202274

②按安全系數(shù)選擇法確定鋼絲繩整繩破斷拉力F，再選擇鋼絲繩直徑。F≥S·K式中：S—鋼絲繩最大工作靜拉力K—安全系數(shù)，按下表選擇11/7/202275機(jī)構(gòu)用鋼絲繩安全系數(shù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M1~M3M4M5M6M7M8安全系數(shù)44.5557911/7/202276其他用途鋼絲繩安全系數(shù)用途安全系數(shù)支承動(dòng)臂4安裝用2.5纜風(fēng)繩3.5吊掛和捆綁用611/7/202277（3）鋼絲繩使用的基本要求①盡可能選用較大的卷筒和滑輪直徑（D）。②單層纏繞的卷筒應(yīng)切出螺旋槽，螺旋槽和滑輪槽的半徑r應(yīng)與鋼絲繩直徑d相適應(yīng)，r太大會(huì)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。11/7/202278③應(yīng)當(dāng)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。④為提高鋼絲繩的使用壽命，應(yīng)盡量選用線接觸鋼絲繩，不宜選用點(diǎn)接觸鋼絲繩。⑤選用鋼絲繩的強(qiáng)度不宜過高，一般不應(yīng)超過1700N/mm2。⑥鋼絲繩在卷筒上，應(yīng)能按順序整齊排列。11/7/202279⑦載荷由多根鋼絲繩支承時(shí)，應(yīng)設(shè)有使每根鋼絲繩均衡受力的裝置。⑧起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)，不得使用編結(jié)接長(zhǎng)的鋼絲繩。⑨起升高度較大的起重機(jī)，宜采用不旋轉(zhuǎn)、無松散傾向的鋼絲繩。⑩當(dāng)?shù)蹉^處于工作位置最低點(diǎn)時(shí)，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。11/7/20228011吊運(yùn)熔化或熾熱金屬的鋼絲繩，應(yīng)采用石棉芯等耐高溫的鋼絲繩。12鋼絲繩開卷時(shí)，應(yīng)防止打結(jié)或扭曲。13鋼絲繩應(yīng)保持良好的潤滑狀態(tài)。14對(duì)日常使用的鋼絲繩應(yīng)每天檢查，包括對(duì)端部的固定連接、平衡滑輪處的檢查，并作出安全性的判斷。11/7/2022814.鋼絲繩的報(bào)廢（1）斷絲的性質(zhì)和數(shù)量（2）繩端斷絲當(dāng)繩端或其附近出現(xiàn)斷絲時(shí)，即使數(shù)量很少，也表明該部位應(yīng)力很高。（3）斷絲的局部聚集程度如果斷絲緊靠一起形成局部聚集，則鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。11/7/202282（4）斷絲的增長(zhǎng)率在某些使用場(chǎng)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(shí)間間隔越來越短。（5）繩股折斷如果出現(xiàn)整根繩股的斷裂，則鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。（6）由于繩芯損壞而引起的繩徑減小11/7/202283（7）彈性降低（8）外部及內(nèi)部磨損程度①內(nèi)部磨損及壓坑②外部磨損：磨損使鋼絲繩截面積減少，因而強(qiáng)度降低。當(dāng)外層鋼絲磨損達(dá)到其直徑的40%時(shí)，或者當(dāng)鋼絲繩直徑相對(duì)于公稱直徑減小7%或更多時(shí)，鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。11/7/202284（9）外部及內(nèi)部腐蝕①外部腐蝕：當(dāng)表面出現(xiàn)深坑、麻點(diǎn)，鋼絲相當(dāng)松弛時(shí)應(yīng)報(bào)廢；②內(nèi)部腐蝕（10）變形①波浪形②籠形畸變③繩股擠出④鋼絲擠出⑤繩徑局部增大⑥扭結(jié)⑦繩徑局部減小⑧局部被壓扁⑨彎折（11）由于熱或電弧的作用而引起的損壞11/7/202285(3)檢驗(yàn)和檢查方法①斷絲的檢驗(yàn)一個(gè)節(jié)距內(nèi)斷絲的統(tǒng)計(jì)（包括外部和內(nèi)部斷絲），對(duì)6股或8股鋼絲繩，可以只統(tǒng)計(jì)外表面的斷絲斷，即使在同一條鋼絲上有兩處斷絲，亦應(yīng)按二根斷絲統(tǒng)計(jì)。11/7/202286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。圖中①是拉力造成的斷絲；②是摩擦造成的斷絲；③是疲勞造成的斷絲；④是扭轉(zhuǎn)造成的斷絲；⑤是各種復(fù)雜因素造成的斷絲。11/7/2022875.鋼絲繩的檢驗(yàn)和檢查檢驗(yàn)分類①日常檢驗(yàn)②定期檢驗(yàn)③特殊檢驗(yàn)11/7/20228811/7/202289②磨損的檢驗(yàn)：②-1磨損狀態(tài)有同心磨損和偏心磨損兩種；②-2磨損的種類有單純磨損和粘性磨損兩種；11/7/20229011/7/202291②-3腐蝕；②-4變形；②-5電弧及火烤的影響；②-6鋼絲繩的潤滑檢驗(yàn)11/7/202292（4）幾個(gè)具體問題鋼絲繩直徑的測(cè)量11/7/202293（八）滑輪滑輪的主要作用，是用來改變鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)方向和達(dá)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。11/7/2022941.滑輪的種類和構(gòu)造工作滑輪，根據(jù)其軸線是否運(yùn)動(dòng)，分為動(dòng)滑輪和定滑輪。只利用滑輪的傳動(dòng)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。11/7/20229511/7/20229611/7/2022972.滑輪的檢查（1）滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值h2；（2）滑輪槽應(yīng)光潔平滑，不得有損傷鋼絲繩的缺陷；（3）滑輪應(yīng)有防止鋼絲繩跳出繩槽的裝置；11/7/202298（4）金屬鑄造的滑輪，出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)報(bào)廢：①裂紋；②輪槽不均勻磨損達(dá)3mm；③輪槽壁厚磨損達(dá)原壁厚的20%；④因磨損使輪槽底部直徑減少量達(dá)鋼絲繩直徑的50%⑤其它損害鋼絲繩的缺陷。11/7/202299（九）吊鉤1.吊鉤的材料吊鉤的材料要求具有較高的強(qiáng)度的塑韌性，沒有突然斷裂的危險(xiǎn)。目前吊鉤廣泛采用低碳鋼和低碳合金鋼制造。11/7/202210011/7/2022101鍛造吊鉤的材料應(yīng)采用DG20、DG20Mn、DG34CrMo、DG34CrNiMo、DG30Cr2Ni2Mo鋼制造。片式吊鉤一般用于大噸位或受強(qiáng)烈灼熱的場(chǎng)所，它通常是用厚度不小于20mm的A3、20或16Mn鋼板制造。11/7/20221022.吊鉤的分類與構(gòu)造吊鉤根據(jù)形狀的不同，又可分為單鉤和雙鉤兩種。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(fù)雜。梯形截面受力較合理，鍛造容易。11/7/20221033.吊鉤組吊鉤組就是吊鉤與滑輪的動(dòng)滑輪的組合體。吊鉤組有長(zhǎng)型與短型兩種。長(zhǎng)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(dú)的滑輪軸上。短型吊鉤組過去采用長(zhǎng)吊鉤。11/7/2022104第四節(jié)起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算

11/7/2022105一、計(jì)算鋼絲繩的最大靜拉力，選擇鋼絲繩直徑。式中——吊額定起重量時(shí)繞上卷筒的鋼絲繩分支的靜拉力（N）；Q——額定起升載荷（N）；

11/7/2022106Q0——吊具自重（N），抓斗、電磁鐵的自重計(jì)入Q內(nèi)，計(jì)算時(shí)可按表2-15選取，當(dāng)起升高度較大，鋼絲繩自重不能忽略時(shí)，還須考慮鋼絲繩重量；α——繞上卷筒的分支數(shù)；m——滑輪組倍率；ηz——滑輪組效率，查有關(guān)表；ηd——導(dǎo)向滑輪效率，查有關(guān)表。11/7/2022107二、卷筒轉(zhuǎn)速計(jì)算單層卷繞卷筒的轉(zhuǎn)速為：式中nt——卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）；v——起升速度（m/min）；πD——卷筒的卷繞直徑（m），（D為卷筒槽底直徑，d為鋼絲繩直徑）。11/7/2022108三、電動(dòng)機(jī)選擇1.計(jì)算電動(dòng)機(jī)的靜功率式中pj——電動(dòng)機(jī)靜功率（kW）；η——機(jī)構(gòu)總效率（一般取=0.85-0.9）為傳動(dòng)效率，查有關(guān)表格。11/7/20221092.選擇電動(dòng)機(jī)功率按滿載起升計(jì)算所得靜功率,還應(yīng)考慮空鉤升降和起動(dòng)過電流對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的影響。式中——電動(dòng)機(jī)初選功率（kW）；——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，分，G1=0.7，G2=0.8，G3=0.9，G4=1.0四種情況。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率和值無具體資料時(shí)，查相關(guān)表格。11/7/2022110四、選擇減速器按下式進(jìn)行傳動(dòng)比計(jì)算：式中n——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）；按設(shè)計(jì)方案考慮傳動(dòng)比分配，選用標(biāo)準(zhǔn)減速器，根據(jù)確定出實(shí)際傳動(dòng)比。還應(yīng)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。11/7/2022111第四節(jié)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)常用材料11/7/2022112一、起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)常用材料的分類由于起重運(yùn)輸機(jī)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(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的材料有較好的時(shí)效性和防腐性。目前起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件所用的材料有普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、普通低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼。11/7/2022113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、硅、銅、鎳、硼等）。按冶煉方法的不同，結(jié)構(gòu)鋼分為平爐鋼和電爐鋼。轉(zhuǎn)爐鋼又分為酸性轉(zhuǎn)爐鋼和堿性轉(zhuǎn)爐鋼。平爐鋼的質(zhì)量較好，其機(jī)械性能和化學(xué)成分比較穩(wěn)定，是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的常用鋼材。轉(zhuǎn)爐鋼的鋼材含有較多氣泡、雜質(zhì)（硫、磷）和有害氣體11/7/2022114（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(jī)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(jī)械性能和化學(xué)成分不次于平爐鋼時(shí)，一般起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，也可以用轉(zhuǎn)爐鋼。電爐鋼質(zhì)量最好，但價(jià)格較貴，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)極少采用。11/7/2022115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。鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)優(yōu)而勻，塑性和韌閣性都好，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(dòng)力載荷作用時(shí)接頭易出現(xiàn)裂縫。沸騰鋼還有時(shí)效硬化現(xiàn)象，不宜用在低溫下工作的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)上。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)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(shí)間短，所以其成本較低。用沸騰鋼軋制成型

11/7/2022116材和板材時(shí)，其內(nèi)部的氣泡可能被壓合，并形成堅(jiān)實(shí)的外殼。所以在一般情況下，其強(qiáng)度并不比鎮(zhèn)靜鋼低太多。因此，在常溫下工作的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)也可用沸騰鋼制造。普通碳素鋼Q235是制造起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)最常用的材料。根據(jù)化學(xué)成分和脫氧方法，Q235分為A、B、C、D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。與碳素鋼相比，低合金鋼具有更高的屈服極限與抗11/7/2022117拉強(qiáng)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(yīng)力集中系數(shù)較高，若結(jié)構(gòu)主要由最大強(qiáng)度控制，而不由疲勞強(qiáng)度控制，則采用16Mn低合金鋼效果最好。對(duì)于一般起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度高于-20℃時(shí)，允許采用平爐或氧氣頂轉(zhuǎn)爐沸騰鋼Q235BF，工作級(jí)別為A7和A8的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)，采用平爐鎮(zhèn)靜鋼Q235C或特殊鎮(zhèn)靜鋼Q235D。11/7/2022118反映碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼性能的主要指標(biāo)有強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度）、塑性和韌性、脆性斷裂和可焊性。11/7/2022119二、起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)常用材料的性能（一）鋼材的強(qiáng)度（比例極限σp，彈性極限σs）

11/7/2022120（二）鋼材的塑性和韌性鋼材的塑性用靜力拉伸試驗(yàn)中的延伸率δ和載面收縮率ψ來衡量。標(biāo)準(zhǔn)試件的標(biāo)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(zhǎng)試件。延伸率是說明鋼材塑性的指標(biāo)，延伸率大則鋼的塑性好，加工容易，承載時(shí)雖出現(xiàn)較大變形而并不破壞。11/7/2022121

對(duì)鋼材進(jìn)行冷彎試驗(yàn)，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(yàn)通常用寬度等于兩倍厚度的板條進(jìn)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。11/7/2022122（三）鋼的脆性斷裂鋼的破壞形式有兩種。即塑性破壞和脆性斷裂。塑性破壞之前有明顯的塑性變形，人能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施而防止發(fā)生事故。脆性破壞前的變形很小，應(yīng)力相當(dāng)?shù)停ㄖ挥星O限的1/3左右），且斷裂進(jìn)展的速度極快，裂紋進(jìn)展到臨界尺寸之后，擴(kuò)展速度達(dá)2000m/s，結(jié)構(gòu)破壞于頃刻之間。11/7/2022123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。在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)中為防止脆性斷裂，在材料方面，當(dāng)計(jì)算溫度高于-20℃而加載速度較高時(shí)，應(yīng)采用保證常溫沖擊韌性的鋼材；若計(jì)算溫度低于-20℃時(shí)，則應(yīng)選擇保證低溫沖擊韌性的鋼材。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(shí)，應(yīng)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。在設(shè)計(jì)方面，應(yīng)盡量使應(yīng)力集中程度低，11/7/2022124并避免出現(xiàn)三向受拉應(yīng)力狀態(tài)（如交叉焊接），盡可能選用較薄的鋼材等。三、金屬結(jié)構(gòu)的聯(lián)接（一）焊接（二）螺栓聯(lián)接（三）鉚接

（四）銷軸連接11/7/2022125第七節(jié)安全保護(hù)裝置11/7/2022126一、上升極限位置限制器（一）用途當(dāng)起升機(jī)構(gòu)開動(dòng)時(shí)，吊具在工作高度范圍內(nèi)工作。（二）常見型式及基本原理1．重錘式上升極限位置限制器2．螺桿式上限限位器11/7/202212711/7/202212811/7/2022129（一）用途起重機(jī)小車或大車工作運(yùn)行到行程的極限位置時(shí)，應(yīng)停止運(yùn)行，以保證起重機(jī)在設(shè)計(jì)規(guī)定的服務(wù)面積內(nèi)工作。（二）常見型式行程限制器一般由一個(gè)行程開關(guān)配合觸發(fā)開關(guān)的安全尺構(gòu)成。11/7/202213011/7/2022131三、偏斜調(diào)整裝置門式起重機(jī)、裝卸橋的運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作時(shí)，由于兩側(cè)運(yùn)行阻力不同、車輪打滑、車輪直徑差異、傳動(dòng)系統(tǒng)的效率、兩端傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)滑差率的微小差值、運(yùn)行機(jī)構(gòu)安裝偏差等因素的影響，橋架兩端支腿的運(yùn)行速度常常不同步。11/7/2022132會(huì)造成起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)損傷或損壞，并使起重機(jī)啃道；嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)損傷運(yùn)行機(jī)構(gòu)，構(gòu)成工作事故隱患?？缍却蟮钠鹬貦C(jī)因剛度較小，較易發(fā)生起重機(jī)走行偏斜，起重機(jī)械安全規(guī)程要求：跨度等于或超過40米的裝卸橋和門式起重機(jī)，應(yīng)裝偏斜調(diào)整和顯示裝置。11/7/2022133（二）型式1．凸輪式偏斜調(diào)整裝置11/7/20221342．自動(dòng)糾偏裝置11/7/2022135四、緩沖器（一）用途：儲(chǔ)存或吸收動(dòng)能（二）型式1．實(shí)體式緩沖器這類緩沖器主要有木塊式、橡膠和聚氨脂塑料緩沖器。橡膠緩沖器吸收能量少，一般只用于速度較低的場(chǎng)合。11/7/2022136聚胺酯泡沫塑料緩沖器的結(jié)構(gòu)型式與橡膠緩沖器類似。這種緩沖器重量輕，在緩沖過程中可消耗40％的能量，反彈小，可壓縮性和回彈性好，過壓縮到50％以上，卸載5min后恢復(fù)率不小于95％。11/7/20221372．彈簧緩沖器彈簧式緩沖器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，最大緩沖行程150mm，可以蓄存較大的能量，因此應(yīng)用較多。但它存在一定的缺點(diǎn)，即壓縮的彈簧復(fù)位太快，蓄存的能量常以回彈形式迅速釋放出來，造成反彈。11/7/202213811/7/20221393．液壓緩沖器（見圖3-14）11/7/2022140五、防風(fēng)防爬裝置起重機(jī)防風(fēng)防爬裝置主要有三類，即夾軌器、錨定裝置和鐵鞋。（一）錨定裝置一）用途防風(fēng)錨定裝置主要有鏈條式和插銷（板）式