起重機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)講稿

起重機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)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）起重機(jī)定義：起重機(jī)——以間歇、重復(fù)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(shí)現(xiàn)垂直升降和水平移動(dòng)機(jī)電設(shè)備。（二）起重機(jī)又可分為：1.橋架型：①橋式起重機(jī)，②門式起重機(jī)，③裝卸橋，④架橋機(jī)；2.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；3.繩索型：①纜索起重機(jī)，②門式纜索起重機(jī)；纜索起重機(jī)1-安裝用鋼絲繩2-安裝用卷揚(yáng)機(jī)3-輔助桅桿4-承重鋼絲繩5-側(cè)纜風(fēng)繩6-起重卷揚(yáng)機(jī)7-起重鋼絲繩8-起重小車二、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。1.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缱ザ贰㈦姶盼P、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。2.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。（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，用字母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；（四）幅度L起重機(jī)置于水平場地時(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。（五）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。（NM)（六）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。（七）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。（八）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。（九）運(yùn)行速度V起升（下降）速度，大、小車運(yùn)行速度，變幅速度，回轉(zhuǎn)速度。（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)按名義載荷譜系數(shù)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)。利用等級(jí)工作循環(huán)總數(shù)備注U01.6×104不經(jīng)常使用U13.2×104U26.3×104U31.25×105U42.5×105經(jīng)常輕負(fù)荷使用U55×105經(jīng)常斷續(xù)使用U61×106不經(jīng)常繁忙使用U72×106繁忙使用U84×106U9>4×106起重機(jī)的利用等級(jí)工作循環(huán)——從準(zhǔn)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，一般起吊輕載荷。Q2－中0.25有時(shí)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)名義載荷譜系數(shù)KQ利用等級(jí)U0U1U2U3U4U5U6U72×106U8U9Q1－輕0.125A1A2A3A4A5A6A7A8Q2－中0.25A1A2A3A4A5A6A7A8Q3－重0.5A1A2A3A4A5A6A7A8Q4－特重1.0A2A3A4A5A6A7A8例：長期吊運(yùn)75%額定載荷，經(jīng)常斷續(xù)使用的起重機(jī)工作級(jí)別為A6。某車間經(jīng)常要吊運(yùn)8噸的重物，購買QD20和LH10兩種型號(hào)的起重機(jī)，實(shí)際級(jí)別是不一樣的！三、起重機(jī)的組成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)一、各種機(jī)構(gòu)1.起升機(jī)構(gòu)第二節(jié)起重機(jī)機(jī)構(gòu)及主要零部件2.小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)3.大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)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；3.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℃；（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2.3～2.84.舉例：YZR280S-6的P=55kwYZR280S-8的P=45kwYZR280S-10的P=37kw（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(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。在用起重設(shè)備上制動(dòng)器的安全檢驗(yàn)：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。（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]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（六）卷筒種類：鑄造卷筒、焊接卷筒卷筒的安全檢驗(yàn)及報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)：1.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。4.卷筒直徑與鋼絲繩直徑的比值h15.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。（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。（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，不能用于高溫場合。（3）石棉芯——用石棉繩制成，可耐高溫。2.鋼絲繩的類型（1）根據(jù)鋼絲繩捻繞的次數(shù)分：①單繞繩——絲繩（張緊繩、承載繩）②雙繞繩——絲股繩（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（股中各層絲徑相同）②線接觸鋼絲繩（股中各層絲徑不同）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（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。3、鋼絲繩的標(biāo)記老標(biāo)準(zhǔn):鋼絲繩6×（19）-21.5-1550-1-光-GB1102-74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—每百米長質(zhì)量（1kg/100m）4.鋼絲繩的選擇與使用（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：①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。（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/N1/2）；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)，按表2-1選取。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)K44.55579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6（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。③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。(硬度大，彈性差））⑥鋼絲繩在卷筒上，應(yīng)能按順序整齊排列。⑦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。4.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。（4）斷絲的增長率在某些使用場合，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(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（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。（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?、嗑植勘粔罕猗釓澱郏?1）由于熱或電弧的作用而引起的損壞圖E4交捻鋼絲繩的磨損和外部腐蝕的發(fā)展過程舉例

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2.5.10.1的所列值，鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢

圖E9多股繩的籠狀（鳥籠形）畸變——理應(yīng)立即報(bào)廢

圖E10鋼芯擠出，通常伴隨著鄰近位置的籠狀畸變——理應(yīng)立即報(bào)廢

圖E13順捻鋼絲繩直徑的局部增大：常由沖擊載荷導(dǎo)致的鋼芯畸變而引起——理應(yīng)立即報(bào)廢

圖E14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——理應(yīng)報(bào)廢

5.鋼絲繩的檢驗(yàn)（1）檢驗(yàn)分類①日常檢驗(yàn)②定期檢驗(yàn)③特殊檢驗(yàn)（2）鋼絲繩檢驗(yàn)部位（見表2-6）（3）檢驗(yàn)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)。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。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。②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；②-3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)（4）幾個(gè)具體問題鋼絲繩直徑的測量（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。1.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。2.滑輪的檢驗(yàn)（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；（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。（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。危險(xiǎn)斷面鍛造吊鉤的材料應(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)烈灼熱的場所，它通常是用厚度不小于20mm的A3、20