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起重机械培训班讲义 (1) 起重机械基础知识 刘文华 甘南州质量技术监督局 二o一o年四月 2019/3/142019/3/14 1 1 起重机的分类、主要参数和组成 起重机设计总论 起重机机构及主要零部件 起升机构的计算 起重机金属结构常用材料 桥门式起重机金属结构 安全保护装置 datedate 2 2 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 第一节 起重机的分类、主要 参数和 组成 一、起重机的分类 （一）定义： 起重机以间歇、重复方式工作 ，挂在吊钩或其它取物装置上的 重物在一定的空间范围内实现垂 直升降和水平移动。 （二）起重机又可分为： 1.桥架型：桥式起重机； datedate 3 3 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 门式起重机；装卸桥；架桥 机； 2.绳索型：缆索起重机；门式 缆索起重机； 3.臂架型：门座起重机；半门 座；塔式；铁路起重机； 流动式； 浮式；甲板；桅杆；悬臂 ； datedate 4 4 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate 5 5 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate 6 6 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate 7 7 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate 8 8 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 二、起重机械的主要参数 （一）起重量g 起重量g（过去常用字母q表示 ），是指被起升重物的质量， 单位为千克（kg）或吨（t） 。一般分为额定起重量、最大 起重量、总起重量、有效起重 量等。 datedate 9 9 甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 1.额定起重量gn 额定起重量，是指起重机能吊起的重 物或物料连同可分吊具或属具（如 抓斗、电磁吸盘、平衡梁等）质量 的总和。对于幅度可变的起重机， 其额定起重量是随幅度变化的。 其名义额定起重量，是指最小幅度时 ，起重机安全工作条件下允许提升 的最大额定起重量，也称最大起重 量gmax。 datedate1010甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.总起重量gt 总起重量，是指起重机能吊起的重物或 物料，连同可分吊具和长期固定在起 重机上的吊具或属具（包括吊钩、滑 轮组、起重钢丝绳以及在臂架或起重 小车以下的其他起吊物）的质量总和 。 3.有效起重量gp 有效起重量，是指起重机能吊起的重物 或物料的净质量。如带有可分吊具抓 斗的起重机，允许抓斗抓取物料的质 量就是有效起重量，抓斗与物料的质 量之和则是额定起重量。 datedate1111甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （二）跨度s 桥架型起重机运行轨道轴线之间的水 平距离称为跨度，用字线s表示， 单位为米（m）。 （三）轨距k 对于小车，为小车轨道中心线之间的 距离； datedate1212甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 (四)基距b 基距也称轴距，是指沿纵向运动 方向的起重机或小车支承中心线 之间的距离。 （五）幅度l 起重机置于水平场地时，空载吊具 垂直中心线至回转中心线之间的 水平距离称为幅度l。 幅度有最大幅度和最小幅度之分。 datedate1313甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （六）起重力矩m 起重力矩是幅度l与其相对应的起 吊物品重力g的乘积，m=gl。 （七）起重倾覆力矩ma 起重倾覆力矩，是指起吊物品重力 g与其至倾覆线距离a的乘积。 （八）轮压p 轮压是指一个车轮转递到轨道或地 面上的最大垂直载荷。单位为n 。 datedate1414甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （九）起升高度h和下降深度h 起重高度，是指起重机水平停 机面或运行轨道至吊具允许最 高位置的垂直距离，单位为m 。 （十）运行速度v 起升（下降）速度vn，是指稳 定运动状态下，额定载荷的垂 直位移速度（m/min）。 datedate1515甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （十一）起重机工作级别 起重机工作级别是考虑起重量和时间的利 用程度以及工作循环次数的工作特性。 它是按起重机利用等级（整个设计寿命 期内，总的工作循环次数）和载荷状态 划分的。起重机载荷状态按名义载荷谱 系分为轻、中、重、特四级；起重机的 利用等级分为u0u9十级。 起重机工作级别，也就是金属结构的工作 级别，按主起升机构确定，分为a1a8 级。 datedate1616甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 三、起重机的组成(参见p34) 1.机械传动系统/液压传动系统 2.金属结构 3.电气/液压控制系统 4.安全保护系统 datedate1717甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 第二节 起重机设计总论 起重机安全正常工作的条件 起重机载荷分类 载荷组合 许用应力和安全系数 datedate1818甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 一、起重机安全正常工作的条件 为了保证起重机的安全正常工作，起 重机设计时应满足下列三个基本条 件： （一）金属结构和机械零部件应具有 足够的强度、刚度和抗屈曲能力。 （二）整机必须具有必要的抗倾覆稳 定性。 datedate1919甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （三）原动机具有满足作业性能要求的 功率，制动装置提供必需的制动力矩 。 1.强度金属构件抵抗外力作用 不产生破坏的能力。 2.刚度在外力作用下，金属构 件抵抗产生弹性变形的能力。 3.稳定性金属构件承受压力载 荷作用时，保持原有几何形状的 能力。 datedate2020甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 二、起重机载荷分类 作用于起重运输机金属结构上 的载荷，根据其不同特点与出现 的频繁程度分为基本载荷、附加 载荷及特殊载荷三类。（gb3811 -83规定的） datedate2121甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （一）基本载荷 基本载荷指始终和经常作用在 起重机结构上的载荷，即起重 机正常工作时必然出现的载荷 ，包括： （1）自重载荷pg 指起重机的 结构、机械设备及电气设备等 的重力（亦称固定载荷）。 datedate2222甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （2）起升载荷pq 指所能吊起物品的 最大重力，俗称额定起重量。起升载 荷不包括吊钩、吊环、吊梁等取物装 置的重置，但可以更换的取物装置如 抓斗、电磁吸盘、真空吸盘、集装箱 属具等的重力应计算在起升载荷之中 。起重机起升高度小于50m时，起升 载荷可不计起升钢丝绳的重力。 datedate2323甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （3）水平惯性载荷ph 指运行、 回转或变幅机构起（制）动时引 起的水平惯性载荷。 （二）附加载荷 附加载荷指起重机在正常工作 状态下结构所承受的非经常性作 用的载荷（在起重机正常工作时 并非必然出现而是可能出现的载 荷），包括： datedate2424甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （1）工作状态下的风载荷pw， i； （2）有轨起重机偏斜运行时产 生的侧向力ps； （3）根据实际情况决定需加以 考虑的温度载荷、冰雪载荷及 某些工艺性载荷。 datedate2525甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （三）特殊载荷 特殊载荷指起重机在非工作状态或 试验状态时结构可能承受的最大载 荷，或在工作状态下结构偶然承受 的不利载荷，包括： （1）非工作状态下的风载荷pw，o ； （2）试验载荷； datedate2626甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （3）根据实际情况决定需加以考 虑的安装载荷、地震载荷及某些 工艺性载荷； （4）工作状态下结构偶然可能承 受的碰撞载荷pc； （5）工作状态下结构偶然可能承 受的带刚性起升导架的小车的倾 翻水平力psl。 datedate2727甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （四）机构不稳定运行时的冲 击动力载荷系数 1.起升冲击系数起升质量突然离 地起升或下降制动时，自重载 荷将产生沿其加速度相反方向 的冲击作用，用起升冲击系统 来考虑这种作用的影响。 一般0.91.1 datedate2828甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.起升载荷动载系数 起升质量突然离地起升或下降制动 时，对承载结构和传动机构将产生 附加的动载荷作用，从而引起结构 振动，增大起升载荷的静力值，通 常将起升载荷乘以大于1的起升载 荷动载系数，来考虑起升载荷的这 种动力响应。 一般=1.02.0 datedate2929甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 3.突然卸载冲击系数 当起升质量部分或全部突然卸载时 ，将对结构产生动态减载作用。考 虑这种工况时，通常将起升载荷乘 以突然卸载冲击系数，按下式计算 ： datedate3030甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 式中 起升质量中突然卸去 的那部分质量（kg）； 起升质量（kg）； 系数，对抓斗起重机， =0.5；对电磁起重机，=1.0。 datedate3131甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 4.运行冲击系数当起重机或其一部分装 置（小车）沿道路运行时，由于道路 或轨道不平（有接缝）而使运动的质 量产生铅垂方向的冲击作用。计算时 应将自重载荷和起升载荷乘以运行冲 击系数。有轨运行时，按下式计算： 式中 轨道接缝处两轨道顶面的高 度差（mm）； 运行速度（m/s）。 以上系数不重复计算！ datedate3232甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 三、载荷组合 gb3811规定了三种组合方式： 只考虑基本载荷为第类载荷 组合 1.零件和构件的疲劳、磨损、发 热按第类载荷组合计算。 datedate3333甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.考虑基本载荷与附加载荷 为第类载荷组合 零件和构件的静强度、 整机抗倾覆稳定性按第类载 荷组合计算。此外，校核原动 机的过载热能力和制动器的制 动转矩也应按第类载荷组合 计算。 datedate3434甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 3.考虑基本载荷与特殊载荷或 三种载荷都考虑为第类载荷 组合. 按第类载荷组合校核整 机抗倾覆稳定性和防风抗滑安 全性；对承受风载荷的机构零 部件、抗倾覆和防滑安全装置 的零件进行强度计算。 datedate3535甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 四、许用应力和安全系数 起重机按许用应力法进行疲劳 和静强度计算时，基本条件是保 证零部件或构件的危险截面或计 算截面的危险点的计算应力小于 许用应力。 材料极限应力与许用应力（或 计算应力）之比，就是安全系数 。 datedate3636甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 第三节 起重机机构及 主要零部件 datedate3737甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 一、各种机构 1.起升机构 datedate3838甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.小车运行机构 datedate3939甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate4040甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 3.大车运行机构 datedate4141甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate4242甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate4343甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 二、主要零部件 （一）电机 1.起重及冶金用电动机型号yz和 yzr，老型号为jz2和jzr2； 2.特点：运用于短时或断续周期性 工作，具有较高的过载能力和机 械强度； datedate4444甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 3.基本要求和参数 （1）一般环境用：防护等级 ip44，环境温度40； 冶金环境用：防护等级ip54 ，环境温度60； datedate4545甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （2）基准工作制：s340%（s3 ，负载持续率40%，每个工作周 期10min或每小时循环6次），功 率等参数均按此标准； （3）频率50hz，电压380，定 子一般y接法，转子均按y接法。 （4）在额定电压下的最大转矩倍 数在2.32.8 datedate4646甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （二）联轴器 种类：齿轮、弹性柱销、梅花 弹性、万向节、液力偶合器 datedate4747甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate4848甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （三）浮动轴 （四）制动器 种类：块式、蹄式、带式、盘式、 锥形。块式双分为电磁块式和电 力液压块式等。 datedate4949甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate5050甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate5151甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 在用起重设备上制动器的安全检查： 1.动力驱动的起重机，其起升、变幅 、回转、运行机构都必须装设制动器 。 2.起升、变幅机构的制动器必须是常 闭式的。 3.吊运炽热金属或易燃易爆危险品， 以及一旦发生事故可能造成重大危险 或损失的起升机构；其每一套驱动装 置都应装设2套制动器。 datedate5252甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （五）减速器 种类：zq型、qj型（焊接箱体）、qs型 （三合一）、行星齿轮 分为普通和硬齿面，卧式、立式、三合 一式；立式减速器又有套装和外出轴式 。 选用减速器注意以下三点： 1、高速轴的许用功率n nn静 2、低速轴的最大许用扭矩m 3、低速轴最大径向载荷计算 datedate5353甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （六）卷筒 种类：铸造卷筒、焊接卷筒 datedate5454甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate5555甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 卷筒的安全检验及报废标准： 卷筒上钢丝绳尾端的固定装置，应有 防松或自紧的性能； 2.多层缠绕的卷筒，端部应有凸缘。 凸缘高出量，应比最外层高出2倍钢 丝绳直径或链条的宽度； 3.用于起升机构和变幅机构的卷筒， 筒体内无贯通支承轴的结构时，宜 采用钢材制造。 datedate5656甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 4.卷筒直径与钢丝绳直径的比值h 5.卷筒上的钢丝绳工作时放出最多 时、卷筒上的余留部分除固定绳 尾的圈数，至少还应缠绕23圈 ，以避免绳尾压板或楔套、楔块 受力。 6.卷筒出现裂纹或筒壁磨损达原壁 厚的20%时，应报废。 datedate5757甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （七）钢丝绳 1.钢丝绳的用途及构造 钢丝绳是起重机械的重要零件 之一。它具有强度高、挠性好 、自重轻、运行平稳、极少突 然断裂等优点。起重机用钢丝 绳的强度一般为1400- 1700n/mm2之间。 datedate5858甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （1）金属芯用软钢丝制成， 可耐高温并能承受较大的挤压应 力，绕性较差，适用于高温或多 层缠绕的场合。 （2）有机芯通常用浸透润滑 油的麻绳制成，亦有采用棉芯的 。有机芯易燃，不能用于高温场 合。 （3）石棉芯用石棉绳制成， 可耐高温。 datedate5959甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.钢丝绳的类型 （1）根据钢丝绳捻绕的次数分： 单绕绳 双绕绳 datedate6060甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （2）根据股中相邻二层钢丝的接触 状态分： 点接触钢丝绳 线接触钢丝绳 -1外粗型(x-t型)：又称西尔型（x 型） -2粗细型(x-y型) -3密集型(x-c型) 面接触钢丝绳 datedate6161甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （3）根据钢丝绳捻绕的方向分： 顺绕绳； 交绕绳； 混绕绳。 （4）按钢丝绳的绕向分： 右绕绳； 左绕绳； （5）按钢丝绳中股的数目分，有4股 绳、6股绳、8股绳和18股绳等。 datedate6262甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 3、钢丝绳的标记 老标准 钢丝绳6（19）-21.5-1550-1- 光-gb1102-74 datedate6363甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 新标准 18 nat 6（9+9+1）+nf 1700 zz 190 117 gb/t8918 18 - 绳径 nat- 光面丝 6 - 6股 (9+9+1)-股结构 nf - 天然芯 1770-抗拉强度（n/mm2）z -绳右捻 z - 股右捻 190 - 破断拉力（kn） 117 每百米长质量（1g/100m） datedate6464甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 说明： （1）尺寸 圆形钢丝绳表示钢丝绳的公称 外接园直径。 编制钢丝绳同上（见右图） （2）钢丝绳的表面状态 光面钢丝：nat datedate6565甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 a级镀锌钢丝：2aa ab级镀锌钢丝：2ab b级镀锌钢丝：2bb （3）股结构代号 外粗型又称西尔型（s型）：s 粗细型又称瓦林吞型：w 密集型又称填充型：t datedate6666甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （4）钢丝绳结构 有绳外部外中心标记，按层次 逐层标明总股数，其后在括号内标 明股的结构；每股的结构由外向中 心标志，标明该股的逐层钢丝数。 股的每层丝数用“+”号隔开，绳的 每层股数也用“+”号隔开，绳芯也 用“+”号隔开。 如：12（6+1）+6（6+1） +nf datedate6767甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （5）绳芯分类 金属芯有称钢芯，钢丝绳芯的 代号为iwr，钢丝股芯的代号为 iws。 纤维芯（天然或合成的）代 号为fc。 天然纤维芯代号为nf。 合成纤维芯代号为sf。 datedate6868甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （6）抗拉强度 钢丝公称抗拉强度r0用 n/mm2作单位表示 （7）捻向 根据捻制方向用两个字母（z 或s）表示，前一个字母表示绳的 捻向，第二个字母股的捻向；字 母“z”表示右向捻，“s”表示左向 捻。 datedate6969甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （8）钢丝绳最小破断拉力：f0 f0以kn作单位表示 （9）单位长度的质量：m 按每100m计算质量，用 kg/100m作单位。 （10）标准号 gb/t8918 datedate7070甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 4.钢丝绳的选择与使用 datedate7171甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （1）钢丝绳的受力特征 钢丝绳受力复杂。受载时，钢丝中 产生拉伸应力、弯曲应力、挤压 应力（钢丝绳与滑轮、卷筒等接 触挤压，钢丝之间相互挤压）以 及钢丝绳捻制时的残余应力等。 当钢丝绳绕过滑轮时，受有交变 应力作用，使金属材料产生疲劳 ，最后由于钢丝之间的摩擦、钢 丝绳与绳糟的摩擦使钢丝磨损而 破断。试验表明： datedate7272甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳 寿命的影响很大，这是因为绳轮 直径减小时，钢丝的弯曲变形加 剧，弯曲应力加大，因而钢丝的 磨损加快，疲劳损伤加快，钢丝 和绳的寿命就降低。钢丝绳绕 过绳轮时，绳轮与钢丝接触面间 的压力和相对滑动，使钢丝磨损 断丝，接触应力越大，断丝越迅 速。 datedate7373甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （2）钢丝绳选择的基本要求 按选择系数c确定钢丝绳直径 式中 c选择系数（mm/） ； s钢丝绳最大工作静拉 力（n）。 系数c值与工作级别有关，按工 作级别查找选定。 datedate7474甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 按安全系数选择法确定钢丝 绳整绳破断拉力f，再选择钢 丝绳直径。 fsk 式中：s钢丝绳最大工作静 拉力 k安全系数，按下表选择 datedate7575甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 机构用钢丝绳安全系数 机构工 作级别 m1m3 m4 m5 m 6 m 7 m 8 安全系数 44.5 5 5 7 9 datedate7676甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 其他用途钢丝绳安全系数 用途安全系 数 支承动 臂 4 安装用2.5 缆风绳3.5 吊挂和 捆绑用 6 datedate7777甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （3）钢丝绳使用的基本要求 尽可能选用较大的卷筒和滑轮直 径（d）。 单层缠绕的卷筒应切出螺旋槽， 螺旋槽和滑轮槽的半径r应与钢丝 绳直径d相适应，r太大会使钢丝 绳与糟底接触面积太小，r太小有 将钢丝绳卡紧的可能。因此 r=0.53d为宜。 datedate7878甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 应当尽量减少钢丝绳的弯曲次数 ，即不要使钢丝绳通过太多的滑轮 。 为提高钢丝绳的使用寿命，应尽 量选用线接触钢丝绳，不宜选用点 接触钢丝绳。 选用钢丝绳的强度不宜过高，一 般不应超过1700n/mm2。 钢丝绳在卷筒上，应能按顺序整 齐排列。 datedate7979甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 载荷由多根钢丝绳支承时，应设 有使每根钢丝绳均衡受力的装置 。 起升机构和变幅机构，不得使用 编结接长的钢丝绳。 起升高度较大的起重机，宜采用 不旋转、无松散倾向的钢丝绳。 当吊钩处于工作位置最低点时， 钢丝绳在卷筒上缠绕圈数，除去 固定绳尾的圈数，必须不少于2圈 。 datedate8080甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 11吊运熔化或炽热金属的钢丝绳， 应采用石棉芯等耐高温的钢丝绳 。 12钢丝绳开卷时，应防止打结或扭 曲。 13钢丝绳应保持良好的润滑状态。 14对日常使用的钢丝绳应每天检查 ，包括对端部的固定连接、平衡 滑轮处的检查，并作出安全性的 判断。 datedate8181甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 4.钢丝绳的报废 （1）断丝的性质和数量 （2）绳端断丝 当绳端或其附近出现断丝时，即使 数量很少，也表明该部位应力很 高。 （3）断丝的局部聚集程度 如果断丝紧靠一起形成局部聚集， 则钢丝绳应报废。 datedate8282甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （4）断丝的增长率 在某些使用场合，疲劳是引起钢丝 绳损坏的主要原因，但断丝数逐 渐啬，其时间间隔越来越短。 （5）绳股折断 如果出现整根绳股的断裂，则钢丝 绳应报废。 （6）由于绳芯损坏而引起的绳径 减小 datedate8383甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （7）弹性降低 （8）外部及内部磨损程度 内部磨损及压坑 外部磨损：磨损使钢丝绳截面积 减少，因而强度降低。当外层钢 丝磨损达到其直径的40%时，或 者当钢丝绳直径相对于公称直径 减小7%或更多时，钢丝绳应报废 。 datedate8484甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （9）外部及内部腐蚀 外部腐蚀：当表面出现深坑、麻 点，钢丝相当松弛时应报废；内 部腐蚀 （10）变形 波浪形 笼形畸变 绳股挤出 钢丝挤出 绳径局部增大 扭 结绳径局部减小 局部被压扁 弯折 （11）由于热或电弧的作用而引起 的损坏 datedate8585甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 ( 3)检验和检查方法 断丝的检验 一个节距内断丝的统计（包括 外部和内部断丝），对6股或8 股钢丝绳，可以只统计外表面 的断丝断，即使在同一条钢丝 上有两处断丝，亦应按二根断 丝统计。 datedate8686甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 注意断丝的部位和形态，即断 丝发生在绳股的凸出部位还是 凹谷部位。根据断丝的形态， 可以判断发生断丝的原因。图 2-12是断丝形态图。图中是 拉力造成的断丝；是摩擦造 成的断丝；是疲劳造成的断 丝；是扭转造成的断丝； 是各种复杂因素造成的断丝。 datedate8787甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 5.钢丝绳的检验和检查 检验分类 日常检验 定期检验 特殊检验 datedate8888甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate8989甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 磨损的检验： -1磨损状态有同心磨损和偏心 磨损两种； -2磨损的种类有单纯磨损和粘 性磨损两种； datedate9090甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate9191甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 -3腐蚀； -4变形； -5电弧及火烤的影响； -6钢丝绳的润滑检验 datedate9292甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （4）几个具体问题 钢丝绳直径的测量 datedate9393甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （八）滑轮 滑轮的主要作用，是用来改变 钢丝绳的运动方向和达到省力 的目的。也常用作均衡滑轮， 以均衡二支钢丝绳的张力。 datedate9494甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 1.滑轮的种类和构造 工作滑轮，根据其轴线是否运 动，分为动滑轮和定滑轮。只 利用滑轮的传动来平衡钢丝绳 拉力的，叫均衡滑轮。按滑轮 的制造工艺，可分为锻造、铸 造、焊接三种。 datedate9595甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate9696甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate9797甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.滑轮的检查 （1）滑轮直径与钢丝绳直径的 比值h2； （2）滑轮槽应光洁平滑，不得 有损伤钢丝绳的缺陷； （3）滑轮应有防止钢丝绳跳出 绳槽的装置； datedate9898甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （4）金属铸造的滑轮，出现下列 情况之一时，应报废： 裂纹； 轮槽不均匀磨损达3mm； 轮槽壁厚磨损达原壁厚的20%； 因磨损使轮槽底部直径减少量达 钢丝绳直径的50% 其它损害钢丝绳的缺陷。 datedate9999甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （九）吊钩 1.吊钩的材料 吊钩的材料要求具有较高的强 度的塑韧性，没有突然断裂的 危险。目前吊钩广泛采用低碳 钢和低碳合金钢制造。 datedate100100甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate101101甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 锻造吊钩的材料应采用dg20、 dg20mn、dg34crmo、 dg34crnimo、dg30cr2ni2mo钢 制造。 片式吊钩一般用于大吨位或受强烈 灼热的场所，它通常是用厚度不 小于20mm的a3、20或16mn钢板 制造。 datedate102102甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.吊钩的分类与构造 吊钩根据形状的不同，又可分 为单钩和双钩两种。 吊钩钩身截面形状有圆形、方 形、梯形和t字形。t字形截面 最合理，但锻造工艺复杂。梯 形截面受力较合理，锻造容易 。 datedate103103甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 3.吊钩组 吊钩组就是吊钩与滑轮的动滑 轮的组合体。吊钩组有长型与 短型两种。长型吊钩组采用普 通的钩柄较短的短吊钩，支承 在吊钩横梁上，滑轮支承在单 独的滑轮轴上。短型吊钩组过 去采用长吊钩。 datedate104104甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 第四节 起升机构的计算 datedate105105甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 一、计算钢丝绳的最大静拉力，选 择钢丝绳 直径。 式中 吊额定起重量时绕上卷 筒的钢丝绳分支的静拉力（n） ； q 额定起升载荷（n）； datedate106106甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 q0 吊具自重（n），抓斗、电 磁铁的自重计入q内，计算时可 按表2-15选取，当起升高度较大 ，钢丝绳自重不能忽略时，还须 考虑钢丝绳重量； 绕上卷筒的分支数； m滑轮组倍率； z滑轮组效率，查有关表； d导向滑轮效率，查有关表。 datedate107107甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 二、卷筒转速计算 单层卷绕卷筒的转速为： 式中 nt卷筒转速（r/min）； v起升速度（m/min）； d卷筒的卷绕直径（m），（d 为卷筒槽底直径，d为钢丝绳直径 ）。 datedate108108甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 三、电动机选择 1.计算电动机的静功率 式中pj电动机静功率（kw）； 机构总效率（一般取=0.85-0.9 ）为传动效率， 查有关表格。 datedate109109甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2.选择电动机功率 按满载起升计算所得静功率,还应考虑空 钩升降和起动过电流对电动机发热的 影响。 式中 电动机初选功率（kw）； 稳态负载平均系数，分，g1 =0.7， g2=0.8，g3=0.9，g4=1.0四种情况。 当起升机构接电持续率和值无具体资 料时，查相关表格。 datedate110110甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 四、选择减速器 按下式进行传动比计算： 式中 n电动机额定转速（r/min ）； 按设计方案考虑传动比分配，选用 标准减速器，根据确定出实际传动 比。还应校核高速轴许用功率、低 速轴最大许用扭矩、低速轴许用最 大径向载荷。 datedate111111甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 第四节 起重机金属结构常用材 料 datedate112112甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 一、起重运输机金属结构常用材料的 分类 由于起重运输机金属结构多采用焊接 结构，故要求材料具有良好的可焊性 。此外，还要求起重运输机金属结构 的材料有较好的时效性和防腐性。 目前起重运输机金属结构主要构件所 用的材料有普通碳素钢、优质碳素结 构钢、普通低合金钢、合金结构钢。 datedate113113甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 碳素结构钢是一种低碳钢，用于金 属结构的低碳钢含碳量不超过 0.22%。低合金钢也是一种低碳 钢，它含有不超过2.5%的合金元 素（锰、硅、铜、镍、硼等）。 按冶炼方法的不同，结构钢分为平 炉钢和电炉钢。转炉钢又分为酸 性转炉钢和碱性转炉钢。平炉钢 的质量较好，其机械性能和化学 成分比较稳定，是起重机金属结 构的常用钢材。转炉钢的钢材含 有较多气泡、杂质（硫、磷）和有 害气体 datedate114114甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （氧、氮），材质不匀，易裂，可 焊性差因此，转炉钢不允许用于 常在露天或低温下工作的起重机 金属结构上。目前，国内转炉钢 的产量较大，如果能保证其机械 性能和化学成分不次于平炉钢时 ，一般起重机的金属结构，也可 以用转炉钢。电炉钢质量最好， 但价格较贵，起重机金属结构极 少采用。 datedate115115甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 按照钢锭浇铸的方法，结构钢材可 以分成镇静钢和沸腾钢。镇静钢 质优而匀，塑性和韧阁性都好， 沸腾钢是脱氧不完全的钢，塑性 和韧性较差。用这种材料制成的 焊接结构，受动力载荷作用时接 头易出现裂缝。沸腾钢还有时效 硬化现象，不宜用在低温下工作 的起重机金属结构上。从经济观 点来看，由于沸腾钢未经很好的 脱氧，因而省去大量昂贵的脱氧 剂，冶炼时间短，所以其成本较 低。用沸腾钢轧制成型 datedate116116甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 材和板材时，其内部的气泡可能被 压合，并形成坚实的外壳。所以 在一般情况下，其强度并不比镇 静钢低太多。因此，在常温下工 作的起重机金属结构也可用沸腾 钢制造。 普通碳素钢q235是制造起重机金 属结构最常用的材料。根据化学 成分和脱氧方法，q235分为a、b 、c、d四个质量等级。与碳素钢 相比，低合金钢具有更高的屈服 极限与抗 datedate117117甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 拉强度、更好的低温冷脆性和耐磨性 以及较好的可焊性。但有效应力集 中系数较高，若结构主要由最大强 度控制，而不由疲劳强度控制，则 采用16mn低合金钢效果最好。 对于一般起重机金属结构，当设计温 度高于-20时，允许采用平炉或氧 气顶转炉沸腾钢q235bf，工作级别 为a7和a8的起重机金属结构，采用 平炉镇静钢q235c或特殊镇静钢 q235d。 datedate118118甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 反映碳素结构钢和低合金钢性能的 主要指标有强度（抗拉强度、屈 服强度）、塑性和韧性、脆性断 裂和可焊性。 datedate119119甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 二、起重机金属结构常用材料的性 能 （一）钢材的强度 （比例极限p，弹性极限s） datedate120120甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （二）钢材的塑性和韧性 钢材的塑性用静力拉伸试验中的延伸 率和载面收缩率来衡量。 标准试件的标距有两种，一种取直径 的5倍，称为短试件，另一种取直 径的10倍，称为长试件。 延伸率是说明钢材塑性的指标，延伸 率大则钢的塑性好，加工容易，承 载时虽出现较大变形而并不破坏。 datedate121121甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 对钢材进行冷弯试验，可从另 一方面考查其塑性，它反映了 钢材的冷加工性能。冷弯试验 通常用宽度等于两倍厚度的板 条进行，按规定的直径绕弯心 弯曲180，要求弯曲处不出现 裂缝或分层现象。 datedate122122甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （三）钢的脆性断裂 钢的破坏形式有两种。即塑性破坏 和脆性断裂。塑性破坏之前有明 显的塑性变形，人能及时发现并 采取措施而防止发生事故。脆性 破坏前的变形很小，应力相当低 （只有屈服极限的1/3左右），且 断裂进展的速度极快，裂纹进展 到临界尺寸之后，扩展速度达 2000m/s，结构破坏于顷刻之间 。 datedate123123甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 焊接结构和铆接结构比较，焊接结 构发生脆性破坏的比例较大。在起 重机金属结构中为防止脆性断裂， 在材料方面，当计算温度高于- 20而加载速度较高时，应采用保 证常温冲击韧性的钢材；若计算温 度低于-20时，则应选择保证低 温冲击韧性的钢材。在加工工艺方 面，要防止出现坑痕和裂纹，确定 焊接工艺时，应尽量减小热影响区 范围并防止焊接中出现裂纹等缺陷 。在设计方面，应尽量使应力集中 程度低， datedate124124甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 并避免出现三向受拉应力状态（如 交叉焊接），尽可能选用较薄的 钢材等。 三、金属结构的联接 （一）焊接 （二）螺栓联接 （三）铆 接 （四）销轴连接 datedate125125甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 第七节 安全保护装置 datedate126126甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 一、上升极限位置限制器 （一）用途 当起升机构开动时，吊具在工 作高度范围内工作。 （二）常见型式及基本原理 1重锤式上升极限位置限制器 2螺杆式上限限位器 datedate127127甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate128128甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate129129甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （一）用途 起重机小车或大车工作运行到 行程的极限位置时，应停止运 行，以保证起重机在设计规定 的服务面积内工作。 （二）常见型式 行程限制器一般由一个行程开 关配合触发开关的安全尺构成 。datedate130130甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate131131甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 三、偏斜调整装置 门式起重机、装卸桥的运行机 构工作时，由于两侧运行阻力 不同、车轮打滑、车轮直径差 异、传动系统的效率、两端传 动系统电动机滑差率的微小差 值、运行机构安装偏差等因素 的影响，桥架两端支腿的运行 速度常常不同步。 datedate132132甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 会造成起重机金属结构损伤或 损坏，并使起重机啃道；严重 时，还会损伤运行机构，构成 工作事故隐患。跨度大的起重 机因刚度较小，较易发生起重 机走行偏斜，起重机械安全规 程要求：跨度等于或超过40米 的装卸桥和门式起重机，应装 偏斜调整和显示装置。 datedate133133甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （二）型式 1凸轮式偏斜调整装置 datedate134134甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2自动纠偏装置 datedate135135甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 四、缓冲器 （一）用途：储存或吸收动能 （二）型式 1实体式缓冲器 这类缓冲器主要有木块式、橡胶和 聚氨脂塑料缓冲器。 橡胶缓冲器吸收能量少，一般只用 于速度较低的场合。 datedate136136甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 聚胺酯泡沫塑料缓冲器的结构型 式与橡胶缓冲器类似。这种缓 冲器重量轻，在缓冲过程中可 消耗40的能量，反弹小，可 压缩性和回弹性好，过压缩到 50以上，卸载5min后恢复率 不小于95。 datedate137137甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 2弹簧缓冲器 弹簧式缓冲器结构简单，维修 方便，最大缓冲行程150mm ，可以蓄存较大的能量，因此 应用较多。但它存在一定的缺 点，即压缩的弹簧复位太快， 蓄存的能量常以回弹形式迅速 释放出来，造成反弹。 datedate138138甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate139139甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 3液压缓冲器（见图3-14） datedate140140甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 五、 防风防爬装置 起重机防风防爬装置主要有三 类，即夹轨器、锚定装置和铁 鞋。 （一）锚定装置 一）用途 防风锚定装置主要有链条式和 插销（板）式两种。 datedate141141甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 datedate142142甘南州质量技术监督局甘南州质量技术监督局 刘文华刘文华 （二）防