第五章-起重设备.ppt

第五章起重设备,主要内容：介绍索具、起重机、轻型吊杆、重型吊杆及起重设备的检查、保养、试验与发证重点掌握：索具、起重机、轻重型吊杆的受力分析结论及起重设备的检查、保养与试验,起重设备,起重设备-是指安装于船上或海上设施上，并用于吊运或载运货物、设备、物品及人员等的吊杆装置、吊杆式起重机、起重机以及升降机和跳板等。船用起重设备又称装卸设备,第一节索具,配合绳索使用的配件统称为索具。常用索具：滑车、卸扣、钩、眼板、紧索夹、心环、索头环、花篮螺丝（松紧螺旋扣）,甲板索具的安全工作负荷（SWL),安全工作负荷（SWL）是指绳索、索具能够承受的最大许用负荷。使用时根据绳索、索具的破断负荷取一个安全系数，就可求出安全工作负荷，即安全工作负荷=破断负荷/安全系数纤维绳做静索时取3，稳索、辘绳取7，钢丝绳按下表来取：,一、滑车与绞辘,一、滑车（block)1、滑车的种类：木滑车、开口滑车、铁滑车等；2、滑车的规格：一般以滑轮直径（mm）或木滑车以车壳长度(in)表示；3、滑车的强度：挂头强度（如卸扣、钩或索箍等）为准；4、滑车的配绳比例：P95表5-1,5、滑车的使用与保养使用前要检查车壳、滑轮等有无裂缝；配绳要得当，不得缺油使用或其它原因产生的磨擦；注意滑车使用的强度；定期对滑车进行保养。二、绞辘（滑车配上绳索使用叫绞辘）1、绞辘上各部分名称：P93辘绳、力端、根端、定滑车、动滑车,绞辘,2、绞辘的种类：单绞辘-由一个单轮滑车和一根辘绳组合而成。复绞辘-由一个定滑车和一个动滑车与辘绳组合而成。命名根据定滑车和动滑车所具有的滑轮数来确定。（1-1，2-2，2-2,3-2）。定滑车与动滑车所具有的滑轮数不同时一般以滑轮数多的滑车用作定滑车。机械差动绞辘（神仙葫芦）,绞辘,3、绞辘的省力计算：近似计算公式P94省力倍数等于动滑车上的绳子数。4、绞辘的使用和保养：P94（1）正确选配辘绳（2）辘绳穿法应正确（3）正确确定绞辘的安全工作负荷(应以系统中受力最小的构件的安全工作负荷为标准）,二、卸扣直形卸扣许用负荷=44.1D（N）圆形卸扣许用负荷=36.26D（N）式中：D卸扣本体直径(mm)三、钩许用负荷=9.8D（N）式中：D圆背钩钩背直径(mm)四、眼板许用负荷=75.46D（N）式中：D眼板厚度(mm)五、眼环许用负荷=29.4D（N）式中：D活动眼环直径(mm),六、心环:配绳时槽宽比绳索的直径大1.52mm；七、紧索夹（绳头卸扣、钢丝夹头）使用时应注意方向：U形环端应套住短绳（P97）；长度：与绳径有关（每个间隔约为钢丝绳直径的6倍）；八、索头环:强度以环部或横销的强度来衡量；九、花篮螺丝（松紧螺旋扣）强度以它螺杆上的钩、卸扣或环的强度为依据；大小以整个螺旋扣最大与最小长度和螺杆直径来表示；,第二节起重机,一、起重机的种类起重机，按其动力源的不同，可以分为电动式、液压式两种。电动式应用最广泛。按使用方式的不同又分为：回转式、旋臂式、组合式三种。,1.回转式甲板起重机,上海船厂制造的电力操纵起重机的参数：起重量5t起升速18.9/36/73m/min旋转速1.1/0.53/0.28r/min变幅时间27.8/57/109s工作幅度3.5m16m回转角度360船舶倾角横倾5纵倾2超过时以实际情况计算。,操纵主令,单主令：吊钩上升、下降为单主令。双主令：吊钩旋转、变幅为双主令。“0”档为空档，即刹车合上，定子断电，电机转子为自由状态。起升、旋转、变幅可以分别单独进行，也可组合进行。,2.悬臂式起重机,其工作原理如下：1）起重机可沿甲板上的轨道前后移动,悬臂可向两舷伸出.2)在起重柱上设水平悬臂,利用悬臂牵索把悬臂拉出舷外,而滑车组可沿着悬臂滚动.,3.组合式起重机（双联回转式起重机）,1)组合式起重机的结构特点:两个单回转式起重机同装在一个转动平台上。它们既可以各自作为独立的起重机进行作业，也可以并联在一起，作为组合机使用。2）组合机使用特点；当操纵室内的转换开关转到“双吊”时，两台起重机一起绕公用大盘旋转，正反360无限制。主副吊装有起升同步器。当两机单独使用时，各自最大旋转角一般为220。在140范围内设置极限开关。,组合式起重机,二、起重机的控制与保安装置,1、起重机的控制装置（1）应设有起升、回转、变幅、行走（如有）机构的控制系统；（2）如需要，可设有停止限位器动作的“越控开关”，此开关要适当保护，防止意外；（3）应设有超负荷保护或负荷指示器，超负荷保护应调整在不超过110%SWL时动作；（4）具有不同SWL相应不同臂幅的，应设有给定臂幅最大SWL自动载荷指示器，并在95%SWL时发出报警，110%SWL时自动切断动力；,1、起重机的控制装置,（5）各机构应设有制动器，起升与变幅机构的制动器应为常闭式，并应具有应急释放装置以使任何载荷能下降与就位，制动器的安全系数（制动力/额定力矩）应不小于1.5；（6）行走式起重机应装有夹轨装置及锚定装置（停用时固定），并应设有声光信号装置，行走时同时发出声光信号；（7）具有不同SWL相应不同臂幅的起重机，应设有臂幅指示器。,2、起重机的保安装置,1）起升高度限位器2）最大与最小臂幅限位器3）回转角度限位器（回转角度有限制时）4）行程限位器（行走式/桥式行走吊车）上述限位器动作后，应发出报警、切断运转动力并能将吊运的载荷与起重机保持在限位器动作时的位置上5）其他：吊臂最高、最低位置的限制；绞车卷筒上的钢丝绳长度设计；动力绞车制动器的有效制动力矩（不小于额定值的1.5倍）；紧急停止开关,三、起重机的操作注意事项,1.使用准备1）打开水密门以便检查或通风，天热时启动轴流风机。2）检查卷筒上的钢丝排列是否正常。3）将吊臂升起，使其处于工作臂幅范围内。4）检查刹车及安全装置的可靠性。,2、运转要点,1）绝对不允许横向斜拉货物。2)保持平稳操作，避免急速起动或停止。3）注意吊钩的位置，在吊钩着地后不得再松钢丝，也不能在地上拖吊钩。4）传动失灵时，可以将货物放到地上和将吊臂放下，将刹车慢慢松开。5）避免吊货钢丝绳在舱口摩擦，平时应加强检查。6）发生危急情况时，按紧急开关，使各动作停止。7）在船舶倾角较大（约5度）和刮大风时，避免在最大工作臂幅处旋转。8）吊着货物时，操作者不能离开。,第三节轻型吊杆,安全工作负荷（SWL）-经正确安装的起重设备在设计作业工况下，证明能吊起的最大静载荷。安全工作负荷等于或小于98kN(10t)的吊杆称为轻型吊杆，安全工作负荷大于10t的吊杆称为重型吊杆。轻型吊杆分为轻型单吊杆，轻型双吊杆。,轻型吊杆,一、轻型吊杆的组成：起重柱（桅）、吊杆装置和起重设备动力机械（起货机）三大部分组成。起重柱(桅)-单桅起重柱、门式起重柱、人字型起重柱、“V”型起重柱吊杆装置-吊杆、绳索与索具（千斤索、吊货索、稳索）,吊杆装置的绳索,千斤索-承受吊杆载荷，并控制吊杆俯仰/回转的钢索。吊货索-是吊放货物，控制货物起升/降落的钢索。稳索-是用于调整和固定吊杆位置的钢索或纤维绳。种类随着吊杆使用形式的不同而不同。,起重设备动力机械（起货机）,电动式起货机的种类和特点：电动和电动液压两大类。电动起货机：线路比较复杂,需要较高的管理维护水平,但其具有操作简单,运转平稳等特点,在船上得到广泛的应用。液压式起货机的特点：重量轻，体积小，操作方便，工作平稳，并具有良好的制动能力（能停住绞车额定载荷的1.5倍的静载荷），但制造安装比较复杂，维护管理要求高，若使用或维护不当则容易造成漏油。应用逐渐广泛。起货机的操作步骤及注意事项：P105,电动起货机的操作步骤与使用注意事项,操作步骤：1、通知机舱供电2、接通电源3、根据需要用操纵手柄操作至相应位置即可4、使用完毕后断开电源并通知机舱停止供电。,电动起货机的操作步骤与使用注意事项,使用注意事项：1、使用前应进行短时间顺、倒车空转，确认起货机是否正常，同时检查刹车的可靠性；2、应缓慢增减运转速度，防止负荷突然增大而损坏电机。变向时应将手柄置于零位（空挡），略为停留才可变向操作；3、严禁同时使用副滚筒，以防过载；4、发现异常应立即停止工作并通知有关人员检查。,液压起货机的操作步骤与使用注意事项,操作步骤：1、通知机舱供电，接通电源，开启高压油泵阀门（注意检查位置是否正常）；2、先启动辅助油泵，1mim后再启动主油泵，检查压力是否正常；3、操作操纵手柄，即可控制油马达的转动方向及转速；4、使用结束，应先关主油泵再关辅助油泵，并通知机舱停止供电，最后关闭高压油泵阀门。,液压起货机的操作步骤与使用注意事项,使用注意事项：1、使用前应顺、倒车空转片刻，确认起货机是否正常，同时检查刹车的可靠性；2、操作时应缓慢加大油压，防止油压突然增大导致油管接头爆裂而漏油；3、严禁同时使用副滚筒，以防过载；4、使用过程中如发现操作手柄零位的位置不对，可进行零位调整（或请有关人员进行调整）。,二、轻型吊杆的种类与操作,1、轻型吊杆的种类：单千斤索轻型单吊杆、双千斤索轻型单吊杆、单千斤索轻型双吊杆。轻型单吊杆与轻型双吊杆相比：单吊杆承吊重量大、吊杆和属具少、作业时可随时回转和变幅，有利于装卸舱内各部位的货物。但装卸速度较慢、常要三台起货机。,（1）单千斤索轻型吊杆,吊杆头部设有一根千斤索和两根摆动稳索。千斤索-控制吊杆的仰、俯；摆动稳索-控制吊杆的左右摆动。,普通型单吊杆,（2）双千斤索轻型吊杆,由左右分开的两套千斤索来操纵吊杆，无摆动稳索。吊杆的俯仰和回转由两台千斤索绞车控制。能在带载的情况下由一人控制即可进行回转和变幅操作，又称吊杆式起重机。,双千斤索单吊杆,液压传动单吊杆,（3）单千斤索轻型双吊杆,是由两套单千斤索单吊杆通过一定的方式联合起来形成的双杆联合操作系统。每根吊杆头部均设有千斤索、吊货索、保险稳索、调整稳索及中稳索。两千斤索控制各自吊杆的俯仰角度；各吊杆吊货索的首端通过三角眼板连接；吊杆左右位置的调整通过调整稳索（软盖）来完成；中稳索（内牵索/中盖）连接两根吊杆头部内侧，调整两根吊杆的张角；保险稳索（老盖）起减少吊杆受力的作用。,普通型单吊杆,单千斤索轻型双吊杆,采用双杆联合操作时，布置在舷外的一根吊杆称舷外吊杆（小关），另一根布置在舱口上方的吊杆称舷内吊杆（大关）。,三、轻型吊杆受力分析,1）图解法（1）单吊杆受力分析吊杆头部受力情况：载荷Q、吊货索张力Q、吊杆自重G/2、千斤索张力T、吊杆轴向压力R的反作用力的合力。吊杆根部（承座）的受力情况：吊杆轴向压力、1/2吊杆自重与吊货导向滑车受力的合力。千斤索眼板处的受力情况：千斤索张力的反作用力T和通向绞车卷筒上的拉力T的合力。,轻型吊杆受力分析,1）图解法（1）单吊杆受力分析吊货滑车受力：载荷与吊货索过吊货滑车后张力的合力。吊货导向滑车受力：过吊货滑车后吊货索张力的反作用力及吊货索通过吊货导向滑车后至吊货绞车拉力的合力。,（2）力的图解,当整个力系作用力平衡时，由各个力构成的矢量多边形应是封闭的。首先确定比例尺，以线段的长度代表力的大小，以其方向代表作用力的方向。求吊杆轴向压力R、千斤索张力T、吊货滑车受力F：自吊杆头部向下作垂直线段，Q及G/2，再从其末端作Q，最后由其末端作平行于千斤索的线段至吊杆轴线的交点。可得R与T.吊杆根部的吊货索导向滑车受力K：由Q始端作平行于吊货索导向滑车通向绞车卷筒的线段K，将其合成，得线段K，即为吊货索导向滑车受力。千斤索眼板处的受力S：如图所示，从C点垂直向下画出T、T的合成，即为千斤索眼板处受力。,单千斤索轻型单杆受力分析结论:,（1）单杆作业时，若吊货索或千斤索采用滑车组，则通过滑车组后的绳索张力，均应按滑车组的省力倍数来计算；(2)对一确定的吊杆而言：在同样载荷情况下，吊杆所受的轴向压力与吊杆仰角(一般仰角范围在1575度）无关，它取决于所吊货物的重量及吊货滑车组动滑车所具有的滑轮数m。即：当所吊货物的重量越重，吊杆所受的轴向压力就越大；吊货滑车组动滑车所具有的滑轮数越少，吊杆所受的轴向压力也越大。在同样载荷条件下,千斤索所受的张力与所吊货重、吊杆的仰角有关，与吊货滑车组动滑车所具有的滑轮数m无关。即：当所吊货物的重量越重，千斤索所受的张力就越大；吊杆仰角越小，千斤索所受的张力也越大。,双杆作业系统受力分析基本要求,对双杆操作系统，当舷内、外吊杆处于最小仰角下时，吊杆的工作范围与长度应满足：1）舷外吊杆的舷外跨距应不小于中部船宽舷外3.5米；2）舷内吊杆头部在货舱口内的投影位置应位于：当货舱口仅配有1对吊杆时，离货舱口对边距离不大于L/5(L为舱口长度）；当货舱口同时配有2对吊杆时，离货舱口对边距离不大于L/3；离货舱口边的距离为1.5米。,双杆作业系统受力分析基本要求,3）当吊货索夹角为120度时，其连接三角眼板距舷墙或货舱口围板上缘的高度应不少于：5m，（当SWL小于/等于19.6kN时）6m，（当SWL大于19.6kN时）4）连接两根吊杆头部的内牵索（中稳索）的工作负荷应取双杆系统安全工作负荷的20%，但不小于9.8kN。,轻型双吊杆（1）单千斤索轻型双吊杆,（2）改良型的轻型双吊杆,双杆作业布置（1）双杆作业布置：,1）舷内吊杆（大关头）：吊杆的最大仰角应小于75；保险稳索的水平投影与吊杆水平投影成90，以减小吊杆的水平分力，其下端应尽量布置在舷墙眼板或地令上（使其仰角越小越好）以减小张力。如吊杆的仰角较大，其下端可略向前布置一些，增大稳索与吊杆的夹角。2）舷外吊杆（小关头）：吊杆的仰角应大于15（一般45左右）。吊杆与船舶纵中线的水平投影夹角宜保持在4565之间。保险稳索的根部应尽量向后并系结得高一些（如舷墙上），使其水平投影与吊杆的水平投影夹角不小于20。舷外吊杆的跨距应达3.5m以上。3）应注意的事项：1.正确合理选择保险稳索的系固点：2.双杆操作时，在轴向压力相同的条件下，其SWL约为单杆操作的40%60%，必须引起重视。,双杆作业时操作注意事项,（1）严禁超关、拖关、摔关和游关。（2）货物不应吊起太高（以能过舱口围板和舷墙为准），防止两吊货索张角大于120，以免吊货索张力剧增而导致严重后果。（3）装卸货时应避免突然的换向或急刹车。（4）在作业中发现有异常声响应立即停止工作，待检查并消除故障后再继续工作。（5）吊杆的布置/调整应由值班驾驶员负责，装卸工人不得任意改变吊杆的布置状态。（6）装卸货/起落吊杆过程中，吊杆下方严禁站人；暂停工作时，吊货索应收绞至吊钩不碰到人头，吊货索不应盘在甲板上。,第四节重型吊杆,重型吊杆-是指安全工作负荷（SWL)大于98kN的吊杆装置和吊杆式起重机。重型吊杆起重量大，结构装置与轻型吊杆有所不同，主要表现在吊杆的根部、头部、绳索与索具几个方面。,重型吊杆的特点和种类,1.重型吊杆的特点：1）吊杆根部的承座通常不设在桅或起重柱下部，而是直接安装在甲板或专用平台上。2）吊杆头部设有一崁入式滑车，以改变吊货索的走向，减少吊杆所受的轴向压力和千斤索张力。3）吊货索和千斤索均采用滑车组，以减轻起货机的负荷。,重型吊杆的种类与组成特点,种类：普通型重吊-带崁入滑车式重型吊杆。V型重吊-两根起重柱布置成V型的重型吊杆。哈列恩式重吊-类似双千斤索轻型吊杆，设有水平臂杆，吊杆装卸货的所有动作均由两根千斤索完成。,V型重吊,（1）V型重吊使用注意事项,1）控制吊杆的回转角不超过60。2）掌握吊杆的仰角，一般控制在2575。在此范围内，吊杆可以摆动，超过此范围，吊杆不能作摆动，以防止意外。3）掌握吊杆负重时船的横倾角：在吊重旋转中，当吊杆头未超过船舷时，横倾不得大于8，超过船舷时，一般不得超过12。另外，在吊重摆向舷外时，速度应缓慢，并观察船体横倾情况防止摆出太快造成船体横倾角突然增大而影响船的动稳性。,（2）倒换舱口操作,1）依靠吊货滑车组：（1）将两副千斤索同时绞紧，使吊杆仰角缓慢达8688。（2）将吊货钩及连接梁从下滑车拆下，其中一个滑车系在吊杆根部的固定眼板上，另一个滑车装上吊货钩，并把连接横杆系在甲板的眼板上。用起货机绞进吊货索，就能把吊杆倒换到另一个舱口。,（2）倒换舱口操作,2）利用拉索绞换来操作：（1）首先用同样的速度绞紧两副千斤索滑车组，使吊杆上升至85。再用拉索缠在绞车上，将吊杆拉过死点。千斤索配合绞紧或放松，以免吊杆拉过死点时产生晃动。,（3）V型吊杆的固定,1）以同样的速度绞进两副千斤索滑车组，使吊杆竖起与垂线成8。2）拆下吊货钩并放在专用的槽架中，连接横梁不必拆下，应栓在支架上。3）绞紧吊货索滑车组和千斤索滑车组，如长时间航行，应加上两副系滑车组，利用轻型起货机把它们绞紧。,重型吊杆使用注意事项,1）大副、水手长应亲自到现场检查/指挥；2）增加桅和起重柱的强度；3）清理好索具，事先检查及加油；4）货物两端系上牵索；5）切实掌握船舶稳性；6）船舶正浮，调整好油水舱，不许有自由液面存在，以增加稳性力矩。旋转操作时须断续进行，吊杆头超过船舷后，横倾不得超过12；7）正确指挥操作。起货机操作要平稳，旋转时要慢；8）重吊杆的仰角一般应在2575范围内，回转角不大于80（双千斤索重吊不大于60）；9）注意天气情况，风浪大船舶摇摆时不应进行重件装卸。,第五节起重设备的检查、保养、试验与发证一、起重设备的检查和保养,1、起重设备零部件不允许存在的缺陷：P1162、检查和保养一般按航次、季度、半年三个时间段划分。期间应结合本船的营运特点对起重设备定期进行检查、保养。,一、起重设备的检查和保养,（1）航次检查重点对与吊杆头部眼环顶箍相连的卸扣、环、滑车等进行外部检查；对吊货与吊货导向滑车、卸扣、转环等进行加油润滑；发现钢丝绳有断丝时，要加强检查，一旦发现超过断丝数量，应立即换新；检查起货机与千斤索绞车制动装置的可靠性，钢丝绳排列是否整齐；特别注意检查绑扎卸扣销子的细钢丝，如发现脱落、锈蚀严重或断裂，应及时换新。,一、起重设备的检查和保养,（2）季度检查对吊货与吊货导向滑车进行拆装、检查、清洁和加油，并记录磨损情况；检查吊杆头部眼板和眼箍的磨损情况；检查稳索的眼板（环）和其他转环、卸扣、索眼、吊货钩等磨损情况。,一、起重设备的检查和保养,（3）半年检查拆装千斤索及千斤索导向滑车，对其进行检查、清洁和加油，记录受力部分的磨损情况；检查千斤索攀头竖销、横销磨损情况，并记录；对千斤索进行清洁、除锈、加油，查看断丝和眼环插接处的锈蚀情况；检查稳索及其滑车，并保证其清洁，对保险稳索进行除锈、加油，查看断丝和眼环插接处的锈蚀情况；拆装鹅颈头，对其进行清洁、检查、和加油润滑，测量并记录其磨损情况；检查吊杆承座横销磨损情况。,二、起重设备的试验、检验和发证,（一）试验起货设备零部件制成后必须进行强度试验，投入使用后应定期进行重复试验；更换或修理影响强度的部件，应进行重复试验。应保持试验负荷不少于5min.吊杆仰角：轻型吊杆为15