建筑机械7起重机械剖析

1、1主主 编：高文安编：高文安 杨杨 庚庚副主编：陈建军副主编：陈建军 马晋芳马晋芳 贾贾 瑜瑜7 7 起重机械起重机械建筑施工机械建筑施工机械（第（第2 2版）版）JIAN ZHU SHI GONG JI XIEJIAN ZHU SHI GONG JI XIE 212345目目 录录67 起重机械起重机械 3【知识目标】【知识目标】熟悉起重机械的类型和起重机的主要性能参数；掌握千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机及施工升降机的类型、特点和工作过程；了解千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机及施工升降机的构造、工作原理和使

2、用场合；熟悉钢丝绳的构造、类型、特点、标记代号、选择计算、报废标准和使用注意事项。【能力目标】【能力目标】能够在工程施工过程中正确选择使用千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、施工升降机；会选择、计算和使用钢丝绳。7 起重机械起重机械 47.1 概述概述7.1 概述概述 5起重机械是主要用做垂直运输的设备，有行走机构的还可兼做短距离的水平运输，是工程建设中广泛应用的重要起重设备。起重机械是一种循环作业机械，在建筑施工中，特别是在高层建筑和大型厂房垂直运输与结构吊装中已是必不可少的设备，对于减轻工人繁重的体力劳动、降低施工成本、提高生产率、缩短施工周期和实现

3、施工机械化等都有着十分重要的作用。7.1 概述概述 6根据GB/T 207762006对起重机械的定义，起重机械按其功能和结构特点分为轻小型起重设备、起重机、升降机、工作平台和机械式停车设备五类。轻小型起重设备包括千斤顶、滑车、起重葫芦和卷扬机。7.1.1 起重机械的类型起重机械的类型7.1 概述概述 7起重机包括桥架型起重机（梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、半门式起重机、装卸桥）、臂架型起重机（固定式起重机、台架式起重机、门座式起重机、半门座式起重机、塔式起重机、铁路起重机、流动式起重机、浮式起重机、甲板起重机、桅杆起重机、悬臂起重机）和缆索型起重机（缆索起重机、门式缆索起重机）。升降机

4、包括升船机、启闭机、施工升降机和举升机。工作平台包括桅杆爬升式升降工作平台和移动式升降工作平台。7.1 概述概述 8机械式停车设备包括升降横移类机械式停车设备、垂直循环类机械式停车设备、水平循环类机械式停车设备、多层循环类机械式停车设备、平面移动类机械式停车设备、巷道堆垛类机械式停车设备、垂直升降类机械式停车设备、简易升降类机械式停车设备和汽车专用升降机。7.1 概述概述 91.桥式起重机桥式起重机桥式起重机按构造分为单梁桥式起重机、双梁桥式起重机、多梁桥式起重机、挂梁桥式起重机、带回转臂架桥式起重机、双小车桥式起重机、多小车桥式起重机、带回转小车桥式起重机、带导向架桥式起重机和柔性吊挂桥式起

5、重机；按取物装置不同又分为吊钩桥式起重机，抓斗桥式起重机，电磁桥式起重机，抓斗、电磁桥式起重机，电磁、吊钩桥式起重机，抓斗、吊钩桥式起重机，吊钩、抓斗、电磁桥式起重机，料箱、电磁桥式起重机，料箱、抓斗桥式起重机，夹钳桥式起重机，集装箱桥式起重机；按使用场合分为冶金起重机、堆垛起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机。7.1 概述概述 102.塔式起重机塔式起重机塔式起重机按支承方式分为固定式塔式起重机、移动式塔式起重机、轨道式塔式起重机、轮胎式塔式起重机、汽车式塔式起重机和履带式塔式起重机；按爬升方式分为内爬式塔式起重机和附着式塔式起重机；按回转方式分为上回转式塔式起重机和下回转式塔式起重机；按

6、变幅方式分为小车变幅塔式起重机、动臂变幅塔式起重机和折臂式塔式起重机；按安装方式分为非快装式塔式起重机和快装式塔式起重机。7.1 概述概述 113.流动式起重机流动式起重机流动式起重机按底盘形式分为履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机、全地面起重机和随车起重机；按回转方式分为回转流动式起重机和非回转流动式起重机；按臂架形式分为桁架臂流动式起重机、箱形臂流动式起重机、铰接臂流动式起重机和伸缩臂流动式起重机；按使用场合分为通用流动式起重机、越野流动式起重机和专用流动式起重机。起重机械的种类很多，本章主要介绍建筑施工中常用的卷扬机、施工升降机、塔式起重机和流动式起重机。7.1 概述概述 12起重机的参

7、数是用来表明起重机工作性能和技术经济指标的。它是设计起重机的依据，也是评价和选用起重机技术性能的依据。起重机的主要技术参数有起升质量、幅度、起升高度、各机构工作速度、起重力矩和质量指标等。7.1.2 起重机的主要性能参数起重机的主要性能参数7.1 概述概述 131. 起升质量（亦称起重量）起升质量（亦称起重量）起重机的起升质量参数通常以额定起升质量Q表示，单位为t。所谓额定起升质量，是指起重机在各种工况下安全作业所容许起吊货物的最大质量，它随幅度的加大而减少。最大额定起升质量是指基本臂处于最小幅度时所起吊货物的最大质量。7.1 概述概述 142. 幅度幅度起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离

8、称为幅度或工作幅度，用R表示，单位为m。实际标定的起重机幅度参数，是在额定起升质量下起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离。幅度表示起重机不移位时的工作范围，所以幅度也是衡量起升能力的一个重要参数。为了反映起重机实际工作能力，还引入有效幅度R1。设计或选用起重机时，应合理选择R1值。对于轮胎式起重机，按起重机起升质量的不同，规定了不同的有效幅度范围，如图7.1所示。7.1 概述概述 15图图7.1 起重机幅度与起升高度起重机幅度与起升高度7.1 概述概述 163. 起升高度起升高度起升高度是指地面或轨面到吊钩钩口中心的垂直距离，以H表示，单位为m。如取物装置为抓斗，则指到抓斗最低点的距离。在标

9、定起重机性能参数时，通常以额定起升高度表示。额定起升高度是指满载吊钩上升到最高极限位置时，吊钩中心至地面或轨面的距离。最大额定起升高度的确定，是根据起重机作业要求及其总体设计的合理性综合考虑的。7.1 概述概述 174. 工作速度工作速度起重机各机构的工作速度主要是指起升、变幅、回转和行走的速度。对伸缩臂式起重机，还包括吊臂伸缩速度和支腿收放速度。起升速度Vq(mmin)是指起重吊钩升、降速度；变幅速度Vb(mmin)是指吊钩自最大幅度到最小幅度时的平均线速度；回转速度n(rmin)是指起重机转台每分钟转数；行走速度为Va(kmh)。起重机的工作速度直接影响起重机的性能，同时也影响起重机的生产

10、效率。当起升重量一定时，速度高的生产效率也高，但启动、制动时的惯性力和动载荷大，因此机构的驱动功率和结构强度也要相应增大。7.1 概述概述 185. 起重力矩起重力矩起重机的工作幅度R与此幅度下的起重量Q的乘积称为起重力矩，用M表示，单位为tm，M=QR。它是综合体现起升质量与幅度两因素的参数。可见，以M值的大小就能全面、确切地了解起重机的起吊能力。 7.1 概述概述 196. 整车整备质量及质量指标整车整备质量及质量指标起重机本身的质量(原称自重)称整车整备质量。整车整备质量是指起重机处于工作状态无起吊货物时本身的全部质量，以G表示，单位为t。为了考核起重机质量指标，引入质量利用系数K来表示

11、。所谓质量利用系数，是指单位整备质量下有多大起重能力。显然，K值越大说明起重机的材料利用率和设计水平越高，质量指标越先进。7.1 概述概述 207.2 轻小型轻小型起重设备和起起重设备和起重零、部件重零、部件7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 21千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的起重设备，包括机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式和螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械设备安装维修工作。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛；其缺点是起重高度有限，起升速度慢。千斤顶主要用于车辆修理、支撑及其他起重等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠

12、，一人即可携带和操作。 7.2.1 千斤顶千斤顶7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 221千斤顶的分类千斤顶的分类千斤顶按结构特征可分为齿条千斤顶、螺旋（机械）千斤顶和液压（油压）千斤顶三种。（1） 齿条千斤顶由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。起重量一般不超过20t，可长期支持重物，主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合。 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 23（2） 螺旋千斤顶由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。自降螺旋千

13、斤顶的螺纹无自锁作用，但装有制动器。放松制动器，重物即可自行快速下降，返程时间缩短，但这种千斤顶构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量已达100t，应用较广。下部装上水平螺杆后，还能使重物做小距离横移。 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 24（3） 液压千斤顶由人力或电力驱动液压泵，通过液压系统静压传递原理，用缸体或活塞作为顶举件，如图7.2所示。液压千斤顶可分为整体式和分离式两类。整体式的泵与液压缸联成一体；分离式的泵与液压缸分离，中间用高压软管相联。液压千斤顶结构紧凑，能平稳顶升重物，起重量最大达1000t，行程1m，传动效率较高，故应用较广。但因

14、其易漏油，故不宜长期支持重物，如长期支撑需选用自锁千斤顶。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 25图图7.2 液压千斤顶液压千斤顶 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 26为进一步降低外形高度或增大顶举距离，螺旋千斤顶和液压千斤顶可做成多级伸缩式。 液压千斤顶除上述基本形式外，按同样原理可改装成滑升模板千斤顶、液压升降台、张拉机等，用于各种特殊施工场合。千斤顶按其他方式分类可分为分离式千斤顶、卧式千斤顶、爪式千斤顶、同步千斤顶、一体式千斤顶、电动千斤顶等。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 272液压千斤

15、顶使用说明液压千斤顶使用说明（1）使用前必须检查各部分是否正常。（2）使用时应严格遵守主要参数中的规定，切忌超高超载；否则，当起重高度或起重吨位超过规定时油缸顶部会发生严重漏油。 （3）如手动泵体的油量不足时，需先向泵中加入清洁的液压油。（4）重物重心要选择适中，合理选择千斤顶的着力点，底面要垫平，同时要考虑到地面软硬条件，是否要衬垫坚韧的木材，放置是否平稳，以免负重下陷或倾斜。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 28（5）千斤顶将重物顶升后，应及时用支撑物将重物支撑牢固，禁止将千斤顶作为支撑物使用；如需长时间支撑重物，应选用机械式千斤顶。（6）如需几台千斤顶同时

16、起重时，除应正确安放千斤顶外，应使用多个分流阀，且每台千斤顶的负荷应均衡，注意保持起升速度同步。还必须考虑因重量不匀地面可能下陷的情况，防止被举重物产生倾斜而发生危险。（7）使用时先将手动泵的快速接头与顶对接，然后选好位置，将油泵上的放油螺钉旋紧即可工作。欲使活塞杆下降，将手动油泵手轮按逆时针方向微微旋松，油缸卸荷，活塞杆即逐渐下降，否则下降速度过快将产生危险。 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 29（8）分离式千斤顶是弹簧复位结构，起重完后即可快速取出，但不可用连接的软管来拉动千斤顶。（9）使用过程中应避免千斤顶的剧烈振动，并根据使用情况定期检查和保养。（10

17、）不适宜在有酸碱或腐蚀性气体的工作场所使用。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 307.2.2.1 手动葫芦的类型、组成和工作原理手动葫芦的类型、组成和工作原理手动葫芦又叫神仙葫芦、斤不落，分为手扳葫芦和手拉葫芦两种。手扳葫芦（图7.3）是通过人力扳动手柄，借助杠杆原理获得与负载相匹配的直线牵引力，轮换地作用于机芯内负载的一个钳体，带动负载运行。 7.2.2 手动葫芦手动葫芦7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 31图图7.3 手扳葫芦手扳葫芦 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 32它具有结构紧凑、质量轻

18、、外形尺寸小、携带方便、安全可靠、使用寿命长、手扳力小、对钢丝绳磨损小等优点，可以进行提升、牵引、下降、校准等作业。若配置特殊装置，不但可以作非直线牵引作业，而且可以很方便地选择合适的操作位置，或以较小吨位的机具成倍地扩大其负载能力。对于较大吨位的负载，可以采用数个机具并列作业。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 33手拉葫芦（图7.4）是一种使用简单、携带方便的手动起重设备，也称“环链葫芦”或“倒链”。手拉葫芦由链轮、手拉链、传动机构、起重链及上下吊钩等几部分组成。 图图7.4 手拉葫芦手拉葫芦 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件

19、34其中机械传动部分又可分为蜗轮式和齿轮式传动两种。由于蜗轮式传动的机械效率低，零件易磨损，所以现在已很少使用。齿轮传动的手拉葫芦有几种型号，其中HS型是颇受欢迎的一种手动链条葫芦；WA型是在HS型基础上的改进产品；SBL型采用新型结构传动，它的机械效率较高，但自重比HS型大一些。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 35手拉葫芦是通过曳动手链条、手链轮转动，将摩擦片棘轮、制动器座压成一体共同旋转，5齿长轴转动，带动片齿轮、4齿短轴和花键孔齿轮，这样，装置在花键孔齿轮上的起重链轮就带动起重链条，从而平稳地提升重物。它采用棘轮摩擦片式单向制动器，在载荷下能自行制动，棘

20、爪在弹簧的作用下与棘轮啮合，保证制动器安全工作。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 367.2.2.2 手动葫芦的适用范围和工作特点手动葫芦的适用范围和工作特点手拉葫芦具有安全可靠、维护简便、机械效率高、手链拉力小、自重较轻、便于携带、外形美观、尺寸较小、经久耐用的特点， 尤其对于露天及无电源作业以及易燃易爆场所作业更有其重要作用。它除可单独使用外，还可与各型手拉单轨行车配套使用组成手拉起重运输小车，实现左右行走提升重物的功能，适用于单轨架空运输的单梁桥式起重机和悬臂式起重机。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 37手拉葫芦是携带方便

21、的手动起重机械，起重量一般为 0.550t，起升高度为30m。其工作特点是：（1）维护方便）维护方便使用完毕后，应将葫芦上的泥垢擦净，存放在干燥地点，防止受潮生锈和腐蚀。每年应由熟悉葫芦机构者用煤油清洗机件，在齿轮和轴承部分加黄油润滑。手拉葫芦齿轮安装时，应使用两只片齿“0”字标记安装在同一直线上。起重链轮左右轴承的滚柱可用黄油粘附在已经压装于起重链轮轴颈内圈上，再入墙板的轴承外圈内。安装制动装置部分时，注意棘爪部啮合良好，弹簧对棘爪的控制应灵活可靠。 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 38手拉葫芦装上手链轮后，顺时针旋转手链轮，应将棘轮、摩擦片压紧在制动器座上

22、，逆时针旋转手链轮，棘轮与摩擦片间应留有空隙。支撑杆与右墙板为静配合，维修时切勿拆卸。手拉葫芦经过清洗检修后，应进行空载和重载试验，确认运转正常方可使用。在加油和使用过程中，制动装置的摩擦表面必须保持干净，并经常检查制动性能，防止制动失灵引起重物自坠。为了维护和拆卸方便，手链条其中一节系开口链（不焊、涂色）。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 39（2）过载保护）过载保护为增加额外的安全性，有些高档的手拉葫芦还增加了过载保护装置，这对于操作者、葫芦及负载是一种特殊保护装置。当负载大于设置值时，过载保护自动启用，葫芦起升将自动停止。（3）镍表面硬化）镍表面硬化镍硬化

23、链条经过特殊处理，不但不影响链条的性能，还具有其他卓越的性能，如可以抗雨水、海水、溪水及化学物质引起的锈蚀等。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 40滑车是起重吊装、搬运作业中常用的起重设备。它的结构简单，使用方便，用途广泛，可以手动或机动。滑车的作用是能够多次改变牵引力的方向和起吊、移动重物。特别是由滑车组成的滑车组，配合卷扬机、桅杆或其他起重设备，其产品规格为0.03320t。7.2.3 滑车滑车7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 411滑车的构造和分类滑车的构造和分类滑车是由吊钩链环、滑轮、轴、轴套和夹板等组成。滑轮可在轴上自由

24、转动，为减少磨损、延长轴的使用寿命，采用青铜制作的滑动轴承。在重型机构上滑动轴承改用滚动轴承。滑车按制作材料不同，可分为木制滑车、钢制滑车和铝合金滑车三种（如图7.5所示）；按轮数的多少分为单轮（门）滑车、双轮滑车和多轮滑车。按滑车与吊物的连接方式可分为吊钩式滑车、链环式滑车、吊环式滑车和吊梁式滑车四种。一般中小型滑车多属于吊钩式、链环式和吊环式，而大型滑车多采用吊环式和吊梁式，如图7.5所示。 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 42图图7.5 滑车滑车 的类型的类型（a）单门开口吊钩型；（b）单门闭口吊钩型；（c）双门闭口链环型；（d）双门吊环型；（e）三门闭

25、口吊环型；（f）三门吊环型；（g）四门吊环型；（h）五门吊环型；（i）五门吊梁型 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 43滑车按采用的轴承不同还可分为滑动轴承和滚动轴承两种；按滑车的夹板是否可以打开分为开口滑车和闭口滑车；按使用的方式不同又分为定滑车、动滑车、滑车组、导向滑车和平衡滑车。开口滑车的夹板是可以打开的，便于装绳索，一般的都是单门滑车，它常用于扒杆底脚处作导向滑车用。定滑车是安装在固定轴上的滑车，它可作导向滑车和平衡滑车之用。定滑车不能省力，仅能改变作用力的方向，作用力的行程与荷重的行程相等。动滑车是安装在运动轴上与被牵引重物一起升降或移动的滑车，它可以

26、省力。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 442滑车的规格型号滑车的规格型号滑车有HQ系列（起重滑车）、HY系列（林业滑车）和H系列三种。设备吊装用HQ系列和H系列。例如，HQGZK1-2型，表示HQ系列起重滑车、G吊钩式（L为链环式、D为吊环式、W为吊梁式）、Z滚针轴承（滑动轴承、滚动轴承不表示）、K开口（闭口不表示）、1轮（以数字表示轮数）、额定起重量为2t(以数字表示)；HQL2-16型，表示HQ系列起重滑车、链环式、滑动轴承、闭口、2轮、额定起重量为16t。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 453滑车组滑车组滑车组是由一定数

27、量的定滑车和动滑车以及穿绕它们的绳索组成的。因为某些起重作业不仅要求改变力的方向，而且要求省力，只用定滑车或动滑车达不到目的。通常是把定滑车和动滑车串联在一起组成滑车组。它既可以省力，又可改变力的方向，是起重吊装作业施工中不可缺少的工具。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 46H系列滑车型号标记示例：H51KBG型，表示H系列滑车、额定起重量为5t、1单轮、KB桃形开口、G吊钩式；H326W型，表示H系列滑车、额定起重量为32t、6轮、吊梁式。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 47（1）滑车组的种类）滑车组的种类按构造形式不同，滑车

28、组可分为单联滑车组和双联滑车组，如图7.6所示。单联滑车组常用于建筑起重机中，双联滑车组则多用于桥式起重机中。按工作原理不同，又可把滑车组分为省力滑车组和增速滑车组。在起重机的起升机构中常用省力滑车组。增速滑车组可用于汽车起重机的吊臂伸缩机构中，以达到多节伸缩臂同步伸缩的目的。图7.6（a）和图7.7分别是省力滑车组和增速滑车组的示意图。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 48图图7.6 滑车组滑车组(a)单联滑车组；(b)双联滑车组 图图7.7 增速滑车组增速滑车组 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 49（2）滑车组的倍率）滑车组

29、的倍率倍率是钢丝绳绕过动滑车的分支数，是滑车组省力的倍数，也是滑车组的减速比。对于单联滑车组，倍率a等于承载分支数m，即a=m；对于双联滑车组，倍率a等于承载分支m的一半，即a=m/2。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 50（3）单联滑车组的效率及钢丝绳的拉力）单联滑车组的效率及钢丝绳的拉力如图7.8所示为单联省力滑车组计算简图。设总起重量为Q，钢丝绳承载分支数为m。若不计钢丝绳绕过滑轮时的僵性阻力和滑轮轴承的摩擦阻力，则各承载分支拉力均相等，即F1=Q/m。若考虑滑车组的效率损失并对每个滑车取相同的效率，钢丝绳每个分支中的拉力不相等，但有关系：Fi=Fi-1(

30、i=2，3，m)。 所有分支拉力总和等于Q，即：Q=F1+F2+F3+Fm-1+Fm=F1(1+2+m-1)括号中为一几何级数，其和为 ，故：11m7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 51滑车组的效率组为不计钢丝绳绕过滑轮的僵性阻力和滑车轴承的摩擦阻力时动滑车引出绳的拉力与实际情况下引出绳拉力的比值，即：由上式可知，滑车组的效率组与倍率m及滑车的效率有关。由式（7.1）、式（7.2）可以得到计算承载分支中最大拉力的公式：111mQF/1(1)/(1)(1)mmQ mQm（7.1） （7.2） 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 52若

31、钢丝绳从滑车组引出后，再经过n个导向滑轮后才绕入卷筒，那么卷筒上钢丝绳的最大拉力F为：表7.1列出了各种倍率的滑车组效率，以便设计时选用。 （祥见课本147页）1nnQFmF组1QFm组（7.4） （7.3） 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 534滑车和滑车组的使用要求和注意事项滑车和滑车组的使用要求和注意事项（1）在使用前必须查明滑车的允许荷载，以防超载使用而发生安全事故。（2）在使用前必须检查滑轮的转动是否灵活，轮槽、轮轴、吊钩、夹板等各部分有无损伤、裂缝等，以防在使用过程中发生事故。（3）滑车组在穿好绳索后先要试吊。在绳索收紧后，应检查各部位是否良好，有

32、无卡绳索之处，不得勉强使用。（4）在起吊时应检查滑车的吊钩中心是否与被吊物体的重心在一条铅垂线上，以防起吊后不平稳而发生碰撞事故。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 54（5）滑车在使用前后要加强保养，刷洗干净并加油润滑。（6）常用的单轮滑车多为开口式，其连接部分有吊钩和吊环式两种，吊钩或吊环式均可旋转，故悬挂时无方向性。使用时先将吊钩或吊环扳倒，打开护板上的开口挡板，把钢丝绳放入轮槽内，然后提直滑车即可锁住挡板。如果在地面上使用或因滑车不受力时会自行弯倒，故应随时检查开口挡板是否锁住。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 55（7）常

33、用的多轮滑车均为不开口式，其连接部分有可旋转的吊环式和固定的吊环式，而固定吊环的滑车悬挂时有方向性，当滑车受力后不得使滑车承受扭力，否则应加接U形环加以调整。（8）滑车组是由单轮或多轮定滑车和动滑车组成的，使用时两个滑车的大小和型号应基本相同，不宜采用不同大小的滑车组成滑车组。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 56钢丝绳是起重机械的重要零件之一，它具有强度高、自重轻、挠性好、运行平稳、弹性较好、不易突然断裂等优点，广泛应用于起重、缆风和捆扎。7.2.4 钢丝绳钢丝绳7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 577.2.4.1 钢丝绳的构造

34、和种类钢丝绳的构造和种类钢丝绳是由许多抗拉强度为14002000MPa的高强度钢丝编绕而成的。钢丝首先捻成股，然后将若干股围绕着绳芯捻制成绳。绳芯的作用是增加挠性、弹性和润滑。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 58绳芯的种类有：天然纤维芯，通常用浸透润滑油的麻绳做成，不能用于高温环境；合成纤维芯，由聚合物制成的纤维，如聚乙烯、聚丙烯等；金属芯，用软钢丝或钢丝绳股做芯子，用于高温或多层卷绕的地方。近年来有用螺旋金属管作为绳芯的，其管中储有润滑油。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 591.根据钢丝绳的捻制次数分类根据钢丝绳的捻制次数分

35、类（1）单捻绳由若干断面相同或不同的钢丝一次捻绕而成。（2）双捻绳先由钢丝捻成股，再用股捻成绳，如图7.9所示。它的强度高，挠性好，制造简单，在起重机中广泛采用。（3）三捻绳把双捻绳作为股，再用这种股捻成绳。它的挠性最好，但制造复杂，在起重机中很少采用。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 60图图7.9 双捻钢丝绳双捻钢丝绳(a)点接触钢丝绳；(b)外粗型（西鲁型）；(c)粗细型（瓦林吞型）；(d)填充型 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 612.根据钢丝绳的捻法和捻向分类根据钢丝绳的捻法和捻向分类（1）同向捻绳由钢丝捻成股和由股捻

36、成绳的捻向相同，如图7.10（a）、(c)所示。（2）交互捻绳由钢丝捻成股或由股捻成绳的捻向相反，如图7.10（b）、(d)所示。上述两种双捻钢丝绳，按由股捻成绳的方向不同，可又分为左向捻和右向捻两种。没有特殊要求者一般多用右向捻绳。（3）混捻绳半数股为右向捻、半数股为左向捻的绳，称为混捻绳，如图7.10(e)所示。其性能介于同向捻绳和交互捻绳之间，但制造复杂，很少采用。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 62图图7.10 钢丝绳的捻向钢丝绳的捻向(a)左同向捻；(b)左交互捻；(c)右同向捻；(d)右交互捻；(e)混合捻 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小

37、型起重设备和起重零、部件 633.按捻制特性（钢丝在股中的互相接触状态）分按捻制特性（钢丝在股中的互相接触状态）分类类（1）点接触钢丝绳）点接触钢丝绳（图7.9(a)）。这种钢丝绳绳股中各层钢丝直径均相同，而内外各层钢丝的节距不同，相互交叉形成点接触。其特点是接触应力高，表面粗糙，易断裂，使用寿命低，但制造简单、价格低，在起重机中应用较广。（2）线接触钢丝绳）线接触钢丝绳（图7.9（b）、（c）、（d）这种钢丝绳绳股由不同直径的钢丝绕制而成，外层钢丝位于内层钢丝之间的沟槽内，内外层钢丝7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 64间形成线接触。 这种钢丝绳挠性好，耐腐蚀

38、，使用寿命长，承载力高。如果在破断拉力相同的情况下选用线接触绳，可以采用较小的直径，相应地可采用较小的滑轮和卷筒直径，从而使整个机构的尺寸得以减小。线接触钢丝绳在起重机中得到日益广泛的应用。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 65线接触钢丝绳，根据绳股断面的结构分为三种，如图7.9所示。外粗型又称西鲁型（S型）股中间一层钢丝的直径相同，不同层次钢丝的直径不同，内层细外层粗，外层耐磨。粗细型又称瓦林吞型（W型）外层采用粗、细两种钢丝，粗钢丝位于内层钢丝的沟槽中，细钢丝位于粗钢丝之间，其断面充填系数高，挠性好，承载力大。填充型（F型）在股中内、外层钢丝沟槽中填充细钢丝

39、，增加了股中钢丝的数量，断面充填系数更高，挠性更好，承载能力更大。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 66（3）面接触钢丝绳）面接触钢丝绳面接触钢丝绳常做成密封绳，为达到面接触，钢丝必须制成异形断面（如T形、Z形等）。其优点与线接触相同，但效果更为显著；缺点是制造工艺复杂，价格昂贵，用于架空索道、塔机主索、吊桥主索等场合。钢丝绳一般由6股绕成，也有8股、18股或更多股的。股愈多，与卷绕装置接触愈好，寿命愈长。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 674.钢丝绳标记代号（钢丝绳标记代号（GB/T 87062006）简介）简介（1）钢丝绳标

40、记代号）钢丝绳标记代号钢丝绳表面状态标记代号：光面钢丝为U；A级镀锌钢丝为A；B级镀锌钢丝为B；B级锌合金镀层为B（Zn/Al）；A级锌合金镀层为A（Zn/Al）。钢丝绳芯标记代号：纤维芯为FC；天然纤维芯为NFC；合成纤维芯为SFC；固态聚合物芯为SPC；钢芯为WC；独立钢丝芯为IWRC；钢丝股芯为WSC；压实股独立钢丝绳芯为IWRC（K）。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 68钢丝、股和钢丝绳横截面形状代号：圆形横截面形状无代号，三角形横截面形状钢丝、股代号均为V。普通类型的圆股结构代号：单捻无代号，股结构示例：6即（1-5），7即（1-6）；平行捻：西鲁式

41、为S，股结构示例：17S即（1-8-8），19S即（1-9-9）；瓦林吞式为W，股结构示例：19W即（1-6-6+6）；填充式为F，股结构示例：25F即（1-6-6F-12），41F即（1-8-8-8F-16）；组合平行捻为WS，股结构示例：26WS即（1-5-5+5-10），31WS即（1-6-6+6-12），36WS即（1-7-7+7-14）；多工序点接触捻为M，股结构示例：19M即（1-6/12），37M即（1-6/12/18）。 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 69普通类型的圆股结构代号中，每股结构由中心向外进行标记，标明该股的逐层钢丝根数，股的每层丝

42、数用“-”号隔开，同一层中不同直径的钢丝用“+”号隔开。如图7.9（b）所示代号为619S（1-9-9）+NFC；如图7.9（c）所示代号为619W（1-6-6+6）+NFC；如图7.9（d）所示代号为6（1-6+6F-12）+NFC，6F表示填充丝6根。多工序捻（点接触）的各捻制工序钢丝层用“/”号隔开，如图7.9（a）所示代号为619M（1+6/12）+FC。钢丝绳级别代号用钢丝公称抗拉强度MPa表示。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 70捻制类型及方向代号：捻制方向用两个字母（Z或S）表示。第一个字母表示钢丝在股中的捻向，第二个字母表示在钢丝绳中股的捻向。

43、字母“Z”表示右向捻，字母“S”表示左向捻；“ZZ”或“SS”表示右同向捻或左同向捻，“ZS”或“SZ”表示右交互捻或左交互捻；“aZ”或“aS”表示右混合捻或左混合捻。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 71（2）钢丝绳标记方法）钢丝绳标记方法钢丝绳标记组成内容：尺寸；钢丝绳结构；绳芯结构；钢丝绳级别；钢丝表面状态；捻制类型及方向。如22 636WS-IWRC 1770 B SZ表示钢丝绳公称直径为22mm，结构形式为6股36丝组合平行捻，绳芯结构为独立钢丝芯，钢丝公称抗拉强度为1770MPa，钢丝表面状态为B级镀锌钢丝，捻制类型及方向为左交互捻。7.2 轻小型

44、起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 725.钢丝绳标记示例钢丝绳标记示例【例7.2】18 619S-NFC 1670 U ZZ表示钢丝绳公称直径为18mm，结构形式为6股19丝西鲁型，绳芯结构为天然纤维芯，钢丝公称抗拉强度为1670MPa，钢丝表面状态为光面，捻制类型及方向为右同向捻。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 73【例7.3】20 619W-SFC 1570 A ZS表示钢丝绳公称直径为20mm，结构形式为6股19丝瓦林吞型，绳芯结构为合成纤维芯，钢丝公称抗拉强度为1570MPa，钢丝表面状态为A级镀锌钢丝，捻制类型及方向为右交互捻。7.

45、2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 74【例7.4】22 625F-IWRC 1670 B SS表示钢丝绳公称直径22mm，结构形式为6股25丝填充型，绳芯结构为合成纤维芯，钢丝公称抗拉强度为1670MPa，钢丝表面状态为B级镀锌钢丝，捻制类型及方向为左同向捻。了解了钢丝绳的标记方法，可以简化描述钢丝绳特征的大量文字叙述，便于直接选择所需的钢丝绳，这就给设计、制造和使用单位带来了许多方便。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 757.2.4.2 钢丝绳的选择和计算钢丝绳的选择和计算1.钢丝绳结构形式的选择钢丝绳结构形式的选择根据钢丝绳的使用

46、场合和要求，参考表7.2选择钢丝绳（祥见课本151页）。2.钢丝绳直径的计算和选择钢丝绳直径的计算和选择7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 76（1）公式法）公式法钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力按式（7.5）确定：式中d钢丝绳最小直径，mm Smax钢丝绳最大工作静拉力，N； c选择系数， ，查有关手册，对于起重用钢丝绳c可取0.1040.096。maxdcs/mmN（7.5）7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 77（2）安全系数法）安全系数法按钢丝绳所在机构工作级别的安全系数选择钢丝绳直径，所选钢丝的破断拉力F0(kN)应满足式

47、（7.6）。式中K钢丝绳最小安全系数，按表7.3选取 （祥见课本151页）；Smax钢丝绳最大工作静拉力，kN。max0KSF（7.6）7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 78【例7.5】某卷扬机钢丝绳最大静拉力为20kN，试选择合适的钢丝绳。 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 797.2.4.3 钢丝绳的报废标准和使用注意事项钢丝绳的报废标准和使用注意事项1.报废标准报废标准钢丝绳极少突然断裂，都是由于外层钢丝反复弯曲、磨损、断丝数逐渐增多使钢丝绳报废和破坏的。标准规定钢丝绳出现下列情况应报废：（1）钢丝绳在一个捻距内断丝数达到总

48、丝数的10%（交互捻）或5%（同向捻）时应报废。（2）有一股折断时应报废。（3）外层钢丝磨损达40%或绳径磨损减小达15%时，不论断丝多少都应立即报废；当磨损量低于40%时，则应按磨损的程度适当降低报废断丝标准，如表7.6所示。（祥见课本153页）7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 802.使用注意事项使用注意事项（1）在使用中应妥善维护保养，保持绳面清洁并定期润滑，一般不超过四个月涂油一次。（2）不允许钢丝绳形成扭结、穿过破损的滑轮及运动中与其他物体和地面摩擦。（3）在使用中尽量减少弯曲次数，并尽量避免反向弯折。（4）钢丝绳对使用的滑轮和卷筒的直径D0有一定的要

49、求，即D0（1820）d（d为钢丝绳直径）。（5）滑轮槽半径不宜太大或太小，常取R=（0.540.6）d，钢丝绳直径小时R取大值。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 81（6）钢丝绳端头常用的固接方法：钢丝绳在使用时需要与其他承载零件联接，以传递载荷。常用的联接方法有下列几种，如图7.11所示。编绕法将钢丝绳绕过心形套环后用细钢丝扎紧。捆扎长度L=（2025）d，同时不小于300mm，常用于直径不太大的钢丝绳联接。楔形套法用特制的钢丝绳斜楔固定，方法简便。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 82灌铅法将钢丝的一端松散后切去绳芯，把头部

50、钢丝弯成小钩，装入锥形套后灌入熔铅，凝固后即成。绳卡固定法钢丝绳绕过套环后，用特制的钢丝绳卡固定，钢丝绳卡不得少于三个。此法简便可靠，应用较广。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 83图图7.11 钢丝绳末端固定方法钢丝绳末端固定方法(a)编绕法；(b)楔形套法；(c)灌铅法；(d)绳卡固定法 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 84卷筒的作用是卷绕、收存钢丝绳，传递动力，把旋转运动变为直线运动。1.卷筒的种类卷筒的种类按照绕绳层数不同，卷筒有光面和槽面两种。光面卷筒上的钢丝绳为多层卷绕，如图7.12所示，它可使容绳量增加，所以建筑起

51、重机中一般采用多层卷绕筒。7.2.5 卷筒卷筒7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 85卷筒的材料一般采用铸铁、铸钢，重要的卷筒还可采用球墨铸铁制造。卷筒的外圈直径D按D（1820）d选择，其他几何尺寸和具体结构可参考有关手册。图图7.12 多层绕光面卷筒多层绕光面卷筒 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 862.卷筒的容绳量卷筒的容绳量卷筒容绳量是卷筒容纳钢丝绳长度的数值。按定义规定，它不包括钢丝绳安全圈的长度。对于单层绕光面卷筒，卷筒容绳量为：L=（D+d）(Z-Z0） （7.7）式中d钢丝绳直径； D光面卷筒的直径； Z卷绕钢丝绳

52、的总圈数； Z0为增强钢丝绳与卷筒的联接而保留的安全圈，一般为23卷。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 87对于多层绕卷筒，若每层绕的圈数为Z，则到第m层时，卷筒容绳量为：L=Zm（D+md） （7.8）7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 88制动器的种类很多，按其用途不同分为停止式或调速式两种。前者只有停止作用（如支持重物悬在空中）；后者既具有前者的作用，又具有调速的功能。制动器按制动的工作状态不同又分为常闭式和常开式两种。常闭式是指制动器通常处于合闸（制动）状态，要使机器运行，必须使制动器松闸；而常开式是指制动器通常处于松闸状态

53、，只有施加制动力才能合闸（制动）。一般起升机构中的制动器都是常闭式。另外，按制动器的构造特征不同分类，制动器又分为块式、带式、圆盘式和圆锥式四种。7.2.6 制动器制动器7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 89制动器已为标准产品，它的主要技术参数是制动力矩，可根据所需的制动力矩从标准产品中选用。所需制动力矩Mz按下式计算： Mz=KjMj （7.9）式中Mj重物下降时对制动轴的静力矩， Nm； Kj制动安全系数，按轻级、中级、重级分别取1.5、1.75、2.0。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 901.块式制动器块式制动器块式制动器

54、利用制动块对制动轮的压紧力所产生的摩擦力来进行制动，主要由制动轮、制动块、制动臂和松闸器等组成。如图7.13所示为块式制动器原理图，它由制动臂1、制动瓦块2、副弹簧3、主弹簧4、推杆5、拉板6、电磁铁7、衔铁8和制动轮9组成。这种制动器是靠主弹簧4产生的合闸力合闸制动的。主弹簧4的推力向左推推杆5（推杆5与右边制动臂相连），向右推拉板6（拉板6与左边制动臂相连），使左右制动臂上的瓦块压紧制动轮，实现制动。此时，推杆5的左端将电磁铁线圈7中的衔铁8顶开。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 91松闸时，电动机和电磁铁线圈同时通电，电磁线圈产生的磁力吸引衔铁，衔铁迫使推

55、杆5右移，进一步压缩主弹簧，从而使制动臂1张开，带动制动瓦块离开制动轮，实现松闸。图图7.13 块式制动器块式制动器 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 92如果突然断电，则电磁铁线圈的磁力消失，在主弹簧4的作用下，制动器迅速上闸制动。对于起升机构，重物下降时对制动轴产生的静力矩Mj可由下式计算：式中F卷筒上钢丝绳的牵引力，N； Db卷筒的计算直径，m； i制动轴到卷筒的传动比；制动轴到卷筒轴的传动效率。2bjiFDM（7.10）7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 93块式制动器具有结构简单、紧凑，制造安装方便，制动瓦块压力相互平衡等

56、优点。其特点是短行程电磁铁吸合时产生冲击和噪音大，松闸力小。制动轮直径一般小于300mm，常用于中小型起重机上。2.带式制动器带式制动器带式制动器是靠制动器带压紧制动轮产生摩擦力矩来实现制动的。制动带由钢带以及用铆钉固定在钢带内表面上的一层摩擦材料所构成，常用的摩擦材料有石棉、木材、塑料等。7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 94图7.14为简单带式制动器原理图。当图中制动轮按箭头所指方向旋转时，在制动器杠杆上作用一制动力W，由欧拉公式可求得产生的制动力矩为：式中D制动轮直径； e自然对数的底；包角，见图7.14； f制动带与制动轮间的摩擦系数。(1)2afdW

57、DLaeM（7.11）7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 95图图7.14 简单带式制动器简单带式制动器 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 96如果制动轮的转动方向相反，则在W作用下产生的制动力矩为： 从式（7.11)和式（7.12）可见，简单带式制动器当制动轮转向改变时，制动力矩不同。带式制动器的优点是结构简单、紧凑，包角大，制动力矩大，可通过改变制动力W的大小调节重物下降速度；其缺点是制动轮轴受较大的弯曲应力，制动带的比压和磨损不均匀，散热差。它常用于起升机构中。1()2afafdW DLaeMe（7.12）7.2 轻小型起重设

58、备和起重零、部件轻小型起重设备和起重零、部件 977.3 卷扬机卷扬机7.3 卷扬机卷扬机 98卷扬机又称绞车，是一种重要的起重设备，通常作为起重桅杆、门式升降机、井式升降机等的配套设备，用来起吊和运送建筑材料、设备、构配件，也是钢筋冷拉的主要牵引设备。它具有结构简单紧凑、制造容易、操作简单、转移方便等优点，所以在建筑工程中得到普遍应用。7.3.1 卷扬机的作用、分类及代号卷扬机的作用、分类及代号7.3 卷扬机卷扬机 99卷扬机的种类很多，按使用的动力不同分为手动卷扬机和机动卷扬机，机动卷扬机又有电动机、内燃机、蒸汽机等，电动卷扬机占多数；按卷扬机钢丝绳的速度不同分为快速（v=3050m/mi

59、n），慢速（v=713m/min）和调速卷扬机；按卷筒数不同分为单筒、双筒和多筒卷扬机。7.3 卷扬机卷扬机 100电动卷扬机的型号按国家标准表示如下：又如，2JK5型卷扬机，即钢丝绳额定拉力为50kN的双卷筒快速卷扬机；JM5型卷扬机，即钢丝绳额定拉力为50kN的单卷筒慢速卷扬机；JT2型卷扬机，即钢丝绳额定拉力为20kN的单卷筒调速卷扬机。7.3 卷扬机卷扬机 101图7.15为一般起重机起升机构传动示意图。电动机1通过联轴器2、减速器3、离合器6、驱动卷筒4和钢丝绳滑轮组7带动吊钩8以一定的速度作垂直运动，离合器用以切断和传递动力。当离合器使卷筒脱开原动机时，在重物自重作用下卷筒反转，以

60、提高重物的下降速度和空钩下降速度。制动器5可控制重物的下降速度或使重物停止在空中某一位置。图7.15中5、7、8习惯称起重零部件。7.3.2 卷扬机的构造和工作原理卷扬机的构造和工作原理7.3 卷扬机卷扬机 102图图7.15 起重机起升机构传动示意图起重机起升机构传动示意图 7.3 卷扬机卷扬机 103图7.16为JK型卷扬机传动机构示意图。电动机1与减速箱5（高速轴端）以弹性柱销联轴器7联接，联轴器上带有制动轮6。卷筒3固定在卷筒心轴2上，通过十字滑块联轴器4和减速箱5（低速轴端）联接，卷筒心轴的另一端支承在双列向心球面球轴承的剖分式轴承架上。钢丝绳穿过卷筒上的绳孔，用压板固定在卷筒的一端