工程起重机械 课件全套 第1-12章 起重机械总论 -起重机稳定性与安全保护装置

COVER起重机械总论工作特点·分类组成·技术参数·计算原理课程导览01起重机械概述工作特点、应用领域与分类体系02起重机械的组成四大组成部分及其作用03起重机械的发展现代技术发展方向04主要技术参数表征作业能力的关键指标05计算载荷与方法载荷分类与强度计算CHAPTER起重机械概述循环间歇搬运，多领域广泛应用了解起重机械的工作特点、应用领域与分类体系01循环作业的搬运机械起重机械用于物料的起重、运输、装卸和安装作业，能完成人力无法完成的搬运工作。起重机械通过

工作循环四阶段

完成物料的起重、运输、装卸与安装作业，已成为流水作业线上不可缺少的重要设备。工作循环四阶段01上料起吊物料02运送承载运输03卸料放置物料04回到原位机构处于起动、制动、正反向交替的运动状态应用领域与地位广泛应用在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域。在现代生产中不再是辅助机械，已成为流水作业线上不可缺少的重要设备。覆盖广泛的应用领域电站厂房设备吊装与水电枢纽施工建造施工领域3项吊装搬运工程量巨大高层建筑、冶金、化工、电站建设中，部分组合件重达几百吨常用机型多样龙门起重机、门座起重机、塔式起重机、履带式起重机、轮式起重机、桥式起重机水电工程大型设备采用缆索起重机、浮式起重机等大型设备吊装搬运大型设备两大维度的类型划分按主要用途分类6类通用起重机建筑起重机冶金起重机铁路起重机造船起重机甲板起重机按构造特征分类4类桥架型起重机臂架型起重机固定式起重机运行式起重机运行式起重机又分为轨道式和无轨式两种桥架型与臂架型是理解起重机结构的基础划分，后续章节将围绕这两类展开CHAPTER起重机械的组成四大系统协同，构成完整机械掌握工作机构、金属结构、动力装置与控制系统02四大工作机构组成起升机构四大基本工作机构组成：原动机、卷筒、钢丝绳、滑轮组和吊钩。原动机旋转运动通过卷绕系统转变为吊钩的垂直直线运动。大型起重机常设主钩与副钩两套起升机构，副钩起重量一般为主钩的1/5～1/3。工作机构金属结构起升、运行、回转、变幅变幅、回转与运行机构变幅机构作用改变取物装置中心铅垂线与回转中心轴线间的距离（幅度），使作业由线扩展为面形式轮胎式与履带式采用钢丝绳、液压油缸变幅；塔式起重机常采用小车沿吊臂水平移动的小车式变幅回转机构范围使作业范围由面扩大为空间，分全回转（360°以上）与部分回转（约270°）原理原动机经减速器带动小齿轮沿底架上的大齿圈公转，带动上车回转运行机构轮式起重机用汽车或轮胎底盘履带式用履带底盘桥式、龙门、塔式、门座式用轨道行走台车变幅机构动臂绕下铰点摆动改变吊臂与水平面夹角回转机构回转平台带动上部旋转，小齿轮沿大齿圈公转承力骨架：金属结构金属结构是起重机的

承力骨架，承受自重及作业时的各种外载荷组成分类桥架型包括桥架、支腿臂架型包括吊臂、回转平台、人字架、底架、塔身等承载功能整机骨架各工作机构的零部件均安装或支承在金属结构上，是整机的骨架设计意义重量占比构件多、耗钢量大，重量通常约占整机重量的一半以上合理设计的价值对减轻自重、提高起重性能、节约钢材、提高可靠性有重要意义动力源与操纵控制动力装置：解决供能问题内燃机轮式与履带式起重机多采用，大型汽车起重机上下车可各设一台分别供能电动机塔式、门座、桥式、龙门起重机采用外接动力电源驱动🎛️控制系统：解决怎样运动组成由操纵装置与安全装置组成部件包括离合器、制动器、停止器、液压操纵阀、调速装置和安全装置功能实现起动、调速、换向、制动、停止，保证安全作业CHAPTER起重机械的发展数字化智能化，绿色节能发展了解现代起重机械的技术发展方向03通用为主专用大型化通用起重机中小型为主国内外普遍采用10～40吨级，强调降低高度、简化结构、减小自重与轮压电动葫芦桥式起重机和梁式起重机发展较快，将大部分取代中小吨位一般用途桥式起重机德国德马格公司形成起重量1～80吨、工作级别A1～A8的轻型组合式标准起重机系列专用起重机大型化高速化大型履带起重机起重量达4000t桥式起重机起重量达2万吨集装箱岸桥小车速度达350m/min堆垛起重机速度达240m/min垃圾处理起重机起升速度达100m/min模块化组合化标准化标准模块标准化将功能基本相同的零部件制成具有多种用途、相同联接要素且可互换的标准模块。组合调整灵活通过不同模块组合形成不同类型和规格的起重机，改进时只需针对某几个模块进行调整。生产变革高效生产单件小批量生产改换为模块批量生产，实现高效率专业化生产，企业组织由产品管理转向模块管理。性能效益降本增效改善整机性能、降低制造成本、提高通用化程度，用较少规格零部件组成多品种、多规格系列产品。自动化与智能化控制变压变频调速射频数据通讯故障自诊监控吊具防摆模糊控制激光查找起吊重心近场感应防碰撞现场总线自动化与智能化是起重机升级的核心驱动力数字化驱动装置新一代电气控制核心可编程序控制器逻辑控制中枢故障诊断及数据管理系统状态监测与数据支撑发展方向以微处理机为核心的高性能电气传动操作的自动控制与显示记录自动保护与检测远距离遥控智能化代表产品突破从千吨级突破到塔机智能化，国产全地面起重机完成关键跨越。2010年首台千吨级全地面起重机SAC12000、QAY1200、QAY800展出，打破垄断地位2012年全球最大全地面起重机QAY2000展出，创造起重能力最大、臂架最长、负载行驶最强等多项纪录塔机智能化智能化技术广泛应用无级调速、安全监控、远程维护、故障诊断，实现自动控制与远程遥控核心突破全球唯一用伸缩式主臂即可实现3MW风机安装的全地面起重机电气元件与液压元件可靠性大大提高，品质显著提升一机多用的功能拓展一机多用显著扩大起重机适用范围工作装置层面除吊钩外，配备电磁吸盘、抓斗、拉铲、木料抓取器等取物装置可装设钻孔装置、打桩拔桩装置等设备，用于建筑基础工程整机组合层面塔式起重机组合设计在国外发展较快，大型塔机企业拥有完整系列，适应不同用户需求长吊臂固定式自升塔式起重机服务范围大、成本低、适应性强，受到越来越多重视新技术新材料新工艺液压技术全面赋能体积小、重量轻、结构紧凑、无级调速、操纵简便、运转平稳吨级突破我国已研制成功3、5、8、12、20、65、80、125吨级伸缩臂式液压起重机，国外已有400吨级液压汽车起重机智能安全研制电子式起重力矩限制器，载荷接近额定值时自动警报，超载时自动切断工作机构电源操作环境司机室宽敞、视野良好、保温隔热隔声，配置远距离联系设备和工业电视设备，实现机电一体化绿色环保的节能实践绿色发展路径四大节能实践更清洁的排放国内排放标准已达欧洲五阶段徐工XCT55采用LNG发动机低噪声动力源发动机开始各环节降噪，是否更安静成衡量标准能量回收XCT55回收动能与势能，降低油耗混合动力三一STC750S高性能蓄电池组，市区电池单独驱动实现零排放精细化人性化设计精细化设计提升安全可靠性与竞争力设计计算精确化2项计算机技术精确化有限元技术、疲劳分析、动力学仿真广泛应用，使设计计算与受力分析更精确专用软件最优化实力企业开发专用塔机设计软件，推动设计向最优化推进，提高安全性、可靠性和节能效果，缩短开发周期以人为本设计3项人为主体设计汽车起重机整体设计从造型、视觉与交互到操控宜人性，均以人为主体进行更精细、更具人性化的设计六边形/U形截面臂大型折弯机的出现使中等吨位以上汽车起重机普遍采用六边形或U形截面起重臂，保证制造精度、降低成本并减少焊接工作量高强度材料采用更高强度材料，解决了汽车起重机的桥荷质量问题CHAPTER主要技术参数参数表征能力，设计选型依据掌握表征起重机械作业能力的关键参数04技术参数总览技术参数是设计、制造、选择和使用起重机的基本依据通用主要参数6项起重量起升高度跨度（桥架型）幅度（臂架型）机构工作速度生产率臂架型专属参数1项起重力矩轮式起重机专属参数2项爬坡度最小转弯半径参数关联性联动参数之间相互关联，共同决定一台起重机能否满足特定作业要求起重量：核心作业指标额定起重量是正常工作时允许一次起升的最大质量，单位为吨（t）或千克（kg）取值规则4项吊钩起重机不包括吊钩和动滑轮组自重抓斗、电磁铁可取下的取物装置质量计入额定起重量桥架型额定起重量为定值臂架型有的为定值（如门座），有的随臂架长度和幅度变化（轮胎、汽车、履带）标准系列与符号4项最大起重量额定起重量不止一个时，通常称最大起重量系列档位符合国际标准的最大起重量系列从

0.1t

到

1000t

共数十个档位避免选用标准中括号数值（如11.2、14、18等）应避免选用符号表示起重量常用符号

Q

表示，载荷以

Pq=Q×g

表示，单位牛（N）或千牛（kN）起升高度与幅度起重机的起升能力由起升高度与幅度共同界定，二者随臂架姿态与作业要求而变。升起升高度定义地面或轨道顶面至取物装置最高起升位置的铅垂距离，单位米（m）下放深度取物装置能下落到地面或轨面以下的距离总起升高度H=h1+h2，轨面以上高度与下放深度之和变化随臂架仰角和臂长变化，可由起升高度曲线查取幅幅度定义回转中心线与取物装置中心铅垂线之间的水平距离范围有最小值和最大值，按作业要求确定有效幅度用于判断轮胎和汽车起重机在最小幅度时工作的可能性起重力矩与跨度系列取值规则：桥式起重机跨度小于厂房跨度，起重

50t以下对应每种厂房跨度有两种跨度值，留有安全通道时取小值。厂房跨度与起重机跨度对照表项目厂房跨度（m）912151821242730起重机跨度L（Q=3～50t）（m）7.510.513.516.519.522.525.528.5起重机跨度L（Q=80～250t）（m）-1619222528龙门起重机跨度系列系列跨度系列值（m）系列111、14、17、20、23、26、29、32、35、38系列210.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5、34.5、37.5龙门起重机跨度根据所跨的线路股数、汽车通道及货位要求确定，采用两种跨度系列。门座起重机轨距根据门座跨越的轨道数目而定。塔式起重机轨距由抗倾覆稳定性条件确定。轮式起重机轮距决定于抗倾覆稳定性，并兼顾最小转弯半径和运输限界。机构工作速度参数工作速度直接影响作业效率与定位精度起升速度低速保证平稳装卸用高于安装用散堆物料高于成件物品大起重量采用

低速运行速度按类型区分桥式类型运行距离短，用

米/秒（m/s）

表示汽车起重机常与汽车结队行驶，用

公里/小时（km/h）

表示变幅速度按满载考虑用平均线速度（m/s）或变幅时间（s）表示自最大幅度到最小幅度的平均线速度工作性变幅按

满载

考虑回转速度惯性力限制受回转起制动切向惯性力限制约10m幅度时

应不大于3r/min伸缩速度用伸缩时间表示缩臂（收腿）时间约为伸臂（放腿）的

1/2～1/3生产率：综合技术指标生产率是起重机在一定作业条件下单位时间内完成的物品作业量，可用小时、工班、天、月、年或整个寿命期累计量表示。两种生产率计算生产率（理论生产率）理论计算值，用于设计选型技术生产率（实际生产率）受多种因素影响，一般靠

统计方法

得到计算公式与影响因素公式P=Qe×n，Qe为每循环吊运物品质量循环数n=3600/Te，其中Te为作业循环周期取值臂架起重机取

中间幅度对应起重量

作为计算值因素起重量·机构工作速度·起升运行距离·物品包装·吊具完善情况·司机熟练程度行驶能力：爬坡与转弯最大爬坡度与最小转弯半径共同表征起重机的机动性能最大爬坡度无载、最大扭矩输出时能爬越的最大坡度，以

‰或度

表示。决定因素附着重量附着系数轮周牵引力最小转弯半径方向盘转到头时，外轮至转弯中心的水平距离，单位

米（m）。影响因素轴距、轮距转向车轮偏转角转向桥数目铁路起重机对应指标为

最小曲率半径，即能顺利通过的线路曲线段最小半径。利用等级划分起重机工作级别根据载荷状态和利用等级分为8个工作等级，综合反映起重机的繁忙程度和满载程度。U0～U9各利用等级总工作循环次数对比利用等级解读利用等级按总工作循环次数N划分

U0～U9

共

10级。U0

不经常使用，N=1.6×10⁴U4

经常轻闲地使用，N=2.5×10⁵U6

不经常繁忙地使用，N=1×10⁶U8

繁忙地使用，N=4×10⁶U9

最繁忙使用，N大于4×10⁶载荷状态划分载荷状态表明起重机受载的轻重程度，与起升载荷与额定载荷之比及各起升载荷作用次数占比有关。载荷状态分级Q1-轻很少起升额定载荷，KQ=0.125Q2-中有时起升额定载荷，KQ=0.25Q3-重经常起升额定载荷，KQ=0.5Q4-特重频繁起升额定载荷，KQ=1.0工作级别与比较指标工作级别划分依据A1～A8八级划分对应机构级别

M1～M8八级整机工作级别由主要机构确定划分规则载荷状态越重、利用等级越高利用等级载荷状态机构级别差异各机构级别可能不同同一台起重机各机构工作级别可能不同整机由主要机构确定整机工作级别由主要机构确定一般为主起升机构通常为主起升机构机构级别载荷状态对应Q4特重从A2起特重载荷状态对应A2起Q1轻可低至A1轻载荷状态可低至A1载荷越重级别越高对应工作级别越高载荷状态CHAPTER计算载荷与方法载荷分类明确，强度计算严谨理解载荷分类与强度计算方法05载荷体系与自重载荷作用在起重机上的外载荷，是计算稳定性、支腿压力或轮压、机构零件与金属结构强度、选择原动机功率的依据。载荷体系涵盖起升载荷、自重载荷、风载荷、重物偏摆、惯性离心力、振动冲击、安装与试验载荷共八类主要外载荷。自重载荷（G）4项定义除起升载荷外，起重机的各部分总重力含结构含结构、机构、电气设备及辅助设备设计前自重未知，参照同类机型初步估计核算重量出入较大时，须重新调整核算冲击系数φ13项产生条件起升质量突然离地或下降制动时产生冲击作用方式自重载荷应乘以冲击系数

φ1取值一般取

0.9＜φ1＜1.1起升载荷与动载系数起升载荷是起升质量的重力，计算时应乘以大于1的起升动载系数φ2。起重机类别φ2计算式适用例子11+0.17v安装用、使用轻闲的臂架类起重机21+0.35v安装用桥架类、一般装卸用吊钩臂架类31+0.70v机加车间仓库吊钩桥式、港口抓斗门座41+1.00v抓斗和电磁桥架类起重机起升载荷（PQ）是起升质量的重力（以N计），含允许起升的最大有效物品、取物装置、悬挂挠性件及其他升降设备质量。起升高度小于

50m

时起升钢丝绳质量可以不计。起升质量离地或下降制动时产生附加动载荷，计算时应乘以大于1的

起升动载系数φ2。φ2一般在

0.1～2.0

范围内，起升速度越大、系统刚度越大、操作越猛烈，φ2值越大。水平载荷的计算起重机水平载荷包括运行惯性力与回转和变幅水平力，偏摆角是水平载荷计算的关键参数。运行惯性力Pi起重机自身质量与起升质量在起制动时产生惯性力按质量

×

加速度

×1.5倍计算，且不大于车轮与钢轨附着力加减速度与加减速时间按推荐值选取运行速度越高，加减速时间与加速度越大回转和变幅水平力Ph按吊重绳索相对于铅垂线的偏摆角所引起的水平分力计算计算电动机功率和零件疲劳磨损时，用正常工作偏摆角

αI计算强度和抗倾覆稳定性时，用最大偏摆角

αII偏摆角关系式计算电动机功率时

αI=（0.25～0.3）αII；计算零件疲劳磨损时

αI=（0.3～0.4）αII风载荷计算公式露天工作的起重机应考虑风载荷，风载荷是沿任意方向的水平力，分为工作状态风载荷Pwi和非工作状态风载荷Pwo（如暴风）两类。计算风压按空旷地区离地

10m

高度处风速确定。工作状态与非工作状态对比对比项工作状态风载荷Pwi非工作状态风载荷Pwo风速取值瞬时阵风风速2分钟平均风速计算风压qI、qIIqIII应用场景电机功率、发热验算、强度与稳定性强度、抗倾覆稳定性、锚定装置验算三种计算风压用途风压类型用途典型取值qI选择电动机功率和发热验算—qII计算强度、刚性和稳定性内陆

150N/m²，沿海

250N/m²，台湾及南海诸岛

250N/m²qIII验算非工作状态强度、抗倾覆稳定性和锚定装置依地区取

500～1500N/m²风压高度与风力系数风压高度变化系数Kh随离地高度的变化工作状态Kh=1·非工作状态须考虑高度变化工作状态vs非工作状态工作状态Kh=1，不考虑高度变化非工作状态须考虑高度变化，随离地高度增大而增大陆上增长快于海上及海岛风力系数Kf型钢平面桁架1.6·箱形截面随长高比增大·圆管0.7～1.3·封闭司机室1.1～1.220m等风压区段风速高度变化复合受力结构体形其他载荷类型安装载荷设计时必须考虑安装过程产生的载荷塔式、门座起重机安装给局部结构产生的应力有时远大于工作应力坡度载荷流动式起重机按具体情况考虑轨道式起重机轨道坡度不超过0.5%时不计算，否则按实际坡度计算试验载荷投入使用前必须进行超载静态和动态试验动态试验载荷取额定载荷的110%×φ6（φ6=(1+φ2)/2）静态试验载荷取额定载荷的125%，作用于最不利位置温度载荷气温变化较大的地区使用起重机时须考虑国外规范规定气温变化范围45～-25℃此外还有生产工艺载荷，由生产工艺要求提供三类计算载荷第I类

正常工作载荷疲劳·磨损·发热长期出现的载荷，用于计算零部件的

疲劳、磨损和发热用

等效载荷

代替变化载荷简化复杂交变载荷计算除计算电动机功率外，风载荷可不加考虑正常工作工况下风影响忽略寿命计算载荷第II类

工作最大载荷强度·稳定性·过载正常工作时可能出现的最大载荷，用于计算零部件

强度、整机稳定性校核

电动机过载能力和制动力矩保障驱动与制动安全裕度考虑

最不利组合最大起升载荷·工作状态最大风压·迅猛起制动·货物最大偏摆强度校核第III类

非工作最大载荷暴风·防风装置室外起重机

非工作状态

下由

暴风

引起的最大载荷非工作工况的极端风载用于验算

防风装置强度

和整机稳定性确保非工作状态抗风安全由暴风引起，仅室外起重机

需考虑室内设备不受此载荷影响防风验算许用应力计算方法载荷组合类别安全系数基本许用应力组合I1.5[σ]I=σs/1.5组合II1.33[σ]II=σs/1.33组合III1.15[σ]III=σs/1.15安全系数取值体现安全与经济的平衡，三类载荷组合取值不同。极限状态计算方法极限状态指结构或某一部分达到失去正常工作能力或不再满足正常使用要求的状态第一种极限状态——承载能力极限状态涉及强度、稳定、耐久性达到极限承载能力时结构因弯折、剪断、扭断、失稳或疲劳而破坏。验算关系式构件计算内力不超过构件极限抗力：N≤φ展开：N=Σαi·Pin

φ=A·k·R·m第二种极限状态——正常使用极限状态结构产生过大变形或振动过大影响正常使用。需控制变形值和振幅值不超过规定极限。涉及相对挠度和振动衰减时间的验算。ENDING掌握起重机械，筑牢专业根基从认知到计算，每一步都是专业成长的基石学好起重机械，为工程实践打下坚实基础TECHNICALTRAINING第2章钢丝绳特性·种类·选择·使用内容导航01特性与种类钢丝绳核心特性与七大分类维度02选择与计算结构选型原则与直径确定方法03使用与报废端部固定、寿命管理与报废标准CHAPTER特性与种类强度高、挠性好、工作可靠掌握钢丝绳的核心特性与完整分类体系01三大特性奠定广泛应用钢丝绳是不可替代的挠性构件强度高承载能力大、过载能力强、弹性好、耐冲击、自重小挠性好运行平稳，高速运动时噪音小工作可靠不会突然破断起升机构变幅机构牵引机构桅杆起重机固定拉索缆索起重机承载索重物捆绑钢丝制造与韧性分级优质碳素钢经热轧、冷拔与热处理，造就高强度钢丝钢丝的制造钢锭热轧·冷拔·热处理0.5~2mm钢丝直径0.5%~0.8%含碳量Φ6mm优质钢锭热轧为圆钢1400~2000N/mm²多次冷拔及热处理后强度钢丝的韧性分级三级特级韧性最好用于载人升降机和大型浇铸起重机A级韧性较好用于一般起重机B级韧性一般用于系物、张紧等场合捻绕次数决定应用场景钢丝绳的绳股分为

单捻股

和

平行捻股

两种。按捻绕次数分类：单绕绳构造只有一股特性强度高、僵性大、挠性差用途拉索、架空索道、缆索起重机承载绳非起重绳不运动双绕绳构造钢丝捻成股、股绕绳芯捻成绳特性挠性较好、工艺不复杂应用起重机中应用最多起重机应用最广交互捻应用最为广泛同向捻（顺绕绳）股与绳捻向相同表面平滑、挠性好、磨损小、寿命长缺点易自行扭转松散打结仅适用于经常保持张紧的升降机及牵引绳交互捻（交绕绳、阻旋转钢丝绳）主力绳股与绳捻向相反扭转趋势互相抵消、无扭转打结趋势在起重机中应用最多缺点挠性小、寿命较短混合捻（混绕绳）半数股右旋、半数股左旋性能介于两者之间缺点制造困难仅用于吊具较轻的大起升高度起重机（如塔式起重机）线接触绳性能更优圆股绳制造方便，应用广泛异形股绳三角股、椭圆股、扁带股等，与滑轮槽或卷筒槽接触面大、耐磨、不易断丝、寿命长，但制造复杂、应用较少点接触绳各层钢丝直径相同、节距不等，交叉形成点接触，接触应力高、寿命低，工艺简单、价格低线接触绳不同直径钢丝形成线接触，挠性好、耐腐蚀、寿命长、承载力高外粗型（西鲁型S）粗细型（瓦林吞型W）填充型（Fi型）面接触绳经模拔、轧制变形后钢丝成异形断面，效果更显著，制造复杂、价格昂贵架空索道缆机主索吊桥主索不宜做起重绳表面处理与绳芯分类光面钢丝绳2项不会因腐蚀造成报废时采用多用于室内一般工作环境的起重机或捆绑绳镀锌钢丝绳2项腐蚀是造成报废的主因时采用多用于露天、潮湿或具有腐蚀介质的工作场所绳芯作用有机芯浸油麻绳制成：工作时起润滑作用石棉芯合成纤维制成：可耐高温金属芯软钢钢丝绳或绳股：耐高温、能承受较大横向压力按股的数目单股绳、6股绳、8股绳、18股绳等。外层股数目越多，钢丝绳与滑轮槽或卷筒槽接触越好，寿命越长，且减少滑轮或卷筒的磨损。读懂钢丝绳标记代号表钢丝表面状态NAT光面ZAAA级镀锌ZBBB级镀锌芯绳芯NFC天然纤维芯SFC合成纤维芯FC纤维芯IWRC金属丝绳芯SPC固态聚合物芯记标记方法全称标记由钢丝绳外部向中心逐层标明总股数，括弧内标明股的结构，用"+"号隔开绳芯，如

6(9+9+1)+NFC简称标记总股数与每股钢丝总数用"×"号隔开，再用"+"号与芯代号隔开，如

6×19S+NFC捻向两个字母表示，第一个表示绳股捻向、第二个表示钢丝绳捻向，z

为右向捻、s

为左向捻，zZ

为右同向捻、zS

为右交互捻CHAPTER选择与计算选对结构，算准直径掌握结构选型原则与直径确定方法02选型坚持三项原则根据钢丝绳的构造特点，结合起重机的使用条件和要求，参照表2-1选择钢丝绳型号，再按计算方法确定最小钢丝绳直径，参照力学性能表选择钢丝绳。钢丝绳的选择包括

结构形式的选择

和

直径的确定

两部分内容优先线接触线接触优先绕经滑轮和卷筒机构工作的钢丝绳应优先选用线接触钢丝绳腐蚀环境镀锌耐腐蚀处理在腐蚀性环境中应采用镀锌钢丝绳性能满足要求性能强度保障钢丝绳的性能和强度应满足机构安全正常工作的要求使用场合决定结构选型使用场合与工作条件，直接决定钢丝绳的结构形式。使用场合常用型号起升变幅·单层卷绕·吊钩抓斗（h/D＜20）6×31S+FC、6×37S+FC、6V×36W+FC、6×25Fi+FC、8×25Fi+FC起升变幅·单层卷绕·吊钩抓斗（h/D≥20）6×19S+FC、6×19W+FC、8×19S+FC、8×19W+FC、6V×21+7FC起升变幅·起升高度大多股不扭转18×7+FC起升变幅·多层卷绕6×19W+IWR牵引·无导绕系统（不绕过滑轮）1×19、6×19、6×19+FC、6×37+FC牵引·有导绕系统（绕过滑轮）与起升绳或变幅绳同注：h为滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径之比。选择系数C与安全系数n表中C值是钢丝绳充满系数ω为0.46、折减系数k为0.82时的数值。注：载人升降机安全系数取

14；搬运危险物品应按高一级工作级别选取。机构工作级别C值（σb=1570）C值（σb=1670）C值（σb=1770）n值M1~M30.0930.0890.0854M40.0990.0950.0914.5M50.1040.1000.0965M60.1140.1090.1066M70.1230.1180.1137M8最高级0.1400.1340.1289三种方法确定直径按选择系数C确定d=C√Smaxd

为钢丝绳直径（mm），C

为选择系数，Smax

为最大工作静拉力（N）。按安全系数n确定F0≥n·SmaxF0

为破断拉力（kN），由力学性能表确定钢丝绳直径。估算法确定Smax≈10d²特别指出：使用该公式时务必注意单位，Smax

的单位是

kN，d

的单位是

cm。CHAPTER使用与报废规范使用，安全第一掌握端部固定、寿命管理与报废标准03编结法与绳卡固定法绳卡装反，强度将下降到

75%以下编结法尾端尾端取长度

(20~25)d

绕过套环，绳股依次穿插编结并用细钢丝扎紧穿插次数直径15mm以下不少于4次，15~28mm不少于5次，28~60mm不少于6次强度固定处强度为钢丝绳本身强度的

75%~90%绳卡固定法特点简单可靠、拆连方便，获得广泛应用数目按直径而定，不应少于3个，底板与主支接触、U形螺栓扣在尾支上强度固定处强度为钢丝绳强度的

80%~90%三类套筒与压头固定空间紧凑场景的锁紧方案楔形套筒固定尾端绕过楔块利用楔块在套筒内的锁紧作用固定适用空间紧凑处固定处强度为75%~85%工艺简单且应用较广的方案锥形套筒灌锌固定末端弯钩松散钢丝后浇入锌铜等易熔金属工艺简单可靠强度与钢丝绳大致相同，应用较广轻量便捷的固定方案铝合金压头固定端头错开弯转切去绳芯后弯转180°，套入铝套压制成型工艺性好重量轻常用于起重机固定拉索，安装方便五项措施延长使用寿命提升钢丝绳使用寿命的五项关键措施科学选型、规范操作、精细维护，方能保障钢丝绳安全长效运行降低许用应力提高安全系数合理选配轮径选用较大滑轮和卷筒直径，不允许钢丝绳扭结，不得穿过破损滑轮优化绳槽理想绳槽半径约

R=0.53d，R过大会减小接触面积、过小会卡紧；铸铁较铸钢好，槽底镶铝合金或尼龙衬垫可提高寿命减少弯曲次数避免通过过多滑轮，尤其避免反向弯曲，其破坏作用约为同向弯曲的

2倍加强维护保养定期润滑、防止生锈、及时检查是否达到报废标准五种情形必须报废一个捻距内断丝根数报废标准钢丝绳结构6×19+1交互捻6×37+1交互捻6×61+1交互捻18×19+1交互捻安全系数6以下12223636安全系数6~714263838安全系数7以上16304040注：同向捻钢丝绳断丝根数减半。有下列情况之一者应当报废钢丝绳被烧坏或整股断裂表面钢丝被腐蚀、磨损达钢丝直径

40%

以上受过死角拧扭、折弯、损伤和部分受压变形一个捻距内断丝根数达到上表数值断丝标准需按磨损折减钢丝磨损(%)报废断丝标准折减(%)1085157520702560305040报废报废吊运熔化或烧红金属、酸类等：报废标准为上表数值一半运送人的钢丝绳：报废标准同样为上表数值一半钢丝绳的保养与维护钢丝绳的日常养护是确保起重设备安全运行的关键环节“定期润滑、规范更换、妥善装卸贮存，是保证钢丝绳长期安全运行的三道基本防线。”规范保养，方能防患于未然润滑根据起重机类型、使用频率、环境条件和钢丝绳类型定期润滑。在出现干燥或腐蚀迹象前，按要求定期为钢丝绳润滑。安全吊装规范使用，安全吊装选对绳、算准径、守标准，安全吊装始于每一根钢丝绳钢丝绳的安全，藏在每一次规范的选择与使用里起重机械卷绕装置：滑轮与卷筒滑轮·滑轮组·卷筒——起重机的核心传动部件课程导览01滑轮与滑轮组构造、材料、直径、效率与倍率02卷筒装置构造类型、设计计算、钢丝绳固定与偏斜角CHAPTER滑轮与滑轮组小滑轮，大作用——起重机的力量从这里开始掌握滑轮的构造、材料、直径计算、效率及滑轮组的类型与倍率01滑轮的构造与支承从滑轮三大部分与定动滑轮定义切入，建立直观认知构造与制造3项三大部分由轮缘、轮辐、轮毂组成，制造方式有锻造、铸造、焊接三种。结构演变小滑轮用整体辐板，中型用带减重孔的整体辐板，较大滑轮加4～6个加强筋，更大者做椭圆或工字形断面轮辐。轴承类型起重机滑轮大多采用滚动轴承支承，低速或平衡滑轮采用滑动轴承。定义定滑轮心轴固定不动，用来改变钢丝绳的方向。定义动滑轮装在移动心轴上，与定滑轮组成滑轮组实现省力或增速。滑轮绳槽的槽形要求U形绳槽对钢丝绳损坏最小，由圆弧槽底与两个倾斜侧壁组成接触角一般在135°左右(120°～150°)槽底半径R=（0.54～0.6）dd为钢丝绳直径侧壁夹角α=35°～45°，允许偏斜角约1/10避免与侧壁摩擦绳槽深度C应足够大防止钢丝绳脱槽槽底太窄夹绳变形，太宽使钢丝绳呈扁平形引起疲劳破坏铸造滑轮轮缘尺寸常用铸造滑轮轮缘尺寸见表3-1（单位mm）。钢丝绳直径dABCmSRrr1R1R27.7~9.02517115852.51.510511~14402825810842.516815-18503532.510121053201018.5-23.56545401316136.54261325-28.580555016181685321631-34.5956560192019106381936.5~39.51107870222222117442243-47.513095852624261385026单位mm滑轮的材料选择01材料一铸铁滑轮代表牌号HT150，价格便宜、易加工，弹性模数低利于延长绳寿命。但轮缘易碰碎、寿命短，不宜用于工作繁重、冲击大处。02材料二铸钢滑轮目前应用最广，常用ZG230-450、ZG270-500。强度与冲击韧性都很高。03材料三球墨铸铁代表牌号QT400-15，强度韧性好、不易脆裂，可代铸钢。但铸造质量不易保证。04材料四焊接滑轮采用Q235钢，重量仅为铸钢滑轮的1/4。适合大尺寸单件生产。05材料五铝合金滑轮重量轻、硬度低、寿命长但价格贵。宜用于臂端等要求轻量处。06材料六塑料滑轮重量轻、耐磨、工艺简单、造价低。受温度影响硬度刚度变化大。滑轮的直径计算h为与机构工作级别有关的系数，d为钢丝绳直径；卷绕直径按钢丝绳中心计，且D0=D+d机构工作级别卷筒h1滑轮h2M1~M31416M41618M51820M62022.4M722.425M82528桥式类型起重机平衡滑轮：D平=D0min；臂架式起重机导向滑轮：D导=0.6D0min增大滑轮直径可降低钢丝弯曲应力与挤压应力，提高钢丝绳寿命，卷绕直径不能过小最小卷绕直径D0min=h·d滑轮槽底直径D≥(h−1)·d滑轮的阻力与效率01滑轮的阻力与效率附加阻力分析绕出端张力须克服僵性阻力W1与摩擦阻力W2两部分附加阻力。僵性阻力来自钢丝之间摩擦，滑轮直径愈小摩擦位移愈大，增大直径可减小阻力。不同轴承类型对应不同的总阻力系数与滑轮效率。轴承类型总阻力系数k滑轮效率η滚动轴承0.020.98滑动轴承0.040.96阻力来源僵性阻力·摩擦阻力滑轮的安全使用与报废“出现明确缺陷必须报废，安全无小事。”—安全使用准则五个报废判定项中任一达标即报废，直径比值与槽面光洁是日常检查重点安全使用规范直径比值：滑轮直径与钢丝绳直径的比值不应小于规定数值槽面光洁：滑轮槽应光洁平滑，不得有损伤钢丝绳的缺陷防跳槽装置：应设防止钢丝绳跳出轮槽的装置报废判定条件金属铸造滑轮出现下列情况之一应报废：出现裂纹轮槽不均匀磨损达

3mm轮槽壁厚磨损达原壁厚的

20%轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的

50%其他损害钢丝绳的缺陷滑轮组的两大功用01两种功用省力滑轮组用较小钢丝绳拉力吊起很重的货物，是起升与变幅机构常用形式。02两种功用增速滑轮组构造与省力型相同，只是反过来使用：主动部分力大，从动部分获得高速度。油缸行程为

h

时，从动部分行程为

2h，用于叉车起升机构与起重臂伸缩机构。单联与双联滑轮组单联滑轮组绕入卷筒的钢丝绳分支数为1根，吊钩随升降沿卷筒轴线移动，须经导向滑轮消除摇晃。适用于塔式、汽车起重机。双联滑轮组由两单联并联，分支数为2根，中间设平衡滑轮或平衡杠杆调整两边拉力与长度，受力对称、运行平稳。平衡杠杆可用两根等长短绳代一根长绳，便于安装更换，大型起重机优点更突出。滑轮组的倍率倍率a表明滑轮组省力或增速的倍数，也就是它的传动比a=i÷

绕入卷筒的分支数单联滑轮组a=i双联滑轮组a=i/2a=悬挂物品的钢丝绳分支数i÷

绕入卷筒的分支数较大倍率减小钢丝绳直径、卷筒与滑轮直径、卷筒扭矩及减速器速比，机构尺寸小、重量轻适用场景一般起升工况公式关系单联滑轮组a=i较小倍率避免绕绳量过大适用场景起升高度较高时公式关系双联滑轮组a=i/2倍率越大绳拉力越小，机构也更紧凑常用滑轮组倍率值流动式起重机常用的单联滑轮组倍率推荐值如下表所示，选型时可按额定起重量直接查用。额定起重量/t3581216254065100倍率234~666~88~101012~1616~20选型时按额定起重量可直接查用门座起重机倍率值门座起重机常用的双联滑轮组倍率推荐值如下表所示。额定起重量/t5101625324063100150200倍率11111或244444中小起重量常用单倍率，大吨位递增门桥式起重机倍率值门、桥式起重机常用的双联滑轮组倍率推荐值如下表所示，倍率随额定起重量分段递增。额定起重量/t35812.51620325080100125160200250倍率12233445566688说明：倍率随额定起重量分段递增，50t、100t与200t为分段提升节点。滑轮组的效率与最大拉力轴承形式滑轮效率η阻力系数ka=2a=3a=4a=5a=6a=8a=10滑动0.960.040.980.950.930.900.880.840.80滚动0.980.020.990.9850.980.970.960.950.923-10滑轮组效率

ηz=(1-η^a)/[a(1-η)]，与倍率和滑轮效率有关3-11钢丝绳最大静拉力

Smax=(Q+G0)/(i·ηz)，Q起重量、G0取物装置质量、i承载分支数由于滑轮阻力，各分支拉力S1、S2……Sa不相等，满足

S2=S1·η，Sa=S·η^(a-1)CHAPTER卷筒装置卷绕之间，承载千钧——卷筒是起升机构的心脏掌握卷筒的构造类型、设计计算、钢丝绳固定方法与允许偏斜角02卷筒的功用与外形卷筒用于起升、变幅或牵引机构中卷绕钢丝绳，传递驱动力并把回转运动变为直线运动。中空圆柱形通常形态，特殊要求下做成圆锥形或曲线形卷筒补偿法变幅过程中保持货物高度不变，做成圆锥形或曲线形圆锥形卷筒起升高度很大、需保持卷筒力矩不变时采用卷筒的卷绕层数类型单层绕与多层绕多层绕的主要缺点核心缺点钢丝绳磨损承受较大挤压、相互摩擦，不利于使用寿命载重力矩增大卷绕层数增加使计算直径增大，载重力矩与提升速度随之增大单层绕与多层绕层数上限单层绕卷筒一般起重机大多采用多层绕卷筒绕绳量特别大或要求机构紧凑时采用多层绕的典型应用水利电力门座、塔式起重机及水电站启闭机（扬程高、倍率大）卷绕层数可达6层光面卷筒与螺旋槽卷筒光面与螺旋槽卷筒的构造、旋向与绳槽尺寸对比光面卷筒：构造简单、多层卷绕，绳圈节距=钢丝绳直径，接触应力高、相邻绳圈有摩擦带螺旋槽卷筒：绳槽增加接触面积、减小接触应力、消除摩擦，提高绳寿命单联卷筒：一条螺旋槽；双联卷筒：两侧左旋和右旋绳槽标准槽：节距小、机构紧凑、通用；深槽：不易脱槽、节距大，用于抓斗起升或脱绳危险场合参数标准槽深槽槽底半径R≈0.55d≈0.55d槽深c(0.3~0.4)d≈0.6d节距t1d+(2~4)mmd+(6~8)mm注：标准槽与深槽参数均以钢丝绳直径d为基准卷筒的制作方法三种制造工艺对比铸造卷筒中小型多用灰铸铁，重要卷筒用球墨铸铁，较大卷筒用铸钢；铸铁卷筒可提高绳寿命，但铸钢成本高焊接卷筒用16Mn等钢板卷圆焊接，可节省材料（重量）35%～40%，宜于较大单件生产或要求轻量电渣焊卷筒特别大的卷筒分段铸造后再电渣焊成整体，用于无法钢板卷制的大型起重机结构要点多层绕卷筒两端须有侧缘，高度比最外层钢丝绳高出

1～1.5d。筒体中间不宜布置强化筋，以免产生局部弯曲应力导致碎裂。卷筒直径的计算卷筒直径D与滑轮一样按槽底计算，确定方法与滑轮完全相同。卷绕直径（计算直径）最小值D₀min=h·d公式中的系数h系数，同式（3-1）d钢丝绳直径，同式（3-1）卷筒槽底直径D≥(h-1)·d有利因素2项直径愈大愈有利钢丝绳寿命起升高度较大时，选用较大卷筒直径可避免卷筒过长制约因素2项传动机构庞大需权衡起升高度与机构尺寸卷筒长度的计算卷筒长度由起升高度、倍率与安全圈共同决定单联卷筒L=l₀+l₁+2l₂（3-12）绳槽部分

l₀=(H·a/π·D₀+n)·t附加安全圈

n通常取1.5～3圈，l₁=3t双联卷筒L=2(l₀+l₁+2l₂)+l₃（3-14）l₃为中间无槽部分，由允许偏斜角与动滑轮间距决定多层绕卷筒每层圈数

z=Ha/[πn(D+nd)]（3-17）总绕绳长度

L绳=Ha钢丝绳卷绕节距

t≈d；光卷筒取t=d卷筒壁厚与压应力压应力为卷筒受力的主要控制因素铸铁卷筒壁厚经验公式δ=0.02D+(6~10)mm钢卷筒壁厚经验公式δ≈d铸造工艺最小壁厚工艺下限≥12mm压应力分析长度L≤3D时，弯曲扭转合成应力不超过压应力的

10%~15%，可只算压应力。最大压应力在筒壁内表面：δ压=Smax·t/(δ²·[δ压])，Smax为最大静拉力，t为节距。多层绕压应力随层数增加而提高，按式（3-20）乘卷绕系数

A

修正。弯曲应力与抗压稳定性薄壁大卷筒，须防筒壁失稳压瘪长卷筒按弯曲应力验算强度，

大尺寸薄壁卷筒须校验临界压力防失稳压瘪。验算条件一：长卷筒弯曲应力L＞3D时，应计算由弯曲力矩产生的弯曲应力，并求合成应力。验算条件二：大尺寸薄壁卷筒稳定性D≥1200mm且L＞2D时，钢板焊接大尺寸薄壁卷筒须进行稳定性验算。验算条件三：失稳临界压力验算公式（3-21）稳定系数取n=1.3～1.5，P为外压力、Pk为临界压力，防钢丝绳箍紧致筒壁失稳向内压瘪。钢丝绳在卷筒上的固定固定总要求固定必须十分可靠、便于检查装拆，避免使钢丝绳受过分的弯曲。三种固定方法对比压板固定构造简单、装拆方便、便于观察检查、安全可靠，目前最常用，多层绕宜采用特定压板形式。长板条固定卷筒上留穿孔装凸头板条，板条下有纵向绳槽，可缩短卷筒但构造复杂。楔子固定钢丝绳绕在楔子上装入楔孔，拉力作用下被楔紧，楔子斜度一般1:4～1:5满足自锁，可多层绕但更换不便。压板固定的力学计算摩擦力使螺栓预紧力可减小

近一半安全圈与绳尾拉力计算借助卷筒与钢丝绳间摩擦，按欧拉公式显著减小绳尾固定处拉力安全圈数1.5~3圈绳尾拉力公式SG=Smax/eμαμ=0.16、α=4π0.134Smax安全圈与绳尾拉力3项安全圈钢丝绳应有

1.5～3圈，借助摩擦按欧拉公式减小绳尾拉力绳尾固定处拉力SG=Smax/eμα（3-19）取μ=0.16、α=4π时SG=0.134Smax压板槽预紧力与螺栓验算3项半圆形压板槽考虑钢丝绳与卷筒摩擦力，预紧力可减小

近一半梯形压板槽β=45°、α=2π，P≈1.51SG，安全系数提高近一倍螺栓验算受预紧力和垫圈摩擦导致的弯曲拉力，最大应力按式（3-30）验算；固定螺栓数量

不得少于两个钢丝绳的允许偏斜角偏斜角要点偏斜角过大的危害钢丝绳碰擦绳槽侧边或邻侧钢丝绳，引起擦伤、跳槽或乱绕偏斜角计算与方向进、出滑轮允许偏角按式（3-31）计算；进、出卷筒分向空槽方向与绳圈方向两种情况允许偏斜角限值单层绕一般取值γ≤5°，最多6°；大起重量起重机γ≤4°；绕入/绕出卷筒偏离螺旋槽两侧不大于3.5°；光面卷筒和多层绕卷筒偏离垂直平面不大于2°ENDING学以致用，安全为本每一个尺寸的计算，都是对安全的承诺掌握卷绕装置，就是掌握起重机的安全命脉COVER起重机取物装置认识起重机的"手"——取物装置课程导览01概述认知取物装置的定义、基本要求与四大分类02吊钩组精讲吊钩组结构、吊钩种类与安全使用规范03抓斗应用抓斗种类、双绳抓斗原理与安全使用CHAPTER取物装置概述认识起重机的"手"从定义到分类，建立取物装置的整体认知01取物装置是起重机的"手"取物装置是起升机构中连接被吊重物的部分，如同起重机的"手"补充范畴：均衡承梁（扁担横吊梁）用于两台小起重量起重机抬吊重物，起均衡作用，也属取物装置范畴定义与作用取物装置是起升机构中连接被吊重物的部分，如同起重机的"手"合适取物装置的作用：提高劳动生产率、减轻劳动强度、改善劳动条件性能好坏直接影响起重机作业性能案例对比：闸门启闭对比项逐节拆装吊杆自动抓梁人力耗时费力省人力劳动条件差自动挂钩脱钩拆装时间长省拆装时间钢材消耗高省钢材取物装置的四项基本要求01安全可靠安全可靠构造简单、使用方便、安全可靠02轻质高强轻质高强具有足够的

强度和刚度，重量较轻03高效作业高效作业生产率高，能迅速悬挂或卸下物料04自动运行自动运行专用取物装置吊运大批同类物料时，应尽可能实现

自动化按工作对象的四大分类分类依据是取物装置所搬运的工作对象按取物装置所搬运的工作对象，成件物品、散粒物品、液态物品与专用取物四类装置分别适用于不同的吊装场景。吊装成件物品吊钩、吊环、扎具、夹钳、托爪、横吊梁、电磁盘等吊装散粒物品抓斗、料筒、料斗等吊装液态物品桶、罐、特种盛器等专用取物装置为专用起重机的特殊要求专门配置成件物品的七种取物装置吊钩和吊环是起重机最基本、应用最普遍的取物装置，已成为起升机构的基本部件之一。搬运对象：钢材、设备、零部件、建筑构件及捆绑、包装、桶装物件等七种取物装置吊钩吊环扎具夹钳托爪横吊梁电磁盘散粒物品的取物装置主要搬运煤、矿石、砂石、水泥、粮食等散粒物品，料斗、料筒须挂在吊钩或吊环等基本取物装置上使用。抓斗靠颚板的闭合与张开装入或卸出物料可作专用起重机基本取物装置也可挂在吊钩上作辅助装置料筒靠打开斗底卸料是可更换辅助装置料斗靠翻转斗体卸料与料筒的区别在于卸料方式液态与专用取物装置液态物品取物装置装置形式桶、罐、特种盛器适用对象混凝土、铁水、化学液体等流动性大的物品装置属性均为可更换辅助装置专用取物装置为专用起重机的特殊要求专门配置常见类型自动抓梁、抓斗、夹钳、集装箱吊具等突出特点突出针对性与自动化程度，满足特定作业场景CHAPTER吊钩组最普遍的核心取物装置结构、种类与安全使用，一个都不能少02短型与长型吊钩组对比吊钩与动滑轮组组成吊钩组，分为短型与长型两种。短型省高度，但受倍率限制；长型更灵活，但牺牲有效起升高度。短型吊钩组采用长型吊钩，动滑轮直接装在吊钩横梁上省去单独滑轮轴，整体高度小，有效起升高度增大滑轮在吊钩两边、数目为偶数仅适用于较小起重量长型吊钩组采用普通型吊钩，吊钩支承在吊钩横梁上动滑轮支承在单独滑轮轴上会减小有效起升高度VS吊钩的转动与回转吊钩组为方便挂钩，吊钩须能绕垂直轴线和水平轴线转动，靠推力轴承支承在吊钩横梁上，吊钩尾部螺母压在该轴承上。吊钩横梁的转动方式，随吊钩组的长短结构而异短型吊钩组吊钩横梁（滑轮轴）是转轴，带动吊钩绕垂直轴线转动。长型吊钩组横梁轴端制环形槽容许转动；上方滑轮轴端为扁缺口，不容许转动。回转吊钩组电动机经行星减速器带动一对开式齿轮，钩柄穿过大齿轮中心并固接。电磁推杆顶端横杆拨动插销落下或抬起通电时抬起插销使吊钩转动断电后插销落下锁住大齿轮吊钩的三大分类维度依形状单钩制造使用方便，用于中小起重量（80t以下）双钩对称、受力好、重量轻，用于大起重量（80t以上）依钩柄长短长型吊钩组采用短型吊钩短型吊钩组必须采用长型吊钩长型吊钩与短型吊钩（普通型）依制造方法锻造吊钩用于中小起重量片式吊钩用于大起重量随锻造能力提高，大起重量也采用锻造吊钩锻造与片式吊钩的取舍锻造吊钩特性强度高的材料对裂纹缺陷敏感，一旦破坏整体报废短板缺陷敏感→整体报废片式吊钩优势缺陷断裂只限于个别钢板，剩余钢板仍能支持吊重，更安全可靠，损坏钢板可更换选材材料须采用

DG20、DG20Mn

等优质低碳镇静钢或低碳合金钢，避免突然断裂禁用目前不允许采用铸造吊钩（铸件内部缺陷不易发现和消除）；不允许使用焊接制造和修复的吊钩（焊接难免产生裂纹）VS吊钩断面形状与尾部连接钩身断面形状4种梯形：受力较合理，最常用T字形：受力最合理，但制造工艺复杂矩形：仅用于片式吊钩，较笨重圆形：仅用于简单小型吊钩尾部连接结构3类锻造吊钩：尾部制螺纹，小型用三角螺纹，大型用梯形或锯齿形螺纹片式吊钩：尾部带圆孔、装轴套，用销轴连接钩片：钢板冲剪后铆接，钩口装软钢垫块避免损伤系物绳吊钩使用的检查规范吊钩缺陷

不得焊补1步骤01正式专业厂生产按技术条件和安全规范生产具备质量合格证书，否则不允许使用2步骤02新钩负荷试验钩口开度不超过原开度的0.25%新钩须做负荷试验3步骤03经常检查查吊钩及附件有无裂纹、严重变形、腐蚀及磨损检查周期不得少于每月一次4步骤04每年试验一次以1.25倍容许工作荷重进行10min静力试验不应有裂纹、裂口及残余变形5步骤05三个危险断面检查用煤油清洗，放大镜检查裂纹板式钩检查衬套、销子磨损6步骤06缺陷不得焊补吊钩缺陷不得焊补吊钩缺陷

不得焊补吊钩的七项报废标准吊钩报废判定，七项标准逐一对照01表面与变形缺陷1表面有裂纹2危险断面磨损达原尺寸的10%3扭转变形超过10°4危险断面和吊钩颈部产生塑性变形02磨损与尺寸超限5板式钩衬套磨损达原尺寸的50%时报废衬套，销子磨损量超名义直径3%~5%应更新6板式钩心轴磨损达原尺寸的5%时报废心轴7开口度比原尺寸增加15%凡出现上述任一情况即应报废，不许焊补CHAPTER抓斗散料装卸的自动化利器从种类到原理，再到安全使用03抓斗概述与容重分级01抓斗概述完全自动的取物装置抓斗是完全自动的取物装置，主要用于散装物料装卸。抓取与卸料由司机操纵，无需辅助人员，生产率较高；主要缺点是自重较大。分级容重范围轻型小于

1.2t/m³中型1.2~2.0t/m³重型2.0~2.6t/m³特重型大于

2.6t/m³单绳双绳马达三种抓斗01抓斗类型单绳抓斗一根工作绳兼作支持绳与开闭绳，单卷筒驱动。可作备用取物装置，须增设闭锁装置。构造复杂、生产率低。02抓斗类型双绳抓斗开闭绳与支持绳由双卷筒分别驱动，构造操作简单。自重轻、适应性强、生产率高，是目前最典型、应用最广的形式。只能用于专门起升机构。03抓斗类型马达抓斗自带开闭机构（电动葫芦或液压、气动），可作备用装置。抓取力较大，但须增设电缆、油管等供能装置使自重增加。生产率仅略高于单绳抓斗。双绳抓斗的四步循环双绳抓斗由

颚板、下横梁、撑杆、上横梁

四部分组成，开闭绳经滑轮组操纵开闭。“开闭绳控制颚板开闭。”第1步开斗开斗下降支持绳与开闭绳同速下降至料堆上第2步取物闭斗取物松弛支持绳不动，开闭绳上升迫使颚板闭合装入物料第3步升斗满载升斗两绳同速上升至预定高度第4步卸料开斗卸料支持绳不动，开闭绳下降使颚板因自重与料重张开卸料双绳抓斗的构造要点“双绳抓斗，七个构造要点决定作业可靠性与寿命”小结结构合理、受力均衡、材质过硬，是抓斗长效作业的三重保障头部导向上滑轮组与开闭绳导向装置，耐磨导筒或导辊减轻磨损自由度约束构件间仅一个相对自由度，保垂直线开闭斗、不发生歪斜撑杆连接凸轮衔接、刚性连接、铰接等，受力良好为佳颚板连接多用扇形齿轮衔接或单铰连接均衡装置均衡滑轮或均衡杠杆使两绳受力均衡；下横梁滑轮偏斜布置减小偏斜角刃口材质ZGMn13高锰钢经热处理；小颗粒松散物料可用ZG65Mn淬火至HRC55~60撑杆抗失稳受压构件须有足够抗失稳能力，用实心圆钢、方钢或厚壁管抓斗安全使用与报废恶劣工况下，正确选型与检查维护是抓斗寿命的保障检查张开和闭合情况检查钢丝绳磨损及断丝刃口板磨损大或变形及时修理报废检查各铰点轴磨损并加注润滑脂地面使用不允许水中作业防止铰点生锈报废标准斗体有裂纹即报废闭合时刃口板错位及间隙超5mm或最大间隙长度超300mm且修复难达标时报废斗体铰点销轴及销轴孔磨损达原尺寸10%时报废销轴及附件ENDING掌握取物装置，安全高效作业取物装置是起重机的"手"，懂它才能用好它安全源于认知，高效始于规范第5章

制动装置起重机械制动装置停止·支持·落重——起重机械的安全保障内容导航01制动装置概述功用、分类与基本要求02停止器棘轮停止器与摩擦停止器03块式制动器构造、零部件与选型04带式制动器构造、类型、设计与安全规程CHAPTER制动装置概述停止、支持、落重——安全之本从功用认知到分类体系，再到基本要求01停止·支持·落重三功用制动装置是保证起重机械

安全正常工作

的重要部件保证工作安全可靠，提高作业效率制动装置是保证起重机械安全正常工作的重要部件停停止能使运动的机构停止运动支支持保持“停止”状态，防止回转和下滑落落重减小或调节机构运动速度制动器与停止器两类制动装置分为制动器与停止器两大类停止器只能使传动轴单方向自由旋转停止、支持两个功用防止逆转、支持重物不动制动器停止、支持、落重三个主要功用具有停止、支持、落重三个功用二者可单独使用，有时也配合使用制动器分类维度结构形式工作状态驱动方式按结构形式分三大类块式制动器闸瓦式摩擦元件装于制动轮外侧的两块闸瓦，合闸贴紧制动轮轴承载良好两瓦压力平衡，轴不受附加弯曲载荷；覆面磨损均匀工作可靠制造安装方便，但外形尺寸较大主要应用电力驱动起重机带式制动器挠性带式摩擦元件包于制动轮外侧的挠性制动带制动力矩大包角大（250°~270°），可装低速轴使机构紧凑轴承载较差轴受附加弯曲载荷，制动带磨损不均匀主要应用轮式和履带式流动式起重机盘式与锥式制动器轴向压紧摩擦元件沿轴向布置的摩擦盘/摩擦锥，轴向压力压紧合闸制动平稳轴不受弯曲载荷结构局限轴向尺寸大、散热条件较差主要应用多用在电动葫芦上常闭常开与综合式安全需求决定常闭式优先用于起升变幅机构常闭式利用重锤或弹簧及杠杆作用使制动器经常处于制动状态，机构工作时由松闸装置使其松闸常开式经常处于松闸状态，需要对机构制动时由操纵装置使其合闸综合式机构不工作时为常闭，开始工作用松闸器松闸转为常开，工作过程中由司机根据使用要求操纵应用原则起升机构和变幅机构为安全采用常闭式制动器回转和运行机构一般采用常开式或综合式制动器驱动方式与基本要求驱动方式决定操控特性，四项要求是选型依据自动式松闸与合闸自动进行，常闭式多属此类；电动机通电时松闸器通电松闸，断电后重锤或弹簧合闸，安全性高，制动转矩调定后基本不变操纵式多属常开式，由人踩踏板或推杠杆合闸，松闸靠弹簧；制动转矩可在较大范围改变，适用于平稳性要求高的机构；分人力、电磁力、液压三类综合式兼顾常开常闭与自动操纵四重特点，设一套松闸装置、两套独立上闸装置；正常为常开操纵式，断电或紧急时自动上闸对制动器的基本要求制动力矩应考虑一定储备系数，但储备系数不能过大以免产生较大动载荷零件应耐磨，工作表面散热良好尽可能装在减速器输入轴或电动机轴上，转速高、制动力矩小，可缩小外形尺寸安全性要求高的机构可装设双重制动器CHAPTER停止器单向支持，防止逆转棘轮停止器与摩擦停止器的结构原理02单向支持防逆转装置停止器是实现单向运动的装置，常用来将举起的物品支持在空中功能定位单向运动：停止器是实现单向运动的装置，常用来将举起的物品支持在空中防止逆转：变幅机构为使吊臂长时间安全支持在空中，除制动器外通常加装停止器棘轮与摩擦对比棘轮停止器：工作时往往产生较大冲击摩擦停止器：避免冲击缺点，但对材料与制造工艺要求较高，耐用性和可靠性不如棘轮式滚柱式：现代摩擦停止器多制成滚柱式，称为滚柱停止器棘轮棘爪的结构原理组组成与安装组成由棘轮和棘爪组成，多数采用外啮合式，内啮合式采用较少安装棘轮用键固定在传动轴上，尽量装在高速轴上以减小尺寸和受力；棘爪空套在机架销轴上原理棘轮沿载荷上升方向旋转时，棘爪沿齿面自由滑过；受载荷作用反转时，棘爪靠自重或弹簧力进入齿间阻止反转，载荷停止在要求位置改安全与改进安全工作齿面做成与半径成15°~20°夹角的斜面，保证棘爪迅速滑到齿根全部啮合；棘爪心轴中心位于齿顶啮合点切线上材料棘轮用铸钢或锻钢，棘爪用普通钢或铬钢，棘爪端部须淬火无声棘爪铰接在靠弹簧摩擦力抱紧轮毂的摩擦环上，正转时被推起至挡止点避免冲击噪音，反转时被拉回啮合位置滚柱式摩擦停止器01摩擦停止器利用楔形空间实现摩擦自锁构造：外圈（保持不动）、轮芯、滚柱、弹簧工作原理：轮芯逆时针旋转，滚柱滚向楔形空间大端，松弛随轮芯转动；顺时针时滚柱滚向小端，将轮芯与外圈卡住弹簧作用：使滚柱与轮芯及外圈保持接触，产生初始摩擦力CHAPTER块式制动器应用最广的制动器构造、零部件与选型计算03块式制动器的整体构造组成块式制动器构造简单、工作可靠、维修方便，在起重机械上广泛应用组成部件：制动轮（摩擦元件）、左右制动臂（支承铰接）、合闸弹簧（合闸力）、制动瓦块（带摩擦覆面）、松闸装置（电磁铁/液压推杆）分类分类框架按松闸装置行程：短行程制动器/长行程制动器起重机上多采用常闭自动式短行程块式制动器结构紧凑但制动冲击大，适用小直径制动轮优点松闸器装在制动臂端部，不需松闸杠杆系统，结构紧凑、重量轻、外形尺寸小，合闸与松闸快→缺点制动过猛、冲击大、松闸力小，制动轮直径一般

不大于300mm1状态01合闸主弹簧推力经松闸推杆及框架，使制动瓦块

压向制动轮2状态02松闸电磁铁通电，衔铁吸引转动推动推杆压缩主弹簧，制动臂

张开长行程块式制动器工作原理利用主弹簧合闸，松闸装置由松闸器及松闸杠杆系统组成松闸器有长行程交流电磁铁、液压电磁铁、液压推杆等液压电磁推杆块式制动器采用弹簧上闸，液压电磁推杆布置在制动器一侧，通过杠杆系统与制动臂联系实现松闸优缺点与应用优点：松闸杠杆系统传动比大，松闸所需驱动力小，工作平稳、动作迅速、无噪音缺点：杠杆效率较低，松闸装置复杂应用：主要用于制动力较大的起升机构制动轮闸瓦与制动臂制动轮通常由

铸钢或球墨铸铁

制造；表面机械加工与淬火，淬硬深度

2~3mm，硬度

HRC35~45，粗糙度不大于

1.25；高速轴制动轮须全部加工保证动平衡，带散热叶片的须做动平衡调试。制动闸瓦与覆面材料闸瓦为铸铁件，铰接在制动臂上；为提高摩擦系数和耐磨性，一般铆接或粘结一层覆面材料。覆面材料要求摩擦系数大、耐磨性好、许用比压大、导热性好；常用石棉类摩擦材料，纺织的称制动石棉带，压制的称制动碾压带。制动臂由铸钢、钢板或型钢制成，分直臂与弯臂；弯臂能增大瓦块包角，目前主要采用两片钢板制成的直臂。覆面材料的摩擦性能摩擦材料摩擦系数µ（无润滑）摩擦系数µ（偶然润滑）摩擦系数µ（良好润滑）容许温度T(℃)铸铁对钢0.17~0.20.12~0.150.06~0.08260钢对钢0.15~0.180.1~0.20.06~0.08260青铜对钢0.15~0.20.120.08