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1、 起重机械基础知识 陈st制 目录 一 起重机械的基本概念 二 起重机械的工作特点 三 起重机械的分类与主要参数 四 起重机的基本结构组成 五 起重机安全使用注意事项 六 起重机的维护保养 起重机械的基本概念 起重机械是现代化生产不可缺少的设备 被广泛地应用于冶金 煤炭 电力等各行业的各种物料的起重 运输 装卸安装和人员输送等作业中 从而大大减轻了体力劳动的强度 提高了劳动生产效率 同时一些起重机械还能在生产过程中进行某些特殊的工艺操作 使生产过程实现机械化和自动化 起重机是以间歇 重复的工作方式 通过起重吊钩或其他吊具起升 下降 或升降与运移物料的机械设备 它在搬运物料时 经历上料 运送 卸
2、料及返回原处的过程 工作范围大 危险因素很多 因而要求的安全程度较高 起重机械的工作特点 综合起重机械的工作特点 从安全技术角度分析 可概括如下 1 起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构 能完成一个起升运动 一个或几个水平运动 例如 桥式起重机能完成起升 大车运行和小车运行三个运动 门座起重机能完成起升 变幅 回转和大车运行四个运动 作业过程中 常常是几个不同方向的运动同时操作 技术难度较大 2 所吊运的重物多种多样 载荷是变化的 有的重物重达几百乃至上千吨 有的物体长达几十米 形状很不规则 还有散粒 热融状态 易燃易爆危险物品等 使吊运过程复杂而危险 3 大多数起重机械 需要在较大的范
3、围内运行 有的要装设轨道和车轮 塔吊 桥吊等 有的要装设轮胎或履带在地面上行走 如汽车吊 履带吊等 还有的需要在钢丝绳上行走 如客运 货运索道 活动空间大 一旦造成事故的影响面积也较大 4 有些起重机械 需要直接载运人员在道轨 平台或钢丝绳上做升降运动 电梯等 其可靠性直接影响人身安全 5 暴露的活动的零部件较多 且常与吊运作业人员直接接触 吊钩 钢丝绳等 潜在许多偶发的危险因素 6 作业环境复杂 从大型钢铁联合企业 到现代化港口 建筑工地等都有强磁等危险因素 对设备和作业人员形成威胁 7 作业中常常需要多人配合 共同进行一个操作 要求指挥 捆扎 驾驶等作业人员配合熟练 动作协调 互相照应 作
4、业人员应有处理现场紧急情况的能力 多个作业人员之间的密切配合 存在较大的操作难度 起重机分类 1 分类按构造类型起重机械可分为轻小型起重设备 起重机和升降机三大类 1 1轻小型起重设备轻小型起重设备一般只有一个升降机构 常见的有千斤顶 电动或手拉葫芦 绞车 滑车等 手拉葫芦 滑车 1 2起重机当起重设备除了具有起升机构以外 还有其他运动机构时 其结构组成必然比单机构的轻小型起重设备复杂得多 我们称这类起重设备为起重机 根据金属结构的类型不同 起重机可分为桥架类型起重机和臂架类型起重机两大类别 起重机基本分类 1 2 1桥架类型起重机桥架类型起重机的最大特点 是以桥形金属结构作为主要承载构件 取
5、物装置悬挂在可以沿主梁运行的起重小车上 桥架类型起重机通过起升机构的升降运动 小车运行机构和大车运行机构的水平运动 在矩形三维空间内完成对物料的搬运作业 桥架类型起重机根据结构形式不同还可以进一步分为桥式起重机 俗称为天车 行车 门式起重机 被称为带支腿的桥式起重机 包括装卸桥和集装箱门式起重机 和缆索起重机 由于跨度太大 用缆索取代了桥形主梁 等 桥式起重机 门式起重机 缆索起重机 臂架类型起重机的结构特点是 都有一个悬伸 可旋转的臂架作为主要受力构件 其工作机构除了起升机构外 通常还有旋转机构和变幅机构 通过起升机构 变幅机构 旋转机构和运行机构等四大机构的组合运动 可以实现在圆形或长圆形
6、空间的装卸作业 例如 流动式起重机 汽车起重机 轮胎起重机 履带起重机 塔式起重机 门座起重机等 除了按构造类型分类外 起重机还可以按行驶性能分为有轨运行起重机和无轨运行起重机 有轨运行起重机装有车轮 可以在铺设的轨道上在有限范围内工作 例如 各种桥架类型起重机 塔式起重机 门座起重机等 无轨运行起重机的运行装置配备橡胶轮胎或履带 常见的各种流动式起重机 它们机动性好 可以在各种路面上长距离行驶 灵活转换作业场地 1 2 2臂架类型起重机 固定臂架式起重机 固定式起重机是指固定在基础上或支承在基座上只能原地工作的起重机 GQ系列固定式起重机是港口码头装卸集装箱或件散货的理想装卸设备 起升采用钢
7、丝绳索补偿平衡方式 可带载变幅 作业效率高 门座式起重机 门座起重机是具有沿地面轨道运行 下方可通过铁路车辆或其他地面车辆的门形座架的可回转臂架型起重机 门座起重机又分为港口通用门座起重机 带斗门座起重机 船厂门座起重机 集装箱门座起重机 电站门座起重机 1 港口通用门座起重机如图所示 这类起重机配备有可以更换的吊钩 抓斗等吊具 2 带斗门座起重机如图所示 这类起重机在门座上装有漏斗和带式输送机 用抓斗卸船的门座起重机 3 船厂门座起重机如图所示 是装在高门座上的门座起重机 用于船厂的吊装工作 具有较大的起重能力和较大的起升高度 通常备有两个或多个起重吊钩 主钩的起重量应能随工作幅度的变化而变
8、化 工作速度一般比港口用的门座起重机要低 4 集装箱门座起重机用于集装箱码头 堆场上的专用门座起重机5 电站门座起重机用于电站建设的门座起重机 具有较大的工作幅度和起重能力 且易于拆卸和拼装 便于转移工地 大多数起重机是通用式的 广泛应用于车间 仓库 露天堆放场等处 也有许多起重机是专门为特定工作场所或某种工艺服务的 例如 兑铁水起重机 脱锭起重机等冶金起重机 铸造起重机 锻造起重机等服务于热加工的起重机 门座起重机 卸船机等专门用于港口装卸作业的起重机门用于海上作业的浮式起重机等 起重机在许多重要国民经济部门得到广泛使用 成为现代物流和制造业组织生产的基础装备之一 起重机今后发展的方向是进一
9、步增大起重性能 向大型化发展 扩大作业范围 增加科技含量 实现机电一体化 提高计算机技术应用水平 增强安全可靠性和作业的舒适性 起重机主要参数 起重机主要参数是表示起重机主要技术性能指标的参数 是起重机设计的依据 也是起重机安全技术要求的重要依据 下面我们仅就与安全关系较大的起重机主参数介绍如下 A 额定起重量Gn指起重机能安全吊起的物料连同可分吊具质量的总和 对于吊钩起重机其额定起重量就是其安全起吊物料的质量 但对带可分吊具 如抓斗 电磁吸盘 平衡梁等 的起重机 其吊具和物料质量的总和是额定起重量 允许起升物料的质量是有效起重量 起重机标牌上标定的起重量 通常都是指起重机的额定起重量 起重量
10、标牌应醒目显示在起重机结构的明显位置上 这是起重机安全检查的内容之一 以提示操作者避免超载 需要说明的是 对于臂架类型起重机来说 其额定起重量是随幅度增大而变小的 这类起重机的起重特性指标是用起重力矩来表示 标牌上标定的值是专指在臂架处于最小幅度时的最大起重量 明确这一点对安全操作起重机是非常重要的 B 起升高度H指起重机运行轨道顶面 或地面到取物装置上极限位置的垂直距离 有些起重机的取物装置允许下放到地面或轨道顶面以下 其下放的距离称为下降深度 这时 起重机的起升范围即是起升高度和 下降深度之和 即吊具最高和最低工作位置之间的垂直距离 在起重机实际作业中 不得超过起升高度允许值 因为超限度会
11、使卷绕在起升机构卷筒上的钢丝绳绳尾固定措施超载失效 将导致重物坠落事故发生 C 跨度S指桥式类型起重机运行轨道中心线之间的水平距离 桥式类型起重机的小车运行轨道中心线之间的距离 地面有轨运行的臂架式起重机的运行轨道中心线之间的距离 都称为轨距 保持起重机的大车运行轨道的跨度和小车运行轨道的轨距平行 是起重机安全检查的内容之一 D 幅度L旋转臂架式起重机的幅度 是指旋转中心线与取物装置铅垂线之间的水平距离 单位是米 非旋转类型的臂架起重机的幅度 是指吊具中心线至臂架后轴或其他典型轴线的水平距离 当臂架倾角最小 或小车位置与起重机回转中心距离最大时的幅度为最大幅度 反之为最小幅度 对于臂架类型起重
12、机来说 不同幅度对应的安全起重量是不同的 E 工作速度V起重机工作机构在额定载荷下稳定运行的速度 包括起升速度Vq 大车运行速度Vk 小车运行速度Vt 变幅速度Vl和旋转速度 对于流动式起重机在道路行驶状态下的工作速度 是用行走速度Vo来描述 当起重机的某一工作机构可以多挡位操作时 一般情况下 载荷越大 工作速度越低 对于臂架式起重机 应控制其旋转速度 防止由于旋转速度太大 吊载产生的离心力导致起重机倾翻 起重机工作级别 起重机工作级别是表征起重机工作特性的一个重要概念 又是关系起重机安全的一个重要依据 是安全检查 事故分析计算和确定零部件报废标准的依据 一般来说 工作级别不同 安全系数就不同
13、 报废标准也不同 起重机的工作级别 起重机金属结构工作级别和起重机机构的工作级别是有区别的 我们下面将分别予以讨论 起重机工作级别起重机的工作级别的大小高低是由二种能力所决定 其一是起重机的使用频繁程度 称为起重机利用等级 其二是起重机承受载荷的大小 称为起重机的载荷状态 起重机的利用等级是表征起重机在整个设计寿命期间的使用频繁程度 按设计寿命期内总的工作循环次数分为U0 U9共10级 起重机的载荷状态是表明起重机受载的轻重程度的指标 按名义载荷系数分为轻 中 重和特重四级 综合考虑利用等级和载荷状态 按对角线原则 起重机工作级别分为A1 A8共8级 起重机金属结构工作级别起重机金属结构工作级
14、别按结构件中的应力状态的应力循环次数分为A1 A8级 划分方式与起重机工作级别的划分方式相同 起重机机构工作级别利用等级即机构工作的繁忙程度 按各个机构设计总使用寿命期内处于运转状态的总小时数分为T0 T9共10级 载荷状态表明机构受载程度分为轻 中 重和特重四级 工作级别根据利用等级和载荷状态 按对角线原则 分为M1 M8共8级 这里 首先需要指出 起重机工作级别与起重机的起重量是两个不同的概念 起重量是指一次被起升物料的质量 工作级别是起重机综合工作特性参数 起重量大 工作级别未必高 起重量小 工作级别未必低 即使起重量相同的同类型起重机 只要工作级别不同 则零部件的安全系数就不相同 如果
15、仅仅看起重吨位而忽略工作级别 把工作级别低的起重机频繁 满负荷使用 那么就会加速易损零部件报废 使故障频发 甚至引起事故 另外需要说明 起重机和金属结构的工作级别与机构工作级别是不同的 对于同一台起重机 由于各个工作机构受载的不一致性和工作的不等时性 即使是同一台起重机 不同机构的工作级别与起重机的工作级别往往是不一致的 这在不同机构的零部件报废和更新时要特别注意 4 起重机载荷起重机在作业过程中 承受载荷种类复杂 载荷作用方向不同 这不仅表现在运行过程中起重机要受到包括静载荷 动载荷 交变载荷等各种载荷的作用 而且随着起重机作业的工况改变 即使是同类载荷也表现出多变的特征 受到载荷作用的起重
16、机械各承载零件和结构件会产生相应的应力和变形 当应力和变形超过一定的限度 就会使零 构件丧失功能 甚至破坏 造成危险 起重机载荷状态是表明起重机受载的轻重程度 起重机载荷状态按名义载荷谱系数分为Q1 Q4四级 起重机工作级别 起重机的基本结构组成 不论结构简单还是复杂的起重机 其组成都有一个共同点 起重机由三大部分组成 即起重机金属结构 机构和控制系统 图1所示为桥架型起重机基本组成部分 不包括控制系统 图2所示为臂架型起重机基本组成部分 不包括控制系统 图1桥架型起重机简图1 桥架2 大车运行机构3 小车架4 起升机构5 小车运行机构6 俯仰悬臂 图2臂架型起重机简图1 门架 或其它底架 2 塔架3 臂架4 起升机构5 变幅机构6 回转机构7 起重运行机构 或其它可运行的机械 一 起重机的金属结构 由金属材料轧制的型钢和钢板作为基本构件 采用铆接 焊接等方法 按照一定的结构组成规则连接起来 能够承受载荷的结构物称为金属结构 这些金属结构可以根据需要制作梁 柱 桁架等基本受力组件 再把这些金属受力组件通过焊接或螺栓连接起来 构成起重机用的桥架 门架 塔架等承载结构 这种结构又称为起重机
