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1、起重吊装基本知识、基本理论讲座01一.起重吊装用绳索（一）麻绳1. 麻绳的种类、特点和用途 （1）麻绳种类：麻绳用大麻纤维编织成，按使用的原料不同分为印尼棕绳、白棕绳、混合绳和线麻绳四种。麻绳又分浸油和不浸油两种。浸油的麻绳有耐腐蚀和防潮的特点， 但由于浸油后，麻绳的重量增大，质地较硬，不易弯曲，强度降低 20%左右。在吊装作业中，一般不采用浸油麻绳。麻绳按照拧成的股数可分三股、四股、九股三种。见图1 （2）麻绳的特点：麻绳具有质地柔软、携带方便、容易绑扎等特点，但其强度较低，一般麻绳的拉力强度仅为同直径钢丝绳的10% 左右，而且易磨损。（3）麻绳的主要用途：绑扎轻型构件或抬吊轻型物品；吊装轻
2、型构 件；当提升或吊装构件或重物时，用以拉紧，作溜绳用，以保 证被吊构或重物的稳定和在设计规定的位置上，防止碰、撞， 有利于就位。2. 麻绳的拉力计算在吊装作业中使用麻绳时，必须对其强度进行验算，看其是否 符合安全要求。验算公式如下：PWSb/k式中p允许起吊重量，N；Sb麻绳破断拉力，N；K安全系数，见表【例题】在重钢一厂有一直径为20皿国产鱼旗牌白综绳，用 作千斤绳，允许吊重为多少？【解】：应用以上公式PWSb/K查表Sb=16KN K=8P=16/8=2KN答：允许吊重为2KN。在安装施工现场，一般只知道被起吊构件或物体的重量，而需 求得用多大直径的麻绳时，可用如下公式进行计算。P=A
3、【6】因为麻绳为圆形直径，其截面面积A=ud 2/4所以P=（孔d2/4） 【6】所求麻绳直径为 d= J4P/ 3【6】 式中A一麻绳截面积，d一麻绳直径，m；【6】一麻绳允许应力，Pa。麻绳的安全系数与许用抗拉力见表。【例题】用一根三股白棕绳吊装3KN的构件，需用多大直径 的绳？【解】：按表选取【6】=10MPa=10000KPa代入上式d= /4P/(u【6】) =/4X3/ (3.14X10000)=0.0196m=19.6 皿答：按一般起重作业按表选用20皿白棕绳即可，其破断拉力为16KN，构件为3KN，有5倍以上安全系数。为快捷知道麻绳的破断拉 力，在安装施工现场安全使用麻绳，有如
4、下经验公式可应用。当麻绳dW15皿时 SbR5d215 皿25 rn时Sbe23d2得出的单位为kg，化算为N。3. 麻绳的正确使用和保养(1) 麻绳要存放左干燥的木板上和通风良好的地方，不能受潮或高 温烘烤。(2) 麻绳不能在有酸碱的地方使用，并防止沾染酸碱后降低强度后 报废。(3) 麻绳与滑轮和滑轮组组合使用时，绳轮比为1： 10以上。(4) 麻绳用于吊装有棱角的构件或设备时，应该用麻袋或其它软物 包垫完善，以免伤割麻绳。(5) 断丝的麻绳禁止用于起吊作业，旧麻绳根据新旧程度按新绳的 4060%破断拉力使用。(6) 麻绳在轮槽中的偏角控制在3度范围内，否则脱槽割伤、割断 麻绳发生事故。(7
5、) 打结的麻绳禁止在滑轮中使用。(8) 麻绳应用特制油涂抹保护，油的成份如下：工业凡士林83%，石蜡4%,松香10%，石墨3%。（二）尼龙绳及涤纶绳1. 用途及性能在吊装表面光洁的构件、零部件，磨光的销轴，软金属制品， 或其它表面不允许磨损的设备时，必须使用尼龙绳、涤纶绳等 非金属绳索。尼龙绳和涤纶绳具有轻、柔软、耐腐蚀、具有弹性，当额定满载时，最大伸长率可达40%36%。减少冲击的优点。还具 有耐油、不怕虫蛀、细菌不能繁殖。吸水率只有4%,抗水性能 达99.6%，耐有机酸和无机酸的腐蚀。为便于吊装设备，用尼龙帆布制成带状的吊具，见图。具有单层八层的尼龙帆布，其抗拉强度可达2140N/m层。（
6、三）钢丝绳1. 钢丝绳的特性：钢丝绳是用优质高强度碳素钢丝捻制成的，它 具有截面相等、抗拉强度高、耐磨损、弹性好，在高速运转时，运动 平稳，没有噪音，自重轻、工作安全、可靠。能承受冲击性载荷，破 断前有断丝预兆，整根钢丝绳不会立即折断。2. 钢丝绳的缺点：钢丝绳由于具有柔性【能弯曲】、还具有僵性 【反抗弯曲】，按规范要求，在起重吊装机索具中具有一定的绳轮比，必然增大卷筒和滑轮的直径，相应地增大了其尺寸和重量。使用不当 时，易发生疲劳破坏和磨损。3. 钢丝绳的技术规范国产标准钢丝绳中，针对我们起重吊装作业常用的钢丝绳有：6X19+1【其中6为六股钢索，19为每股钢索中有十九根04 3皿的钢丝捻制
7、而成，1为中间的一根麻芯，麻芯油浸过的。当钢丝 绳受力后，油从缝隙中挤出，起到减小摩擦保护钢丝绳使用寿命】。一般用作缆风绳和拖拉绳。6X37+11其中6为六股钢索，37为每股钢索中有三十七根0.4 3皿的钢丝捻制而成，1为一根中间的油浸麻芯】。一般用作滑轮组与 卷筒起重跑绳用。6X61 +【其中6为六根钢索，61为每股钢索中有六十一根0.4 3皿的钢丝捻制而成，1为一根中间的油浸麻芯】。一般用作千斤绳【吊 索】、捆绑绳用。其中钢丝的抗拉强度分别为 1400MpPa、1550MPa、1700MPa、 1850MPa、2000MPa五个等级，见表。现场实践证明，钢丝绳的破坏 主要是由疲劳、磨损引起
8、的。4. 钢丝绳的破坏：根据实验与安装施工现场的实践证明，钢丝绳的破坏主要由钢丝绳的疲劳、磨损引起的。因钢丝绳在工作时一般要进出滑轮或卷筒作弯绕，除了产生拉应力外，还有接触应力和弯曲应力，尤其是后两者的脉动特性，引起金属的疲劳。经过一段时间的使用，钢丝绳表面的钢丝发生弯曲疲劳与磨损，表面层的钢丝逐渐折断，折断的钢丝数量愈多，其它未断的钢丝所受拉力越大，疲劳与磨损便愈来愈甚，使断丝速度加快，当断丝发展到一定程度，就保证不了钢丝绳的使用安全系数，按规范要求，钢丝绳在一个节距内断丝超过规定的数量便报废。(1) 疲劳破坏：由于钢丝绳是在交变载荷持续反复作用【积劳成疾】发生的破坏。破坏特点是突然性、高度
9、局部性和各 种缺陷的敏感性。疲劳破坏的宏观断口特征是脆性的，无 明显塑性变形。疲劳破坏总是始于微观裂纹，来源于冶烁、 冷热加工、化学成份影响、热处理影响、残余应力影响、 应力集中的影响等。针对起重吊装实践，钢丝绳的疲劳破 坏有如下原因：a. 钢丝绳缠绕不规范，任意交错，层层相咬，股股相磨。b. 卷筒或滑轮的直径太小，绳轮比不符合规范要求。c. 滑轮或卷筒的轴承坏了，在转动时发生振动或不均匀的偏心 转动，钢丝在运动的时候，就会发生鞭打卷筒的现象。(2) 钢丝绳的节距：钢丝绳的报废与折减负荷使用按国家标准 规定，在一个节距内断丝或磨损情况而确定的。见一个节距 的示意图一个节距5. 钢丝绳的计算：钢
10、丝绳的计算重点掌握，钢丝绳与滑轮及卷筒绳 轮比的计算；钢丝绳使用安全系数的计算；破断拉力计算；许用 拉力计算等。(1) 钢丝绳缠绕滑轮或卷筒时最小直径的计算De1 ee2-d式中D一滑轮或卷筒的直径皿ei根据工作类型而决定的系数。轻型e：1116 ；中型 ej18；重型 e j20。e2_根据钢丝绳结构决定的系数。交互捻 e2=1 ；同向捻 e2=0.9o国内生产使用的H系列滑轮的绳轮比是D/d=11左右。(2) 钢丝绳安全系数计算：合理正确计算钢丝绳安全系数必须 保证在【安全、可靠】的基础上，做到对构件与设备吊装 的【万无一失、完整无损】。在计算与选择钢丝绳的安全系 数时,应考虑如下的因素：
11、a. 钢丝绳在吊装过程中将会出现拉伸、挤压、弯曲、疲劳 等复杂的应力状态，而且每股、每根钢丝绳的受力都不 一样，这种不均匀的受力难以正确计算。一般只能按有 较大安全储备近似地计算。b. 在吊装过程中，常发生有冲击和振动的现象。如起重机 的起动和突然停车，由于钢丝绳在初始状态时是处於松 弛，继而起动对构件和设备猛拉时，产生比静荷载大几倍的动荷载。c.钢丝绳在使用过程中因磨损、锈蚀、被绳卡损伤等影响 其强度。这些因素中最主要的是冲击荷载和因拉伸、弯曲反复出 现的疲劳现象。因此,安全系数与起重机牵引性质、操作 方法和滑轮与卷筒的直径比,工作的繁忙程度有关。缆风绳安全系数K=3.5； 起重牵引跑绳K=
12、5；吊索【千斤绳、捆绑绳】K=610；用于载人K=1214。(3) 钢丝绳破断拉力和许用拉力计算a.钢丝绳破断拉力计算Sb= ji* d2/4 .n.6b.由=nFi.6b.由式中S一钢丝绳的破断拉力，N；bd 一钢丝绳中每一根钢丝的直径M；1n一钢丝绳中钢丝的总根数；6 一钢丝绳中钢丝的抗拉强度，Pa；bFi一钢丝绳中钢丝总断面积，M2；由一钢丝绳中钢丝的搓捻不均匀残余应力引起不均匀折减系数。6X19+1 由=0.85； 6X37+1 也=0.82：6X61 + 1 由=0.80。【例题】1.轻钢车间有一根6X19+1钢丝绳，直径为21.5皿，钢 丝的抗拉强度6 b=1550MPa,钢丝直径
13、d=1.4皿，试求其破断拉力为 多少？【解】：代入公式S = din6 由/4=3.14X1.42X103X114 bbX 1550X103X0.85/4=231KN。查表相吻合答破断拉力为231KN【例题】2重钢车间有一根6X61 + 1吊索，直径为22.0皿 钢丝直径为08皿，抗拉强度6 b=1550MPa，试求破断拉力为多少？【解】：代入公式 S=3.14X0.82 X 10-3 X 366 X 1550 X 103 X b0.8/4=228KN。查表相吻合(从这二例题加上书上例题可作分析比较， 一是相同直径破断拉力不一样,钢丝的直径也不一样，为什么？)答破断拉力为228KN。b.钢丝绳
14、破断拉力的估算6 b=0.5 d2 (KN)式中d一钢丝绳直径皿；该经验公式适用于钢丝抗拉强度为1600MPa左右，即表中所示 1550MPa1700MPa之间，不偏大，也不偏小。其它抗拉强度的 可由下式换算出。Sb=6b/1600X0.5d2 (KN)【例题】重钢一厂有一直径为39皿的6X37+1的起重吊装用 的钢丝绳,试求其破断拉力为多少？【解】：代入 S =0.5 - d2=0. 5 X 392=760. 5 (KN)b查表：当 6j1550MPa 时 Sb=717.5 (KN)当 6j1700MPa 时 Sb=787 (KN)在它们两者之间，基本符合。C.钢丝绳许用拉力的计算S=S /
15、Kb式中S一许用拉力N；S 一钢丝绳的破断拉力KN；bK一安全系数。为了弥补材料的不均匀，外力决定的不准确，计算的不精确， 以及考虑到荷载的性质、材料的性质和施工作业的安全，一般要求钢 丝绳在实际工作中所承受的力是它在试验时强度极限的儿分之一，这 样钢丝绳在工作时就有几倍的安全系数。根据安装施工使用起重钢丝 绳的实践与经验和参照有关规范钢丝绳的报废由下列项目判定。(a) 断丝的性质和数量；(b) 绳端断丝；(c) 断丝的局部聚集；(d) 断丝的增加率；(e) 绳股断裂；(f) 由于绳芯损坏而引起的绳径减小；(g) 弹性减小；(h) 外部及内部的磨损；(i) 外部及内部的腐蚀；(j) 变形；(k) 由于热源或电弧造成的损坏。在安装施工现场，钢丝绳的损坏往往是由各种因素综合积 累造成的，这就应由主管人员在【安全、可靠】基础上判别并 决定钢丝绳是报废还是折减使用。(四) 吊装绳索的计算在起重吊装设备与构件时,常用钢丝
