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1、. . 桥式起重机结构设计第1章 桥式起重机的概述桥式起重机是桥架型起重机的一种,主要依靠起升机构和在水平面内的两个相互垂直方向移动的运行机构,能在矩形场地及其上空作业,是工矿企业广泛使用的一种其中运输机械。它具有承载能力大、工作可靠性高、制造工艺相对简单的优点。 桥式起重机一般有大车运行机构的桥架、起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等机构组成,外形像一个两端支撑在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。起升机构用来垂直升降物品,起重小车用来带着载荷作横向移动,以达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里做搬运和装卸货物用。 桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重
2、机,其额定起重量从及吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机,其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生发展出来的。1.1 桥式起重机分类及工作特点桥式起重机的外观像一条金属的桥梁,所以人们称它为桥式起重机。桥式起重机俗称天车、行车。桥式起重机一般由装有起升机构和小车运行机构的桥架,大车运行机构,操纵室,小车导电装置,起重机总电源导电装置组成。桥式起重机是在固定的跨间内装卸和搬运物料的机械设备,被广泛用于车间、仓库或者露天场地。1.桥式起重机的分类随着工业技术的不断发展,桥式起重机的种类越来越多,根据使用吊具不同,可分为吊钩式起重机,抓斗式起重机和电磁吸盘式起重机,根据用途不
3、同,可分为通用桥式起重机、冶金专用桥式水电站用桥式起重机、大起升高度桥式起重机等。按主梁结构形式可分为：箱型结构桥式起重机、桁架结构桥式起重机、管型结构桥式起重机。还有型钢和钢板制成的简单截面梁的起重机,称为梁式起重机。2.桥式起重机的工作特点起重机是以间隙、周期的工作方式,通过起重吊钩或其他取物装置的起升或起升加移动重物的机械设备。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其中机械通常结构庞大,机构复杂,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呢个、大车运行和小车运行3个运动。在作业过程中,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
4、物多种多样,载荷是变化的。有的重物重达几百吨乃至上前吨,有的物体长达几十米,形状也很不规则,有散粒、热融状态、易燃易爆危险品等,吊运过程复杂而危险。3桥式起重机需要在较大的空间范围内运行,要装设轨道和车轮,活动空间较大,一旦造成事故其影响的范围也较大。暴露、活动的零部件较多,且常与吊运作业人员直接接触如吊钩、钢丝绳等,潜在许多偶发的危险因素。4作业环境复杂。从大型钢铁、冶金、石化企业到现代化港口、建筑工地、铁路枢纽等,都有桥式起重机机械在运行；作业场所常常会遇有高温、高压、易燃易爆、输电线路、强磁等危险因素,对设备和作业人员形成威胁。5作业中常常需要多人配合,共同进行。一个操作,要求指挥、困扎
5、。驾驶等作业人员配合熟练、动作协调、互相照应。作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。通常存在较大的难度。6起重机的上述工作特点,决定了他与安全生产的关系重大。如果对起重机的设计制造、安装使用和维修等环节上稍有疏忽,就有可能造成伤亡或设备事故。一方面造成人员的伤亡,另一方面也会造成很大的经济损失。1.2 桥式起重机的用途桥式起重机的用途和使用范围很广。它广泛应用在工业企业、港口车站、仓库料场、水电站等国民经济个部门。在冶金企业中,从原料进厂、冶炼轧制到产品出厂都需要大量的桥式起重机、加料起重机、铸造起重机等,如一个300吨转炉炼钢车间所需起重机有几十台。一个大型冶金联合
6、企业用有数百台之多的各种类型起重机。在港口码头上,船舶货物的装卸及搬运作业,主要依靠各种起重机来完成。在一个年吐量为1500多万吨的货物港口,就约100多台各种起重机,其中,桥式起重机占有相当大的比例,在电力工业中,各种水火电站和核电站就需要大起重量的桥式起重机。在机械制造业中,企业车间内部、露天场地、仓库等场合大量应用着各种桥式起重机。不同类型的桥式起重机所搬运的物料不同：吊钩起重机搬运各种成件物品；抓斗起重机搬运各种散粒物品,如煤、焦炭、砂等；电磁起重机搬运导磁的金属材料,如型钢、钢板、废钢等；两用起重机是为了生产效率,在一台小车上装有可换的吊钩和抓斗或者电磁吸盘和抓斗,但每一个工作循环只
7、能使用其中的一种取物装置,可运送成件、散粒物品或者到此的金属材料,但每次搬运物品时,只能使用其中一种；防爆起重机用于搬运有易爆气体或有易爆介质的车间、库房等场所的成件物品,起重机上的电气设备和有关装置具有防爆特性,以免发生火花；绝缘起重机用于搬运电解车间的各种成件物品,起重机上有关部分具有可靠的绝缘装置,保证安全操作。1.3 桥式起重机的基本参数桥式起重机的技术参数是桥式起重机工作性能的指标。桥式起重机的主要技术参数包括：起重量、跨度、起升高度、各机构的工作速度以及工作级别等,为了保证桥式起重机的合理使用、安全运行和防止事故的发生,桥式起重机司机必须掌握桥式起重机的技术参数。主要参数：1. 起
8、重量起重量是指被起升重物的质量,用G表示。1额定起重量 起重机所允许吊起的最大重物或者物料的质量称为额定起重量,用Cn表示,单位用吨t,额定起重量不包括吊钩、吊环之类吊具的质量,但包括抓斗、电磁盘、盛钢桶、料罐之类可分吊具的质量。2总起重量 起重机能吊起的重物或物料,连同可分吊具和长期固定在起重机上的吊具或属具包括吊钩、滑轮组、起重钢丝绳.等质量总和,总起重用Gt表示。2. 跨度和轨距桥式起重机的大车运行轨道中心线之间的距离称为桥式起重机的跨度,用L表示,单位为m。桥式起重机的小车运行轨道两条钢轨中心线之间的距离为小车轨距,用t表示,单位为m,跨度依厂房的而定。3. 起升高度起升高度是桥式起重
9、机取物装置上下移动极限位置之间的距离,用H表示,单位为m。下极限位置通常以工作场地的地面为准,上极限的位置,使用吊钩时以钩口中心为准,使用抓斗时以抓斗最低点为准。4. 工作速度工作速度是指起重机个机构起升、运行的运行速度,其中：额定起升速度是指起升机构的电动机在额定转速下,取物装置的上升速度；小车额定运行速度是指小车运行机构电动机在额定转速下的小车运行速度；大车额定运行速度是指大车运行机构的电动机在额定转速下的运行速度。各类速度用v表示,单位为m/min。桥式起重机的工作速度根据工作要求而定：一般用途的桥式起重机采用中等的工作速度,这样可以使驱动电机功率不致过大；安装工作有时就要求很低的工作速
10、度；吊运轻件,要求提高生产效率,可取较高的工作速度啊；吊运重件,要求工作平稳,作业效率不是主要矛盾,可取较低的工作速度。5. 起重机的总质量G包括燃料、油液、润滑剂和水等在内的起重量各部分质量的总和,单位用t表示。6. 外形尺寸外形尺寸指起重机长、宽、高的的尺寸,单位用m表示。1.4 桥式起重机主要零部件1.4.1吊钩吊钩是吊装作业中最常用的取物装置,是各类起重机,也是常用吊索、起重工具、专用吊具上的重要组成部分。根据制造方式,吊钩可分为锻造钩和板式钩,锻造钩一般应用GB6991988中规定的20号钢,经过锻造和冲压、退火处理,再进行机械加工而成。热处理后要求表面硬度为95-135HB。锻造可
11、以制成单钩和双钩,单钩主要用在70吨以下的起重机上,双钩用在50-100吨的起重机上。板式钩一般用在起重量较大的起重机上,板式钩有厚度为30mm成型板片重叠铆合而成。板式钩上有护板,板式钩一般应用GB700-1988普通碳素钢结构钢技术条例中规定的Q235A、Q235B或GB1519-1988低合金结构钢技术条件中规定的16Mn钢,轨制钢制成。板式钩由于其板片不可能同时断裂,所以可靠性好,修理方便。但是板式钩的断面形状只能制成矩形,因此钩体的材料不能充分利用。板式钩也分单钩和双钩两种。单钩多用于铸造起重机上。吊钩钩身的断面形状有圆形、矩形、梯形和T字形等,吊钩的安全使用规范：1新吊钩在投入使用
12、前,应进行检查,应有制造厂的制造合格证,否则不准投入使用,新吊钩的开口度要进行测量并符合规定。2新钩应做负荷试验,其检验荷载按起重量的不同而不同,并且测量钩口开度不应超过原开度的0.25%。3对吊钩三个危险断面应用火油清洗,用放大镜看有无裂纹；对板式钩应检查其衬套、销子磨损情况。4在起重吊装作业中使用的吊钩,其表面要光滑,不能有剥裂、刻痕、锐角、接缝和裂纹等缺陷。5吊钩在使用过程中,应进行定期检查,主要检查是否有变形、裂纹、磨损、腐蚀等现象,并应做好记录。6吊钩不准超负荷作业,吊钩不得补焊,且吊钩上应装有防止脱钩的安全装置。7吊钩停止使用时,应对其它进行仔细的清洗、除锈,上好防锈油放在通风干燥
13、的地方。1.4.2钢丝绳钢丝绳是由高强度碳素钢丝围绕绳芯绕捻而成的,被广泛应用于起重作业。其中吊运用钢丝绳通常指起重滑车组使用的起重或牵引绳、立扒杆用的绑扎绳和缆风绳及吊具索具使用的钢丝绳。其有以下优点：1重量轻、强度高、能承受冲击载荷。2挠性较高,使用灵活。3钢丝绳磨损后,外表会产生许多毛刺,易于检查。破段前有断丝预兆,其整根钢丝绳不会立即断裂。4其中作业用钢丝绳成本低。主要缺点刚性大,不易弯曲。起重作业选用的钢丝绳一般为点接触类型,如果配用的滑轮直径过小或直角弯折,钢丝绳易受损坏且影响安全使用和缩短使用寿命。钢丝绳的种类1. 根据钢丝绳的捻向分类1交互捻钢丝绳 绳与股的捻向相反,这是常用的
14、钢丝绳,由于绳与股的自行松捻趋势相反,互相抵消,没有扭转打结的趋势,使用方便。根据绳的捻向,又分别有右捻和左捻绳。起重机多用右捻钢丝绳。2同向捻钢丝绳 绳与股的捻向相同,在自行松捻和扭转的趋势,容易打结。由于其挠性较好。通常用于具有刚性的导轨的牵引。近来在制造工艺中采用预变形方法,成绳后消除了自行松散扭转的现象。这种绳又称为不松散绳。3混合捻钢丝绳 有半数股左旋,另半数股右旋。这种钢丝绳应用较少。2.根据绳股的构造分类1点接触绳 绳股中各层钢丝绳直径相同,股中相邻各层钢丝的捻距不等,相互交叉,在交叉点上接触,因此,点接触绳易于磨损,寿命低。2线接触绳 绳股中各层钢丝的捻距相等,外层钢丝位于里层
15、钢丝之间的沟槽里,内外层钢丝相互接触在一条螺旋线上,改变了接触,增长了寿命,增加了挠性。相同直径的钢丝绳,线接触型比点接触型的金属断面面积大,因而承载能力大。3面接触绳 股与股之间成面接触,制作工艺复杂,多用于缆索起重机和架空索道的支承缆索。3.根据绳芯分类按绳芯的不同有麻芯、棉纱芯、石棉芯和软钢芯,其中带浸油麻芯及棉纱芯、的钢丝绳,比较温软,容易弯曲,芯中含油可经常润滑钢丝,但不耐高温高压；带石棉芯的钢丝绳能耐高温；带软钢芯的钢丝绳能耐高温高压,但芯硬不易弯曲。使用要根据具体条件选用。1. 根据绳股数和每股中钢丝绳数量分类按绳股数和每股中钢丝绳数量不同表示,例如常用普通结构钢钢丝绳中分为6、77、619、637、661等种类前者数字表示股数,后者数字表示每股丝数。钢丝绳中钢丝越细越不耐磨,但比较柔软,弹性较好,钢丝绳月粗越耐磨,但比较硬不易弯曲,故应视用途不同而选用。在滚筒直径较大且磨损厉害处,如索道牵引、斜井卷扬可用钢丝较粗的67、619钢丝绳；弯曲较多,滚筒直径较小如穿挂滑车组、绞车绞磨、悬吊构件、绑扎扒杆等应用钢丝较细的637以及661钢丝绳。4. 钢丝绳选用注意事项：1钢丝绳的规格,应根据不同的用途来选择。
