起重机械基础知识讲稿

起重机械基础知识第一节起重机的分类、主要参数和组成一、起重机的分类（一）起重机定义：起重机——以间歇、重复方式工作，使挂在吊钩或其它取物装置上的重物在一定的空间范围内实现垂直升降和水平移动机电设备。（二）起重机又可分为：1.桥架型：①桥式起重机，②门式起重机，③装卸桥，④架桥机；2.臂架型：①门座起重机，②半门座，③塔式，④铁路起重机，⑤流动式，⑥浮式，⑦甲板，⑧桅杆，⑨悬臂；3.绳索型：①缆索起重机，②门式缆索起重机；缆索起重机1-安装用钢丝绳2-安装用卷扬机3-辅助桅杆4-承重钢丝绳5-侧缆风绳6-起重卷扬机7-起重钢丝绳8-起重小车二、起重机械的主要参数（一）起重量G起重量G（过去常用字母Q表示），是指被起升重物的质量，单位为千克（kg）或吨（t）。一般分为额定起重量、最大起重量、总起重量、有效起重量等。1.额定起重量Gn

额定起重量，是指起重机能吊起的重物或物料连同可分吊具或属具（如抓斗、电磁吸盘、平衡梁等）质量的总和。对于幅度可变的起重机，其额定起重量是随幅度变化的。其名义额定起重量，是指最小幅度时，起重机安全工作条件下允许提升的最大额定起重量，也称最大起重量Gmax。2.总起重量Gt

总起重量，是指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、起重钢丝绳以及在臂架或起重小车以下的其他起吊物）的质量总和。3.有效起重量Gp

有效起重量，是指起重机能吊起的重物或物料的净质量。如带有可分吊具抓斗的起重机，允许抓斗抓取物料的质量就是有效起重量，抓斗与物料的质量之和则是额定起重量。（二）跨度S桥架型起重机运行轨道轴线之间的水平距离称为跨度，用字母S表示，单位为米（m）。（三）轨距k对于小车，为小车轨道中心线之间的距离；（四）幅度L起重机置于水平场地时，空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的水平距离称为幅度L。幅度有最大幅度和最小幅度之分。（五）起重力矩M起重力矩是幅度L与其相对应的起吊物品重力G的乘积，M=G·L。（NM)（六）起重倾覆力矩MA起重倾覆力矩，是指起吊物品重力G与其至倾覆线距离A的乘积。（七）轮压P轮压是指一个车轮转递到轨道或地面上的最大垂直载荷。单位为N。（八）起升高度H和下降深度h起重高度，是指起重机水平停机面或运行轨道至吊具允许最高位置的垂直距离，单位为m。（九）运行速度V起升（下降）速度，大、小车运行速度，变幅速度，回转速度。（十一）起重机工作级别起重机工作级别是考虑起重量和时间的利用程度以及工作循环次数的工作特性。它是按起重机利用等级（整个设计寿命期内，总的工作循环次数）和载荷状态划分的。起重机载荷状态按名义载荷谱系数分为轻、中、重、特四级；起重机的利用等级分为U0～U9十级。起重机工作级别，也就是金属结构的工作级别，按主起升机构确定，分为A1～A8级。利用等级工作循环总数备注U01.6×104不经常使用U13.2×104U26.3×104U31.25×105U42.5×105经常轻负荷使用U55×105经常断续使用U61×106不经常繁忙使用U72×106繁忙使用U84×106U9>4×106起重机的利用等级工作循环——从准备起吊始，到下一次起吊止。载荷状态名义载荷谱系数KQ说明Q1－轻0.125很少起吊额定载荷，一般起吊轻载荷。Q2－中0.25有时起吊额定载荷，一般起吊中等载荷。Q3－重0.5经常起吊额定载荷，一般起吊较重载荷。Q4－特重1.0频繁起吊额定载荷。载荷状态载荷状态名义载荷谱系数KQ利用等级U0U1U2U3U4U5U6U72×106U8U9Q1－轻0.125A1A2A3A4A5A6A7A8Q2－中0.25A1A2A3A4A5A6A7A8Q3－重0.5A1A2A3A4A5A6A7A8Q4－特重1.0A2A3A4A5A6A7A8例：长期吊运75%额定载荷，经常断续使用的起重机工作级别为A6。某车间经常要吊运8吨的重物，购买QD20和LH10两种型号的起重机，实际级别是不一样的！三、起重机的组成1.机械传动系统/液压传动系统2.金属结构3.电气/液压控制系统4.安全保护系统一、各种机构1.起升机构第二节起重机机构及主要零部件2.小车运行机构3.大车运行机构二、主要零部件（一）电机1.起重及冶金用电动机型号YZ和YZR，老型号为JZ2和JZR2；2.特点：运用于短时或断续周期性工作，具有较高的过载能力和机械强度；3.基本要求和参数（1）一般环境用：防护等级IP44，环境温度40℃；冶金环境用：防护等级IP54，环境温度60℃；（2）基准工作制：S3—40%（S3，负载持续率40%，每个工作周期10min或每小时循环6次），功率等参数均按此标准；（3）频率50HZ，电压380Ｖ，定子一般Y接法，转子均按Y接法。（4）在额定电压下的最大转矩倍数在2.3～2.84.举例：YZR280S-6的P=55kwYZR280S-8的P=45kwYZR280S-10的P=37kw（二）联轴器种类：齿轮、弹性柱销、梅花弹性、万向节、液力偶合器（三）浮动轴（四）制动器种类：块式、蹄式、带式、盘式、锥形。块式双分为电磁块式和电力液压块式等。在用起重设备上制动器的安全检验：1.动力驱动的起重机，其起升、变幅、回转、运行机构都必须装设制动器。2.起升、变幅机构的制动器必须是常闭式的。3.吊运炽热金属或易燃易爆危险品，以及一旦发生事故可能造成重大危险或损失的起升机构；其每一套驱动装置都应装设2套制动器。（五）减速器种类：ZQ型、QJ型（焊接箱体）、QS型（三合一）、行星齿轮分为普通和硬齿面，卧式、立式、三合一式；立式减速器又有套装和外出轴式。选用减速器注意以下三点：1、高速轴的许用功率[N]2、低速轴的最大许用扭矩[M]3、低速轴最大径向载荷计算（六）卷筒种类：铸造卷筒、焊接卷筒卷筒的安全检验及报废标准：1.卷筒上钢丝绳尾端的固定装置，应有防松或自紧的性能；2.多层缠绕的卷筒，端部应有凸缘。凸缘高出量，应比最外层高出2倍钢丝绳直径或链条的宽度；3.用于起升机构和变幅机构的卷筒，筒体内无贯通支承轴的结构时，宜采用钢材制造。4.卷筒直径与钢丝绳直径的比值h15.卷筒上的钢丝绳工作时放出最多时、卷筒上的余留部分除固定绳尾的圈数，至少还应缠绕2～3圈，以避免绳尾压板或楔套、楔块受力。6.卷筒出现裂纹或筒壁磨损达原壁厚的20%时，应报废。（七）钢丝绳1.钢丝绳的用途及构造钢丝绳是起重机械的重要零件之一。它具有强度高、挠性好、自重轻、运行平稳、极少突然断裂等优点。起重机用钢丝绳的强度一般为1400-1700N/mm2之间。（1）金属芯——用软钢丝制成，可耐高温并能承受较大的挤压应力，绕性较差，适用于高温或多层缠绕的场合。（2）有机芯——通常用浸透润滑油的麻绳制成，亦有采用棉芯的。有机芯易燃，不能用于高温场合。（3）石棉芯——用石棉绳制成，可耐高温。2.钢丝绳的类型（1）根据钢丝绳捻绕的次数分：①单绕绳——丝绳（张紧绳、承载绳）②双绕绳——丝股绳（2）根据股中相邻二层钢丝的接触状态分：①点接触钢丝绳（股中各层丝径相同）②线接触钢丝绳（股中各层丝径不同）②-1外粗型(x-t型)：又称西尔型（X型）②-2粗细型(x-y型)②-3密集型(x-c型)③面接触钢丝绳（3）根据钢丝绳捻绕的方向分：①顺绕绳；②交绕绳；③混绕绳。（4）按钢丝绳的绕向分：①右绕绳；②左绕绳；（5）按钢丝绳中股的数目分，有4股绳、6股绳、8股绳和18股绳等。3、钢丝绳的标记老标准:钢丝绳6×（19）-21.5-1550-1-光-GB1102-74新标准:18NAT6（9+9+1）+NF1700ZZ190117GB/T891818—绳径NAT—光面丝6—6股(9+9+1)—股结构NF—天然芯1770—抗拉强度（N/mm2）Z—绳右捻Z—股右捻190—破断拉力（KN）117—每百米长质量（1kg/100m）4.钢丝绳的选择与使用（1）钢丝绳的受力特征钢丝绳受力复杂。受载时，钢丝中产生拉伸应力、弯曲应力、挤压应力（钢丝绳与滑轮、卷筒等接触挤压，钢丝之间相互挤压）以及钢丝绳捻制时的残余应力等。当钢丝绳绕过滑轮时，受有交变应力作用，使金属材料产生疲劳，最后由于钢丝之间的摩擦、钢丝绳与绳糟的摩擦使钢丝磨损而破断。试验表明：①钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳寿命的影响很大，这是因为绳轮直径减小时，钢丝的弯曲变形加剧，弯曲应力加大，因而钢丝的磨损加快，疲劳损伤加快，钢丝和绳的寿命就降低。②钢丝绳绕过绳轮时，绳轮与钢丝接触面间的压力和相对滑动，使钢丝磨损断丝，接触应力越大，断丝越迅速。（2）钢丝绳选择的基本要求①按选择系数C确定钢丝绳直径式中C——选择系数（mm/N1/2）；S——钢丝绳最大工作静拉力（N）。系数C值与工作级别有关，按表2-1选取。②按安全系数选择法确定钢丝绳整绳破断拉力F，再选择钢丝绳直径。F≥S·K式中：S—钢丝绳最大工作静拉力K—安全系数，按下表选择机构用钢丝绳安全系数机构工作级别M1～M3M4M5M6M7M8安全系数K44.55579其他用途钢丝绳安全系数用途安全系数支承动臂4安装用2.5缆风绳3.5吊挂和捆绑用6（3）钢丝绳使用的基本要求①尽可能选用较大的卷筒和滑轮直径（D）。②单层缠绕的卷筒应切出螺旋槽，螺旋槽和滑轮槽的半径r应与钢丝绳直径d相适应，r太大会使钢丝绳与糟底接触面积太小，r太小有将钢丝绳卡紧的可能。因此r=0.53d为宜。③应当尽量减少钢丝绳的弯曲次数，即不要使钢丝绳通过太多的滑轮。④为提高钢丝绳的使用寿命，应尽量选用线接触钢丝绳，不宜选用点接触钢丝绳。⑤选用钢丝绳的强度不宜过高，一般不应超过1700N/mm2。(硬度大，弹性差））⑥钢丝绳在卷筒上，应能按顺序整齐排列。⑦载荷由多根钢丝绳支承时，应设有使每根钢丝绳均衡受力的装置。⑧起升机构和变幅机构，不得使用编结接长的钢丝绳。⑨起升高度较大的起重机，宜采用不旋转、无松散倾向的钢丝绳。10当吊钩处于工作位置最低点时，钢丝绳在卷筒上缠绕圈数，除去固定绳尾的圈数，必须不少于2圈。11吊运熔化或炽热金属的钢丝绳，应采用石棉芯等耐高温的钢丝绳。12钢丝绳开卷时，应防止打结或扭曲。13钢丝绳应保持良好的润滑状态。14对日常使用的钢丝绳应每天检查，包括对端部的固定连接、平衡滑轮处的检查，并作出安全性的判断。4.钢丝绳的报废（1）断丝的性质和数量（2）绳端断丝当绳端或其附近出现断丝时，即使数量很少，也表明该部位应力很高。（3）断丝的局部聚集程度如果断丝紧靠一起形成局部聚集，则钢丝绳应报废。（4）断丝的增长率在某些使用场合，疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因，但断丝数逐渐啬，其时间间隔越来越短。（5）绳股折断如果出现整根绳股的断裂，则钢丝绳应报废。（6）由于绳芯损坏而引起的绳径减小（7）弹性降低（8）外部及内部磨损程度①内部磨损及压坑②外部磨损：磨损使钢丝绳截面积减少，因而强度降低。当外层钢丝磨损达到其直径的40%时，或者当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时，钢丝绳应报废。（9）外部及内部腐蚀①外部腐蚀：当表面出现深坑、麻点，钢丝相当松弛时应报废；②内部腐蚀（10）变形①波浪形②笼形畸变③绳股挤出④钢丝挤出⑤绳径局部增大⑥扭结⑦绳径局部减小⑧局部被压扁⑨弯折（11）由于热或电弧的作用而引起的损坏图E4交捻钢丝绳的磨损和外部腐蚀的发展过程举例

图E8波浪形：钢丝绳的纵向轴线呈现螺旋状的一种变形。如果变形超过2.5.10.1的所列值，钢丝绳应报废

图E9多股绳的笼状（鸟笼形）畸变——理应立即报废

图E10钢芯挤出，通常伴随着邻近位置的笼状畸变——理应立即报废

图E13顺捻钢丝绳直径的局部增大：常由冲击载荷导致的钢芯畸变而引起——理应立即报废

图E14钢丝绳直径的局部增大：是由于纤维芯在退化状态在外层股间突出而引起的——理应报废

5.钢丝绳的检验（1）检验分类①日常检验②定期检验③特殊检验（2）钢丝绳检验部位（见表2-6）（3）检验方法①断丝的检验一个节距内断丝的统计（包括外部和内部断丝），对6股或8股钢丝绳，可以只统计外表面的断丝断，即使在同一条钢丝上有两处断丝，亦应按二根断丝统计。注意断丝的部位和形态，即断丝发生在绳股的凸出部位还是凹谷部位。根据断丝的形态，可以判断发生断丝的原因。图2-12是断丝形态图。①是拉力造成的断丝；②是摩擦造成的断丝；③是疲劳造成的断丝；④是扭转造成的断丝；⑤是各种复杂因素造成的断丝。②磨损的检验：②-1磨损状态有同心磨损和偏心磨损两种；②-2磨损的种类有单纯磨损和粘性磨损两种；②-3腐蚀；②-4变形；②-5电弧及火烤的影响；②-6钢丝绳的润滑检验（4）几个具体问题钢丝绳直径的测量（八）滑轮滑轮的主要作用，是用来改变钢丝绳的运动方向和达到省力的目的。也常用作均衡滑轮，以均衡二支钢丝绳的张力。1.滑轮的种类和构造工作滑轮，根据其轴线是否运动，分为动滑轮和定滑轮。只利用滑轮的传动来平衡钢丝绳拉力的，叫均衡滑轮。按滑轮的制造工艺，可分为锻造、铸造、焊接三种。2.滑轮的检验（1）滑轮直径与钢丝绳直径的比值h2；（2）滑轮槽应光洁平滑，不得有损伤钢丝绳的缺陷；（3）滑轮应有防止钢丝绳跳出绳槽的装置；（4）金属铸造的滑轮，出现下列情况之一时，应报废：①裂纹；②轮槽不均匀磨损达3mm；③轮槽壁厚磨损达原壁厚的20%；④因磨损使轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的50%⑤其它损害钢丝绳的缺陷。（九）吊钩1.吊钩的材料吊钩的材料要求具有较高的强度的塑韧性，没有突然断裂的危险。目前吊钩广泛采用低碳钢和低碳合金钢制造。危险断面锻造吊钩的材料应采用DG20、DG20Mn、DG34CrMo、DG34CrNiMo、DG30Cr2Ni2Mo钢制造。片式吊钩一般用于大吨位或受强烈灼热的场所，它通常是用厚度不小于20mm的A3、20