起重机械培训班讲义-基础

起重机械培训班讲义(1)起重机械基础知识刘文华甘南州质量技术监督局二O一O年四月9/27/20231起重机的分类、主要参数和组成起重机设计总论起重机机构及主要零部件起升机构的计算起重机金属结构常用材料桥门式起重机金属结构安全保护装置

9/27/20232甘南州质量技术监督局刘文华第一节起重机的分类、主要参数和组成一、起重机的分类（一）定义：起重机——以间歇、重复方式工作，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。（二）起重机又可分为：1.桥架型：①桥式起重机；9/27/20233甘南州质量技术监督局刘文华②门式起重机；③装卸桥；④架桥机；2.绳索型：①缆索起重机；②门式缆索起重机；3.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；9/27/20234甘南州质量技术监督局刘文华9/27/20235甘南州质量技术监督局刘文华9/27/20236甘南州质量技术监督局刘文华9/27/20237甘南州质量技术监督局刘文华9/27/20238甘南州质量技术监督局刘文华二、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。9/27/20239甘南州质量技术监督局刘文华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。9/27/202310甘南州质量技术监督局刘文华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。9/27/202311甘南州质量技术监督局刘文华（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，用字线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；9/27/202312甘南州质量技术监督局刘文华

(四)基距B

基距也称轴距，是指沿纵向运动方向的起重机或小车支承中心线之间的距离。

（五）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。9/27/202313甘南州质量技术监督局刘文华（六）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。（七）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。（八）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。9/27/202314甘南州质量技术监督局刘文华（九）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。（十）运行速度V起升（下降）速度Vn，是指稳定运动状态下，额定载荷的垂直位移速度（m/min）。9/27/202315甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202316甘南州质量技术监督局刘文华三、起重机的组成(参见P34)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9/27/202317甘南州质量技术监督局刘文华第二节起重机设计总论

起重机安全正常工作的条件起重机载荷分类

载荷组合许用应力和安全系数

9/27/202318甘南州质量技术监督局刘文华一、起重机安全正常工作的条件为了保证起重机的安全正常工作，起重机设计时应满足下列三个基本条件：（一）金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚度和抗屈曲能力。（二）整机必须具有必要的抗倾覆稳定性。9/27/202319甘南州质量技术监督局刘文华（三）原动机具有满足作业性能要求的功率，制动装置提供必需的制动力矩。1.强度——金属构件抵抗外力作用不产生破坏的能力。2.刚度——在外力作用下，金属构件抵抗产生弹性变形的能力。3.稳定性——金属构件承受压力载荷作用时，保持原有几何形状的能力。9/27/202320甘南州质量技术监督局刘文华二、起重机载荷分类

作用于起重运输机金属结构上的载荷，根据其不同特点与出现的频繁程度分为基本载荷、附加载荷及特殊载荷三类。（GB3811-83规定的）9/27/202321甘南州质量技术监督局刘文华（一）基本载荷基本载荷指始终和经常作用在起重机结构上的载荷，即起重机正常工作时必然出现的载荷，包括：（1）自重载荷PG指起重机的结构、机械设备及电气设备等的重力（亦称固定载荷）。9/27/202322甘南州质量技术监督局刘文华（2）起升载荷PQ指所能吊起物品的最大重力，俗称额定起重量。起升载荷不包括吊钩、吊环、吊梁等取物装置的重置，但可以更换的取物装置如抓斗、电磁吸盘、真空吸盘、集装箱属具等的重力应计算在起升载荷之中。起重机起升高度小于50m时，起升载荷可不计起升钢丝绳的重力。9/27/202323甘南州质量技术监督局刘文华（3）水平惯性载荷PH指运行、回转或变幅机构起（制）动时引起的水平惯性载荷。（二）附加载荷附加载荷指起重机在正常工作状态下结构所承受的非经常性作用的载荷（在起重机正常工作时并非必然出现而是可能出现的载荷），包括：9/27/202324甘南州质量技术监督局刘文华（1）工作状态下的风载荷Pw，i；（2）有轨起重机偏斜运行时产生的侧向力PS；（3）根据实际情况决定需加以考虑的温度载荷、冰雪载荷及某些工艺性载荷。9/27/202325甘南州质量技术监督局刘文华（三）特殊载荷特殊载荷指起重机在非工作状态或试验状态时结构可能承受的最大载荷，或在工作状态下结构偶然承受的不利载荷，包括：（1）非工作状态下的风载荷Pw，o；（2）试验载荷；9/27/202326甘南州质量技术监督局刘文华（3）根据实际情况决定需加以考虑的安装载荷、地震载荷及某些工艺性载荷；（4）工作状态下结构偶然可能承受的碰撞载荷PC；（5）工作状态下结构偶然可能承受的带刚性起升导架的小车的倾翻水平力PSL。9/27/202327甘南州质量技术监督局刘文华（四）机构不稳定运行时的冲击动力载荷系数1.起升冲击系数起升质量突然离地起升或下降制动时，自重载荷将产生沿其加速度相反方向的冲击作用，用起升冲击系统来考虑这种作用的影响。一般0.9≤≤1.19/27/202328甘南州质量技术监督局刘文华2.起升载荷动载系数起升质量突然离地起升或下降制动时，对承载结构和传动机构将产生附加的动载荷作用，从而引起结构振动，增大起升载荷的静力值，通常将起升载荷乘以大于1的起升载荷动载系数，来考虑起升载荷的这种动力响应。一般=1.0～2.09/27/202329甘南州质量技术监督局刘文华3.突然卸载冲击系数当起升质量部分或全部突然卸载时，将对结构产生动态减载作用。考虑这种工况时，通常将起升载荷乘以突然卸载冲击系数，按下式计算：9/27/202330甘南州质量技术监督局刘文华式中——起升质量中突然卸去的那部分质量（kg）；——起升质量（kg）；——系数，对抓斗起重机，=0.5；对电磁起重机，=1.0。9/27/202331甘南州质量技术监督局刘文华4.运行冲击系数当起重机或其一部分装置（小车）沿道路运行时，由于道路或轨道不平（有接缝）而使运动的质量产生铅垂方向的冲击作用。计算时应将自重载荷和起升载荷乘以运行冲击系数。有轨运行时，按下式计算：式中——轨道接缝处两轨道顶面的高度差（mm）；——运行速度（m/s）。以上系数不重复计算！

9/27/202332甘南州质量技术监督局刘文华三、载荷组合GB3811规定了三种组合方式：只考虑基本载荷为第Ⅰ类载荷组合1.零件和构件的疲劳、磨损、发热按第Ⅰ类载荷组合计算。9/27/202333甘南州质量技术监督局刘文华

2.考虑基本载荷与附加载荷为第Ⅱ类载荷组合零件和构件的静强度、整机抗倾覆稳定性按第Ⅱ类载荷组合计算。此外，校核原动机的过载热能力和制动器的制动转矩也应按第Ⅱ类载荷组合计算。9/27/202334甘南州质量技术监督局刘文华

3.考虑基本载荷与特殊载荷或三种载荷都考虑为第Ⅲ类载荷组合.按第Ⅲ类载荷组合校核整机抗倾覆稳定性和防风抗滑安全性；对承受风载荷的机构零部件、抗倾覆和防滑安全装置的零件进行强度计算。

9/27/202335甘南州质量技术监督局刘文华

四、许用应力和安全系数

起重机按许用应力法进行疲劳和静强度计算时，基本条件是保证零部件或构件的危险截面或计算截面的危险点的计算应力小于许用应力。材料极限应力与许用应力（或计算应力）之比，就是安全系数。9/27/202336甘南州质量技术监督局刘文华第三节起重机机构及主要零部件9/27/202337甘南州质量技术监督局刘文华一、各种机构1.起升机构9/27/202338甘南州质量技术监督局刘文华2.小车运行机构9/27/202339甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202340甘南州质量技术监督局刘文华3.大车运行机构9/27/202341甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202342甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202343甘南州质量技术监督局刘文华二、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；9/27/202344甘南州质量技术监督局刘文华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℃；9/27/202345甘南州质量技术监督局刘文华（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2.3～2.89/27/202346甘南州质量技术监督局刘文华（二）联轴器种类：齿轮、弹性柱销、梅花弹性、万向节、液力偶合器9/27/202347甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202348甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202349甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202350甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202351甘南州质量技术监督局刘文华在用起重设备上制动器的安全检查：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。9/27/202352甘南州质量技术监督局刘文华（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][N]≥N静2、低速轴的最大许用扭矩[M]3、低速轴最大径向载荷计算9/27/202353甘南州质量技术监督局刘文华（六）卷筒种类：铸造卷筒、焊接卷筒9/27/202354甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202355甘南州质量技术监督局刘文华卷筒的安全检验及报废标准：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。9/27/202356甘南州质量技术监督局刘文华4.卷筒直径与钢丝绳直径的比值h5.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。9/27/202357甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202358甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202359甘南州质量技术监督局刘文华2.钢丝绳的类型（1）根据钢丝绳捻绕的次数分：①单绕绳②双绕绳9/27/202360甘南州质量技术监督局刘文华（2）根据股中相邻二层钢丝的接触状态分：①点接触钢丝绳②线接触钢丝绳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9/27/202361甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202362甘南州质量技术监督局刘文华3、钢丝绳的标记老标准钢丝绳6×（19）-21.5-1550-1-光-GB1102-749/27/202363甘南州质量技术监督局刘文华新标准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（1g/100m）9/27/202364甘南州质量技术监督局刘文华※说明：（1）尺寸①圆形钢丝绳—表示钢丝绳的公称外接园直径。②编制钢丝绳—同上（见右图）（2）钢丝绳的表面状态①光面钢丝：NAT9/27/202365甘南州质量技术监督局刘文华

②A级镀锌钢丝：2AA③AB级镀锌钢丝：2AB④B级镀锌钢丝：2BB（3）股结构代号①外粗型—又称西尔型（S型）：S②粗细型—又称瓦林吞型：W③密集型—又称填充型：T9/27/202366甘南州质量技术监督局刘文华（4）钢丝绳结构有绳外部外中心标记，按层次逐层标明总股数，其后在括号内标明股的结构；每股的结构由外向中心标志，标明该股的逐层钢丝数。股的每层丝数用“+”号隔开，绳的每层股数也用“+”号隔开，绳芯也用“+”号隔开。如：12（6+1）+6（6+1）+NF9/27/202367甘南州质量技术监督局刘文华

（5）绳芯分类①金属芯—有称钢芯，钢丝绳芯的代号为IWR，钢丝股芯的代号为IWS。②纤维芯—（天然或合成的）—代号为FC。③天然纤维芯—代号为NF。④合成纤维芯—代号为SF。9/27/202368甘南州质量技术监督局刘文华（6）抗拉强度钢丝公称抗拉强度R0—用N/mm2作单位表示（7）捻向根据捻制方向用两个字母（Z或S）表示，前一个字母表示绳的捻向，第二个字母股的捻向；字母“Z”表示右向捻，“S”表示左向捻。

9/27/202369甘南州质量技术监督局刘文华（8）钢丝绳最小破断拉力：F0F0—以KN作单位表示（9）单位长度的质量：M按每100m计算质量，用kg/100m作单位。（10）标准号GB/T8918

9/27/202370甘南州质量技术监督局刘文华4.钢丝绳的选择与使用9/27/202371甘南州质量技术监督局刘文华（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：

9/27/202372甘南州质量技术监督局刘文华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。9/27/202373甘南州质量技术监督局刘文华（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/）；S——钢丝绳最大工作静拉力（N）。系数C值与工作级别有关，按工作级别查找选定。9/27/202374甘南州质量技术监督局刘文华

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9/27/202375甘南州质量技术监督局刘文华机构用钢丝绳安全系数机构工作级别M1~M3M4M5M6M7M8安全系数44.555799/27/202376甘南州质量技术监督局刘文华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69/27/202377甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202378甘南州质量技术监督局刘文华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。⑥钢丝绳在卷筒上，应能按顺序整齐排列。9/27/202379甘南州质量技术监督局刘文华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。9/27/202380甘南州质量技术监督局刘文华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。9/27/202381甘南州质量技术监督局刘文华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。9/27/202382甘南州质量技术监督局刘文华（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9/27/202383甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202384甘南州质量技术监督局刘文华（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9/27/202385甘南州质量技术监督局刘文华(3)检验和检查方法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。9/27/202386甘南州质量技术监督局刘文华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。图中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。9/27/202387甘南州质量技术监督局刘文华5.钢丝绳的检验和检查检验分类①日常检验②定期检验③特殊检验9/27/202388甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202389甘南州质量技术监督局刘文华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；9/27/202390甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202391甘南州质量技术监督局刘文华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9/27/202392甘南州质量技术监督局刘文华（4）几个具体问题钢丝绳直径的测量9/27/202393甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202394甘南州质量技术监督局刘文华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。9/27/202395甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202396甘南州质量技术监督局刘文华9/27/202397甘南州质量技术监督局刘文华2.滑轮的检查（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；9/27/202398甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/202399甘南州质量技术监督局刘文华（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。9/27/2023100甘南州质量技术监督局刘文华9/27/2023101甘南州质量技术监督局刘文华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或16Mn钢板制造。9/27/2023102甘南州质量技术监督局刘文华2.吊钩的分类与构造吊钩根据形状的不同，又可分为单钩和双钩两种。吊钩钩身截面形状有圆形、方形、梯形和T字形。T字形截面最合理，但锻造工艺复杂。梯形截面受力较合理，锻造容易。9/27/2023103甘南州质量技术监督局刘文华3.吊钩组吊钩组就是吊钩与滑轮的动滑轮的组合体。吊钩组有长型与短型两种。长型吊钩组采用普通的钩柄较短的短吊钩，支承在吊钩横梁上，滑轮支承在单独的滑轮轴上。短型吊钩组过去采用长吊钩。9/27/2023104甘南州质量技术监督局刘文华第四节起升机构的计算

9/27/2023105甘南州质量技术监督局刘文华一、计算钢丝绳的最大静拉力，选择钢丝绳直径。式中——吊额定起重量时绕上卷筒的钢丝绳分支的静拉力（N）；Q——额定起升载荷（N）；

9/27/2023106甘南州质量技术监督局刘文华Q0——吊具自重（N），抓斗、电磁铁的自重计入Q内，计算时可按表2-15选取，当起升高度较大，钢丝绳自重不能忽略时，还须考虑钢丝绳重量；α——绕上卷筒的分支数；m——滑轮组倍率；ηz——滑轮组效率，查有关表；ηd——导向滑轮效率，查有关表。9/27/2023107甘南州质量技术监督局刘文华二、卷筒转速计算单层卷绕卷筒的转速为：式中nt——卷筒转速（r/min）；v——起升速度（m/min）；πD——卷筒的卷绕直径（m），（D为卷筒槽底直径，d为钢丝绳直径）。9/27/2023108甘南州质量技术监督局刘文华三、电动机选择1.计算电动机的静功率式中pj——电动机静功率（kW）；η——机构总效率（一般取=0.85-0.9）为传动效率，查有关表格。9/27/2023109甘南州质量技术监督局刘文华2.选择电动机功率按满载起升计算所得静功率,还应考虑空钩升降和起动过电流对电动机发热的影响。式中——电动机初选功率（kW）；——稳态负载平均系数，分，G1=0.7，G2=0.8，G3=0.9，G4=1.0四种情况。当起升机构接电持续率和值无具体资料时，查相关表格。9/27/2023110甘南州质量技术监督局刘文华四、选择减速器按下式进行传动比计算：式中n——电动机额定转速（r/min）；按设计方案考虑传动比分配，选用标准减速器，根据确定出实际传动比。还应校核高速轴许用功率、低速轴最大许用扭矩、低速轴许用最大径向载荷。9/27/2023111甘南州质量技术监督局刘文华第四节起重机金属结构常用材料9/27/2023112甘南州质量技术监督局刘文华一、起重运输机金属结构常用材料的分类由于起重运输机金属结构多采用焊接结构，故要求材料具有良好的可焊性。此外，还要求起重运输机金属结构的材料有较好的时效性和防腐性。目前起重运输机金属结构主要构件所用的材料有普通碳素钢、优质碳素结构钢、普通低合金钢、合金结构钢。9/27/2023113甘南州质量技术监督局刘文华碳素结构钢是一种低碳钢，用于金属结构的低碳钢含碳量不超过0.22%。低合金钢也是一种低碳钢，它含有不超过2.5%的合金元素（锰、硅、铜、镍、硼等）。按冶炼方法的不同，结构钢分为平炉钢和电炉钢。转炉钢又分为酸性转炉钢和碱性转炉钢。平炉钢的质量较好，其机械性能和化学成分比较稳定，是起重机金属结构的常用钢材。转炉钢的钢材含有较多气泡、杂质（硫、磷）和有害气体9/27/2023114甘南州质量技术监督局刘文华（氧、氮），材质不匀，易裂，可焊性差因此，转炉钢不允许用于常在露天或低温下工作的起重机金属结构上。目前，国内转炉钢的产量较大，如果能保证其机械性能和化学成分不次于平炉钢时，一般起重机的金属结构，也可以用转炉钢。电炉钢质量最好，但价格较贵，起重机金属结构极少采用。9/27/2023115甘南州质量技术监督局刘文华按照钢锭浇铸的方法，结构钢材可以分成镇静钢和沸腾钢。镇静钢质优而匀，塑性和韧阁性都好，沸腾钢是脱氧不完全的钢，塑性和韧性较差。用这种材料制成的焊接结构，受动力载荷作用时接头易出现裂缝。沸腾钢还有时效硬化现象，不宜用在低温下工作的起重机金属结构上。从经济观点来看，由于沸腾钢未经很好的脱氧，因而省去大量昂贵的脱氧剂，冶炼时间短，所以其成本较低。用沸腾钢轧制成型

9/27/2023116甘南州质量技术监督局刘文华材和板材时，其内部的气泡可能被压合，并形成坚实的外壳。所以在一般情况下，其强度并不比镇静钢低太多。因此，在常温下工作的起重机金属结构也可用沸腾钢制造。普通碳素钢Q235是制造起重机金属结构最常用的材料。根据化学成分和脱氧方法，Q235分为A、B、C、D四个质量等级。与碳素钢相比，低合金钢具有更高的屈服极限与抗9/27/2023117甘南州质量技术监督局刘文华拉强度、更好的低温冷脆性和耐磨性以及较好的可焊性。但有效应力集中系数较高，若结构主要由最大强度控制，而不由疲劳强度控制，则采用16Mn低合金钢效果最好。对于一般起重机金属结构，当设计温度高于-20℃时，允许采用平炉或氧气顶转炉沸腾钢Q235BF，工作级别为A7和A8的起重机金属结构，采用平炉镇静钢Q235C或特殊镇静钢Q235D。9/27/2023118甘南州质量技术监督局刘文华反映碳素结构钢和低合金钢性能的主要指标有强度（抗拉强度、屈服强度）、塑性和韧性、脆性断裂和可焊性。9/27/2023119甘南州质量技术监督局刘文华二、起重机金属结构常用材料的性能（一）钢材的强度（比例极限σp，弹性极限σs）

9/27/2023120甘南州质量技术监督局刘文华（二）钢材的塑性和韧性钢材的塑性用静力拉伸试验中的延伸率δ和载面收缩率ψ来衡量。标准试件的标距有两种，一种取直径的5倍，称为短试件，另一种取直径的10倍，称为长试件。延伸率是说明钢材塑性的指标，延伸率大则钢的塑性好，加工容易，承载时虽出现较大变形而并不破坏。9/27/2023121甘南州质量技术监督局刘文华

对钢材进行冷弯试验，可从另一方面考查其塑性，它反映了钢材的冷加工性能。冷弯试验通常用宽度等于两倍厚度的板条进行，按规定的直径绕弯心弯曲180°，要求弯曲处不出现裂缝或分层现象。9/27/2023122甘南州质量技术监督局刘文华（三）钢的脆性断裂钢的破坏形式有两种。即塑性破坏和脆性断裂。塑性破坏之前有明显的塑性变形，人能及时发现并采取措施而防止发生事故。脆性破坏前的变形很小，应力相当低（只有屈服极限的1/3左右），且断裂进展的速度极快，裂纹进展到临界尺寸之后，扩展速度达2000m/s，结构破坏于顷刻之间。9/27/2023123甘南州质量技术监督局刘文华焊接结构和铆接结构比较，焊接结构发生脆性破坏的比例较大。在起重机金属结构中为防止脆性断裂，在材料方面，当计算温度高于-20℃而加载速度较高时，应采用保证常温冲击韧性的钢材；若计算温度