起重机械基础知识讲稿起重机械基础知识讲稿

起重机械根底知识起重机械根底知识第一节起重机的分类、主要参数和组成第二节起重机设计总论第三节起重机机构及主要零部件第四节起升机构的计算第五节起重机金属构造常用资料第六节桥门式起重机金属构造第七节起重机金属构造的制造工艺第八节平安维护安装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、反复方式任务，使挂在吊钩或其它取物安装上的重物在一定的空间范围内实现垂直升降和程度挪动机电设备。〔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〕起分量G起分量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〕。普通分为额定起分量、最大起分量、总起分量、有效起分量等。1.额定起分量Gn额定起分量，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，其额定起分量是随幅度变化的。其名义额定起分量，是指最小幅度时，起重机平安任务条件下允许提升的最大额定起分量，也称最大起分量Gmax。2.总起分量Gt总起分量，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.有效起分量Gp有效起分量，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分量，抓斗与物料的质量之和那么是额定起分量。〔二〕跨度S桥架型起重机运转轨道轴线之间的程度间隔称为跨度，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间隔；〔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间隔。〔五〕幅度L起重机置于程度场地时，空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的程度间隔称为幅度L。幅度有最大幅度和最小幅度之分。〔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。〔NM)〔七〕起重倾覆力矩MA起重倾覆力矩，是指起吊物品重力G与其至倾覆线间隔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。〔九〕起升高度H和下降深度h起重高度，是指起重机程度停机面或运转轨道至吊具允许最高位置的垂直间隔，单位为m。〔十〕运转速度V起升〔下降〕速度Vn，是指稳定运动形状下，额定载荷的垂直位移速度〔m/min〕。〔十一〕起重机任务级别起重机任务级别是思索起分量和时间的利用程度以及任务循环次数的任务特性。它是按起重机利用等级〔整个设计寿命期内，总的任务循环次数〕和载荷形状划分的。起重机载荷形状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。起重机任务级别，也就是金属构造的任务级别，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起重机的利用等级任务循环——从预备起吊始，到下一次起吊止。三、起重机的组成1.机械传动系统/液压传动系统2.金属构造3.电气/液压控制系统4.平安维护系统第二节起重机设计总论一、起重机平安正常任务的条件为了保证起重机的平安正常任务，起重机设计时应满足以下三个根本条件：〔一〕金属构造和机械零部件应具有足够的强度、刚度和抗屈曲才干。〔二〕整机必需具有必要的抗倾覆稳定性。〔三〕原动机具有满足作业性能要求的功率，制动安装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才干。2.刚度——在外力作用下，金属构件抵抗产生弹性变形的才干。3.稳定性——金属构件接受压力载荷作用时，坚持原有几何外形的才干。二、许用应力和平安系数起重机按许用应力法进展疲劳和静强度计算时，根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。资料极限应力与许用应力〔或计算应力〕之比，就是平安系数。σmax——最大计算应力[σ]——许用应力σlim——资料极限应力，对钢材取σs，n——平安系数(见下页附表〕一、各种机构1.起升机构第三节起重机机构及主要零部件2.小车运转机构3.大车运转机构二、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任务，具有较高的过载才干和机械强度；3.根本要求和参数〔1〕普通环境用：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〕基准任务制：S3—40%〔S3，负载继续率40%，每个任务周期10min或每小时循环6次〕，功率等参数均按此规范；〔3〕频率50HZ，电压380Ｖ，定子普通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、液力巧合器〔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平安检验：1.动力驱动的起重机，其起升、变幅、回转、运转机构都必需装设制动器。2.起升、变幅机构的制动器必需是常闭式的。3.吊运炽热金属或易燃易爆危险品，以及一旦发惹事故能够呵斥艰苦危险或损失的起升机构；其每一套驱动安装都应装设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。选用减速器留意以下三点：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、焊接卷筒卷筒的平安检验及报废规范：1.卷筒上钢丝绳尾端的固定安装，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，筒体内无贯穿支承轴的构造时，宜采用钢材制造。4.卷筒直径与钢丝绳直径的比值h15.卷筒上的钢丝绳任务时放出最多时、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，以防止绳尾压板或楔套、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、运转平稳、极少忽然断裂等优点。起重机用钢丝绳的强度普通为1400-1700N/mm2之间。〔1〕金属芯——用软钢丝制成，可耐高温并能接受较大的挤压应力，绕性较差，适用于高温或多层缠绕的场所。〔2〕有机芯——通常用浸透光滑油的麻绳制成，亦有采用棉芯的。有机芯易燃，不能用于高温场所。〔3〕石棉芯——用石棉绳制成，可耐高温。图E4交捻钢丝绳的磨损和外部腐蚀的开展过程举例

图E8波浪形：钢丝绳的纵向轴线呈现螺旋状的一种变形。假设变形超越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——理应立刻报废

图E10钢芯挤出，通常伴随着临近位置的笼状畸变——理应立刻报废

图E13顺捻钢丝绳直径的部分增大：常由冲击载荷导致的钢芯畸变而引起——理应立刻报废

图E14钢丝绳直径的部分增大：是由于纤维芯在退化形状在外层股间突出而引起的——理应报废

2.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，可以只统计外外表的断丝断，即使在同一条钢丝上有两处断丝，亦应按二根断丝统计。留意断丝的部位和形状，即断丝发生在绳股的凸出部位还是凹谷部位。根据断丝的形状，可以判别发生断丝的缘由。图2-12是断丝形状图。①是拉力呵斥的断丝；②是摩擦呵斥的断丝；③是疲劳呵斥的断丝；④是改动呵斥的断丝；⑤是各种复杂要素呵斥的断丝。②磨损的检验：②-1磨损形状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钢丝绳的光滑检验〔4〕几个详细问题钢丝绳直径的丈量〔八〕滑轮滑轮的主要作用，是用来改动钢丝绳的运动方向和到达省力的目的。也常用作平衡滑轮，以平衡二支钢丝绳的张力。1.滑轮的种类和构造任务滑轮，根据其轴线能否运动，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，叫平衡滑轮。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安装；〔4〕金属铸造的滑轮，出现以下情况之一时，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.吊钩的资料吊钩的资料要求具有较高的强度的塑韧性，没有忽然断裂的危险。目前吊钩广泛采用低碳钢和低碳合金钢制造。危险断面第五节起重机金属构造常用资料一、起重运输机金属构造常用资料的分类由于起重运输机金属构造多采用焊接构造，故要求资料具有良好的可焊性。此外，还要求起重运输机金属构造的资料有较好的时效性和防腐性。目前起重运输机金属构造主要构件所用的资料有普通碳素构造钢、优质碳素钢、普通低合金钢、合金构造钢。普通碳素构造钢是一种低碳钢，用于金属构造的低碳钢含碳量不超越0.22%。低合金钢也是一种低碳钢，它含有不超越2.5%的合金元素〔锰、硅、铜、镍、硼等〕。按冶炼方法的不同，构造钢分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。平炉钢的质量较好，其机械性能和化学成分比较稳定，是起重机金属构造的常用钢材。转炉钢又分为酸性转炉钢和碱性转炉钢。转炉钢的钢材含有较多的气泡、杂质〔硫、磷〕和有害气体〔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任务的起重机金属构造上。目前，国内转炉钢的产量较大，假设能保证其机械性能和化学成分不次于平炉钢时，普通起重机的金属构造，也可以用转炉钢。电炉钢质量最好，但价钱较贵，起重机金属构造极少采用。按照钢锭浇铸的方法，构造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。用这种资料制成的焊接构造，受动力载荷作用时接头易出现裂痕。沸腾钢还有时效硬化景象，不宜用在低温下任务的起重机金属构造上。从经济观念来看，由于沸腾钢未经很好的脱氧，因此省去大量昂贵的脱氧剂，冶炼时间短，所以其本钱较低。用沸腾钢轧制成型材和板材时，其内部的气泡能够被压合，并构成坚实的外壳。所以在普通情况下，其强度并不比镇静钢低太多。因此，在常温下任务的起重机金属构造也可用沸腾钢制造。普通碳素构造钢Q235是制造起重机金属构造最常用的资料。根据化学成分和脱氧方法，Q235分为A、B、C、D四个质量等级。优质碳素钢：08、20、45——零件用材，如螺栓、轴低合金钢与碳素钢相比具有更高的屈服极限与抗拉强度、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，假设构造主要由最大强度控制，而不由疲劳强度控制，那么采用16Mn低合金钢效果最好。对于普通起重机金属构造，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，任务级别为A7和A8的起重机金属构造，采用平炉镇静钢Q235C或特殊镇静钢Q235D。反映碳素构造钢和低合金钢性能的主要目的有强度〔抗拉强度、屈服强度〕、塑性和韧性、脆性断裂和可焊性。二、起重机金属构造常用资料的性能〔一〕钢材的强度〔比例极限σb，弹性极限σs〕〔二〕钢材的塑性和韧性钢材的塑性用静力拉伸实验中的延伸率δ和载面收缩率来衡量。规范试件的标距有两种，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。延伸率是阐明钢材塑性的目的，延伸率大那么钢的塑性好，加工容易，承载时虽出现较大变形而并不破坏。对钢材进展冷弯实验，可从另一方面调查其塑性，它反映了钢材的冷加工性能。冷弯实验通常用宽度等于两倍厚度的板条进展，按规定的直径绕弯心弯曲180°，要求弯曲处不出现裂痕或分层景象。〔三〕钢的脆性断裂钢的破坏方式有两种。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惹事故。脆性破坏前的变形很小，应力相当低〔只需屈服极限的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，构造破坏于须臾之间。〔疲劳破坏是典型的脆性破坏，焊接构造和铆接构造比较，焊接构造发生脆性破坏的比例较大〕在起重机金属构造中如何防止脆性断裂：1〕在资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——Q235B/C；假设计算温度低于-20℃时，那么应选择保证低温冲击韧性的钢材——Q235D。2〕在加工工艺方面要防止出现坑痕和裂纹，确定焊接工艺时，应尽量减小热影响区范围并防止焊接中出现裂纹等缺陷。3〕在设计方面应尽量使应力集中程度低，并防止出现三向受拉应力形状〔如交叉焊接〕，尽能够选用较薄的钢材等。〔四〕钢材的可焊性钢材的可焊性是衡量钢材焊接工艺好坏的目的。人们通常用焊缝及其相邻的根本金属的抗裂性和运用性能来阐明资料可焊性的优劣。碳素构造钢的可焊性，可以粗略地用碳当量来表示，当碳当量Ce＜0.45%时，那么以为钢材的可焊性良好。计算碳当量的阅历公式为：三、金属构造的联接〔一〕焊接焊接是目前广泛采用的一种联接方法。焊接工艺比较简单，其缺乏之处是衔接刚度较大，易引起构造的剩余应力和变形，焊缝对低温的敏感性大。〔二〕螺栓联接螺栓联接的优点是衔接的