起重机零部件 工程机械(第7章)

起重机零部件工程机械(第7章)第七章起重机零部件钢丝绳1制动器3卷扬机4滑轮、滑轮组和卷筒2第七章学习目标及基本要求学习目标及基本要求：（1）掌握起重机零部件的基本组成和作用；（2）掌握钢丝绳的破坏原因和选用原则；（3）掌握单联滑轮组的效率及钢丝绳拉力计算；（4）掌握卷扬机的选用和卷筒容绳量的计算方法；重难点：（1）卷筒容绳量的计算方法。（2）单联滑轮组的效率及钢丝绳拉力计算。熟悉了解:（1）钢丝绳的种类、钢丝绳捻绕方式及绳端固接方法；（2）滑轮组倍率，各类制动器、卷扬机的工作原理。起重机图片（二）

轮胎起重机（专用底盘）汽车起重机（专用汽车底盘）起重机图片（三）

履带式起重机起重机图片（一）

门式起重机塔式起重机龙门吊桅杆式起重机起重机的专用零部件组成钢丝绳：传递运动和力。滑轮：穿绕钢丝绳，改变钢丝绳的走向。滑轮组：钢丝绳依次绕过若干定滑轮和动滑轮的装置。卷筒：贮绳,传递动力,将绳的回转运动转变为直线运动。制动器：控制机械的运动速度，使其减速或停止。卷扬机：以电动机为动力，使卷筒作回转运动。吊钩：取物装置起重机的专用零部件的组合1—电动机2—联轴器3—减速器4—卷筒5—制动器6—离合器7—滑轮组（滑轮、钢丝绳）8—吊钩7.1钢丝绳一、钢丝绳的种类

钢丝绳的钢丝：优质碳素结构钢，抗拉强度1400～2000MPa钢丝有光面和镀锌两种1、按钢丝韧性的高低钢丝绳分类特级、I级、Ⅱ级。起重机多采用I级，载客电梯用特级，捆绑系物用Ⅱ级。2、根据钢丝绳捻绕次数分类单绕绳、双绕绳、三绕绳。7.1钢丝绳单绕绳:由若干断面相同或不同的钢丝一次捻绕而成，主要用作不运动的张紧绳、支撑绳。双绕绳:先由钢丝绕成股，再用股绕成绳。它强度高，挠性好，广泛用于起重机械中，即作起重绳。三绕绳:把双绕绳作为股，再用这种股绕成的绳。它的挠性最好，但制造复杂，外层钢丝细，易磨损断裂，起重机中用得很少。3、绳芯的作用充填中央断面，增加钢丝绳的挠性、弹性和抗横压能力。绳芯：有机芯、纤维芯、石棉芯和金属芯四种。起重机上宜用纤维芯或金属芯钢丝绳7.1钢丝绳4、按股绕成绳时的绕制螺旋方向分类:“右捻”绳，"左捻"绳。“右捻”绳用“Z”，“左捻”绳用“S”表示。7.1钢丝绳5、按钢丝绳的绕制方法的不同分类交互捻、同向捻、混合捻钢丝绳交互捻钢丝绳(图7-1d、c）是钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向相反的钢丝绳。交互捻钢丝绳易磨损，挠性较差，寿命较短，不容易扭转打结，使用方便，在起重机中广泛使用。同向捻钢丝绳(图7-1a、b）是钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向相同的钢丝绳。同向捻钢丝绳寿命长，挠性好，但容易打结，不宜用作起升绳。混合捻钢丝绳是钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向一部分相同，一部分相反。7.1钢丝绳6、根据绳股的构造和丝与丝的接触状态不同分类点接触、线接触、面接触钢丝绳三种。7.1钢丝绳点接触绳(D型)，绳股中各层钢丝直径相同(图7-2a)，股中相邻各层钢丝的捻距不等，彼此交叉，在交叉点上成点接触。这种钢丝绳易于磨损折断，寿命较短，但制造工艺简单。线接触绳有西尔型(X)、瓦林吞型(W)和填充型(T)等结构，分别如图7-2b)、c)、d)所示。绳股内钢丝直径不同，但各层钢丝的捻距相等，外层钢丝位于内层各钢丝之间的沟缝里，内外层钢丝在一条螺旋线上互相接触，接触应力较小，挠性好。这种钢丝绳寿命长，承载能力强，广泛用于各种起重机中。面接触绳的钢丝制成梯形、“S”等异形断面，如图7-2e)所示。这种钢丝绳的优点同线接触型绳，但工艺较复杂，较少采用。7.1钢丝绳7、钢丝绳的标记方法钢丝绳的标记方法：钢丝绳、股数、结构型式、（股中钢丝数目）、直径、公称抗拉强度、韧性号、表面情况、捻向、标准号。钢丝绳标记示例1）公称抗拉强度1550N／mm2、I号光面钢丝、直径35.0mm、右向交互捻瓦林吞型6W(19)钢丝绳的标记为：钢丝绳6W(19)-35.0-155-I-光-Z交GBll02--742）公称抗拉强度1700N／mm2、特号甲组镀锌钢丝、直径

15.0mm、右同向捻6股37丝点接触钢丝绳的标记为：钢丝绳6×37-15.0-170-特-甲-镀-Z同GBll02--747.1钢丝绳二、钢丝绳直径的选择计算根据机构工作类型和使用要求，选择钢丝绳的结构形式根据钢丝绳所受的最大静拉力，选择破断拉力总和稍大一些的钢丝绳采用破断载荷法确定出钢丝绳的直径d式中：∑S丝—钢丝破断拉力总和；n—钢丝绳安全系数；Smax—钢丝绳工作时承受的最大静拉力a—钢丝绳破断拉力折减系数。7.1钢丝绳三、钢丝绳的寿命钢丝绳破坏的原因：金属疲劳、磨损和腐蚀等，其中金属疲

劳为其失效的主要原因。钢丝绳的寿命：从使用时直至达到报废标准时的使用期限。钢丝绳报废标准:（1）在一个捻节距内，钢丝绳断丝数达到表7-2规定的数，则应报废。（2）当有一股折断，或者钢丝径向磨损或腐蚀量超过原直径的40％，应报废。（3）如果外层钢丝严重磨损，但尚低于钢丝直径的40％，应根据磨损程度，按表7-3的折减系数相应减少报废断丝数7.1钢丝绳提高钢丝绳寿命的主要措施：（1）要求滑轮或卷筒必须有足够大的直径：D≥deD：为卷筒或滑轮的名义直径，即槽底直径(mm)；

d：为钢丝绳直径(mm)；

e：为所允许的最小轮绳直径比D/d，由表7-1查取。（2）应尽可能减少钢丝绳的弯折次数和反复的正、反向弯绕。（3）滑轮和卷筒的材料应适当软一些，这样有利于钢丝绳寿命的提高。（4）对钢丝绳进行良好的润滑和保养。（5）滑轮槽的直径应比绳的直径大1～2.5mm。滑轮槽过大，钢丝绳容易压扁；过小则容易磨损。7.1钢丝绳四、钢丝绳端头的固接方法编结法将钢丝绳一端绕过套环后，末端各股分别穿插于各股之间，然后用细钢丝绑紧，绑扎长度l=（20～25）d,且不应小于300mm。7.1钢丝绳四、钢丝绳端头的固接方法楔形套筒法(方法简便)钢丝绳一端绕过楔块后，连同楔块一起放入套筒内，靠自锁将钢丝绳固定。7.1钢丝绳四、钢丝绳端头的固接方法灌铅法（操作复杂，较少采用）钢丝绳末端穿过锥形套筒后，将钢丝拆散擦净，弯成小钩，再弯回锥形套筒里，然后灌入熔铅。7.1钢丝绳四、钢丝绳端头的固接方法绳卡固定法绳卡由U形螺栓、鞍式零件和螺母组成。将钢丝绳末端绕过套环后，用绳卡固定。为了减少连接损坏后绳的损耗，绳卡鞍式零件要扣在承载分支上。绳卡数量按钢丝绳直径（mm）而定。

d≤16：用3个绳卡；d＞26：用6个绳卡；16＜d≤20：用4个绳卡；

20＜d≤26：用5个绳卡；每个螺栓要拧紧到绳被压扁1/3～1/4直径为止；之后再将螺栓拧紧一次。7.1钢丝绳四、钢丝绳端头的固接方法铝合金压套法

该方法加工工艺性好，重量轻，安装方便，常作起重机固定拉索用。

与编结法类似，用铝合金套管代替钢丝绑扎。压力机把套管压制成型，将钢丝绳固定。7.1钢丝绳五、钢丝绳的特点强度高，过载能力强不会突然断裂，工作安全可靠可在特殊环境下工作无噪音重量轻成本低7.2滑轮、滑轮组和卷筒

一、滑轮滑轮的作用：穿绕钢丝绳，改变钢丝绳的走向，平衡钢丝绳分支拉力。根据滑轮轴线是否运动分类：定滑轮、动滑轮（靠钢丝绳悬挂）。（1）定滑轮：只改变力的方向（具有固定轴，位置不变）（2）动滑轮:省力（具有活动轴，随钢丝绳的运动而改变位置）按制造工艺的不同分类：锻造滑轮、铸造滑轮、焊接滑轮（1）铸铁(HT300)滑轮常用于轻级、中级起重机上。（2）球墨铸铁(QT500-7)滑轮可用在重级、特重级起重机上。（3）焊接滑轮(Q235)特点是重量轻，强度和韧性都较高。（4）当滑轮直径D＞800mm时，一般采用钢板焊接滑轮7.2滑轮、滑轮组和卷筒滑轮的构造a)—锻造滑轮b)—铸造滑轮c)—焊接滑轮7.2滑轮、滑轮组和卷筒二、滑轮组

钢丝绳依次绕过若干定滑轮和动滑轮所组成的装置.1．滑轮组的种类滑轮组按其作用分类：省力滑轮组(图7-6)、增速滑轮组(图7-8)。起重机上常用省力滑轮组。在某些液压或气动驱动机构中，如叉车的工作装置中，采

用增速滑轮组。7.2滑轮、滑轮组和卷筒

7.2滑轮、滑轮组和卷筒2．滑轮组的倍率m滑轮组的倍率：滑轮组中承重钢丝绳分支数与引入卷筒的钢丝绳分支数之比，也是卷筒上绳的圆周速度与重物起升速度之比。单联滑轮组：倍率等于承载分支数,m=Z双联滑轮组：倍率等于承载分支数Z的一半，m=Z/2。7.2滑轮、滑轮组和卷筒3．单联滑轮组的效率及钢丝绳拉力F2=F1ηF3=F2η=F1η2……Fm-1=Fm-2η=F1ηm-2Fm=Fm-1η=F1ηm-1

F1+F2+F3+…+Fm-1+Fm=QF1(1+η+η2+ηm-2+ηm-1)=Q、（滑轮组效率）7.2滑轮、滑轮组和卷筒承载分支中最大拉力：

总起重量Q

钢丝绳承载分支数＝倍率＝m

每个滑轮的效率η

滑轮组的效率:ηn=F0/F1(表7-4)钢丝绳从滑轮组引出后，再经过a个导向轮后，绕入卷筒，卷筒的拉力：

导向轮＝定滑轮滑动轴承η＝0.95,滚动轴承η＝0.987.2滑轮、滑轮组和卷筒三、卷筒1．卷筒的种类卷筒的作用：卷绕、收存钢丝绳，传递动力，把旋转运动变为直线运动。按照绕绳层数分类：单层绕卷筒、多层绕卷筒按照卷筒表面结构分类：槽卷筒、光面卷筒多层绕卷筒为光面卷筒，单层绕卷筒为槽卷筒。7.2滑轮、滑轮组和卷筒2．卷筒容绳量卷筒的名义直径D：槽面卷简为槽底直径，光面卷筒为外圆表面直径。卷筒容绳量：在额定拉力作用下卷筒容纳钢丝绳长度的数值。不包括钢丝绳安全圈的长度。对于单层绕光面卷筒，卷筒容绳量为：L=π(D＋d)(z-zO)式中：d—钢丝绳直径；z—钢丝绳总圈数；D—卷筒名义直径；z0—钢丝绳安全圈圈数；一般z0

=2～3圈。对于多层绕卷筒，卷筒容绳量为：L=zmπ(D＋md)式中：d—钢丝绳直径；D—卷筒名义直径；z—每层绕的圈数；m—第m层。7.2滑轮、滑轮组和卷筒为确保钢丝绳在卷筒上卷绕均匀，排列整齐，避免钢丝绳堆挤和松散，必须保证钢丝绳出绳水平方向的偏斜角不超过允许的数值。要求自然排绳的偏斜角γ≤1°30′，排绳器排绳的偏斜角γ≤2°否则将发生乱绳现象7.2滑轮、滑轮组和卷筒例7-1:某一起升机构，重物所受重力Q为5×104N，起升高度为10m。已知：卷简直径300mm,卷筒长度为350mm；钢丝绳卷绕层数最多为4层；卷筒转速n＝50r/min；工作类型为轻型。试确定滑轮组倍率、卷筒上的绕绳拉力、钢丝绳直径、滑轮直径、所需绕绳长度、卷筒容绳量和重物的起升速度。7.2滑轮、滑轮组和卷筒

7.2滑轮、滑轮组和卷筒

7.3制动器制动器的作用：使机构的运动速度降低，直至停止机构运转，或调节控制机构的速度。按构造形式不同分类：块式、带式、圆盘式、圆锥式，其中双块式用得最多。按工作状态分类：常闭式、常开式。(1)常闭式，即在机构不工作时，制动器处于自动合闸状态。(2)常开式，经常处于松闸状态，只有施加外力后才能使它合闸。制动器的制动作用是靠摩擦力实现

7.3制动器一、块式制动器各种类型的电动起重机上使用最广的是常闭式块式制动器。特点:结构简单，工作可靠，安装和调整方便，成对的瓦块压力互相平衡，制动轴不受弯曲载荷作用。组成：制动臂1、制动瓦块2、副弹簧3、主弹簧4、推杆5、拉板6、电磁铁7和衔铁8等。工作原理：（常闭式）电磁铁7通电衔铁闭合推杆5相对于6右移松闸电磁铁7断电衔铁张开推杆5相对于6左移上闸7.3制动器二、带式制动器组成：制动轮1、制动带2、坠重3和电磁铁4等。工作原理（常闭式）特点：结构简单、紧凑，包角大，制动力矩较大，制动时冲击小，调节松紧容易。缺点：制动轮轴承上所受的弯曲作用力较大；衬垫磨损不均匀；散热差。常用来作为装在低速轴或卷筒上的安全制动器。7.4卷扬机一、卷扬机型号类：建筑起重机组：建筑卷扬机，代号“J”（卷）型：单卷筒式（不标注），双卷筒“2”，三卷筒“3”特性：K－快，M－慢，T－调，S－手摇式主参数代号：钢丝绳额定静拉力KN，主参数×10-1例：单卷筒快速卷扬机“JK”，单卷筒调速卷扬机“JT”，

双卷筒快速卷扬机“2JK”，双卷筒慢速卷扬机“2JM”“JK-1”单卷筒快速卷扬机，牵引力9.8KN7.4卷扬机二、卷扬机类型选择（1）速度提升距离较短，准确性要求较高的选择慢速卷扬机。长距离提升（如高层建筑施工）或牵引物件，为提高生产率，减少电能消耗，选择快速卷扬机。（2）筒数一般建筑施工多采用单筒卷扬机（结构简单，操作移动方便）双线轨道上来回牵引斗车，选择双筒卷扬机（同一规格下，一台比两台便宜，减少操作人员，提高生产率）7.4卷扬机卷扬机的种类：电动与手动、快速与慢速、单卷筒与双卷筒。三、JJK型单筒快速卷扬机组成：电动机1、减速器5、卷筒3和机架等。（见下图）工作原理：电动机通过减速器驱动卷筒作正、反方向的转动。电动机停转时，靠装在联轴器7上的常闭式电磁制动器6制动。卷筒的正反转都是靠电动机的正反转实现。特点：这种卷扬机牵引能力较大，工作可靠，操作轻便，所以在施工中被广泛采用。7.4卷扬机