起重机械基础知识讲稿.pdf

起重机械基础知识目 录第一节起重机的分类、主要参数和组成.2第二节起重机设计总论.6第三节起重机机构及主要零部件.12第四节 起升机构的计算.32第五节起重机金属结构常用材料.35第六节桥门式起重机金属结构.41第七节安全保护装置.55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)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。(-)起重机又可分为：1.桥架型：桥式起重机；门式起重机；装卸桥；架桥机；2.绳索型：缆索起重机；门式缆索起重机；3.臂架型：门座起重机；半门座；塔式；铁路起重机；流动式;浮式；甲板；桅杆；悬臂；B I-9汽车起重机箱形支S81一走行装置;2 T驶室;3一转台;4一动臂;5一变幅油缸;6司机室;7一支腿。图 1 Y 建筑塔式起重机3000n nm i*2 20/10I 一大 窣 走 行 大 车 运 行 机 构:一 黑*”一司 机 升 降 电*A 支司机室走台 7一司机室机”椅；9-走 台；10一上主,11一国小车”2一小寄供电量；13一小车罩,14一 大车供电赞，；1 A it 海.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）o 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G皿。2.总起重量G,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，用字线S表示，单位 为 米（m）o（三）轨 距k对于小车，为小车轨道中心线之间的距离；（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。（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）起重倾覆力矩小起重倾覆力矩，是指起吊物品重力G与其至倾覆线距离A的乘积。（A）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No（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）0（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U。口十级。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Al As级。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.安全保护系统第二节起重机设计总论一、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。（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。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。（G B 3 8 1 1-8 3 规定的）（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 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）。（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5 0 m时，起升载荷可不计起升钢丝绳的重力。(3)水平惯性载荷P”指运行、回转或变幅机构起(制)动时引起的水平惯性载荷。(-)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：(1)工作状态下的风载荷P w.i；(2)有轨起重机偏斜运行时产生的侧向力P s；(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。(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P“0;(2)试验载荷；(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P c；(5)工作状态下结构偶然n J能承受的带刚性起升导架的小车的倾翻水平力 P s i,o(四)机构不稳定运行时的冲击动力载荷系数1.起升冲击系数后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，用起升冲击系统外来考虑这种作用的影响。一般 0.9W/W L 12.起升载荷动载系数如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外，来考虑起升载荷的这种动力响应。一般%=L02.03.突然卸载冲击系数仍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小，%按下式计算：/=1-m（1 +/?3）式 中 Am起升质量中突然卸去的那部分质量（kg）；m-起升 质 量（kg）；A 系数，对抓斗起重机，A=0.5;对电磁起重机，A=l-04.运行冲击系数处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处。有轨运行时，内按下式计算：=l.l+0.058vV/z式 中h轨道接缝处两轨道顶面的高度差（mm）;v-运 行 速 度（m/s）o*以上系数不重复计算!三、载荷组合GB3811规定了三种组合方式：1.只考虑基本载荷为第I类载荷组合零件和构件的疲劳、磨损、发热按第I类载荷组合计算。2.考虑基本载荷与附加载荷为第n类载荷组合零件和构件的静强度、整机抗倾覆稳定性按第n类载荷组合计算。止 匕 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。3.考虑基本载荷与特殊载荷或三种载荷都考虑为第in类载荷组合按第ni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。表3-1 4载荷与栽荷组合教 荷载 荷 组 合载 荷 名 移组合I蛆合u组合i nI.1A1,I,n.I I.n.0 1.PG*Pa叽PGm j6 PG丸Pc叱中A PG自重栽荷%Pc起畀冲击系数0%PG外几8尸G一一运行冲击系数仍起升载荷PQ起升载荷动载系数2SPQRPQPq华 钟Q%PQ一突然卸载冲击系数力伊3&一水平惯性栽荷PHPHIP/nHf2PHIP mPH2P mPMI附加载荷工作状态结构和物品承受的风投荷P”,，Pw.PW,IPw.t一一一偏斜运行侧向力Ps一P sPs椅姝a荷非工作状态风羲荷Pw.Pw.o一一一一碰撞载荷PcPc 带刚性导架小车的帧翻水平力ps.一一P$L试验载荷H一,6 P.几表3-1 5龙门起重机载荷组合表计算项目 起 重 机 工 况载荷情况 主 梁支 腿疲 劳 和强度计算强度计算疲劳和强度计算强度计算龙门架平 面支腿平面龙门架平 面支膻平面龙门架或支腿平面大车不动、吊重起升离地大 车不动,小圭运行 至 唐 中鸣 悬 臂 端前动，吊重下降制动，风 向 顺 着大 车 轨 道方向大车运行制动，小车 满 载 在跨 中 或 悬臂 端 下 降制动，风向顺 着 大 车轨道大 车不动,小车运行 至 畤 中或 悬 臂 端制动，吊重下降制动大车运行而动，小车 满 载 位于 跨 内 或师中不动大 车 不动,小车满载 运 行 至跨 中 或 悬臂端制动，吊 直 下 降制动，风向垂 直 于 大车轨道大 车运行制动,小韩需坳不动，吊1:下降制动,风向平行 于 大 车轨道大至不动,空及小生 位 于 跨中 或 悬d端,非工作状 态 风 载荷 顺 大 车轨道为向结构自重载荷Pc6 PG6 PG3 4 PG夕l?G3 4 PGVi PGA PGPG小车自亘载荷GR3 1GMe6 G y*4 GMa iG*夕 4 GxeWIG.P4 GllcG*起升载荷PQSPQSPQ6PQPQ中【PQSPQ大车制动惯性载荷PHPHPHPH小车制动惯性载荷P、PH.PH.PH.工作状态风载荷Pw.iPw.iPw.Pw.t偏斜运行侧向力psPsPs非工作状态风载荷pw,oPw.o碰撞载荷小P c系试验栽荷pt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。*2、低速轴的最大许用扭矩MM 2 (0.70.8)9 M 式中夕 电机最大力矩倍数，-=2.53.8,由电机产品目录中查收;i-减速器传动化一 减速器传动效率=0.90.95M瓶 一 电动机额定力矩(JC=25%时的电动机力矩)NM 额=9550(NM)nN 取JC=25%时，电机的额定功率(kw)n 取JC=25%时,电机的额定转速(min-1)3、低速轴最大径向载荷计算(六)卷筒种类：铸造卷筒、焊接卷筒图2-2 0绳端压板衰2-9卷 皆 与 滑 轮 的 跖、航 值机枸工作锻别AiM、Ma、M)1416Ms18血20M,22.4M.25注：采用不旋转M旌绳时，应按机构工作皴别里育一档的数值。对 于 施 动 式 超 机.可 不 考 由 工 作JR：&i=1 6,无2=18。桥梁，起篁机的平街滑轮直径与D.相同.臂架31起 机则取为0.6&。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2 0%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1 4 0 0-1 7 0 0 N/m m 2 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：单绕绳双绕绳(2)根据股中相邻二层钢丝的接触状态分：点接触钢丝绳线接触钢丝绳T 外粗型(x-t 型)：又称西尔型(X 型)-2 粗细型(x-y型)-3 密集型(x-c 型)面接触钢丝绳(3)根据钢丝绳捻绕的方向分：顺绕绳；交绕绳；混绕绳。(4)按钢丝绳的绕向分：右绕绳；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1 8 股绳等。3、钢丝绳的标记老标准钢丝绳 6 X (1 9)-2 1.5 T5 5 0 T-光-G B 1 1 0 2-7 4新标准1 8 N A T 6 (9+9+1)+N F 1 7 0 0 Z Z 1 9 0 1 1 7 G B/T8 9 1 81 8 绳径N A T 光面丝6 -6 股(9+9+1)一 股结构N F 天然芯1 7 7 0 抗拉强度(N/m m2)Z 绳右捻Z 一 股右捻1 9 0 破断拉力(K N)1 1 7 每百米长质量(l g/1 0 0 m)说明：(1)尺寸圆形钢丝绳一表示钢丝绳的公称外接园直径。编制钢丝绳一同上(见右图)(2)钢丝绳的表面状态光面钢丝：N A TA级镀锌钢丝：2 A AA B 级镀锌钢丝：2 A BB级镀锌钢丝：2 B B(3)股结构代号外粗型一又称西尔型(S 型)：S粗细型一又称瓦林吞型：W密集型一又称填充型：T(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：1 2 (6+1)+6 (6+1)+N F(5)绳芯分类金属芯一有称钢芯，钢丝绳芯的代号为I W R,钢丝股芯的代号为I W S。纤维芯一(天然或合成的)一代号为F C。天然纤维芯一代号为N F o合成纤维芯一代号为S F o(6)抗拉强度钢丝公称抗拉强度R。一用N/nrn?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。(8)钢丝绳最小破断拉力：FoF。一以K N 作单位表示(9)单位长度的质量：M按每1 0 0 m 计算质量，用 k g/1 0 0 m 作单位。(1 0)标准号G B/T8 9 1 84.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：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。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按选择系数C 确定钢丝绳直径d=c4s式 中 C-选择系数(m m/W )；S 钢丝绳最大工作静拉力(N)o系数C 值与工作级别有关，按表2-1 选取。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 2 S K式中：s一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Ml M 3M 4M 5M 6M 7M 8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尽可能选用较大的卷筒和滑轮直径(D)o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。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。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。选用钢丝绳的强度不宜过高，一般不应超过1700N/mm2。钢丝绳在卷筒上，应能按顺序整齐排列。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。起升机构和变幅机构，不得使用编结接长的钢丝绳。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。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。O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。钢丝绳开卷时，应防止打结或扭曲。钢丝绳应保持良好的润滑状态。对一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内部磨损及压坑外部磨损：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)外部及内部腐蚀外部腐蚀：当表面出现深坑、麻点，钢丝相当松弛时应报废；内部腐蚀(1 0)变形波浪形笼形畸变绳股挤出钢丝挤出绳径局部增大扭结绳径局部减小局部被压扁弯折(1 1)由于热或电弧的作用而引起的损坏5.钢丝绳的检验（1）检验分类日常检验定期检验特殊检验（2）钢丝绳检验部位（见表2-6）表 2-6 钢丝绳的检骐部位表钢丝绳日常检验定期检验和特殊检验动起重机起升、变 幅、率引用钢丝绳微速运转观察全部钢丝绳，特则注意下列部位：1.末端固定部位2,通过滑轮的鄢分微速运转，作全面检验外.特别注意下列部位1.在卷筒上的固接部位；2.卷在卷筒上的绳；3.通过滑轮的钢丝绳；4.平衡编轮处钢丝绳；5.其它固定连接部位。缆索起重机承载绳通常能观察到的部分外，特别注怠末辘固定部位全长仔细检验静缆风绳遹常能观察到的部分外，特别注意末端固定部位全长仔细检验捆绑绳全长观察外，特别注意下列部位；绳1.编 接（结）部分2 .与吊具连接部分同日常检验（3）检验方法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 2-1 2 是断丝形态图。图中是拉力造成的断丝；是摩擦造成的断丝；是疲劳造成的断丝；是扭转造成的断丝；是各种复杂因素造成的断丝。B 2-1 2钢丝断丝形态图磨损的检验：T 磨损状态有同心磨损和偏心磨损两种；-2 磨损的种类有单纯磨损和粘性磨损两种;图2-1 3磨损的状态与种类-3 腐蚀；-4 变形；-5 电弧及火烤的影响；-6 钢丝绳的润滑检验(4)几个具体问题钢丝绳直径的测量图2-1 4的丝绳直径的测方法(a)正法；(b)不正端lU t法(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。图2-1 7滑轮的构造(a)适滑轮；(b)瞥青宿轮；(c)伊接帚轮；(d)货槽图2-1 8智力滑轮姐(a)单壁清检组(b)双联席轮税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:裂纹；轮槽不均匀磨损达3 m m；轮槽壁厚磨损达原壁厚的2 0%；因磨损使轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的5 0%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。图 2-1吊物蛆(a),(b)长 翦 吊 帕 姐(c)、(d)短型吊饨里锻造 吊 钩 的 材 料 应 采 用 D G 2 0、D G 2 0 M n、D G 3 4 C r M o D G 3 4 C r N iM o、D G 3 0 C r2N i2M o 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2 0 m m的A 3、2 0或1 6 M n钢板制造。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。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。4 .在用锻造吊钩的检验要求(1)吊钩的表面不允许存在裂纹，否则应报废检验方法：目测，或 用2 0倍放大镜及着色检查。(2)对 采 用G B 1 0 0 5 1-8 8 起重吊钩规定的新材料制造的吊钩，开口变形达原尺寸的1 0%时，应报废；其它吊钩的开口变形达原尺寸的1 5%时，应报废。检验方法：用游标卡尺测量。(3)检查吊钩的扭转变形，当钩身扭转超过1 0 时，应报废。(4)吊钩的钩柄不得有塑性变形，否则应报废。检验方法：目测或用游标卡尺测量判断。(5)检查吊钩危险断面的磨损量，当其实际尺寸小于原尺寸的9 0%(对采用G B 1 0 0 5 1-88 起重吊钩规定的新材料制造的吊钩为9 5%)时，应报废。检验方法：可用游标卡尺或外卡钳测量。(6)吊钩的螺纹应尽量避免产生腐蚀现象。检验方法：目测。(7)吊钩钩柄腐蚀后的尺寸不得小于原尺寸的9 0%,否则应报废。检验方法：用游标卡尺或外卡钳测量。（8）吊钩的缺陷不允许焊补（例如，为了修补磨损）。第四节起升机构的计算一、计算钢丝绳的最大静拉力，选择钢丝绳直径。（2-式 中 Sm”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）；Q o 吊具自重（N）,抓斗、电磁铁的自重计入Q内，计算时可 按 表 2-1 5 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；a绕上卷筒的分支数；m滑轮组倍率；L滑轮组效率，见表2-1 6；r）d-导向滑轮效率，缁.，见表2 T 7。二、卷筒转速计算单层卷绕卷筒的转速为：m V%=-（r/m in）（2 T 3）兀Do式中-卷筒转速（r/m in）；V-起升速度（m/m in）；D0-卷筒的卷绕直径（m）,D=D+d（D为卷筒槽底直径，d为钢丝绳直径）。三、电动机选择1.计算电动机的静功率p,=（Q +Q。）5）（2-1 4）1 6 0 x 1 0 0 0 7式 中Pj电动机静功率（k W）；-机构总效率（一般取_=0.85-0.9）；=户小，（为传动效率，见表2-1 8。2 .选择电动机功率按满载起升计算所得静功率匕，还应考虑空钩升降和起动过电流对电动机发热的影响。P =G p,（H V）（2-1 5）式 中P电动机初选功率（k W）；G-稳态负载平均系数，分G=0.7,G2=0.8,G3=0.9 ,G 4=1.0四种情况。当起升机构接电持续率和G值无具体资料时，可按表2T 9选取四、选择减速器按下式进行传动比计算：_ nl n (2-1 6)式 中n-电动机额定转速(r/m i n)；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i。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。低速轴许用最大径向载荷为：P=S+空max max 2电机实际力矩力矩应小于低速轴最大许用扭矩：Mm a x=(S7 0.8)“i”M其中：=9550(N,m)n五、选择制动器起升机构制动器的制动转矩必须大于吊重产生的静转矩，应满足下式要求：T”16404060钢材厚度(mm)1616404060不小于不小于不小于Q195(195)(185)315 3903332一Q215A215205195335410313029B2027Q235A235225.215375 460262524B2027C0D-20Q255A255245235410510242322一B20270275275265255490 610201918(-)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6和载面收缩率e 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1 0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。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1 8 0。，要求弯曲处不出现裂缝或分层现象。（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2 0 0 0 m/s,结构破坏于顷刻之间。焊接结构和钾接结构比较，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-2 0 而加载速度较高时，应采用保证常温冲击韧性的钢材；若计算温度低于-2 0 C时，则应选择保证低温冲击韧性的钢材。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。在设计方面，应尽量使应力集中程度低，并避免出现三向受拉应力状态（如交叉焊接），尽可能选用较薄的钢材等。（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指标。人们通常用焊缝及其相邻的基本金属的抗裂性和使用性能来说明材料可焊性的优劣。碳素结构钢的可焊性，可以粗略地用碳当量来表示，当碳当量C e V 0.4 5%时，则认为钢材的可焊性良好。计算碳当量的经验公式为:G Mn Si Cr Ni Mo V=C+-F H-+6 24 5 40 4 14表 2-7 起值机用碳*结构钢化学成分（%）（摘自GB70088）牌 号质量等级CMnSiSP脱氧方法不大于Q195一0.06-0.120.25-0.500.300.0500.045F、b、Z0215A0.09-0.150.25-0.550.300.0500.045F、b、ZB0.045Q235A0.14-0.220.30-0.630.300.0500.045F、b、ZB0.12-0.200.30-0.700.0450.045F、b、ZC0.180.35-0.800.0400.040ZDn交交应力榻环彩式起重机是在交变应力作用下工作的，使用年限内的总应力循环次数在百万次以上，因此主梁应力集中程度较高的部位往往会疲劳破坏。偏轨箱形疲劳裂纹一般发生在跨中的焊缝及焊缝附近的母材上。主腹板与上盖板之间的焊缝为K型焊缝，受有正应力、剪应力和挤压应力。其他三条为贴角焊缝，受有正应力和剪应力。在这三条焊缝中，主腹板与下盖板之间的焊缝应力较大。表3-2 2应力集中情况等级续上表接 头 形 式工艺方法的说明应力集中情况等级r十字头挥艇,外力垂直于焊缝K形理缝双骷角焊舞治凡1 P双K承贴形受角饵弯缱焊曲健和封切作用(&、-fXXL用角铜制成桁架各节点的贴角煤缝连接用管子制成的桁架各节点贴角焊缝连接KtK4贴角焊缝K,h.，1)邠劲板用双茴贴角连续焊缝与翼缝和坎板连接隔板切角不切角用蝌短缝连接K3(K4r,弯曲的寓般与腹板间烬缝K形焊缝双面贴角煤缝K5K41l x十H。一。Vj承受集中载荷的翼板和腹板间的饵缝K形蝶缝双面站用焊缝K,续匕表接 头 形 式工艺方法的说明应力集中清双等级-我对称就度*卜,一 二对一，耳-1 _tj无制度不同哼縻的对接焊缝c力的方向垂直了纤缎非对称斜度1/4-1/5不第称斜度1/3对称斜度1/3对称耕度1/2非对称、无斜度KiKiKIK2(贴角焊缝力的方向与艰缝的方向平行K.果的板和版板间的K形焊缝或贴角蝠蕤梁的故板横向对接爆缝K.K：7/白曜，5,尹一力垂直于焊缝作用用K形贴角焊缝把构怦蝇在主要受力构件上用连续贴角辉豌把横向加劲板、腹板纵向加劲板，圆环或轮毂煌/E主要受力构件上%K?表3-23 Q235和16Mli钢的疲劳许用应力基本值J(MPa)2接头形式材 料结构工作级别A)A2Asz&NA?KoQ 2 3 51 6 81 3 31 0 68 41 6 Mn1 6 81 3 31 0 68 4Ki3 3 51 7 01 5 01 1 99 5751 6 M n1 8 81 5 01 1 99 57 5KzQ 2 3 51 7 01 5 81 2 61 0 07 9631 6 M n1 9 81 5 81 2 61 0 07 96 3KjQ 2 3 51 7 01 4 21 1 39 07 15 74 51 6 M n1 7 91 4 21 1 39 07 15 745凡Q 2 3 51 3 61 0 78 56 85 44 33 427!6 M n .1 3 61 0 78 56 85 44 33 427w。/Q 2 3 51 7 0120)6泡 /_乙/2阴/2)1)/)32/K I 接头形式材 料结构工作级别AA2A3A4A sWQ 2 3 51 7 01 5 21 2 19 61 6 M n2 6 02 1 01 6 71 3 21 0 5W2Q 2 3 51 7 01 4 81 2 21 0 18 41 6 M n2 6 02 1 11 6 81 3 3W 68 4二、主梁的构造要求(一)主梁的构造特点主梁跨中附近截面将发生最大正应力，跨端截面将发生最大剪应力，在1/4跨度截面内两种应力都比较大。因此疲劳验算时应选择这三个截面。何为计算这三个截面应力的工况？(1)主梁跨中高度H与跨度S之比根据制造经验，为满足主梁强度、刚度及稳定性的要求，其截面尺寸一般应符合下列条件:h1114?8图 4-8箱 形 主 梁 的 构 造 荷 图1.上 羞 板 2.下 聋 板 3.I I 板4.大 加 劲 板 5.小 加 劲 板 6.水串加劲常M其中：小跨度时比值取较大值，大跨度时比值取小值；主梁在端梁连接处的高度H。一般根据跨中高度取为：Ho=(0.4 0.6)(2)主梁两腹板间距b与跨度S 之比为了保证桥架具有足够的水平刚度，主梁两腹板内壁的间距b 不能太小,一般规定：h .b 3 50同时，根据焊接施工条件的需要，这个距离还必须大于3 5 0 m m。当b 值确定后，便可以按下面的关系式定出上、下盖板的宽度B：8=b+2(5+10)加?(手工焊)B=b+2(3+20)机?(自动焊)(3)盖板的厚度上、下盖板的厚度常取同值，但有时上盖板的厚度可稍大些。盖板的最小厚度为6mmo(4)腹板的厚度从充分发挥材料的抗弯能力的角度来看，主梁的腹板应尽量取高些用薄些。腹析的厚度8不应小于6mmo(5)大加劲板的位置为了保持腹板的局部稳定性，一般当70时，在靠近端梁处两块大加劲板的距离a a/z;在距在中则取a=(L 5 2)h,且a 4 2.2m。(6)小加劲板的位置为了使小车的轮压更直接地传到腹板上去，并进一步增加腹板的局部稳定性，在大加劲板之间腹板受压区域内增设一些垂直的小加劲板，其高度约为3(7)水平加劲板的位置当160时，必须在离上盖板(0.2 0.25)h的地方再添设纵向加劲板条(或角钢)，以增加腹板受压缩区的局部稳定性。(二)设计结构构造时的一般原则1.露天工作的结构，应避免积水。2 .一般不宜选用钢材厚度厚于4 0 m m的碳素钢或厚于3 0 m m低合金钢。3 .主要承载结构件在不同连接处可以采用不同的连接方式，但同一连接处不允许采用不同的连接方式。4.现场拼接的大型结构，优先采用高强螺栓。5 .焊接梁除靠近支承处外，横向加劲肋的下端不应直接焊接在受拉翼缘板上，一般应在距受拉翼缘板内表面不小于5 0 n l m处断开。6.翼缘板和腹板的对接焊缝不宜在同一截面上，间距不小于2 0 0mm,横向加劲肋应离开与其平行的腹板对接焊缝，间距也不应小于2 0 0 m m。7.焊接梁的受压翼缘板上铺设轨道并承受活动轮压时，如果轨道正对腹板，则腹板和翼缘板一般宜顶紧双面焊接。（三）小车轨道铺设1.轨道采用压板固定时，压板固定处必须正对横向加劲肋，且沿轨道长度成对布设在横向加劲肋的上方，不允许交错布设。压板的固定方式可为焊接或螺栓连接，若为螺栓连接，每块压板不得少于二个（压板设计为防转的例外）。2.轨道在接头处的高低差不大于1 m m,间隙不大于2 n l m。横向错位差不大于1 m m,尽可能采用接头为焊接的轨道。（四）金属结构联接1.焊接（1）对接焊接（2）贴角焊接2 .钾钉连接与螺栓连接（五）梯子、走台、栏杆、司机室1.梯子(1)通往司机室、电气设备室、走台及机械和电气部件安装平台的梯子必须通行方便，安合可靠，梯子踏板应有防滑性能。(2)直立梯梯级间距宜为3 0 0 m m,踏杆距前立面不应小于1 5 0 m m,梯宽不应小于3 0 0 n l m；当高度大于1 0 m 时，每隔6 8m 应设休息平台；当高度大于5 m时，应从2 m 起装设直径为6 5 0 80 0 n l m 的安全圈，相邻两圈间距为5 0 0 m m。(3)安全圈之间用5 根均匀分布的纵向杆连接。(4)斜梯的梯级间距和踏板宽度的设置与倾斜角度有关，应符合G B 6 0 6 7表 1 的要求，当斜梯高度大于1 0 m 时，应每隔7.5 m 设一休息平台，梯侧应设栏杆。2.走台和作业平台要求：(1)铺板应采用具有防滑性能的钢板制成。在用户同意时可采用空孔钢板或格子板，但孔格的面积不得大于4 0 0m m2(2)走台宽度(由栏杆到移动部分的最大界限之间的距离)对电动起重机不应小于5 0 0 m m,对手动起重机不应小于4 0 0 m mo(3)上空有相对移动的构件或物体的走台，其净空高度不应小于1 80 0 m m。(4)走台和平台都必须设置牢固的栏杆，栏杆离铺板的垂直高度应为1 0 5 0 m m,并应设有间距为3 5 0 m m 的水平横杆。底部应设置高度不小于7 0 m m 的围护。3.司机室要求：(1)必须安全可靠，与悬挂或支承部分的连接必须牢固。(2)在高温、尘、毒等环境下工作的起重机应设封闭式的司机室。(3)露天工作的起重机的司机室，应防风、防雨、防晒。(4)开式司机室应有栏杆可靠的围护。(5)司机室内净空高度不小于2 m。(6)司机室外面有走台时，门应向外开；无走台时，门应向里开。(7)除流动式起重机和司机室底部无碰人危险的起重机外，与起重机一起移动的司机室，其底面距下方地面、通道、走台、等净空高度不应小于2 m。(8 0 司机室应保证在事故状态下，司机能安全地撤出。(9)窗下班应采用钢化下班或夹心玻璃。(1 0)内部工作温度高于3 5 度的司机室应设降温装置；工作温度低于5度的司机室，应设采暖设备。在高温环境直接受热辐射的司机室，应设有效的隔热层。(1 1)司机室应有舒适可调的座椅、门锁、灭火器和电铃或警报器。二、桥架变形分析及修理(-)变形形式主梁上拱减小，旁弯，腹板波浪变形，端梁变形，对角线超差。(二)变形原因1、主梁上拱度减少的原因(1)结构内应力的影响。(2)超负荷及不合理使用。(3)高温工作环境的影响。(4)设计和制造工艺的影响。(火焰起拱)(5)起重机不合理的吊运、存放和安装。(6)不合理的修理