2012年安全工程師《生產技術》重點知識(17)

　　三、起重機械$lesson$

　　起重機械是工業(yè)企業(yè)常用的設備。起重機械對于實現(xiàn)自動化、減輕繁重體力勞動、提高勞動生產率有著重要的作用。

　　(一)起重機械分類和特點

　　1.起重機械分類

　　按運動方式，起重機械可分為以下4種基本類型。

　　(1)輕小型起重機械：千斤頂、手拉葫蘆、滑車、絞車、電動葫蘆、單軌起重機等，多為單一的升降運動機構。

　　(2)橋式類型起重機：分為梁式、通用橋式、龍門式和冶金橋、裝卸橋式及纜索起重機等，具有2個及2個以上運動機構的起重機，通過各種控制器或按鈕操縱各機構的運動。一般有起升、大車和小車運行機構，將重物在三維空間內搬運。

　　(3)臂架類型起重機：有固定旋轉式、門座式、塔式、汽車式、輪胎式、履帶式即鐵路起重機、浮游式起重機等種類，其特點與橋式起重機相似，但運動機構還有變幅機構、旋轉機構。

　　(4)升降類型起重機：載人電梯或載貨電梯、貨物提升機等，其特點是雖只有1個升降機構.但安全裝置與其他附屬裝置較為完善，可靠性大。有人工和自動控制兩種。

　　2.起重機的工作類型

　　工作類型是表明起重機工作繁重程度的參數(shù)。起重機工作的繁重程度影響著起重機金屬結構、機構的零部件、電動機與電氣設備的強度、磨損與發(fā)熱等。為了保證起重機經濟與耐用，在設計和使用時必須確切了解起重機的工作繁重程度，即指起重機工作在時間方面的繁忙程度與吊重方面的滿載程度。

　　機械驅動的起重機構，按照機構載荷率和工作時間率分為：輕級、中級、重級和特重級4種工作類型。

　　整個起重機及其金屬結構的工作類型是按主提升機構的工作類型而確定的，同一臺起重機各機構的工作類型可以各不相同，見表1―8.

　　4.起重機的主要技術參數(shù)

　　起重機的主要參數(shù)有：起重量、跨度、幅度、提升高度、各機構的工作速度及起重機工作類型。

　　(二)起重機的主要部件

　　1.起重撓性構件及其卷繞裝置

　　1)鋼絲繩

　　鋼絲繩是起重機的重要零件之一，用于提升機構、變幅機構、牽引機構，有時也用于旋轉機構。起重機系扎物品也采用鋼絲繩。此外，鋼絲繩還用作桅桿起重機的桅桿張緊繩，纜索起重機與架空索道的支承繩。

　　(1)鋼絲繩的構造與種類。鋼絲繩是用鋼絲捻成繩股，再用數(shù)條繩股圍繞一個芯子捻成繩。起重機用的鋼絲繩的鋼絲直徑多大于0.5mm，因為直徑太小的細鋼絲易磨損。

　　鋼絲繩的捻繞次數(shù)分為單繞繩、雙繞繩和三繞繩。雙繞繩是先由絲捻成股，然后由股捻成繩，所以撓性較好，起重機主要用雙繞繩。

　　鋼絲繩按捻繞方法可分為同向捻鋼絲繩(順繞鋼絲繩)和交互捻鋼絲繩(交繞鋼絲繩)。同向捻鋼絲繩的繩與股的捻向相同;交互捻鋼絲繩的繩與股的捻向相反。所謂繩的捻向就是由股捻成繩時的捻制螺旋方向，而股的捻向則是由絲捻成股時的捻制螺旋方向。根據繩的捻向，鋼絲繩分為右捻繩(標記為“右”或不作標記)與左捻繩(標記為“左”)。如果沒有特殊要求，規(guī)定用右捻繩。

　　順繞鋼絲繩鋼絲間為線接觸，撓性與耐磨性能好;但由于有強烈的扭轉趨勢，容易打結，當單根鋼絲繩懸吊貨物時，貨物會隨鋼絲繩松散的方向扭轉，所以通常用于牽引式運行小車的牽引繩，不宜用于提升繩。

　　交繞鋼絲繩由于繩與股的扭轉趨勢相反，互相抵消，沒有扭轉打結的趨勢，在起吊貨物時不會扭轉和松散，所以廣泛使用在起重機上。但交繞鋼絲繩鋼絲之間為點接觸，易磨損，使用壽命較短。鋼絲繩按斷面結構又可分為普通和復合型鋼絲繩。

　　普通型：普通型結構的鋼絲繩是由直徑相同的鋼絲捻繞成的，由于鋼絲直徑相同，相鄰各層鋼絲的捻距就不同。所以鋼絲之間形成點接觸。點接觸雖然壽命短，但是工藝簡單、制造方便，目前仍被廣泛應用于起重吊裝和捆扎。

　　復合型：為了克服普通型易磨損的缺點而出現(xiàn)的復合型鋼絲繩，其特點就是鋼絲直徑不同，股中相鄰層鋼絲的接觸成線狀，稱線接觸鋼絲繩。這種鋼絲繩克服了普通型鋼絲繩點接觸的缺點，使用壽命可提高1.5～2倍。現(xiàn)在起重機已多用線接觸鋼絲繩代替普通型鋼絲繩。鋼絲繩按繩芯分有機芯(麻、棉)、石棉芯和金屬芯鋼絲繩。

　　在龍門起重機上用的鋼絲繩多是麻芯，它具有較高的撓性和彈性，并能蓄存一定的潤滑油脂。在鋼絲繩受力時，潤滑油被擠到鋼絲間起潤滑作用。

　　(2)鋼絲繩的安全檢查和更新標準。鋼絲繩的安全壽命很大程度上決定于良好的維護，定期檢驗，按規(guī)定更換新繩。

　　鋼絲繩在使用時，每月至少要潤滑2次。潤滑前先用鋼絲刷子刷去鋼絲繩上的污物并用煤油清洗，然后將加熱到80℃以上的潤滑油蘸浸鋼絲繩。使?jié)櫥徒嚼K芯。

　　鋼絲繩的更新標準是由每一捻距內的鋼絲折斷數(shù)決定的。捻距就是任一個鋼絲繩股，環(huán)繞一周的軸向距離。對于6股繩，在繩上一條直線上數(shù)6節(jié)就是這條繩的捻距。表1―9是鋼絲繩的更新標準，也可以理解為1條鋼絲繩的更新標準是在1個捻距內斷絲數(shù)達鋼絲繩總絲數(shù)的10%。如繩6×19=114絲，當斷絲數(shù)達到12絲時即應報廢更新。對于復合型鋼絲繩中的鋼絲，斷絲數(shù)的計算是，細絲1根算1絲。粗絲l根算1.7絲。

　　當鋼絲磨損或腐蝕量為原直徑的10%一40%時，按表1―10折算標準更新鋼絲繩。當磨損或腐蝕量超過原直徑的10%時，應更換新繩。

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　　2)滑輪

　　在起重機的提升機構中?；喥鹬×椭С袖摻z繩并為其導向的作用?；喌牟牧喜捎没诣T鐵、鑄鋼等。

　　滑輪直徑的大小對于鋼絲繩的壽命有重大的影響。增大滑輪直徑可以大大延長鋼絲繩的壽命，這不僅是由于減小了鋼絲的彎曲應力，更重要的是減小了鋼絲與滑輪之間的擠壓應力。試驗證明，這種擠壓疲勞對于鋼絲的斷裂起了決定性的作用?；喼С性诠潭ǖ男妮S上，通常采用滾動軸承。

　　3)卷筒

　　卷筒在提升機構或牽引機構中用來卷繞鋼絲繩。將旋轉運動轉換為所需要的直線運行。卷筒有單層卷繞與多層卷繞之分。一般起重機大多采用單層卷繞的卷筒。單層卷繞筒的表面通常切出螺旋槽，以增加鋼絲繩的接觸面積，并防止相鄰鋼絲繩互相摩擦，從而提高鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩尾在卷筒上可以用壓板或楔塊固定。壓板固定繩尾的優(yōu)點是構造簡單.裝拆方便;缺點是所占空間較大，并且不能用于多層卷繞。壓板有圓形槽壓板和梯形槽壓板(橋式起重機上多用圓形槽壓板)。楔塊固定方式可用于多層卷繞。

　　2.取物裝置安全檢查

　　起重機通過取物裝置將起吊物品與提升機構聯(lián)系起來，從而進行這些物品的裝卸吊運以及安裝等作業(yè)。取物裝置種類繁多。如：吊鉤、吊環(huán)、扎具、夾鉗、托爪、承梁、電磁吸盤、真空吸盤、抓斗、集裝箱吊具等。

　　在橋式、龍門式起重機上采用最多的取物裝置是吊鉤。

　　吊鉤的斷裂可能導致重大的人身及設備事故，因此，要求吊鉤的材料沒有突然斷裂的危險。目前，中小起重量起重機的吊鉤是鍛造的;大起重量起重機的吊鉤采用鋼板鉚合，稱為片式吊鉤。

　　吊鉤分為單鉤和雙鉤。單鉤制造與使用比較方便，用于較小的起重量;當起重量較大時，為了不使吊鉤過重，多采用雙鉤。

　　吊鉤鉤身(彎曲部分)的斷面形狀有：圓形、矩形、梯形與T字形等。

　　從受力情況來看，T字形斷面最合理，吊鉤質量亦較輕，其缺點是鍛造工藝復雜。目前最常用的吊鉤的斷面是梯形，它的受力情況也比較合理，鍛造也較容易。矩形斷面只用于片式吊鉤，斷面的承載能力未能充分利用，因而比較笨重。圓形斷面只用于簡單的小型吊鉤。

　　1)吊鉤的危險斷面

　　對吊鉤進行檢驗時，必須先了解吊鉤的危險斷面所在處。危險斷面是根據受力分析找出的。

　　如圖1―14所示，假定吊鉤上吊掛一貨物，很明顯貨物質量通過鋼絲繩作用在吊鉤的I―I斷面上，有把吊鉤切斷的趨勢。吊鉤I―I斷面上受剪切應力。

　　對Ⅲ一Ⅲ斷面，貨物質量有把吊鉤拉斷的趨勢，Ⅲ一Ⅲ斷面受拉應力。

　　貨物質量對吊鉤除有拉、切力之外，還有把吊鉤拉直的趨勢.即對I―I斷面以左的各斷面除使其受拉之外，還作用一個力矩。Ⅱ一Ⅱ斷面受貨物質量的拉力，使整個斷面受拉應力，同時還受力矩的作用。在力矩的作用下，Ⅱ一Ⅱ斷面的內傭

　　受拉應力.外側受壓應力。這樣在內側拉應力疊加，外側拉、壓應力抵消一部分。根據計算，內側拉應力比外側拉應力大l倍多。這也就是梯形斷面內側大、外側小的緣故。

　　從上述分析可知，I―I，Ⅱ一Ⅱ斷面是受力最大的斷面，也稱為危險斷面。為了確保安全，Ⅲ一Ⅲ斷面也要進行驗算。

　　2)各種吊鉤的檢查

　　(1)鍛鉤的檢查：用煤油洗凈鉤體，用20倍放大鏡檢查鉤體是否有裂紋.特別要檢查危險斷面和螺紋退刀槽處。如發(fā)現(xiàn)裂紋，要停止使用，更換新鉤。在危險斷面I―I處，由于鋼絲繩的摩擦常常出現(xiàn)溝槽。按照規(guī)定，吊鉤危險斷面的高度磨損量達到原高度的10%時，應報廢;不超過報廢標準時，可以繼續(xù)使用或降低載荷使用，但不允許用焊條補焊后再使用。吊鉤裝配部分每季至少要檢修1次，并清洗潤滑。裝配后，吊鉤應能靈活轉動，定位螺栓必須鎖緊。

　　(2)板鉤的檢查。用放大鏡檢查吊鉤的危險斷面，不得有裂紋.鉚釘不得松動;檢查村套、銷子(小軸)、小孔、耳孔以及其緊固件的磨損情況，表面不得有裂紋或變形。襯套磨損量超過原厚的5%，銷子磨損量超過名義直徑的3%～5%，要進行更新。

　　(3)吊鉤負荷試驗。對新投入使用的吊鉤應做負荷試驗.以額定載荷的l.25倍作為試驗載荷(可與起重機動靜負荷試驗同時進行)，試驗時間不應少于10 min.當負荷卸去后，吊鉤上不得有裂紋、斷裂和永久變形，如有則應報廢。國際標準規(guī)定，在掛上和撤掉試驗載荷后，吊鉤的開口度在沒有任何顯著的缺陷和變形下，不應超過0.25%。

　　為了防止脫鉤，發(fā)生意外的事故.吊鉤應裝有防止脫鉤的安全裝置。

　　3.制動裝置

　　起重機是一種間歇動作的機構，它的工作特點是經常啟動和制動，因此制動器在起重機中既是工作裝置又是安全裝置。制動器的作用有三：

　　支持――保持不動;

　　停止――用摩擦消耗運動部分的動能，以一定的減速度使機構停止下來;

　　落重――制動力與重力平衡，重物以恒定的速度下降。

　　制動器根據其構造分為：塊式制動器;帶式制動器;盤式、多盤式制動器;圓錐式制動器。

　　根據操作情況的不同.制動器分為：常閉式、常開式、綜合式制動器。閉式制動器在機構不工作期間是閉合的，在機構工作時由松閘裝置將制動器分開。起重機一般多用常閉式制動器，特別是起升機構必須采用常閉式制動器，以確保安全。常開式制動器經常處于松開狀態(tài)，只有在需要制動時才使之產生制動力矩進行制動。綜合式制動器是常閉式與常開式的綜合體。

　　【例題】.下列情況所述鋼絲繩，哪一個沒有達到報廢標準?(　　)

　　A.整條繩股斷裂

　　B.麻芯外露

　　C.鋼絲繩有明顯的腐蝕

　　D.鋼絲繩徑向磨損時超過原直徑的10%

　　【答案】 C

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