2012年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》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(shè)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(chǎn)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(gòu)。

　　(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(gòu)的起重機，通過各種控制器或按鈕操縱各機構(gòu)的運動。一般有起升、大車和小車運行機構(gòu)，將重物在三維空間內(nèi)搬運。

　　(3)臂架類型起重機：有固定旋轉(zhuǎn)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(gòu)還有變幅機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。

　　(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(gòu).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(jié)構(gòu)、機構(gòu)的零部件、電動機與電氣設(shè)備的強度、磨損與發(fā)熱等。為了保證起重機經(jīng)濟與耐用，在設(shè)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(qū)動的起重機構(gòu)，按照機構(gòu)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(jié)構(gòu)的工作類型是按主提升機構(gòu)的工作類型而確定的，同一臺起重機各機構(gòu)的工作類型可以各不相同，見表1―8.

　　4.起重機的主要技術(shù)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(gòu)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(gòu)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(gòu)、變幅機構(gòu)、牽引機構(gòu)，有時也用于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。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(gòu)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(jù)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(zhuǎn)趨勢，容易打結(jié)，當(dāng)單根鋼絲繩懸吊貨物時，貨物會隨鋼絲繩松散的方向扭轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)趨勢相反，互相抵消，沒有扭轉(zhuǎn)打結(jié)的趨勢，在起吊貨物時不會扭轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)又可分為普通和復(fù)合型鋼絲繩。

　　普通型：普通型結(jié)構(gòu)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(yīng)用于起重吊裝和捆扎。

　　復(fù)合型：為了克服普通型易磨損的缺點而出現(xiàn)的復(fù)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?，F(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(nèi)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(nèi)斷絲數(shù)達鋼絲繩總絲數(shù)的10%。如繩6×19=114絲，當(dāng)斷絲數(shù)達到12絲時即應(yīng)報廢更新。對于復(fù)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(dāng)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(dāng)磨損或腐蝕量超過原直徑的10%時，應(yīng)更換新繩。

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　　2)滑輪

　　在起重機的提升機構(gòu)中?；喥鹬×椭С袖摻z繩并為其導(dǎo)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(yīng)力，更重要的是減小了鋼絲與滑輪之間的擠壓應(yīng)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。滑輪支承在固定的心軸上，通常采用滾動軸承。

　　3)卷筒

　　卷筒在提升機構(gòu)或牽引機構(gòu)中用來卷繞鋼絲繩。將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)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(gòu)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(gòu)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(dǎo)致重大的人身及設(shè)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(dāng)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(zhì)量亦較輕，其缺點是鍛造工藝復(fù)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(jù)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(zhì)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(yīng)力。

　　對Ⅲ一Ⅲ斷面，貨物質(zhì)量有把吊鉤拉斷的趨勢，Ⅲ一Ⅲ斷面受拉應(yīng)力。

　　貨物質(zhì)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(zhì)量的拉力，使整個斷面受拉應(yīng)力，同時還受力矩的作用。在力矩的作用下，Ⅱ一Ⅱ斷面的內(nèi)傭

　　受拉應(yīng)力.外側(cè)受壓應(yīng)力。這樣在內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力疊加，外側(cè)拉、壓應(yīng)力抵消一部分。根據(jù)計算，內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力比外側(cè)拉應(yīng)力大l倍多。這也就是梯形斷面內(nèi)側(cè)大、外側(cè)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(yīng)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(yīng)能靈活轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)少于10 min.當(dāng)負荷卸去后，吊鉤上不得有裂紋、斷裂和永久變形，如有則應(yīng)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(yīng)超過0.25%。

　　為了防止脫鉤，發(fā)生意外的事故.吊鉤應(yīng)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(gòu)，它的工作特點是經(jīng)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(gòu)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(jù)其構(gòu)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(jù)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(gòu)不工作期間是閉合的，在機構(gòu)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(gòu)必須采用常閉式制動器，以確保安全。常開式制動器經(jīng)常處于松開狀態(tài)，只有在需要制動時才使之產(chǎn)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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