起重机易损零部件的安全技术.ppt

第三章 起重机易损零部件的安全技术,第一节 取物装置第一单元 吊钩第二单元 抓斗 第三单元 电磁吸盘第四单元 其它吊具 第二节 钢丝绳第一单元 概述第二单元 钢丝绳的选择第三单元 钢丝绳的标记方法第四单元 钢丝绳的固定与连接,第五单元 钢丝绳的报废第六单元 钢丝绳的使用和维护 第三节 滑轮和卷筒第一单元 滑轮与滑轮组第二单元 卷筒第四节 制动器第一单元 制动器的种类和用途 第二单元 带式制动器第三单元 块式制动器第四单元 制动器的选择与使用第五单元 制动器的检查与报废,1.吊钩的种类 吊钩按制造方法可分为锻造吊钩和片式吊钩 锻造吊钩又可分为单钩(图21a)和双钩(图22b)单钩一般用于小起重量，双钩多用于较大的起重量锻造吊钩材料采用优质低碳镇静钢或低碳合金钢，如20优质低碳钢、16Mn、20MnSi、36MnSi片式吊钩由若干片厚度不小于20mm的C3、20或16Mn的钢板铆接起来片式吊钩也有单钩和双钩之分(图21c，图21d)图61a 锻造单钩,,图62b 锻造双钩,,图61c 片式单钩,,图61d 片式双钩,,片式吊钩比锻造吊钩安全,因为吊钩板片不可能同时断裂，个别板片损坏还可以更换。

吊钩按钩身(弯曲部分)的断面形状可分为：圆形、矩形、梯形、和T字形断面吊钩(图22)图6-2 吊钩断面形状,从受力情况看丁字形断面吊钩最合理，但其缺点是工艺复杂使用最多的是梯形断面吊钩，受力合理，制造方便矩形断面的板片式吊钩断面承载能力不能充分利用，比较笨重圆形断面吊钩只用于小型钩的场合吊钩钩孔直径与起重能力有一定关系：,单钩,,双钩,钩身各部分尺寸（见图2-2）间的关系如下:,,2.吊钩危险断面的强度计算,,图6-3 钩身尺寸,钩身水平断面A-A 吊钩按曲梁理论计算，其钩身部分应力最大的断面为A-A和B-B因此这两个断面称为危险断面A-A断面：,,内侧拉应力,,外侧压应力,式中:Q计--吊钩承受的计算载荷，,,FA--A-A断面面积； D --钩孔直径； h --梯形断面高度； e1、e2--断面形心距内、外边缘的距离； KA--曲梁断面A-A的形状系数 对于梯形断面：,,其中b1、b2为梯形断面的大小边长通常取D = h； b1= 0.67h ; b2=0.4b1，则KA0.1 其它符号见图2-3钩身水平断面B-B B-B断面虽然受力不如A-A断面大，却是吊索强烈磨损的部位随着断面面积减小，承载能力下降，应按实际磨损的断面尺寸计算。

危险的受力情况是当系物吊索分支的夹角较大时，吊索每分支受力为：,,分解此力，偏心拉力为,,切力为,,偏心拉力产生与A-A断面相似的受力情况按amax=45考虑，B-B断面的内侧拉应力 3,,切应力为：,,式中:FB--B-B断面面积钩柄尾部的螺纹部位C-C断面 螺纹根部应力集中，容易受到腐蚀，会在缺陷处断裂螺纹的强度计算只验算拉应力：,,,式中:Fc--螺纹根部断面面积； d1--螺纹根部直径； n--安全系数，通常取n43.吊钩的安全技术要求 吊钩的安全检验 人力驱动的起升机构用的吊钩,以1.5倍额定载荷作为检验载荷进行试验动力驱动的起升机构用的吊钩,检验载荷按表61规定载荷进行试验 吊钩卸去检验载荷后，不应有任何明显的缺陷和变形，开口度的增加量不应超过原尺寸的0.25%. 检验合格的吊钩，应在吊钩低应力区打印标记，包括额定起重量、厂标或厂名，检验标志、生产编号等内容表61 吊钩检验载荷,,图6-4 钩身尺寸,吊钩的报废标准 吊钩出现下列情况之一时应予报废：裂纹；危险断面磨损达原尺寸的10%；开口度比原尺寸增加 15%；钩身扭转变形超过 10；吊钩危险断面或吊钩颈部产生塑性变形；吊钩螺纹被腐蚀；片钩衬套磨损达原尺寸的50%时，应更换衬套；片钩心轴磨损达原尺寸的5%时，应更换心轴。

抓 斗 是一种装卸散料物品的自动取物装置，有单绳抓斗，双绳抓斗，马达抓斗，液压抓斗等1.抓斗的作业过程 有4个动作：降斗，抓取，提升和开斗,2.抓斗的类型 抓斗根据抓取物料块粒的大小、松散程度、容重以及粘度大小等，可分成五种类型（见表62）中型、重型及特重型抓斗在抓取块粒大于60mm或较坚实的物料时，应制成带齿的颚板 表6-2 按物料容重划分的抓斗类型,3.抓斗的安全检查 抓斗应每天检查一次,特别是工作繁重的抓斗,更应进行认真检查对达到报废标准的部件要及时报废 要检查钢丝绳的固接情况，磨损情况； 要检查滑轮轴的磨损和轮缘的磨损情况；,要检查螺栓、螺帽的紧固情况及损坏情况； 要检查刃口的磨损情况，刃口不应歪斜，不应有裂纹； 要保持良好的润滑状态； 抓斗闭合时，两水平刃和垂直刃口的错位差及斗口接触处间隙不得大于3mm，最大间隙处的长度不大于200mm； 抓斗张开时，斗口不平行差不得超过20mm； 抓斗起升后，斗口对称中线及抓斗垂直中心线，无论在抓斗张开或闭合时，都应在同一垂直平面内，其偏差不得超过20mm电磁吸盘 电磁吸盘用来吊运具有导磁性的黑色金属材料及其制品的吊具电磁吸盘由铸钢壳体和置于其中的线圈构成（见图65）。

用电缆将直流电送入线圈绕组图6-5 电磁吸盘,当起重电磁吸盘降落在被吊运的黑色金属制品上时，电磁铁的磁通由电磁铁的外壳通过物品而闭合，产生电磁吸引力（见图66），并一直保持到断电为止为保证安全，电磁吸盘的线路都有延时性能图6-5 电磁吸盘工作原理,圆形电磁吸盘用来起吊钢锭、钢铁铸件及废钢屑等矩形电磁盘用来起吊钢板、钢管以及各种型钢 电磁吸盘的优点是自动装卸，效率高缺点是自重大，消耗功率大，断电时物品会坠落起吊能力受温度和Mn、Ni含量的影响 一般起吊温度在200以下的黑色金属制品，温度达500时电磁吸盘的起吊能力就会下降50%左右当温度达到700时，则没有起吊能力（一般碳素钢到785磁性全部消失） 目前也有用于高温起吊电磁吸盘，这种电磁吸盘可以吸高温制品，但普通电磁吸盘不准吸高温制品操作安全要求： 注意平衡，电磁吸盘应置于制品重心上方，然后通电，防止轻的铁屑飞溅； 起吊时，工作电流应达到额定值才能起吊； 降落电磁吸盘，要注意周围情况，防止伤人； 在起吊时，要注意金属制品与电磁吸盘之间不应有非导磁性物品，如木片、沙石等，否则会影响起吊能力； 要认真检查各部分的零部件，发现损坏应及时更换； 吊运过程中，要特别注意安全，不准在设备或人员头上通过。

其它吊具 1集装箱吊具 集装箱吊具是集装箱起重机的专用吊具,由于集装箱的尺寸和重量不同,集装箱的吊具也不同,可分为整体式（固定式）、换装式、子母式、伸缩式等型式 国际标准集装箱20英尺长为6058mm，高为2438mm，宽为2438mm，重量为20320kg；40英尺集装箱长度为2192mm，宽度为2438mm，高度为2438mm，重量为30180kg；10英尺集装箱长度为2991mm，宽高均为2438mm，重量为10160kg吊具的金属结构由框架、伸缩臂、上下导轨和推导构成 伸缩机构由油泵、油缸、链条、链轮及推杆构成当高压油进入油缸时，活塞杆通过链条使推杆作往复运动，从而使伸缩臂在2040范围内调节 旋锁机构由旋锁油缸、连杆、曲柄、旋锁轴和旋锁轴头等构成当旋锁轴头插入箱角的椭圆孔内，司机接到信号后，转动旋锁轴，将吊具与集装箱锁紧 导向爪装置，是利用导向爪的喇叭口使吊具旋锁自动对准集装箱2真空吸盘 真空吸盘分为有动力真空吸盘和无动力真空吸盘可以用来吸取钢材、木材和石料等真空吸盘更适于吸附板状物品、木制家具等图67是常见的几种吊具,,图6-7 常用吊具,钢丝绳概述,,钢丝绳强度高、自重轻、柔韧性好、耐冲击，安全可靠。

在正常情况下使用的钢丝绳不会发生突然破断，但可能会因为承受的载荷超过其极限破断力而破坏钢丝绳的破坏是有前兆的，总是从断丝开始，极少发生整条绳的突然断裂钢丝绳广泛应用在起重机上钢丝绳的破坏会导致严重的后果，所以钢丝绳既是起重机械的重要零件之一，也是保证起重作业安全的关键环节1钢丝绳的构造 钢丝绳是由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳 （1）钢丝钢丝绳起到承受载荷的作用，其性能主要由钢丝决定钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形（或异形）丝材，具有很高的强度和韧性，并根据使用环境条件不同对钢丝进行表面处理 （2）绳芯它是用来增加钢丝绳弹性和韧性、润滑铜丝、减轻摩擦，提高使用寿命的常用绳芯有机纤维（如麻、棉）、合成纤维、石棉芯（高温条件）或软金属等材料2钢丝绳的类型 起重机用钢丝绳采用双捻多股圆钢丝绳 （1）按钢丝的接触状态分类，可分为点接触、线接触和面接触钢丝绳（见图6-8） 点接触钢丝绳（亦称普通型，见图6-9a）是采用等直径钢丝捻制由于各层钢丝的捻距不等，各层钢丝与钢丝之间形成点接触（见图6-8a）受载时钢丝的接触应力很高，容易磨损、折断，寿命较低，优点是制造工艺简单、价廉。

点接触钢丝绳常作为起重作业的捆绑吊索，起重机的工作机构也有采用 线接触钢丝绳是采用直径不等的钢丝捻制将内外层钢丝适当配置，使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触（见图68b），使受载时钢丝的接触应力降低线接触绳承载力高、挠性好、寿命较高常用的线接触钢丝绳有西尔型（亦称外粗式，见图 6- 9b）、瓦林吞型（亦称粗细型，见图6-9c填充型（亦称密集式，见图69d）等起重机设计规范推荐，在起重机的工作机构中优先采用线接触钢丝绳图6-8 钢丝绳中丝与丝的接触状态(a)点接触 (b)线接触 (c)面接触,面接触钢丝绳（也称密封式，见图69e）通常以圆钢丝为股芯，最外一层或几层采用异形断面的钢丝，层与层之间是面接触（见图6-8c），用挤压方法绕制而成其特点是，表面光滑、挠性好、强度高耐腐蚀，但制造工艺复杂，价格高，起重机上很少使用，常用作缆索起重机和架空索道的承载索图6-9 钢丝绳的断面形式,（2）按钢丝绳的捻向分类根据钢丝绳由丝捻成股的方向与由股捻成绳的方向是否一致，可分为： 交互捻钢丝绳（也称交绕绳）其丝捻成股与股捻成绳的方向相反由于股与绳的抢向相反（见图6一10c，d），便用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。

图6-10 钢丝绳的捻向,同向捻钢丝绳（也称顺绕绳）其丝捻成股与股捻成绳的方向相同（见图610a，b），挠性和寿命都较交互捻绳要好，但因其易扭转、松散，一般只用来做牵引绳 不扭转钢丝绳这种钢丝绳在设计时，使股与绳的扭转力矩相等，方向相反，克服了在使用中的扭转现象，常在起升高度较大的起重机上使用，并越来越受到重视钢丝绳的选用 钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求1钢丝绳承载能力的计算 钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种 （1）公式法（ISO推荐）：,,,,式中:d--钢丝绳最小直径，mm； S--钢丝绳最大工作静拉力； c--选择系数，mm/n1/2； n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定； k--钢丝绳捻制折减系数； --钢丝绳充满系数； b--钢丝的公称抗拉强度，N/mm22）安全系数法,F0SnF0=kS丝,式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N； S--钢丝绳最大工作静拉力； n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表63和表64）； k--钢丝绳捻制折减系数； S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。

表63 工作机构用钢丝绳的安全系数,表64 其他用途钢丝绳的安全系数,注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数,2钢丝绳的寿命 钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即：,D0minhd,式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小。