表1-5港口门座起重机的幅度R、起升高度H和轨距t(m)
表1-6轮胎和汽车起重机起升高度(m)
(十)运行速度V
运动速度也称工作速度,按起重机工作机构的不同分为多种(如表1—7)。 表1-7常用工作速度
┏━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┓ ┃ ┃起重机类型 ┃工作速度(m,min) ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━┫ ┃ ┃一般用途起重机 ┃6~25 ┃ ┃起升速度 ┃装卸用起重机 ┃ 40~90 ┃ ┃ ┃安装用起重机 ┃<1 ┃ ┗━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┛
┃起重机类型 ┃I:作速度(m/nin) ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃桥、门式起重机小车 ┃40~50 ┃ ┃ ┃装卸桥小车 ┃ 180~240 ┃ ┃ ┃桥式起重机大车 ┃ 90~120 ┃ ┃运行速度 ┃门式起重机大车 ┃ 40~60 ┃ ┃ ┃门座起重机及装卸桥大车 ┃ 20~30 ┃ ┃ ┃轮胎起重机 ┃ 10~20(km/h) ┃ ┃ ┃汽车起重机 ┃50~65(km/ h) ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫ ┃变幅速度 ┃门座起重机(工作性) ┃ 40~60 ┃ ┃ ┃浮式起重机(工作性) ┃ 25~40 ┃ ┃ ┃汽车及轮胎起重机 ┃ 10~30 ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫ ┃回转速度 ┃门座起重机 ┃n≈2r/min ┃
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┃ ┃汽车及轮胎起重机 ┃ n≈2—3.5l/min ┃ ┃ ┃浮游起重机 ┃ n≈O.5—2r/min ┃ ┗━━━━━┻━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━┛
1.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)。 2.回转速度,是指稳定运动状态下,起重机转动部分的同转角速度(r/min)。
3.起重机(_人车)运行速度Vk,是指稳定运行状态下,起重机在水平路面或轨道上,带额定 载荷的运行速度(M/min)。 4.小车运行速度v。,是指稳定运动状态下,小车在水平轨道上带额定载荷行驶的速度(m/min)。 5.吊重行走速度,是指在坚硬地面上,起重机吊额定载荷平稳运行的速度(m/min)。其与起 重机运行速度的主要区别是运行的条件不同,轮胎起重机设计时要考虑这一指标。
6.变幅速度v1,是指稳定运动状态F,吊臂挂最小额定载荷,在变幅平面内从最人幅度至最 小幅度的水平位移平均速度(m/min)。
变幅速度有时也刚变幅时间衡量,它是指吊对应于最大幅度的起重量,从最火幅度至最小幅度所需的时间(min)。 (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。或者说,起重机工作级别是表明起重机工作繁重程度的参数,即表明起重机工作在时间方面的繁忙程度和在吊重方面满载程度的参数。
划分起重机的工作级别是为了对起重机金属结构和机构设计提供合理的基础,也为用户和制造厂家进行协商时提供一个参考范围。起重机载荷状态按名义载荷谱系分为轻、中、重、特重四级;起重机的利用等级分为U0~U9十级。
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A1~A8级,若与我国过去规定的起重机工作类型对照,大体上相当于:A1~A3一轻;A4~A5一中;A6~A7一重;A8一特重。
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第二章 起重机主要零部件
第一节 吊钩和吊钩组
吊钩是起重机安全作业的三大重要构件(制动器、钢丝绳和吊钩)之一,若使刚不当则易损坏和折断,造成重大事故和经济损失,因此必须对吊钩进行经常的安全技术检验和检查。 (一)吊钩的分类与构造
吊钩根据形状的不同,可分为单钩和双钩两种。单钩的优点是制造与使用比较方便;双钩的受力比较有利,优点是重量轻。单钩用于较小的起重量。当起重量较大时,为了不使吊钩过重,多采用双钩。铸造起重机的片式吊钩由于与浇铸桶相配合的要求,即使起重重量很大,仍然采用单钩。
吊钩钩身截面形状有圆形、方形、梯形和T字形。按受力情况分析,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。矩形截面只用于片式吊钩,断面的承载能力未能充分利用,因而较为笨重。圆形截面只用于简单的小型吊钩。
吊钩根据其断面形状和制造方法进行分类,可分为: 1)以断面分:工字形——用于起重滑车; 丁字形——用于电动葫芦: 梯形——用于一般起重机。
2)以制造方法分:
图3-1—1吊钩图
a一锻造单钩; b一锻造双钩; c一片式单钩; d-片式双钩
(二)吊钩的材料
吊钩的材料要求具有较高的强度和塑韧性,没有突然断裂的危险。但强度高的材料通常对裂纹和缺陷很敏感,强度越高,突然断裂的可能性越大。因此,目前吊钩广泛采用低碳钢和低碳合金钢制造。
按照GBl0051—88《起重吊钩》要求,锻造吊钩的材料应采刖DG20、DG20Mn、DG34CrMo、DG34CrNiMo、
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DG30Cr2Ni2Mo钢制造。特别是DG34CrMo、DG34CrNiMo、DG30Cr2Ni2Mo合金钢,
由于具有一定含量cr、Ni、Mo元素,可抑制奥氏体晶粒的长人,使其强度增大;在进行同火时,又由于.具有这三种元索,即使其强度下降不多,延伸率和冲击韧性却增加许多。鉴于含cr、Ni、Mo元素的合金钢有强度高。塑韧性好的特点,用它制造的吊钩体积相对小,承载能力却火。锻造吊钩也有采用20号钢,经锻造和冲压、退火处理,再进行机械加工。为了确保制造出的吊钩在使用期内不发生应变、老化脆裂,必须确保钢材中铝的含量,国际标准化组织ISO标准推荐金属铝的最小含量为O.02%。锻打吊钩时,应在低应力区打印出不易磨灭的标记,标记内容应有:额定起重量、厂标、检验标志、日期、编号。由锻造吊钩厂进行表面检验及负荷试验后,提供合格证明文件。 锻造单钩主要用于30吨以下的起重机,双钩一般用丁50~100吨的起重机。75吨以上的起重机人都采用片式钩,片式单钩川在起重量75~350 吨,双钩用于100吨以上起重机。
片式吊钩一般用于大吨位或受强烈灼热的场所,它通常是川厚度不小于20mm的A3、20或16Mn钢板制造。片式吊钩一般不会因突然断裂而破坏,因为缺陷引起的断裂只局限于个别钢板,片式钩其板片不可能同时断裂,剩余的钢板仍然能支承吊重,个别损坏的钢板可更换,因而比锻造吊钩有较大的安全性。所以片式钩的可靠性高,但是片式钩的断面形状只能制成矩形断面,因此钩体的材料不能被充分利用。片式构只用在起重量较大的起重机上,它是由每片厚度为30毫米的成型钢板铆合制成。片式钩口上装有护板通常用A3钢、16Mn轧制钢板制成。
因为铸造材料存在很多质量缺陷,所以规定起重机械不得使用铸造吊钩。也不能采用焊接吊钩。由于吊钩在起动、制动时受很大冲击载荷,因此也不能用强度高、冲击韧性低的钢材制造。 (三) 吊钩的危险断面
对吊钩的检验,必须要知道吊钩的危险断面所在。通过对吊钩的受力分析,可以得出结论,即吊钩的危险断面有三个。如图3-1-2。
假定吊钩上悬吊货物的重量为Q。很明显货物的重量通过钢丝绳作 用在吊钩的垂直断面上,有把吊钩切断的趋势,所以吊钩垂直断面受剪 切应力τ,其值为: Q τ=——
FB 式中:FB为吊钩垂直断面的面积。
对于钩尾断面。重量Q有把吊钩拉断的趋势,所以钩尾断面受拉应 力α其值为: Q α= —— Fc
式中:Fc为钩尾断面的面积。
Q力对吊钩除有拉力、剪刀作用外,还有把吊钩拉直的趋势,也就 是对断面B-B以右的各断面,除受拉力外还受每一个力矩的作用。因此, 水平断面A—A既受到Q力的拉伸,还受到力矩M的作用。
M=(0.5D+ei)Q。
由于弯矩的作用,水平断面的内侧受拉应力,外侧受压应力。这样内侧拉应力迭加,外侧压应力抵消一部分。根据计算得知,内侧拉应力的绝对值比外侧压应力的绝对值大一倍多,这就是梯形断面的内侧宽大,外侧窄小的缘故。从上述分析可知,水平断面受弯曲应力最大,这是因为作用在这个断面上的弯矩值最人,所以这个断面也是一个危险断面。
(四)吊钩组
吊钩组就是吊钩与滑轮组的动滑轮的组合体。吊钩组有长型与短型两种,如图3—1—3所示。
长型吊钩组采刚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。它的高度较大,使有效起升高度减小。
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短型吊钩组过去采刚长吊钩。这种吊钩组的滑轮直接装有吊钩横梁上,高度大人减小。但只能用于双倍率滑轮组。因为单倍率滑轮组的均衡滑轮在下方,只有用长型吊钩组才能安装这个均衡滑轮。现在生产的短型吊钩组(图3—1—3d)在结构上类似长型吊钩组,但具有短型的特点。短型吊钩组只能用于较小的滑轮组倍率。当倍率较大时,滑轮数目增多,吊钩横梁过长,因而弯曲力矩过大,使吊钩自重过大。因此,短型吊钩组只用于较小的起重量。
为了吊重方便,吊钩应能绕垂直轴线与 水平轴线旋转。因此,吊钩用止推轴承支承 在吊钩横梁上。吊钩尾部的螺母压在这个止 推轴承上。螺母应有可靠的防松装置,止推 轴承应有防尘装置。为了使吊钩能绕水平轴 线旋转,长型吊钩横梁的轴端与定轴档板相 配处制成环形槽,容许横梁转动;相反,上 方滑轮轴的轴端则为扁缺口,不容许滑轮轴 转动。
图3—1—3吊钩组 (a)(b)长型吊钩组(c)、(d)短型吊钩组
吊钩组是通用起重机中最基本的取物装置。图3-1-4为锻造吊钩的型式,图3-1-5为片制吊钩
图3一1-4锻造吊钩组 图3一1-5片制吊钩组 图3一1-6磨损的吊钩
的型式。随着起重量的不同,零件的尺寸和工作滑轮的数目也不一样,通常起重量越大,滑轮的数目越多,这样可使单根钢丝绳承受的拉力不大,钢丝绳直径也就不必选得太粗,相应的其它零部件尺寸也可减少。
(五)吊钩的安全装置
吊钩多发生脱钩事故。为了防止脱钩, 发生意外事故,吊钩应有防止脱钩的安全装 置(见图3一1-7)。
(六)吊钩组的损坏形式
吊钩组在使用中,从外观可见到的损坏 形式,常有钩口部位的磨损和滑轮轮缘的破 碎。
①钩口部位的磨损(见图3一1-6)虽为正 常现象,但如果辅助吊具的用法得当,会磨 损的慢些,甚至很少有磨损。实践证明用单 根钢丝绳跨挂重物的方法,如图3一1-8所示,
是造成钩口磨损的主要因素。当重物被吊起时,必然要自行调整重心,迫使钢丝绳在钩口处滑动,致使钩口很快磨
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