起重机械检验师资格考试复习题吕嘉宾.docx
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起重机械检验师资格考试复习题吕嘉宾
起重机械检验师资格
考试复习题
1、造成起重机大车启动打滑的原因有哪些?
答:
正常情况下,由于车轮的轮压N作用在轨道上,轨道和车轮之间有一定的摩擦系数f,当电机对车轮作用一个扭矩M扭时,车轮最下方的a点产生相对轨面的滑动趋势,轨面对车轮提供一个向前的静摩擦力F,使车轮向前滚动。
此时M扭=F·R+M阻,而Fmax=N·F,如果M扭>Fmax·R,即M扭>N·f·R+M阻,则发生打滑。
产生打滑现象有三种可能:
1)轨道上有油污或冰雪,使得车轮和轨道之间的滑动摩擦系数f减小;
2)轨道车轮安装误差严重,结构布置不合理或者结构变形,使驱动轮轮压N不够;
3)大车电机功率过大,或启动时未经调速,使电机的启动扭矩过大。
一般双梁小车、小跨度单梁、悬挂单梁易发生启动打滑并引起啃轨。
2、性能等级10.9的螺栓,其10.9的含义,以及常用高强度螺栓的性能等级有几种?
答:
“10”表示螺栓公称抗拉强度δb的1/100,即公称抗拉强度为1000MPa;“.9”表示公称屈服点δs或公称屈服强度δ0.2与公称抗拉强度δb的比值(屈强比)为0.9,即公称屈服强度为900MPa。
(δ0.2表示杆件变形达到0.2%时的强度)
常用的高强度螺栓强度等级有三种:
8.8、10.9、12.9级,此外还有一个不常用的9.8级。
3、试述塔式起重机起重量特性曲线的确定原则。
答:
(1)塔式起重机的额定起重量随着幅度的增大而减小,是幅度的函数。
这是由起重机的结构强度、刚度、稳定和整机抗倾翻稳定性要求所至的。
最大起重量受起升机构能力和的限制和起重量限制器的控制,不能超过额定起重量的110%。
全力矩法机械式力矩限制器不是直接控制起重力矩的,而是测取和控制起重臂上所有载荷对起重臂根部铰点的力矩大小,此时被控制的不是起重产生的力矩。
这是现在小车变幅的塔机常用的力矩控制方法。
(2)塔机起重量特性曲线的确定要求,主要受下列因素控制:
1)起升系统强度,如起升电机、制动器、卷筒和钢丝绳、吊钩等;
2)结构强度、刚度、稳定性;
3)整机抗倾翻稳定性;
4)最大安全工作载荷;
5)起重机力矩限制器控制的设定值(实际曲线)。
塔式起重机的起重量特性曲线必须被包容在考虑上述因素的曲线下面。
4、试述塔式起重机塔身主要承受哪些载荷,并说明这些载荷是由哪些因素引起的?
答:
塔身主要承受压力、弯矩、扭转、剪切等载荷,这些载荷的影响因素是:
1)压力载荷—起重机上部结构自重,以及起重载荷引起的垂直力,对塔身施加压力;
2)弯矩载荷—由于空载的自重力矩和工作时的起重力矩一般不能平衡,以及风力的影响,对塔身施加弯矩;
3)扭转载荷—由于塔机回转及启、制动的水平惯性力和风载荷,对塔身施加扭转载荷;
4)剪切载荷—由于风力、水平变幅小车起、制动的惯性力,对塔身施加水平剪切载荷引。
5、试述塔式起重机塔顶的作用,并说明刚性塔顶和可摆式塔顶受力的区别。
答:
1)塔顶的主要作用是支撑起重臂,对上回转的塔式起重机,刚性塔顶还起支撑平衡臂的作用。
2)刚性塔顶受弯矩、压力、剪切作用;可摆式塔顶仅受轴心压力载荷作用。
6、试述右图-塔式起重机回转机构传动图中部件1-7的名称,并说明部件2的作用。
答:
1)1—电动机;2—液力耦合器;3—行星减速器;4—小齿轮;5—大齿圈;6—内座圈;7—滚柱。
2)部件2是液力耦合器,它的作用是:
在电机轴和减速器轴之间,不通过机械联系,只靠液力传递,实现软传动,使回转传动平稳地加速或减速。
7、试述造成汽车起重机倾覆的可能因素有哪些?
1)地基不坚实,或支腿未加垫板;
2)各种原因引起的超载;
3)力矩限制器不起作用;
4)工作时的大风袭击;
5)支腿油缸或变幅油缸严重泄漏;
6)违规行走和起臂。
8、试述液压汽车起重机在某幅度处不能起吊相应额定起重量的可能因素。
1)液压泵内部泄漏或故障导致油泵供油压力不足;
2)溢流阀设定值偏小或故障,致使系统压力不足;
3)换向阀内部泄漏或故障,致使马达上升分支回路供油压力不足;
4)油路渗漏,致使系统压力不足;
5)液压马达内部泄漏或故障,马达内部能量损失过大;
6)液压油质恶化,滤油器太脏,吸油不畅;
7)制动器因液压或机械原因不能充分打开;
9、桥式起重机静载试验程序如下:
小车在跨中起吊额定载荷,离地面100~200mm,逐渐加载至125%额定载荷,悬空不少于10min,卸载后检查永久变形情况,重复三次后不得再有永久变形,此时主梁上拱度不小于0.7S/1000,起重机不应有裂纹,连接松动,构件损坏等影响起重机性能和安全的缺陷。
问1)从以上试验程序可以看出,桥式起重机静载试验时,可能会出现永久变形,为什么?
2)为什么第一次第二次出现永久变形,第三次不再有永久变形的起重机还能继续使用?
答:
1)一是由于起重机主梁在焊接过程中和主梁下部用火焰起拱的方法起拱时,焊缝的热影响区和主梁烘烤的加热区存在受拉的残余应力;二是由于起重机在安装过程中预紧螺栓引起连接件周边母材存在受拉的残余应力。
这些残余应力有时很大,可达到或接近材料的屈服强度。
静载试验,由1.25倍额定载荷和小车自重的作用,在主梁下部产生的拉应力和焊缝的热影响区、主梁烘烤的加热区以及法兰连接区存在受拉的残余应力叠加,使实际的应力达到材料的屈服强度,从而产生永久变形。
2)静载试验时,当第一次第二次发生永久变形,如果第三次后不再发生永久变形,表明主梁受拉焊缝的热影响区、主梁烘烤的加热区以及法兰连接区的残余应力得到释放,材料在经过局部的塑性变形后得到强化,主梁仍可继续使用。
10、简述金属结构疲劳裂纹产生的基本条件和疲劳裂纹断口特征。
答:
(1)疲劳裂纹产生的条件:
1)存在应力集中部位或存在原始缺陷;
2)存在交变应力,交变应力或应力幅具有相当的大小;
3)应力循环次数达到相当多的数值,一般在105以上。
(2)焊接疲劳裂纹及断口特征:
1)裂纹发生在焊缝的热影响区,焊缝热影响区的残余应力较大;
2)裂纹发生在应力集中部位,如焊缝边缘的咬合线处或原始缺陷处;
3)裂纹沿构件受力轴线垂直的方向扩展;
4)裂纹断口的断面存在贝纹线;
11、试述下图——桥式起重机主梁结构示意图中1~6的名称,并说明构件4、5、6的作用。
答:
(1)1——上盖板;
(2)2——下盖板;
(3)3——腹板;
(4)4——大加劲板;
(5)5——小加劲板;
(6)6——纵向水平加劲板。
3——3腹板承受剪力载荷,同时承受部分弯矩;
4——大加劲板的作用是充当主梁的骨架,同时增加上盖板和腹板的局部稳定性。
5——小加劲板的作用是进一步增加上盖板和腹板的局部稳定性,同时使小车的轮压更加直接地传递到腹板上去;
6——纵向水平加劲板的作用是增加腹板受压区的局部稳定性。
12、某检验员对一臂架型起重机进行起重力矩限制器综合误差试验:
现场检测时选定的测试点Q1的幅度L1=25m,查该起重机特性曲线对应测试点的额定起重量Q1=5000kg,起吊后,加载至Q11=5070kg时力矩限制器动作,实测此时的实际幅度L11=25.15m,再查该起重机的特性曲线,该幅度所对应的额定起重量Qn=4980kg,已知该力矩限制器制造厂的设定系数Kj=1.05。
该检验员接着又对该机进行额定起重能力试验,情况是:
现场检测时选定的测试点Q2的幅度L2=20m,查该起重机特性曲线对应测试点的额定起重量Q2=6300kg,起吊6000kg,逐渐加载至6300kg时力矩限制器动作,此时的幅度实测为L4=20.1m。
问:
(1)该检验员进行起重力矩限制器综合误差试验采用的是什么方法?
(2)根据该检验员的试验,该起重机的起重力矩限制器的综合误差是多少?
(3)该起重力矩限制器的额定起重能力试验是否合格?
为什么?
答:
(1)起重机力矩限制器综合误差试验采用的是“增重法”。
(2)该起重力矩限制器的综合误差δ为:
(3)该起重力矩限制器的额定起重能力试验合格,因为当起吊6300kg载荷时的实际幅度为20.1m,根据该起重机特性曲线,在这一幅度对应的额定起重量不到6300kg。
13、某企业拟购买一台旧桥式起重机使用,请你结合《起重机械安全监察规定》和其他有关法律法规和安全技术规范的要求,告诉企业一个合理的办事程序,保证这台旧设备最后能合法使用。
答:
告诉企业按一下程序办事:
(1)和原使用单位签订旧起重机的购买合同;
(2)要求原使用单位提供这台设备完整的安全技术档案,同时要求原使用单位提供这台起重机的登记注销证明;
(3)和有资质的安装单位签订安装合同;
(4)要求安装单位向当地质量技术监督部门办理开工告知手续;
(5)要求安装单位向当地特种设备检验机构申请监督检验(未实行安装监检的地区,由使用单位向当地特种设备检验机构申请验收检验);
(6)检验合格后,使用单位应在起重机投入使用前或者投入使用后30日内,按照有关规定到登记部门办理使用注册登记;
(7)按有关要求建立这台起重机的安全技术档案。
14、2008年6月,某省特种设备安全监察部门对一生产桥式起重机的制造厂进行监督检查,该企业的情况是:
有桥式起重机主梁对焊接缝和角焊缝的焊接工艺,没有相应的焊接工艺评定报告,无损检测委托邻近的某压力容器厂进行射线探伤,有问题时向起重机厂反馈,射线底片档案每月向起重机厂移交一次,焊工持有安监部门办法的《特种设备作业人员证书》,提供了最近半年来,包括通用桥式起重机、电
动单梁起重机和门式起重机在内的共56台起重机的制造监检证书。
请你结合以上情况谈谈制造厂和负责制造监检工作的检验机构存在的问题。
答:
(1)制造厂存在的问题:
1)桥式起重机主梁对接焊缝和角焊缝的焊接工艺没有进行工艺评定,没有相应的焊接工艺评定报告;
2)没有及时对射线探伤底片进行抽查和复核;
3)焊工未持有质监部门办法的《特种设备作业人员证书》。
(2)监检机构存在的问题:
1)没有对制造厂上述行为提出监检联络单或意见书;
2)监检人员没有履行《起重机械制造监检规则》要求的抽查底片的比例不小于该台产品检测数量20%的规定。
3)对《起重机械制造监检规则》不要求监检的电动单梁起重机实行了制造监检,属于超越职权的乱作为行为。
15、右上图是起重机的起升机构。
已知:
额定载荷Q=100kN,吊钩和滑轮组重量q=5kN,电动机额定转速n=950rpm,减速机减速比i=40,卷筒绳槽中心截圆直径D=400mm,滑轮组倍率m=3,机构总效率η=0.9。
求:
(1)电动机所提供的静功率(kW);
(2)如果电动机型号不变的情况下,要将额定起重量由10t提高到11t,可采取哪些具体措施?
采取这些措施时应分别注意什么问题?
答:
(1)电动机静功率
(2)将起升速度降至
具体做法是:
1)更换减速器高速极齿轮,增大减速器减速比
注意:
a、要重新验算钢丝绳静拉力和选择合适直径的钢丝绳;b、验算主梁等金属结构的强度、刚度和局部稳定性。
2)滑轮组倍率m增加为4,则
注意:
a、要更换倍率为4的滑轮组,降低提升速度不精确;b、验算主梁等金属结构的强度、刚度和局部稳定性。
3)减少卷筒直径
注意:
a、重新验算卷筒强度,要重新安装卷筒;b、验算主梁等金属结构的强度、刚度和局部稳定性。
16、下图为带有离合器、蓄能器的起升机构液压原理图,回答下列问题。
(1)单向阀1的作用是什么?
(2)单向阀19的作用是什么?
(3)单向阀22的作用是什么?
(4)液压系统是如何保持蓄能器的工作压力的?
答:
(1)单向阀1的作用是:
当手动换向阀4从I位换到中位时,液压马达的供油中断,马达在重物的作用下仍惯性运转,为防止马达的进油口产生负压气穴现象,单向阀1起到向马达的进油口补油的作用。
(2)单向阀19的作用是:
防止蓄能器的高压油通过液动阀18回流至油泵1的出油管。
(3)油泵①向换向阀方向供油,由于压力继电器15的动作压力为12MPa,此时尚未动作,电磁换向阀21仍导通,溢流阀20仍处于卸荷状态,单向阀22的作用是是防止油泵①泵出的压力油经过溢流阀20流回油箱。
(4)油泵1开始供油时,由于顺序阀16不导通,压力油先经液动阀18和单向阀19给蓄能器13供油充压。
当蓄能器压力增加到调定压力(约7MPa)时,液动阀17导通,从而使顺序阀16导通,油泵①可以向手动换向阀4供油。
当蓄能器压力减小到调定压力(约7MPa)时,液动阀17关闭,使顺序阀16关闭,油泵①便又向蓄能器13供油,以维持蓄能器压力不低于7MPa的调定压力。
17、已知:
某车间一台QD10-19.5A6吊钩桥式起重机其起升机构布置和钢丝绳缠绕如右图,吊钩和动滑轮组重量q=2.2kN,起升电机额定功率Pe=22kW,额定转速ne=968rpm,减速器减速比i=31.5m,卷筒绳槽底直径D=400mm,钢丝绳直径d=14mm,机构总效率η=0.9。
求:
(1)起升速度;
(2)如果起升速度提高为16.5m/s,选择减速器的减速比,并初步确定原有电动机是否适用(稳态负载平均系数G=0.8)
解:
(1)D0=D+d=400+14=414(mm),由图可知滑轮组倍率m=6/2=3,因此,起升速度
(2)起升速度提高到V’=16.5m/min,减速机减速比
此时,要求电机静功率至少要达到
稳态功率PS=G·Pj=0.8×31.23=24.98>Pe,因此原有电动机功率不足,不再适用。
18、已知:
某车间一台QD10-19.5A6吊钩桥式起重机,其起升机构布置和钢丝绳缠绕如图,吊钩和动滑轮组重量q=2.2kN,起升电机为6极电机,额定转速ne=950rpm,减速机的减速比i=31.5,卷筒绳槽底部直径D=400mm,钢丝绳直径d=14mm,机构总效率η=0.9,求:
(1)起升速度;
(2)电机静功率Pj;
(3)要适当降低起升速度以适应生产工艺需要,有哪些方法?
并简述各自的优缺点。
答:
(1)D0=D+d=400+14=414mm,滑轮组倍率m=6/2=3,则
起升速度
(2)静功率
(3)要适当降低起升速度,有以下方法:
1)重新选择小功率的电机,如可选8极或10极电机减少电机的同步转速。
优点:
减少电机功率,减少使用电耗,符合节能减排要求,缺点:
需要更换电机,一次性改造费用较高;
2)更换减速机高速极齿轮,增大减速器速比。
优点:
改造费用低,能精确控制改造后的速度;缺点:
大马拉小车,能耗高,不符合节能减排的要求。
3)更换直径小一些的滚筒。
优点:
改造费用不高,可以合理设计卷筒直径,满足速度精度要求;缺点:
不更换电机,存在大马拉小车的现象,能耗高,不符合节能减排要求。
3)增加滑轮组倍率,如各增加一个定滑轮和动滑轮。
优点:
无明显优点;缺点:
不能精确控制改造后的起升速度,不符合节能减排要求。
19、下图所示简易电动单梁起重机,额定起重量Q=3t,跨度S=12m,有效悬臂长3m,其他尺寸见图,电动葫芦自重200kg,主梁截面为等直工字梁,截面如图中A-A所示。
画出满载葫芦在跨内距左车轮中心S/4处时主梁的弯矩图和剪力图。
满载葫芦位于主梁右侧悬臂梁端部进行下降制动时,指出此时中主梁的危险截面及其危险截面的危险点。
满载葫芦位于右侧悬臂端部进行下降制动时,指出此时主梁危险截面及其危险截面的危险点。
如果主梁截面惯性矩Ix=1.1×108mm4,材料的[δ]=160MPa,计算满载葫芦位于主梁右侧悬臂端部进行下降制动时,不考虑主梁自重影响时主梁的静强度(设:
起升冲击系数φ1=1.1,动载系数φ2=1.2)
答:
(1)满载葫芦在跨内距左车轮中心S/4时主梁的弯矩图和剪力图如下:
(2)B-B截面为危险截面,其上部为危险点。
(3)满载葫芦位于右侧悬臂端部进行下降制动时,危险截面B-B处的弯矩Mmax为:
Mmax=(φ1q+φ2Q)×(1-0.35)=(1.1×2000+1.2×30000)×(3-0.35)=1.0123×105(N·m)
,主梁静强度不足。
20、右图为汽车起重机起升机构液压原理图,请回答下列问题:
(1)手动换向阀置于右位时,马达会使吊钩朝什么方向运动?
(2)液压元件10的名称是什么?
它在油路中起什么作用?
*(3)液压元件7的名称是什么?
它在油路中起什么作用?
其作用是如何实现的?
(4)当手动换向阀从左位回到零位时,可能有什么不良情况发生?
如何解决?
*(5)简述其高度限位的工作原理。
答:
各元件名称依次是:
1—油泵;2—溢流阀;3—中心回转接头;4—三位四通手动换向阀;5—电磁阀;6—溢流阀;7—平衡阀;8—液压马达;9—油箱;10—单向节流阀;11—制动器;
(1)手动换向阀置于右位时,马达会使吊钩朝上方向运动。
(2)液压元件10叫单向节流阀,其作用是在不影响制动器上闸时间的条件下,减缓制动器的开启速度,以防止二次提升时下滑。
(3)液压元件7叫平衡阀,其作用是在重物下降时限制机构的下降速度,防止超速下降。
其原理是:
当手动换向阀置于左位时,马达拟向下转动,但马达的出油口油路被平衡阀7中的单向阀和顺序阀阻断,在马达的出油口产生足够的节流阻力,以平衡起升载荷对马达的作用,马达不能向下运转,于是马达的进油口压力增高,通过旁路使平衡阀7中的顺序阀导通,马达便能够出油并运转。
如果马达转速过快,进油口压力降低,平衡阀7中的顺序阀产生阻尼甚至阻断,马达出油便也被阻尼或阻断,达到减速或停止运转的目的。
顺序阀所产生阻力的大小,取决于下降分支液压油的压力。
压力越大,阀的开度越大,阻力越小。
因此,可以通过控制换向阀的开度来改变机构下降分支的压力,从而实现对载荷下降速度的控制。
(4)当手动换向阀从左位回到零位时,真空会造成液压油中的气体溢出而产生空穴(气泡),油路中的空穴对液压回路和原件的破坏性很大,会产生振动、噪音和点蚀。
解决的方法是在下降运转的进油口设补油回路,如下图所示,当下降制动时,马达在负载的作用下惯性旋转,在进油口产生真空时,邮箱的液压油在大气压的作用下,通过补油回路中的单向阀向马达进油口补油。
(5)当吊钩升到上极限位置时,限位开关动作,从而使电磁阀5通电导通,这样溢流阀6就变成了卸荷阀,进入起升马达的油通过溢流阀6回到油箱,于是使吊钩只能下降,不能上升。
21、看图回答:
(1)ZC和FC的作用?
(2)下降1-6档电阻是怎么切除的?
(3)设置ZDC15-16自保触点的作用?
(4)由下3到下4档,如ZC11-12不能闭合,会出现什么情况?
(5)ZC线圈前4JSC常闭触点的作用?
答:
(1)ZC是上升方向接触器,FC是下降方向接触器,当ZC或FC接触器闭合的时候,分别给电机定子提供正反向的旋转磁场。
(2)下降1档时,触点(1314)闭合,1FJC和2FJC得电,切换两档电阻,1JSC通电;
下降2档时,只有触点(1314)闭合,只有1FJC闭合,切换1档电阻;
下降3档时,所有转子电阻全部接入(不切除);
下降4档时,1JFC接通,1516接通,2FJC分别接通切除两档电阻;
下降5档时,1FJC、2FJC、1JSC接通,切除三档电阻;
下降6档时,1FJC、2FJC、1JSC、2JSC、3JSC、4JSC全部接通,所有6档电阻全部切除
(3)下降3是电动机上升方向接电,下降4是电动机下降方向接电。
ZDC15-16自保触点的作用是在从下降3档到下降4档时,防止发生瞬间抢闸。
(4)ZC11-12不闭合,电机定子不得电,由于ZDC15-16的自保,制动器不能下闸,造成重物自由落体。
(5)防止从下降4转换至下降3时,必须4JSC21-22完全断开才能使上升方向接触器ZC得电,避免在下降3档电机向上方向得电前就切除全部电阻,造成严重后果。
22、某特种设备检验所的检验员李纯勇、杨晓宁(持有效的起重机检验员资格证),于2008年7月11日,对一台新安装的电动单梁起重机进行了验收检验,检验当日室外温度36℃,该起重机的有关情况如下:
该起重机额定起重量5t,跨度13.5m,工作级别A4,安装在XXX金属构件厂机械加工车间,大车由塑料安全滑导器供电,起重机设有司机室,起升机构为CD型钢丝绳电动葫芦。
检验时发现司机室门未设电气联锁开关,检验员杨晓宁在检验现场用电话请示该机构技术负责人获同意后,将该情况在原始记录中做了记录,同时注明为司机室操作。
完成检验后,检验人员根据检验原始记录,填写签署了《电动单梁(悬挂)起重机验收检验报告》,提交起重机检验责任工程师审核。
如果你是这位起重机检验责任工程师,请根据《起重机械监督检验规程》,对这份报告的内容进行审核,指出这份报告存在哪些问题和错误以及其原因。
(见报告)
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