起重类设备基础知识.docx

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起重类设备基础知识

机械类安全工器具（起重设备）基础知识

*安全工器具的失效及选用准则

安全工器具通常包括起重类机械设备、电动工具等，因其选用或操作不当，极易造成人身伤害和设备事故，危害极大，所以称之为安全工器具。

A.机械类安全工器具失效的主要形式是强度、刚度和磨损，高速机械还应考虑振动失效。

1、零件本体失效

强度失效是指静载、疲劳、冲击断裂失效。

刚度失效是指弹性变形过大失效（如轴的弯曲变形量影响轴上齿轮的啮合情况）。

振动失效是指共振失效、噪声超过标准。

稳定性失效即失稳（如压杆）失效。

2、零件表面失效

受力表面的挤压强度失效、打滑或松脱失效、磨损失效、疲劳失效、过度发热失效等。

不受力表面的腐蚀失效。

B.选用准则

1、强度准则要求零件在工作时不产生强度失效，即，零件中的应力不超过所允许的限度，即许用应力。

2、刚度准则要求零件的弹性变形小于或等于允许值。

3、耐磨性准则指零件抵抗磨损的能力。

4、振动稳定性准则如果某一个零件的固有频率与激振源的频率相同或为其整数倍时，则这些零件就会产生共振，破坏正常工作。

5、可靠性准则可靠性表示系统、机器或零件等在规定时间内能稳定工作的程度或性质。

一个由多个零件组成的串联系统，任意一个零件失效都会使整个机器失效，如R1、R2、R3、…Rn为各个零件的可靠度，则整个系统的可靠度为

R=R1.R2.R3…Rn

一、起重机械与吊装作业

起重机械属于机电类特种设备，广泛用于取物、起升和吊装作业。

《特种设备监察条例》第七章第88条规定：

起重设备是指用垂直升降或垂直升降并水平移动的机电设备。

其范围规定为额定起重量大于0.5t的升降机，额定起重量大于或等于1t且提升高度大于或等于2m的起重机以及承重形式固定的电动葫芦等。

吊装作业根据吊装重物质量m的大小划分为:

一级（大型）吊装作业m＞80t、二级（中型）吊装作业40t≤m≤80t、三级（一般）吊装作业m＜40t。

吊装作业人员必须持有特殊工种作业证。

吊装作业大于10吨的物体应办理《吊装安全作业证》。

吊装质量大于等于40t的物体和土建工程主体结构，或吊物虽不足40t，但形状复杂、刚度小、长径比大、精密贵重、施工条件特殊的情况下，都应编制吊装方案。

二、起重机的分类

起重机械按照运行方式可分为轻小型设备、桥式类型起重机械、臂架式类型起重机和升降机等；按照载荷率分为轻型、中型、重型、特重型四类。

三、起重机的结构、特点和工作原理

1、起重机主要由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统、金属结构及安全保护装置等组成。

起重机既是循环工作的机械，也是一种间歇动作的机械，具有间歇重复工作的特点。

2、通过对控制系统的操纵，驱动动力装置将动力能量输入，借助金属结构和工作机构（起升机构、运行机构、变幅机构、旋转机构或行走机构）单独或组合运动，带动取物装置通过吊、抓、吸、夹、托或其他方式，在较大空间范围内完成对物料（或设备）的搬运或吊装任务。

金属结构将各工作机构、传动装置、电气设备等通过不同的配合、组合、连接，安装调试，组成一个整体，并承载起重机的自重和吊重。

四、轻小型起重机械及其特征

轻小型起重机械是指千斤顶、手拉葫芦、滑车、绞车、电动葫芦、单轨起重机械等。

特征是：

工作机构多位单一的升降机构，在特定的场合下，也可以作水平运输。

这种机械起吊能力小，结构简单，造价低，携带较为方便。

五、起重工机具

1、钢丝绳钢丝绳是由许多很细的钢丝捻制而成的。

是起重机上不可缺少的挠性构件。

钢丝绳具有较高的强度和挠性，具有断面相等、强度高、弹性大、耐磨损、运行平稳、无噪声、自重轻、成本低、工作可靠等优点。

钢丝绳按捻制方法分为单绕、双绕和三绕钢丝绳三种。

双绕钢丝绳因其钢丝数目多而细，挠性大，易于绕上滑轮和卷筒在起重机上应用较多。

起重机上使用的钢丝绳的绳芯一般以麻芯居多，它具有较高的挠性和弹性，并能储存一定的润滑油，当钢丝绳被拉伸时，油挤到钢丝之间起润滑作用。

钢丝芯适用于高温或多层缠绕的场合；石棉芯适用于高温的场合；有机芯适用于非高温场合。

双绕钢丝绳按捻制方向分为同向捻、交互捻和混合捻。

同向捻有扭转、松散的趋势，一般仅作为牵引绳使用。

交互捻钢丝绳广泛用于起重机械上（起升机构和变幅机构必须采用），优点是没有松散和扭转的趋势，缺点是接触差、易磨损、寿命短。

具有下列情况之一的钢丝绳予以报废：

（1）整股钢丝绳断裂；

（2）绳芯外露、绳芯损坏；（3）钢丝绳扭结严重；（4）局部外层钢丝伸长呈笼型状态；（5）腐蚀、磨损和断丝数符合报废条件的；（6）变形、外观呈波浪形、绳股挤出、绳径局部增大或减小、部分被压扁、整根钢丝绳纤维芯或麻芯被挤出，钢丝绳表面腐蚀凭视觉观察显著时；（7）断丝局部聚集或断丝数符合报废条件；（8）由于电弧作用或受热过度而引起的损坏；（9）其他符合报废条件的。

钢丝绳的维护保养：

（1）当工作的钢丝绳锈迹污物时，应进行清洗除污保养；

（2）对卷筒或滑轮的绳槽也应经常清理污物，绳槽有损坏的应及时修整或更换；（3）当起升钢丝绳分支在四支以上时，空载时常见在空中打花扭结，此时应及时拆卸钢丝绳，使其伸直，在自由状态下放松，然后再重新安装；（4）对于吊装捆绑绳，除了适当的清洗浸油保养外，要注意加垫，保护钢丝绳不被重物棱角割伤，使用中尽量避免与灰尘、沙土、煤粉、矿渣、酸碱化合物接触，一旦接触应及时清除干净；（5）为防止钢丝绳生锈，应经常保持其清洁，并定期涂抹防锈油，或汽缸油等浓矿物油。

在保存时最少6个月涂抹一次。

2、绳卡（钢丝绳轧头）绳卡的使用要求主要是：

夹紧时，所有绳卡的数量与间距和钢丝绳的直径成正比，并预留安全弯。

一般的间距最少为钢丝绳直径的6倍。

最少不得少于3个。

绳卡压板应在钢丝绳长头一边。

3、取物装置取物装置又称吊具，按吊运物料的类型分为成件货物类（吊钩、夹钳、集装箱专用吊具等）、散装物料类（抓斗、起重电磁铁及料斗等）、液态物品类（桶、缸及特种容器等）吊具三种。

吊钩、吊环（D型卸扣）安全使用要求：

（1）表面光滑、不得有破口、剥落、刻痕、锐角、接缝和裂纹等缺陷；

（2）不准超载使用；（3）吊钩应转动灵活；不准使用补焊后的吊钩吊环；（4）吊钩偏斜角不应超过10°；（5）使用吊钩与重物吊环相连接时，必须保证吊钩的位置和受力符合要求；（6）吊钩的定位螺栓、开口销、止推轴承上方的螺母紧固完好，连接可靠；（7）吊环使用必须垂直受力，严禁横向受力；（8）吊环螺纹在旋转时必须拧紧，以防松脱使吊物脱落；（9）使用两个吊环同时工作时，两个吊环面的夹角不得大于90°。

六、千斤顶

1、锥齿轮式螺旋千斤顶主要由壳体装置内的螺母套筒、螺杆、伞齿轮传动机构等组成，在伞齿轮外部装有摇把处设置有换向扳钮，通过伞齿轮的正反转，带动螺杆的逆顺方向转动，从而实现套筒沿壳体上部的键条升降，顶升或降下重物。

可以在竖直和水平方向使用。

（常用规格性能如下表）

常用规格起重量t最低高度mm手柄长度mm操作力N操作人数自重kg

LQ-5525060013017.5

LQ-1010280600130111

LQ-1515320700430115

LQ-30303951000850227

LQ-5050700138512603109

2、液压千斤顶主要由手柄驱动机构、泵缸、泵芯、工作活塞（缸）、调整螺杆、回油阀等组成。

工作时，重物在调整螺杆顶端托座上，反复提起压下手柄，则工作活塞受压力油作用而向上运动，带动调整螺杆上行将重物顶起。

当打开回油阀时，重物的高度可下降。

液压千斤顶应避免水平方向使用。

液压千斤顶的常用规格为YQ-3、YQ-5、YQ-8、YQ-12.5、YQ-16、YQ-20、YQ-30等，能够自锁。

3、千斤顶的使用

由于千斤顶具有顶升重物而不需要辅助设备，且顶升缓慢、均匀、稳定，又适用于校正设备安装偏差和物件变形等，但由于千斤顶与顶升重物接触面积较小，又依赖于底座的平整、坚实，而且又要求与重物接触良好，所以使用时要注意以下几个问题：

（1）因千斤顶种类较多，型号繁杂，使用前必须熟知其性能、特点及使用方法；

（2）保持千斤顶的清洁，应放在干燥、无尘处。

切不可在潮湿、污垢、露天处存放，使用前应将千斤顶清洗干净，并检查活塞升降以及各部件是否灵活可靠，液压油的注入是否干净；（3）使用油压千斤顶时，禁止工作人员站在千斤顶安全栓的前面，安全栓有损坏者不得使用；（4）千斤顶应与顶物垂直且接触面要好；（5）千斤顶顶升重物不能长时间放置不管，更不能做寄存物件用；（6）放置处应平整、坚实，如在凹凸不平或土质松软的地面，应铺设具有一定强度的垫板。

为保持千斤顶与重物接触面稳固，其接触面间应垫以木板；（7）不得在千斤顶的摇把上套接管子，或用其他任何方法加长摇把的长度；（8）千斤顶顶升高度不得超过限位标志线，如无标志线者，不得超过螺丝杆扣或活塞高度的3/4；螺旋螺纹或齿条磨损达20％严禁使用；（9）要注意顶升过程的安全操作。

顶升重物时，应先将重物稍为顶升一些，然后检查其千斤顶底部是否稳固平整，稍有倾斜必须重新调整，直至千斤顶与重物垂直、平稳、牢固时，方可继续顶升。

升到一定高度时应在重物下面加垫，到位后将重物垫好；（10）千斤顶下降时应缓慢，不得猛开油门使其突然下降，齿条千斤顶也应如此，以防止突然下降造成摇把跳动而打伤人；（11）数台千斤顶（宜采用同一规格）同时顶升一个重物时，应有专人指挥，以保持升降的同步进行，防止受力不均，物体倾斜而发生事故。

七、手拉葫芦

1、手拉葫芦及其结构、工作原理

手拉葫芦即手动链式起重机，又名神仙葫芦、链式滑车、倒链、斤不落，是一种以焊接环链为挠性承重件，使用简便、携带方便的手动起重机械。

手拉葫芦的种类有差动式、蜗轮蜗杆式、行星摆线针轮式和行星圆柱齿轮传动式。

使用较多的是行星圆柱齿轮传动式，其结构主要由驱动链轮、套筒、驱动轴、棘轮、摩擦片、太阳齿轮、行星齿轮、定距板、齿轮心轴、转臂、内齿圈、起重链轮、棘爪等组成。

起重时，用挂钩将手拉葫芦悬挂在一定高度，捆绑重物的吊索挂在吊钩上，用手拉动链条使驱动链轮顺时针方向转动，由于右旋螺纹的连接驱动链轮能边转边向右移动，使摩擦片、棘轮和制动盘三者相互压紧，于是驱动轴将与驱动链轮一起同向转动，此时棘爪在棘轮齿面上打滑而不起制动作用；驱动轴带动太阳齿轮转动后，行星齿轮将绕自身的心轴自转，同时又绕太阳齿轮公转，最后带动转臂和起重链轮转动，达到吊起重物的目的。

停止起重时，棘爪立即自动嵌入棘轮中，以阻止重物下落。

反向拉动驱动链轮，重物便可渐渐下降。

2、手拉葫芦的使用注意事项：

（1）使用的手拉葫芦必须是正式厂家的合格产品；

（2）对用过的、旧的链条葫芦，使用前应做详细检查，如吊钩、链条等是否完好，起重链根部销子是否合乎要求，传动部分是否灵活，起重链是否错扭，自锁是否有效，各部件是否有裂纹、变形，严重磨损等；（3）使用时如发生卡链，应将重物垫好后，方可检修；（4）手拉葫芦在任何方向作用时，手拉链的方向应与链轮的方向一致，拉链条时用力要均匀，不得突然猛拉；（5）操作时，葫芦下方不得站人；（6）严禁超负荷使用。

操作中应用根据葫芦起重能力的大小决定拉链的人数，一般起重能力在5t以下的允许1人拉链，5t以上的允许两人拉链，拉不动时要查明原因，以防物体卡阻或机件失灵发生事故；（7）吊物如需要高处停留一段时间，应将手瓣链牢固的拴在起重链上进行保险，并要有安全绳，以防自锁失灵；（8）手拉葫芦不得用于高处寄存重物或设备；（9）链条磨损达15％以上严禁继续使用；（10）切勿将润滑油渗入磨擦片内，以防自锁失效。

八、电动葫芦

1、电动葫芦及其组成、类型

电动葫芦是将电机、减速机、卷筒等紧凑集合为一体的起重机，可以单独使用，亦可作为电动单轨起重机、电动单梁或双梁起重机，以及门式、塔式起重机的起重小车使用。

电动葫芦由起升机构、运行机构和电气控制系统组成。

起升机构又称葫芦体，由电机、减速器、制动器和取物缠绕装置（吊钩滑轮组、卷筒、钢丝绳等）组成；运行机构由电机、减速器、制动器和车轮组成；电动控制系统包括电源引入器、控制电机正反转的磁力启动器、起升限位开关和手动按钮等组成。

电动葫芦有CD、MD两种基本类型，在起升速度上有常速、常/慢速的不同。

2、电动葫芦的操作

电动葫芦在作业过程中需注意：

（1）吊载附近不应有其他作业者，防止出现冲撞事故；

（2）吊钩应与吊载重心位置在同一铅垂线；（3）吊钩或吊载处于狭窄的场所、易倾倒的位置时不宜盲目操作；（4）观察并清除吊装现场有影响安全作业的障碍物和危害因素；（5）作业中坚持做到“十不吊”。

在下列情况下均不得电动葫芦的操作作业：

（1）在超载情况下不得进行操作作业；

（2）吊运过程中不得调整制动器；（3）在作业过程中不得检修；（4）在吊载有剧烈振动时不得进行起吊、横行与运行作业；（5）在吊载捆绑不牢、吊点不平衡、易滑动与易倾翻物品未采取措施、吊载尖棱利角处与吊装钢丝绳之间无衬垫时不得起吊；（6）制动器和限位器失灵、吊钩螺母防松装置损坏等损伤或缺陷时不得起吊；（7）吊钩、吊具、钢丝绳和索具已达报废标准的均不得起吊。

九、桥式起重机桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。

由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。

普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。

起重量可达500吨，跨度可达60米。

大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。

起重机运行机构一般只用4个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。

当车轮超过4个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。

•

（1）起升高度限位器、行程限位开关及各联锁机构性能正常，安全可靠。

•

（2）每台起重机必须在明显的地方挂上额定起重量的标牌。

•（3）工作中，桥架上不许有人或用吊钩运送人。

•（4）无操作证和酒后都不许驾驶起重机。

•（5）车上要清洁干净；不许乱放设备、工具、易燃品、易爆品和危险品。

•（6）起重机不允许超荷使用。

•（7）下列情况不许起吊：

捆绑不牢；机件超负荷；信号不明；斜拉；埋或冻在地里的物件；被吊物件上有人；没有安全保护措施的易燃品、易爆器和危险品；过满的液体物品；钢丝绳不符合安全使用要求；升降机构有故障。

•（8）起重机在没有障碍物的线路上运行时，吊钩或吊具以及吊物底面，必须离地面2m以上。

如果越过障碍物时，须超过障碍物0.5m高。

•（9）对吊运小于额定起重量50%的物件，允许两个机构同时动作；吊大于额定起重量50%的物件，则只可以一个机构动作。

•（10）具有主、副钩的桥式起重机，不要同时上升或下降主、副钩（特殊例外）。

•（11）不许在被吊起的物件上施焊或锤击及在物件下面工作（有支撑时可以）。

•（12）必须在停电后，并在电门上挂有停电作业的标志时，方可做检查或进行维修工作。

如必须带电作业时，须有安全措施保护，并设有专人照管。

•（13）不许随便从车上往下乱扔东西。

•（14）限位开关和联锁保护装置，要经常检查。

•（15）不允许用碰限位开关作为停车的办法。

•（16）升降制动器存在问题时，不允许升降重物。

•（17）被吊物件不许在人或设备上空运行。

•（18）对起重机某部进行焊接时，要专门设置地线，不准利用机身做地线。

•19）吊钩处于下极限位置时，卷筒上必须保留有两圈以上的安全绳圈。

•（20）起重机不允许互相碰撞，更不允许利用一台起重机去推动另一台起重机进行工作。

•（21）吊运较重的物件、液态金属、易爆及危险品时，必须先缓慢地起吊离地面100~200mm，试验制动器的可靠性。

•（22）修理和检查用的照明灯，其电压必须在36V以下。

•（23）桥式起重机所有的电气设备外壳均应接地。

如小车轨道不是焊接在主梁上时，应采取焊接地线措施。

接地线可用截面积大于75mm2的镀锌扁铁或10mm2的裸铜线或大于30mm2的镀锌圆钢。

司机室或起重机体的接地位置应多于两处。

起重机上任何一点到电源中性点间的接地电阻，均应小于4Ω。

十、轮胎起重机

•1.轮胎式起重机行驶和工作的场地应保持平坦坚实，并应与沟渠、基坑保持安全距离。

•2.起重机启动前重点检查项目应符合下列要求①安全保护装置和指示仪表齐全完好?

②钢丝绳及连接部位符合规定③燃油、润滑油、液压油及冷却水添加充足④各连接件无松动⑤轮胎气压符合规定。

•3.启动前，应将各操纵杆放在空挡位置，手制动器应锁死，并应按规定启动内燃机。

启动后，应怠速运转，检查各仪表指使针，运转正常后接合液压泵，待压力达到规定值，油温超过30℃时，方可开始作业。

•4.应全部伸出支腿，并在撑脚板下垫方木，调整机体使回转支撑面的倾斜角在无荷载使不大于1/1000，水准泡居中。

支腿有定位销的必须插上，地盘为弹性悬挂的起重机，放在腿前应先收紧稳定器。

•5.作业中严禁板动支腿操纵阀。

调整支腿必须在无荷载时进行，并将起重臂转至正前或正后方可再行调整。

•6.应根据所吊重物的重量和提升高度，调整起重臂长度和仰角，并应估计吊索和重物身的高度，留出适当空间。

•7当轮胎式起重机带载行走时，道路必须平坦坚实，载荷必须符合出厂规定，重物离地面不得超过500米，并应栓好拉绳，缓慢行驶。

•8行驶时，应保持中速，不得紧急制动，过铁道口或起伏路面时应减速，下坡时严禁空挡滑行，倒车时应有人监护。

•9作业中发现起重机、支腿不稳等异常现象时，应立即使重物下落在安全的地方，下降中严禁制动。

*“上海号”全旋转7000吨起重船是一艘在无限航区自航大型全旋转起重工程船，不仅可航行于无限航区并可在无限航区作业。

全旋转的起重机其最大起重量为7000t×39m（固定），全旋转时为2000tx约39m。

本船主要用于重型桥梁安装工程及海洋工程和重件吊装等。

本机的起重能力目前是亚洲第一。

   该起重机主钩为双钩，主钩的额定起重量为：

3500吨x2。

空载时水上最大起升高度达110米，7000吨起重量时至旋转中心的最大幅度为39米，舷外为16米。

•满载时的平均起升速度约为11米／分钟，空钩平均速度约为22米／分钟。

•旋转时的最大起重量为2000吨x39米，旋转速度约为0.2圈／分钟。

同时该起重机设有副钩和小钩，其副钩为爪型单钩，额定起重量为800吨，小钩的额定起重量为100吨。

   起重机的臂架为高强钢板焊接而成的桁架结构，旋转支承采用双层园简体支承，下联接在船体，上面加旋转滚轮、滚道，双层园简体的直径约为28m。

旋轮支承滚轮为四排多滚轮。

   本机设有PLC装置，可根据需要编程，实现所需的控制方式、连锁方式和安全保护措施。

*十不吊：

（1）超过额定负载；

（2）指挥信号不明确、重量不清、光线暗淡；（3）吊索和附件捆绑不牢、吊挂不稳或不平衡可能引起吊物滑动；（4）被吊物站人或浮放有活动物品；（5）吊具、索具、起升机构或零部件有影响安全工作的缺陷或损伤；（6）埋置地下物件；（7）氧气瓶、乙炔发生器等危险物品；（8）重物棱角刃口处与捆绑钢丝绳之间未加垫；（9）外拉斜挂重物；（10）违章指挥、遇有其他直接与影响起重安全作业的事故隐患或危险、危害因素时。

陈龙涛

2015-07-01