第六章起重机易损零部件安全技术.doc

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1、 第六章起重机易损零部件安全技术 第一节吊钩 吊钩是起重机最常使用的取物装置，与动滑轮组合成吊钩组，通过起升机构的卷绕系统将被吊物料与起重机联系起来。 吊钩在起重作业中受到频繁、冲击重载荷的反复作用，一旦发生断裂，可导致重物坠落，造成重大人身伤亡事故。因此，要求用钩有足够的承载力，同时要求有一定韧性，避免突然断裂的危险，以保证作业人员的安全和被吊运物料不受损害。 一、概述 吊钩组是起重机上应用最普遍的取物装置，它由吊钩、吊钩螺母、推力轴承、吊约横梁。滑轮、滑轮轴以及拉板等零件组成。 1吊钩的分类 目前常用的吊构按形状分为单钩和双约（见图6一互）。按制造方法分为模锻钩和叠片钩。 图6一回吊钩 （

2、a）锻造吊钩（b）锻造双钩（C）叠板单钩（d）叠板双钩 （1）模锻吊钩为整体锻造，成本低，制造使用都很方便，缺点是一旦破坏即要整体报废。模锻单钩在中小起重机（80 t以下）上广泛采用。双钩制造较单钩复杂，但受力对称，钩体材料较能充分利用，主要在大型起重机（起重量80 t以上）上采用。 （2）叠片式吊钩（板钩）是由切割成形的多片钢板叠片铆接而成，并在吊钩口上安装护垫板，这样可减小钢丝绳磨损，使载荷能均匀地传到每片钢板上。叠片式吊钩制造方便，由于钩板破坏仅限于个别钢板，一般不会同时整体断裂，故工作可靠性较整体锻造吊钩为高。缺点是：只能做成矩形截面，钩体材料不能充分利用，自重较大，主要用于大起重量或

3、冶金起重机（如铸造起重机）上。 一般不允许使用铸造钩，因为铸造在工艺上难以避免铸造缺陷；由于无法防止焊接产生的应力集中和可能产生的裂纹，不允许焊接制造吊钩，也不允许用补焊的办法修复吊钩。 2吊构材料 起重机吊构除承受物品重缓外，还要承受起升机构启动与制动时引起的冲击载荷作用，应具有较高的机械强度与冲击韧性。由于高强度材料通常对裂纹和缺陷敏感，吊钩一般采用优质低碳镇静钢或低碳合金钢制造。 3吊钩的结构 吊构的结构以锻造单钩为例说明。吊钩可以分为钩身和钩柄两部分。钩身是承受载荷的主要区段，制成弯曲形状，并留有钩口以便挂吊索。它最常见的截面形状是梯形，最合理的受力截面是T形（但锻造工艺复杂）。钩柄常

4、制有螺纹，便于用吊钩螺母将构子交承在吊钩横梁上。 二、吊钩的强度计算 计算载荷考虑起升载荷动载系数2。 吊钩危险断面（见图62）有三个，水平断面AA、垂直断面BB、钩柄螺纹根部CC断面。按平面弹性曲杆理论对吊构的受载状况进行受力分析。 图62吊钩计算简图 l钩身水平断面AA AA断面受力最大。起升载荷PQ对 AA断面的作用为偏心拉力，在断面上形成弯曲和拉伸组合应力作用。断面内侧应力为最大拉应力1，断面外侧为最大压应力2，计算公式如下： 式中：吊钩许用应力，； 2起升载荷动载系数； Q额定起重量的重力； FAAA断面面积；K曲杆断面的形状系数， 。对梯形断面： e1，e2断面形心至钩内、外侧的距

5、离； h梯形断面的高；。 B，b梯形断面的大、小边长； D钩口直径； n安全系数，一般用途时，n=13；用于吊熔化金属时，n=25。 2钩身垂直断面BB BB断面虽然受力不如AA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Psin；切力为Pcos。偏心拉力产生与AA断面相似的受力情况按max=45考虑，BB断面的内侧拉应力3为： 切应力为：式中： FBBB断面面积。 3钩柄尾部的螺纹部位CC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

6、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n=4。 三、吊钩的安全检查 经常和定期安全检查是保证吊钩安全的重要环节。安全检查包括安装使用前检查和在用吊钩的检查。危险断面是安全检查的重点。 亚安装使用前检查 吊钩应有制造厂的检验合格证明（吊钩额定起重量和检验标记应打印在钩身低应力区），否则应该对吊钩进行材料化学成分检验和必要的机械性能试验（如拉力试验、冲击试验）。另外，还应测量吊钩的原始开口度尺寸。 2表面检查 通过目测、触摸检查吊钩的表面状况。在用吊钩的表面应该光洁，无毛刺，无锐角，不得有裂纹、折叠、过烧等缺陷，吊钩缺陷不得补焊。 3内部缺陷检查 主要通过探伤

7、装置检查吊钩的内部状况。吊钩不得有内部裂纹、白点和影响使用安全的任何夹杂物等缺陷。必要时，应进行内部探伤检查。 4安全装置 有条件的应该安装防止吊物意外脱钩的安全装置。 四、吊钩的报废 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 10o；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。 第二节钢丝绳 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

8、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。 一、概述 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

9、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63）。 点接触钢丝绳（亦称普通型，见图64a）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63a）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63b），使受载时钢丝的接触应力降低。线接触绳承载力高、烧性好、寿命较高。常

10、用的线接触钢丝绳有西尔型（亦称外粗式，见图64b）、瓦林吞型（亦称粗细型，见图64C）、填充型（亦称密集式，见图64d）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。 面接触钢丝绳（也称密封式，见图64e）。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，层与层图63钢丝绳中丝与丝的接触状态（a） 点接触（b）线接触（c）面接触 图64钢丝绳的断面形式之间是面接触（见图6一3c），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。 （2）按钢丝绳的捻向分类。根据钢丝绳由丝捻成股

11、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。由于股与绳的捻向相反（见图65c，d），使用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。 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65a，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。 图65钢丝绳的捻向 二、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

12、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：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； 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， Nmm2。 （2）安全系数法：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6一1和表62）； k钢丝绳捻制折减系数； S丝钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的结构查钢丝绳性能手册（见表 63和表 64）。表61工作机构用钢丝绳的安全系数表62其他用途钢丝

13、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的工作级别的安全系数。 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（即接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： Dominhd式中：Domin接钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径，mm； d钢丝绳直径， mm； h滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表65）。 表65滑轮或卷筒的h值 注：且采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。 2对于流动式起重机，可不考虑工作组别，取h1=

14、16，h218。 三、钢丝绳的标记方法 根据国家标准 GBI 102圆股钢丝绳的规定，钢丝绳技术参数的标记方法如下： 钢丝绳标记中：钢丝绳的股数。 钢丝绳的结构型式，点接触普通型，标记“”；线接触瓦林吞型（粗细式），标记“W”；线接触西尔型（外粗型），标记“X”；线接触填充型（密集式），标记“T” 每股钢丝数。 钢丝绳的直径，mm。 钢丝的公称抗拉强度。b，Nrnm2。 钢丝的韧性等级，根据钢丝的耐弯折次数分为三级。特级：用于重要场合，如载客电梯；I级：用于起重机的各工作机构；级：用于次要场合，如捆绑吊索等。 、钢丝表面镀锌处理，根据钢丝镀层的耐腐蚀性能分为三等级。甲级；用于严重腐蚀条件；乙级

15、：用于一般腐蚀条件；丙级：用于较轻腐蚀条件。钢丝表面不做处理的，标记“光”，或不加标记。 钢丝绳的捻制方式。有捻绳标记“右”；在捻绳标记“左”；交互捻标记“交”；同向捻标记“同”。 四、钢丝绳的固定与连接 钢丝绳与其他零构件连接或固定的安全检查应注意两个问题：第一， 连接或固定方式与使用要求相符；第二，连接或固定部位达到相应的强度和安全要求。常用的连接和固定方式有以下几种（见图66）： 图66钢丝绳固接 1编结连接（见图66a） 编结长度不应小于钢丝绳直径的 15倍，且不应小于300 mm；连接强度不小于巧钢丝绳破断拉力。 2樱块、樱套连接（见图6一6b） 钢丝绳一端绕过楔，利用楔在套筒内的锁

16、紧作用使钢丝绳固定。固定处的强度约为绳自身强度的7585。楔套应该用钢材制造，连接强度不小于75钢丝绳破断拉力。 3绳卡连接（见图66d） 绳卡连接简单、可靠，得到广泛的应用。用绳卡固定时，应注意绳卡数量、绳卡间距、绳卡的方向和固定处的强度。 （1）连接强度不小于 85钢丝绳破断拉力。 （2）绳卡数量应根据钢丝绳直径满足表66的要求。 表66绳卡连接的安全要求 （3）绳卡压板应在钢丝绳长头一边，绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。 4锥形套浇铸法和铝合金套压缩法等的连接（见图66C） 钢丝绳末端穿过锥形套简后松散钢丝，将头部钢丝弯成小钩，浇入金属液凝固而成。其连接应满足相应的工艺要求，固定处的强

17、度与钢丝绳自身的强度大致相同。 五、钢丝绳的报废 钢丝绳受到强大的拉应力作用，通过卷绕系统时反复弯折和挤压造成金属疲劳，并且由于运动引起与滑轮或卷筒槽摩擦，经一段时间的使用，钢丝绳表层的钢丝首先出现缺陷。例如，断丝、锈蚀磨损、变形等，使其他未断钢丝所受的拉力更大，疲劳与磨损更厉害，从而使断丝速度加快。当钢丝绳的断丝数和变形发展到一定程度，钢丝绳无法保证正常安全工作，就应该及时报废、更新。 钢丝绳使用安全程度由下述各项标准考核：断丝的性质与数量；绳端断丝情况；断丝的局部密集程度；断丝的增长率；绳股折断情况；绳径减小和绳芯折断情况；弹性降低；外部及内部磨损程度；外部及内部腐蚀程度；变形情况；由于热

18、或电弧而造成的损坏情况；塑性伸长的增长率（见图67）等。 图67钢丝绳的变形 （a）波浪形（b）笼状畸变（c）绳股挤出（d）钢丝挤出 （e）绳径局部增大（f）绳径局部减小（g）扭结（h）弯折钢丝绳的报废标准如下：1断丝数钢丝绳在任何一段节距内的断丝数达到表67的数值时，应该及时报废、更新。表67钢丝绳报废断丝数注：1表中断丝数是指细钢丝，粗钢丝每根相当于1.7根细钢丝。 2一个节距是指每股钢丝绳缠绕一周的轴向距离。 2锈蚀磨损、断丝数折减 钢丝绳锈蚀或磨损时，应将表67断丝数按表68折减，并按折减后的断丝数报废。表68折减系数表 3吊运危险品断丝数减半 吊运炽热金属或危险品的钢丝绳的报废断丝数

19、应取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半，其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。 4绳端部断丝 当绳端或其附近出现断丝（即使数量少），如果绳长允许，应将断丝部位切去，重新安装。 5断丝的局部聚集程度 如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内，或集中在任一绳股里，即使断丝数比表67所列数值少，也应予以报废。 6断丝的增长率 当断丝数逐渐增加，其时间间隔趋短，应认真检查并记录断丝增长情况，判明规律，确定报废日期。 7整目文断裂 钢丝绳某一绳股整股断裂，应予报废。 8磨损 当外层钢丝磨损达40，或由于磨损引起钢丝绳直径减小7。 9腐蚀 当钢丝表面出现腐蚀深坑，或由于绳股生锈引起绳径增加或减小。 10绳芯损坏 由于绳

20、芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。 11弹性降低 钢丝绳弹性降低一般伴随有下述现象：绳径减小；绳节距伸长；钢丝或绳股之间空隙减小；绳股凹处出现细微褐色粉末；钢丝绳明显不易弯曲。 12变形 钢丝绳变形是指钢丝绳失去正常形状产生可见畸变，从外观上看可分为以下几种：波浪形，笼形畸变，绳股挤出，钢丝挤出，绳径局部增大，扭结，局部被压扁，弯折。 13过热 过热是指钢丝绳受到电弧闪络、过烧，或外表出现可识别的颜色改变等。电弧作用的钢丝绳外表颜色与正常钢丝绳难以区别，因而容易成为隐患。 钢丝绳的破坏表现形态各异，多种原因交错，每次检验均应对以上各项因素进行综合考虑，按标准掌握。在更换新钢丝绳前，应

21、弄清并消除对钢丝绳有不利影响的设备的缺陷。 五、钢丝绳的使用和维护 必须坚持每个作业班次对钢丝绳的检查并形成制度。检查不留死角，对于不易看到和不易接近的部位应给予足够重视，必要时应作探伤检查。在检查和使用中应做到： 第一，使用检验合格的产品，保证其机械性能和现相符合设计要求； 第二，保证足够的安全系数，必要时使用前要做受力计算，不得使用报废钢丝绳； 第三，使用中避免两钢丝绳的交叉、叠压受力，防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨； 第四，应注意减少钢丝绳弯折次数，尽量避免反lbJ弯折Z 第五，不在不洁净的地方拖拉，防止外界因素对钢丝绳的损伤、腐蚀，使钢丝绳性能降低； 第六，保持钢丝绳表面的清洁和良好的

22、润滑状态，加强对钢丝绳的保养和维护。 第三节滑轮与卷筒 滑轮、卷筒和钢丝绳三者共同组成起重机的卷绕系统，将驱动装置的回转运动转换成币载的升降直线运动。滑轮和卷筒是起重机的重要部件，它们的缺陷或运行异常会加速钢丝绳的磨损，导致钢丝绳脱槽、掉钩，从而引发故。 一、滑轮与滑轮组 1概述 （1）滑轮的分类与作用。根据滑轮的中心轴是否运动，可将其分为动滑轮和定滑轮两类。定滑轮的心轴固定不动，其作用是改变钢丝绳的方向；动滑轮的心轴可以位移，动、定滑轮都可绕其心轴转动。钢丝绳依次绕过若干定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，可以达到省力或增速的目的。此外，通过滑轮可以改变钢丝绳的运动方向。平衡滑轮还可以均衡张力。 （

23、2）滑轮的制造方法与材料。铸铁滑轮适于轻、中级工作机构，常用灰铸铁和球拉铸铁，对钢丝绳磨损小，但其强度较低，脆性大，碰撞容易破损；当工作机构级别较高时，采用铸钢滑轮；滑轮直径较大，铸造困难时，采用焊接滑轮以减轻其自重。滑轮也可采用塑料、铝合金等材料。 （3）滑轮的构造与尺寸。滑轮由轮线（包括绳槽）、轮辐。轮级组成（见图68）。轮缘是承载钢丝绳的主要部位，轮辐将轮缘与线轮连接，整个滑轮通过轮载安装在滑轮轴上。滑轮的合理结构保证钢丝绳顺利通过并不易跳槽。 滑轮的主要尺寸及其功能有： Do计算直径，接钢丝绳中心计算的滑轮卷绕直径，mm. R绳槽半径，保证钢丝绳与绳槽有足够的接触面积，R=（05306

24、）d，mm。 绳槽侧夹角。钢丝绳穿绕上下滑轮时，容许与滑轮轴线有一定偏斜，一般=35o40o。 C绳槽深度，其足够的深度防止钢丝绳跳槽，mm。 D滑轮绳槽直径，mm。B轮毂厚度，mm。图68滑轮几何尺寸图 其中，Do为影响钢丝绳寿命的关键尺寸，必须满足下列关系式： Dominh2d DO D d式中： Domin按钢丝绳中。动计算的滑轮允许的最小卷绕直径， mm； d钢丝绳直径； h2滑轮直径与钢丝绳直径的比值。 2滑轮组 钢丝绳依次穿绕过若干动滑轮和定滑轮组成的滑轮组。在理想状态下，当起升机构升降运动时，钢丝绳随着动滑轮和定滑轮的转动，无摩擦地、滚动地通过滑轮的绳槽。滑轮组中的平衡滑轮是用来

25、调整滑轮左右两边钢丝绳长度与拉力的差异的。当绕过它的钢丝绳两分支受力不均匀时，平衡滑轮稍许转动，以均衡钢丝绳的张力。 （2）滑轮组的种类。按工作原理，可分为省力滑轮组和增速滑轮组。省力与增速不能兼得。省力滑轮组可用较小的力升降较重的物料，起重机的起升机构和钢丝绳变幅机构都采用省力滑轮组。 按构造形式，根据绕入卷筒的钢丝绳分支数可分为单联滑轮组（见图69）和双联滑轮组（见图610）。单联滑轮组绕入卷筒的钢丝绳只有一根，多用于臂架类型起重机；双联滑轮组绕入卷筒的钢丝绳有两根，常用于桥架类型的起重机。 图69单联滑轮组 图610双联滑轮组 1一动滑轮；2一导向滑轮；3一卷筒 l一动滑轮；2一均衡滑轮

26、；3一卷筒 （2）滑轮组的倍率。倍率是指滑轮组省力的倍数，也是减速的倍数，用m表示。在不考虑摩擦的理想状态下，m值可按下式计算： 单联滑轮组的倍率等于钢丝绳分支数；双联滑轮组的情率等于钢丝绳分支数的一半。 滑轮组倍率大小，对驱动装置总体尺寸有较大的影响。倍率增加时，钢丝绳每个分支拉力减小，卷筒直径也可减小。但在起升高度一定时，卷筒长度要增加，而且在起升速度不变时，需提高卷筒转数。滑轮组倍率不是越大越好，而要根据起重量按标准确定。 （3）滑轮组的效率。实际情况下，滑轮组的省力倍数比无摩擦的理想状况要小。滑轮的效率损失主要来自轴承摩擦阻力和钢丝绳悟性阻力，二者产生的内摩擦，消耗了钢丝绳部分弹性势能

27、。滑轮的效率与钢丝绳构造、滑轮及轴的直径、轴承种类、钢丝绳包角以及润滑条件等因素有关。卷筒的效率同样也是由轴承中损耗和钢丝绳僵性损耗引起的。但后者损耗要比滑轮组的小些，因为对卷筒只有单方面的绕进或绕出，但计算时，滑轮与卷筒两者的效率常取同值。 对于单个滑轮，其效率是由绕进滑轮的分支拉力与绕出分支拉力之比值所决定，滚动轴承的滑轮效率为098，滑动轴承的滑轮效率为095。滑轮组效率与滑轮效率及倍率有关，滑轮组的倍率和效率见表69。 表69滑轮组的倍率和效率 （4）滑轮组钢丝绳的拉力。在考虑滑轮的阻力后，应计算滑轮组钢丝绳每分支实际的拉力。 单联滑轮组钢丝绳每分支的拉力为： 双联滑轮组钢丝绳每分支的

28、拉力为：式中：S钢丝绳每分支所受的拉力； PQ起升载荷； m滑轮组倍率； z滑轮组效率。 （5）滑轮的安全要求和报废标准。 滑轮的使用安全要求为： 第一，保证滑轮直径与钢丝绳直径的比值（h2）不应小于表65中的规定值。平衡滑轮的h2值，对于桥式类型起重机与一般滑轮取等值；对于臂架类型起重机取不小于一般滑轮值的06倍。 第二，滑轮不应有缺损和裂纹，滑轮槽应光洁平整，不得有损伤钢丝绳的缺陷。 第三，滑轮应配置防止钢丝绳跳出绳槽的装置。 金属铸造的滑轮，出现下述情况之一时应报废。 裂纹； 轮搏不均匀磨损达3 mm； 轮槽壁厚磨损达原壁厚的20； 因磨损使轮槽底部直径减小量达钢丝绳直径的 50； 滑轮

29、轴磨损量达原直径的3；其他损害钢丝绳的缺陷。 二、卷筒 卷筒是用来卷绕钢丝绳的部件，它承载起升载荷，收放钢丝绳，实现取物装置的升降。 1概述 （1）卷筒的种类。按筒体形状，可分为长轴卷筒和短轴卷筒。按制造方式，可分为铸造卷筒和焊接卷筒。按卷筒的筒体表面是否有绳槽，可分为光面和螺旋槽面卷筒。接钢丝绳在卷筒上卷绕的层数，可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒（见图611）。一般起重机大多采用单层缠绕卷筒，多层缠绕卷筒用于起升高度特大，或要求机构紧凑的起重机（例如汽车起重机）。 图6一11卷筒 （a）光面的（b）螺旋槽面的 （2）卷筒的结构。卷筒是由简体、连接盘、轴以及轴承支架等构成的。 单层缠绕卷筒的筒

30、体表面切有弧形断面的螺旋槽，以增大钢丝绳与筒体的接触面积，并使钢丝绳在卷筒上的缠绕位置固定，以避免相邻钢丝绳互相摩擦而影响寿命。 多层缠绕卷筒的筒体表面通常采用不带螺旋槽的光面，筒体两端部有凸缘，以防止钢丝绳滑出。其缺点是钢丝绳排列紧密，各层互相叠压、摩擦，对钢丝绳的寿命影响很大。 卷筒的结构尺寸中，影响钢丝绳寿命的关键尺寸是卷筒的计算直径，按钢丝绳中心计算的卷筒允许的最小卷绕直径必须满足： Dominhld式中： Domin接钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径， mm； d钢丝绳直径， mm； hl卷筒直径与钢丝绳直径的比值。 2钢丝绳在卷筒上的固定 通常采用压板螺钉或楔块（见图6

31、12），利用摩擦原理来固定钢丝绳尾部，要求固定方法安全可靠，便于检查和装拆，在固定处对钢丝绳不造成过度弯曲、损伤。 （1）模块固定法（见图6一12a）。此法常用于直径较小的钢丝绳，不需要用螺栓，适于多层缠绕卷筒。 （2）长板条固定法（见图612b）。通过螺钉的压紧力，将带槽的长板条沿钢丝绳的轴向将绳端固定在卷筒上。（3）压板固定法（见图612c）.利用压板和螺钉固定钢丝绳，方法简单，工作可靠，便于观察和检查，是最常见的固定形式。其缺点是所占空间较大，因此，不能用干多层卷绕。从安全考虑，压板数至少为2个。 图612钢丝绳在卷筒上的固定 钢丝绳尾部拉力可按柔韧体摩擦的欧拉公式计算：式中：Smax钢

32、丝绳的最大拉力，一般指额定载荷时的钢丝绳拉力； 2起升载荷动载系数； e自然对数的底（e=2718）； 摩擦系数，考虑有油，通常取012； 钢丝绳在卷筒上的包角。 为了保证钢丝绳尾的固定可靠，减少压板或楔块的受力，在取物装置降到下极限位置时，在卷筒上除钢丝绳的固定圈外，还应保留153圈安全圈，也称为减载圈，这在卷筒的设计时已经给予考虑。 在使用中，钢丝绳尾的圈数保留得越多，绳尾的压板或模块的受力就越小，也就越安全。如果取物装置在吊载情况的下极限位置过低，卷筒上剩余的钢丝绳圈数少于设计的安全圈数，就会由于钢丝绳尾受力超过压板或楔块的压紧力，从而导致钢丝绳拉脱，重物坠落。 3卷筒安全使用要求 （2

33、）卷筒上钢丝绳尾端的固定装置，应有防松或自紧的性能。对钢丝绳尾端的固定情况，应每月检查一次。在使用的任何状态，必须保证钢丝绳在卷筒上保留足够的安全圈。 （2）单层缠绕卷筒的筒体端部应有凸缘。凸缘应比最外层钢丝绳或链条高出2倍的钢丝绳直径或链条的宽度。 卷筒出现下述情况之一时应报废： 裂纹； 筒壁磨损量达原壁厚的20；绳槽磨损量大于钢丝绳直径14且不能修复时。 第四节制动器 由于起重机周期及间歇性的工作特点，使各个工作机构经常处于频繁启动和制动状态，制动器成为动力驱动的起重机各机构中不可缺少的组成部分，它既是机构工作的控制装置，又是保证起重机作业的安全装置。制动器是否完好可靠，是安全检查的重点。

34、 一、制动器的种类和用途 制动器的工作实质是通过摩擦副的摩擦产生制动作用。根据工作需要，或将运动动能转化为摩擦热能消耗，使机构停止运动；或通过静摩擦力平衡外力，使机构保持原来的静止状态。 其结构特点是：制动器摩擦副中的一组与固定机架相连；另一组与机构转动轴相连。当摩擦副接触压紧时，产生制动作用；当摩擦副分离时，制动作用解除，机构可以运动。 1制动器的作用 （1）支持作用：使原来静止物体保持静止状态。例如，在起升机构中，保持吊重静止在空中；在臂架起重机的变幅机构中，将臂架维持在一定的位置保持不动；对室外起重机起防风抗滑的作用。 （2）停止作用：消耗运动部分的动能，通过摩擦副转化为摩擦热能，使机构

35、迅速在一定时间或一定行程内停止运动。例如，各个机构在运动状态下的制动。 （3）落重作用：制动力与重力平衡，使运动体以稳定的速度下降。例如，汽车起重机的下坡匀速行驶。 2制动器的种类 （1）根据构造不同制动器可分为以下三类： 带式制动器。制动钢带在径向环抱制动轮而产生制动力矩（见图613）。 块式制动器。两个对称布置的制动瓦块，在径向抱紧制动轮而产生制动力矩（见图614）。 图613带式制动器 图6一14块式制动器1一制动轮；Z一制动带；3一限位螺钉 1液压电磁铁；2一杠杆；3一挡板；4一螺杆；5一弹簧架；6一制动臂；7一拉杆；8一瓦块；9一制动轮 盘式与锥式制动器。带有摩擦衬料的盘式或锥式金属

36、盘，在轴向互相贴紧而产生制动力矩（见图615和图616）。 图615盘式制动器 图616链式制动器1一顶套；2一锥式制动盘 （2）按操作情况，制动器可分为： 常闭式制动器。只要机构不工作，制动器则处于闭合状态；当机构的驱动能源一接通，首先将制动器打开，机构就可以正常工作。 常开式制动器。制动器经常处于松开状态，随时可以根据需要施加上闸力，产生制动力矩，使制动器制动。 综合式制动器。它具有常开式，在制动器松开时可利用操纵杠杆随意进行制动，也具有常闭式，在机构不工作时制动器可靠制动的功能。 二、带式制动器 带式制动器由制动带、制动轮和松闸器杠杆系统组成（见图617）。制动轮安装在机构的转动轴上，内

37、侧附有摩擦衬料的制动钢带一端与机架固定部分铰连；另一端与松闸器杠杆铰连，并在径向环绕制动轮。松闸器的上闸力通过杠杆系统，使制动带环抱接触并压紧在制动轮上，产生制动力矩。由于制动带的包角很大，因而制动力矩较大，相应结构也紧凑。缺点是制动轮轴由于不平衡力作用而受弯曲载荷，制动带比压分布不均匀，使衬料的磨损不均，散热性不好。带式制动器主要用于对结构紧凑性要求较高的流动式起重机。简单带式制动器制动力矩的计算式为： 根据柔性带的摩擦公式，因为所以式中：Mz制动力短； Smax制动带最大张力； Smin制动带最小张力； D制动轮直径； e自然对数的底（e=2718）； 摩擦系数； 钢丝绳在卷筒上的包角。

38、带式制动器的制动带内侧有摩擦垫片，其背衬钢带的端部与固定部分的连接，应采用铰接，不得采用螺栓连接、铆接、焊接等刚性连接形式。 三、块式制动器 块式制动器由制动瓦块、制动臂、制动轮和松闸器组成。常把制动轮作为联轴器的一个半体安装在机构的转动轴上，对称布置的制动臂与机架固定部分钱连，内侧附有摩擦材料的两个制动瓦块分别活动铰接在两制动臂上，在松闸器上阐力的作用下，成对的制动瓦块在径向抱紧制动轮而产生制动力矩。 以短行程电磁铁块式制动器为例（见图618），说明块式制动器的工作原理。在接通电源时，电磁松闸器的铁心吸引衔铁压向推杆，推杆推动左制动臂向左摆，主弹簧被压缩。同时，解除压力的辅助弹簧将右制动臂向

39、右推，两制动臂带动制动瓦块与制动轮分离，机构可以运动。当切断电源时，铁心失去磁性，对衔铁的吸引力消除，因而解除衔铁对推杆的压力，在主弹簧张力的作用下，两制动臂一起向内收摆，带动制动瓦块抱紧制动轮产生制动力矩；同时，辅助弹簧图618短行程电磁铁块式制动器简图被压缩。制动力矩由主弹簧力决定，辅助弹簧保证松闸间隙。块式制动器的制动性能在很大程度上是由松闸器的性能决定的。 块式制动器的特点是构造简单，安装方便，成对瓦块产生的压力平衡，使制动轮轴不受弯曲载荷作用。在起重机中得到广泛使用。 四、制动器的选择与使用 制动器通常安装在机构的高速轴（电动机轴或减速器的输入轴）上，有些制动器则装设在低速轴或卷筒上，以防传动系统断轴时物品坠落。前者由于制动力矩小，因而制动器的尺寸可以减小；后者可以增加安全性，防止传动系统承载力零件损坏而造成物品坠落。在起重机安全检查过程中，对下列要灰必须给予确认： 第一，动力驱动的起重机，其起升、变幅、运行、旋转机构都必须装设制动器； 第二，起升机构、变幅机构的制动器，必须是常闭式制动器； 第三，吊运炽热金属或其他危险品的起升机构，以