港口起比機械

第一章概論

第一節港口起重機械的分類及根本構造

一.港口起重機械的工作特點

1.起重機械

一對物料提升、短距離運移，從事裝卸、安裝等作業的機械設備

2.工作特點

以門座起重機卸船裝火車為例說明C

空鉤下降到貨物上方

掛鉤一滿載提升一一定高度制動

f變幅度f一定位置制動

f旋轉f一定位置制動

f變幅度到車皮卸貨上方制動

一滿載下降到車皮內制動

一摘鉤一空鉤上升一一定高度制動

f旋轉f一定位置制動

f變幅度f待卸貨物.上方制動

f空鉤下降f貨物上方制動

------個工作循環。

重復上述動作

工作特點：

1）動作是間歇的、重復的、周期性的。

即通過重復、短時間的工作循環，周期性地完成貨物的提升和運移，每個工作循環

中都包括滿載和空載的過程。

2）每個工作循環中，其主要工作機構都作正向和反向的運動，且起制動非常頻繁。

3）所受到的載荷的大小和方向都是變化的。

如：貨物的大小、風力的大小及方向、坡度以及起制動時的動載荷。

以上這些特點，決定了起重機的結構和設計計算方法不同于其他機械。

二.起重機的根本組成

起重機械的種類繁多，但其根木由三局部組成:

即1.金屬結構；

一起重機械的骨架，用來承受起重機的自重、貨重等作用在起重機械上的載荷，并且

把它們傳遞到艱底上。

2.工作機構；

一起重機用來完成貨物提升和運移的工作裝置。它由動力、傳動、制動以及工

作裝置所組成。

根據起重機類型、任務的不同，有起升、運行、變幅和旋轉等機構。

3.操縱控制系統和平安輔助裝置。

一操縱起重機完成各種要求的動作，以及對起重機實施各種平安保護。如司機

室、電氣房、夾軌器、限位開關、緩沖器、起重量限制器、載重力矩限制器

和偏斜指示器。

三.起重機械的分類

起重機械的種類很多、很雜，為了統一名稱，便于管理，有必要對起重機械進行

分類。

分類的方法也很多，我們根據其結構、性能來進行分類劃分。

1.輕小型起重機械

特點：單動作：只有一個起升機構，貨物沿一固定直線運動。

雙動作：除一起升機構使貨物垂直方向移動外，還具有一機構使貨物沿一

固定的直線或曲線移動。

如：千尸頂、手拉葫蘆、手扳葫蘆、電動葫蘆等。

2.橋式類型起重機

特點：有三個及三個以上工作機構，［如起升、小車運行和大車運行等），貨物水

平移動由大、小車的運動來實現。它的工作范圍為一長方體。

根據其結構及工作性能可劃分為：

通用橋式起重機

龍門起重機

裝卸橋

纜索起重機

通用橋式起重機

主要用在倉庫、廠房設備安裝及維修等。

大車在軌道上運行，小車在橋架上運行。

龍門起重機

龍門起重機就是帶質的橋式起重機，它的橋架安裝在支腿上，支腿沿著鋪設在地

面上的軌道上作縱向運行，小車在橋架上作橫向運行。

一般用在前方堆場上，龍門起重機各機構的速度較低，但起重量較大，它可以

在軌道上運行，也可以采用橡膠輪胎，在地面上運行。

裝卸橋

結構型式和龍門起重機相似，主要區別：用途不同，所以性能也就不同。

裝卸橋的小車運行速度和提升速度都很高，V小達240m/min,V升達70m/min0

懸臂較長，且可折起，一般用于散貨、集裝箱的裝卸。

纜索起重機

主要用于地形復雜，如林場、煤場、山區、水庫等地方。用鋼絲繩作橋架，這種

起重機跨度可達幾百米以上，起升高度也很大。

3.臂架類起重機

構造特點：具有可以繞下軸擺動的臂架，臂架裝設在可繞垂直軸旋轉的轉臺上。

臂架的擺動和旋轉使貨物能在兩個平面內運移。它的工作范圍是一環形面積及其上

空，如果配上行走機構，就可以擴大其工作范圍。

這類起重機有：汽車吊、輪胎吊、履帶吊、塔式起重機、門座起重機及浮式起重

機等。

4.升降機

沿著固定導軌運送貨物和人員的升降設備。如：

電梯一一用于港口多層倉庫和大型起重機內。

纜車一一用于斜坡式碼頭。（落差較大的碼頭）卷揚機牽引載貨平臺沿著斜坡碼頭的

軌道往復運動實現貨物的搬運。

起重機械的分類列于下表

起重機械

輕小型起重機械橋式類型起重機臂架類型起重機升降機

——

I看

一

一

手

手

龍

裝

汽輪

索

通

履塔

浮

起

帶

扳

拉

卸

胎

式

車

用

門

起

式

起

葫

葫

橋

起

起

重

橋

起

起

重

起

重

蘆

蘆

重

重

重

式

重

機

重

機

?機

機

機

起

機

機

機

一

一

一

重1

機

第二節

港口起重機的主要技術參數

一.技術參數

一表征起重機技術性能的技術指標

二.主要技術參數

不同類型的起重機，其技術參數不完全相同，主要有：

起重量、幅度（或外伸距）、起升速度、軌距（或跨度、輪距）、基距、各機構

工作速度、生產率和工作級別等。

1.起重量Q——平安正常工作所允許的最大起吊貨物的質量。（kg.t）

X起重量不包括吊鉤、吊環等吊具的質量。

派起重量包括抓斗、電磁鐵、集裝箱吊具、料桶等吊具的質量。

派起重量較大的起重機常有兩套起升機構，起重量大的為主起升機構或主鉤,

較小的為副起升機構或副鉤。副鉤起重量為主鉤的1/5?1/3,125/32（；

350/75/15to幅鉤的起升速度較高，可以提高起重機的生產率。

派起重量隨幅度變化的起重機，起重量為最小幅度時的最大起重量。

X有的起重機用“載重力矩”（QXR）,參數決定了起重機在工作過程中抗傾

覆穩定性的能力。

X起重量應符合系列標準（GB783-65）0.5、1、3、5、8、10、16、25、32、

40、50、63、100、200、500等

X確定：

起重量一般由使用部門根據需要提出，其數值必須符合起重量的系列標準。

對于港口起重機的起重量：

件雜貨：以經常起吊的最重件為主要依據。

散貨：根據生產率和有關機構的工作速度確定。

2.幅度R（外伸距L）

旋轉臂架類起重機：旋轉中心至吊具中心線的水平距離。

非旋轉臂架類起重機：臂架下欽點至吊具中心線的水平距離。

外伸距一一對橋式卸船機而言，臨水側的軌道中心線至吊具中心線的最大水平距離。

確定：

幅度和外伸距與裝卸對象的尺寸有關，如船寬、艙寬等。

幅度和外伸距與裝卸工藝有關，如是否需要過駁作業。

幅度和外伸距與臨水側軌道中心至碼頭邊緣的尺寸有關。

幅度和外伸距與軌距及旋轉軸線位置有關。

3.起升高度H

吊具下極限位置至最上極限位置之間的垂直距離。

裝卸起重機一般有軌上、軌下或水上、水下起升高度

確定：

X取物裝置自身高度的影響［如吊鉤、抓斗）。

派貨物本身高度及索具的長度。

X所需跨越障礙的高度。

X最大船舶的空載高潮及滿載低潮時吊具能到達艙底。

X浮吊船傾斜的影響。

4.軌距、跨度和基距

軌距一一有軌起重機或起重小車行走軌道中心線間的距離

軌距的大小取決于跨越鐵路線的數目，單線6米，雙線1（）.5米，三線15.3Xo

跨度一一對橋式起重機而言，起重機運行軌道中心線的距離。依廠房和貨場的寬度而

定。

基距一一沿軌道方向，兩支腿中心線的距離。

5.工作速度V

——額定工況下（額定載荷，原動機額定轉速和轉矩），各工作機構的速度。

起升速度——取物裝置的運動速度。

變幅速度一一取物裝置從Rinin-Rmax的平均線速度。

回轉速度——起重機轉臺的轉速。

運行速度一一起重機或小車的行走速度。

確定：

派根據作業性質的要求：

派前沿機械速度要高，前方機械速度較低，非工作性機構，速度較低。

派根據運行距離的要求：

運行線路較長的速度要高，運行線路短的速度較低。

生產率Q——單位時間內吊運貨物的總噸數。它說明了起重機工作性能的綜合指標。

6.起重機及其機構的工作級別

——說明起重機及其機構工作繁忙程度和載荷狀態的參數。

(1)劃分工作級別的目的：

載荷變化不一樣：如有的起重機經常滿載工作，且起制動頻繁。有的那么經常是輕

載工作。

忙閑程度不一樣：如港口起重機一日兩班、三班工作。而電廠維修用的起重機一年

才用上幾天。

起重機的載荷狀態和忙閑程度都直接影響其結構、零部件、電氣等的強度、疲勞、

磨損及發熱。為使設計具有先進性、經濟性，同時又具有一定的使用壽命，有必要歸納

幾種說明工作繁忙程度的標準一一工作級別，作為設計、選用的依據，也便于標準化、

通用化，降低本錢。

(2)工作級別的劃分：

起重機的工作級別

根據利用級別

載荷狀態可分為八級，A1?A8

利用級別一一表征起重機在其有效壽命期內的使用頻繁程度。用總工作循環次數N表示，

共分為十級。U0?U9

利用等總的工附注利用等級總的工附注

級作循環作循環

次數次數

U01.6X不經常使用U55X105經常中等使

104用

U13.2XU61X106不常繁忙使

104用

U26.3XU72X106繁忙地使用

104

U31.25XU84X106

105

U42.5X經常輕閑使U9>4X106

105用

載荷狀態一一與實際起升載荷/額定起升載荷有關，與實際載荷作業次數/總的工作循環次

數有關，共分為四級。Q1?Q4,輕、中、重、特重。

把利用級別和載荷狀態進行綜合，就可得出起重機的工作級別。

載荷狀態利用級別

U0UIU2U3U4U5U6U7U8U9

Q1AlA2A3A4A5A6A7A8

Q2AiA2A3A4A5A6A7A8

Q3AlA2A3A4A5A6A7A8

Q4A2A3A4A5A6A7A8

起重機機構的工作級別

根據機構的利用級別

載荷狀態分為八級。Ml?M8

機構利用級別一一按機構總設計壽命分為十級。TO?T9

利用等總設計附注利用等級總設計附注

級壽命h壽命h

T0200不經常使用T56300經常中等使

用

T1400T612500不常繁忙使

T2800T725000繁忙地使用

T31600T850000

3200經常輕閑使T9100000

用

載荷狀態一一說明機構受載輕重的程度，共分為四級。L1?L4,輕、中、重、特重。

機構工作級別的劃分見下表。

載荷狀態利用級別

TTTTTTTTTT9

012345678

L1MMMMMMMM8

1234567

L2

12345678

L3MMMMMMMM

12345678

L4MMMMMMM

2345678

對同一起重機而言，整機的工作級別與各機構的工作級別是不相同的，各機構之

間的工作級別也是不相同的。

機構的接電持續率或運轉時間率。

7.其他參數

外形尺寸、自重、輪壓以及驅動功率等參數也反映起重機的性能，并直接影響起重

機的造價、能源的消耗和碼頭的投資等。

第二章起重機設計計算總那么

第一節.作用在起重機上的載荷、根本類別、載荷組合及類別

設訂“算的一般原那么

1.起重機所受載荷多且變化（大小、方向、作用次數等）

2.為保證起重機在壽命期內平安、正常工作，起重機及另部件等須滿足:

1）足夠的強度即：

塑性材料一無永久變形

脆性材料一不脆斷

壓彎構件一不失穩

起重機一不傾復

一一強度、穩定性計算

2）足夠的壽命即：

不產生疲勞破壞

穩升在允許范圍內

——強度、發熱計算

3）非工作狀態，即在可能出現的最大外載（如暴風等）

起重機某些另部件不損壞

起重機不傾復

一一強度、穩定性驗算

因此，在設計計算時，必須計算并確定相應的外載荷，并按實際可能同時作用

的載荷，根據計算載荷的類別進行組合。

二.作用在起重機上的外載荷、計算載荷的類別及載荷組合

（一）.作用在起重機上的外載荷

作用在起重機上的外載荷較多，主要有自重載荷Pg:起升載荷Pq；動力載

荷、風載荷Pf;坡道載荷Pp等。

（1）.起升載荷Pq

起升載荷就是起升質量（即起重量）的重力，起升質量包括起重機允許起升

的最大有效物品質量、取物裝置（吊鉤滑輪組、起重橫梁、抓斗、容器和吸盤）

質量、鋼絲繩等。起升高度在50米以下的，可以忽略鋼絲繩的質量。

（2）.自重載荷Pg

自重載荷是指起重機金屬結構、機械設備以及附設在起重機上的存倉、連續

運輸機及其上的物料等的重力起升質量的重力不計在自重載荷之內。

自重載荷在起重機設計之前是未知的，而在計算結構應力時乂是主要載荷，

因此在設計時一般是參考同類型的起重機，或者通過初步計算予以估計。

（3）.風載荷Pf

風載荷是流動的空氣被結構物阻擋而產生。起重機的風載荷分為工作狀態（I,

II類）和非工作狀態（III類）。

非工作狀態下的風載荷是起重機在非工作狀態時所受的最大風力。

風載荷的大小為：

式中：Pf-一作用在起重機上的風載荷（N）；

C一一風力系數，與結構型式有關：

q一一計算風壓Nm2）；（相應有qI;qH;qIII）

A一一起重機垂直于風向的凈迎風面積（m2）；

Kh——風壓高度變化系數。

風載荷的作用點：凈迎風面積的型心

（4）.坡度載荷Pp

起重機在坡道上工作時，由于自身重力以及貨物重力而產生的沿路面方向的

分力Pp：

（5）.動力載荷（慣性、振動、沖擊、貨物偏擺載荷）

動力載荷由于運動質量的速度大小、方向變化而產生的慣性載荷；外載荷作

用在彈性系統上產生的彈性振動，而使載荷增加，其增加量稱為振動載荷；

軌道接頭產生的沖擊載荷；

起制動時傳動機構中的間隙等原因產生的沖擊載荷。

——動力載荷的計算可以引用動力系數、沖擊系數來計算。

貨物偏擺載荷Pa

臂架類旋轉起重機，由于旋轉產生的切向慣性力和離心力；變幅所產生的水

平慣性力以及風力的作用

使懸掛物品的鋼絲繩相對于鉛垂線產生偏擺角。，從而使臂架頭部受到一個

水平力即貨物偏擺載荷Pa：

（6）.實驗載荷

起重機在投入慎用之前，必須進行靜載試驗和動載試驗。

動載試驗時，其試驗載荷為額定起升載荷的L1倍；

靜載試驗時，其試驗載荷為額定起升載荷的1.25倍。

（7）.其他載荷

除了以上的主要載荷以外，還有如碰撞載荷、地震載荷、溫度載荷、安裝載

荷、工藝載荷等等。

（二）.載荷的根本類別、載荷組合及類別

由于起重機上作用的載荷很多，旦其大小、方向和作用次數都在發生變化；另外為了

俁證起重機平安正常工作，起重機及其零部件必須滿足三個條件即（1）具有足夠的強度及

穩定性：（2）具有一定的使用壽命：（3）不工作時，保證起重機在外載作用下不發生破壞。

為了進行以上三種情況的計算，必須確定相應的載荷值，并按實際可能加以適當組合。

1.工作情況下的正常載荷（I類載荷）

起重機工作時經常受到的載荷：起重機平穩起制動，

I類風載荷

I類偏擺載荷

I類坡道載荷

一用于某些零部件的疲勞、磨損和發熱以及驅動功率的計算。

2.工作情況下的最大載荷（II類載荷）

起重機在工作中有可能出現的最大載荷：

滿載作業、起重機猛烈的起動和緊急制動；最大工作風（II類

風壓）；

II類偏擺載荷；

n類坡度載荷；

一用于全部零部件進行靜強度計算，對整機進行抗傾覆穩定性和最大輪壓計算，

校核電動機過載能力和制動器制動力矩。

3.非工作情況下最大載荷an類載荷）

起重機在不工作時可能出現的最大載荷。

最大工作風載荷an類風壓）；

n類坡度載荷；

一用于某些零部件的靜強度驗算；起重機自身抗傾覆穩定性；最大輪壓計算；

安裝載荷、運輸載荷、試驗載荷屬in類載荷。

第二節計算一般原那么

（零部件強度、疲勞計算要點）

（一）.強度計算載荷

II類，最不利工況，最不利載荷，起（制）工況

1.動載的大小和零部件在傳動系中所處位置有關

多質量系統=>雙質量系

起（制）動時,

*均為轉為同一軸

MqMj

Mi

1ri^/11=7-----

轉換關系仆切)J2

J1

[也力

[r,/〃1=---=-----

旋轉質量￡/

j;V2

?=4=91.2-2

往復運動勺?,7

分析：％=小心

起(制)動時，慣性載荷和JII/(JI+JII)成正比

當Mj.i.J一定，電機NT.MqT,那么MgT

對回轉及運行機構由于低速軸上直線，回轉運動質量很大，即J

H/JI大,即JH/(JI+JH)=1即Mg=Mq即整個傳動系統中

的零件所受慣性載荷都較大。

計算載荷

(1)回轉及運行機構MH按起(制)動時計算最大振動力矩

即：MIImax=(p5o(p8。n

(p5-彈性振動力矩以大系數

平穩起(制)動：(p5=l.1-1.5

突然起(制)動:(p5=L5?L7f

(p8—剛性動載系數年8

(2).起升及非平衡變幅機構

承受慣性載荷較小的另部件一計算零件

。一起升動載系數

承受慣性載荷較大的另部件MIImax=(2—2.5)""

(3).平衡變幅機構

承受慣性載荷較小的另部件FIImax—計算零件

承受慣性載荷較大的另部件MIImax=(2—2.5)也

(二)疲勞計算對某些另部件

即：%＞乂=1。7時無限耐久疲勞計算

NsvNvM時有限耐久疲勞計算

57

Ns=10No=10

N<Ns=N'時受強度控制

對變化的載荷一等效載荷

等效載荷：根據各交變載荷的大小及作用次數，按材料疲勞曲線換算，在一假定載

荷及相應作用次數下，對零件的耐久性效果與零件在實際載荷作用效果

相同，該假定載荷即為等效載荷。

如：等效起升載荷Q、PQ

均方根變幅阻力

回轉等效風阻力、坡道阻力

第三章驅動裝置

第一節概述

一.驅動裝置

——用以驅動起重機械工作機構的動力設備

是起重機械的重要組成局部

在很大程度上決定了起重機械的工作性能和構造特點，

對其經濟指標（自重、投資、營運等）有很大的影響

在工藝，起重機械設計，正確選用驅動型式

應充分了解：驅動型式特點、工作條件、要求等。

力求工作可靠：結構緊湊，輕維修方便，制造，營運費用低

二.驅動型

根據所用能源不同，主要有

人力驅動----用于輕小型起重機械及重要機構的輔助驅動

動力驅動……電力驅動；

內燃機驅動；

復合驅動：內一一電力；

內----液壓、液力；

電——液壓、液力；

電---氣力、液力等。

第二節.電力驅動

電力驅動是現代港口起重機的主要驅動形式

一.特點:

能源經濟、供電方便、無污染；

傳動裝置簡單、便于實現分別驅動；

起動、調速方便、過載能力強、正、反轉性能好、控制方便;

易于安裝平安保護裝置及聯鎖裝置，平安可靠；

便于實現自動控制及遙控；

依賴外部電源，引入起重機須一定裝置；

機動性差，不能遠距離運行。

——多用于有軌及固定式起重機。

二.電動機的類型及特點

1.電動機的類型

交流三相繞線式異步電動機

交流三相鼠籠式異步電動機

交流變頻電機

直流

2.起重機及冶金專用電動機

1)電機的工作制度

一一與通電持續程度有關的工作情況

(1)連續工作制一S1一在恒定負荷下連續運行

發熱曲線通電后T按指數

曲線上升f[T]

發熱=散熱0T]

負荷增大，穩定溫度增高

由上圖同一電機

N1一連續長時間工作

N2一運行t2

N3—運行t3

T到達[1]溫度即為該工況下的功率

運行持續時間有10分、3()分6()分、90分鐘，實驗得到

N10、N30、N60、N90功率。

(3)斷續周期工作制一S3

特點：恒負荷f短時停f恒負荷

周而復如

運行+停一個工作作質環(10分鐘)

N+Rt工+l停

行續周期工作制(S4)

一個工作循環T=D+N+R

T循=tq+t2+t停

*接電持續率：

S3時：JC%=——xlOO%

，工十“

SJ時<)%

直有：25%,40%,60%

可見：電機功率和工作制有關

電機功率和JC%制有關，JC%T[N|J

2).起重專用電動機特點

(1).斷續周期工作制

基準：S3,40%

(2)起動轉矩大

最大轉矩Mmax>3倍的額定轉矩

⑶轉子轉運慣量小,(GD2)J(J)J

(4)機械強度高

防護等級高

3.電機容量確實定原那么步驟

1)按機構靜功率Nj

JC%

工作方式初選

即N=K「Nj

2)校核電機起動能力tq

短時過我能力

發熱

火對載荷變化大的機構，應按Njx（如：變幅、回轉機構）初選。

4.電機校核

1）起動能力（起動時間tq）

;電機的起動轉矩Mg為變值，，按M/岬計算平均起動時間。

電機起動時：

=[j,+A]

_[GD2]n2乃.〃

4g60%

37%

?,。375（M二監）LJ

式中：Mpg一電機的平均起動轉矩

Mj—靜力矩

4一旋轉運動質量的轉動慣量

（一直線運動質量的轉動慣量

[GOz]一總飛輪矩

〃一電機的轉速

注：均為對電機軸

2）電機的短時過載能力

在工作狀態，在可能出現的最大靜負荷時，電機不應出現堵轉

即應滿足：Minax=（2-2.5）.M..>MJnux

3）電機的發熱校核

保證電機的穩升在允許范圍內

電機的穩升和起動次數、慣性載荷、機構的/C%值等有關

方法：等值損耗法

即應滿足：NpNNps

式中：Np一電機在相應JC%值時的允許功率

N”一穩態平均功率

第四章.起重機的擾性構件及卷饒裝置

撓性構件一具有易于彎曲特性的構件。

鋼絲繩是起重機上應用最廣泛的撓性構件。

第一節.鋼絲繩

一.作用：

I.把原動機的旋轉運動轉化為貨物的直線運動

2.傳遞動力，承受載荷。力矩一牽引力

3.困扎物品，支持臂架等。

二.特點（和鏈條相比擬）

1.承載能力大，自重輕；

2.高速運動無噪音，運動平穩；

3.承受沖擊載荷的能力較強；

4.工作平安可靠，極少突然斷裂；

5.易于收集，儲存在卷筒上；

6.撓性較差一一卷筒及滑輪的直徑較大。

二.鋼絲繩的構造及型式

（一）.構造

單繞繩雙繞繩三繞繩

ttt

假設干鋼絲一繞制成股（繩）一繞制成股（繩）一繞制成繩

II

繩芯繩芯

1.鋼絲

優質碳素鋼經屢次冷拉、熱處理制成鋼絲

（1）等級：

特級一一用于平安要求較高的場合

I級一一起重機常用

I級一一常用于次要場合

（2）外表狀態：

光面一一常用于一般場合

鍍鋅一一常用于腐蝕及潮濕的場合

2.繩芯作用：充填中央斷面，增加撓性

種類：有機繩芯撓性較好，但承受橫向載荷能力較差

金屬繩芯撓性較差，但承受橫向載荷能力較強，

耐高溫。

（二）結構型式

1.根據鋼絲繩的繞制方向

順繞繩（同向捻）：絲一股一繩方向相同撓性好，易松散。

交繞繩（交互捻）：絲一股一繩方向相反撓性較好，多用。

混合捻：相鄰股鋼絲繞向相反制造較復雜。

2.根據股中鋼絲間的接觸情況

1）點接觸（D型）：股中絲徑相同，呈點接觸；

2）線接觸：股中絲徑不同，外層絲位于內層鋼絲間的溝槽中，呈點接觸；

主要有：粗細式（W）——瓦林吞型

外粗式（X）——西爾型

充填式（T）

3）面接觸

由異型鋼絲繞制而成，鋼絲間呈面接觸。

面接觸鋼絲繩外表光滑，耐磨性好，但撓性差，用于纜索起重機的索道。

3.根據股數及股的型狀

股數：有六股、八股、十八股等

股數t撓型t繩、股接觸面t

型狀：園型股一一常用

異型股：橢圓型股

三角型股

扁圓形股

異型股F接觸T壽命t但結構復雜，起重機少用。

四.鋼絲繩的正確選擇及合理應用

1.鋼絲繩直徑的計算與選取

鋼絲繩中的鋼絲在工作狀態中的受力十分復雜，主要受有拉伸、彎曲、擠壓和剪切

等，應力很難精確計算。

般按鋼絲繩的最大靜拉力計算選取，具體步驟是：

①.根據起重機的使用要求，工作條件及使用場合等，確定合理的鋼絲繩結構型式。

②.由最大靜拉力計算選取鋼絲繩的直徑。

A.選擇系數法：

in-CjSjmaxmm

式中：S/z——鋼絲繩最大工作靜拉力(N)；

C一一鋼絲繩的選擇系數，其值與機構的工作級別和鋼絲的抗拉強

度有關。

其中：n——平安系數；

a---鋼絲繩捻制折減系數，a=0.8?0.9；

W——鋼絲繩充填系數；

外——鋼絲的公稱抗拉強度(N/mm2)。

C和n值

選擇系數C值選擇系數C值

機構機構

鋼絲公稱抗拉強度平安鋼絲公稱抗拉強度平安

工作工作

<y(N/mm2)系數%(N/mm2)系數

級別b級別

155017001850155017001850

Mi?M3().0930.0890.0854M60.1440.1090.1066

M40.0990.0950.0914.5M70.1230.1180.1137

M50.1040.1000.9605Ms0.1400.1340.1288

B.平安系數法

式中：Sp——鋼絲繩的破斷拉力Sp=a^s

￡Ss一一鋼絲繩鋼絲的破斷拉力之和。

2.鋼絲繩的表記

例：6W(19)—20.0—1700—I—光一左交(GB1102-74)

3.提高鋼絲繩使用壽命的措施

1).合理選型，采用線接觸繩；

2).降低工作應力,即：一TbJ；

3).選取較大直徑的滑輪及卷筒即：O/d繩2/zt那么叫\巴，I;

4）.繩槽尺寸及材料適宜，即：/t*J;

5）.減少繞過的滑輪數，盡量防止反向彎曲;

6）.加強潤滑，保養及檢查。

第二節.滑輪及滑輪組

一.滑輪

1.作用

1）支承并傳遞載荷；

2）改變鋼絲繩的方向——導向；

3）組成滑輪組，到達省力或增速的目的；

4）平衡鋼絲繩的張力。

2.直徑

為保證鋼絲繩的壽命，其直徑須滿足：D>[h-\\d^

二.滑輪組

鋼絲繩繞過假設干個定滑輪和動滑輪的聯合裝置

（一）滑輪組的類型

1.按滑輪組的功用：省力滑輪組一一多用

增速滑輪組一一少用

2.按滑輪組的構造：單聯滑輪組

雙聯滑輪組

（二）省力滑輪組

1.作用

省力；減少鋼絲繩的張力d繩I。。I驅動力I機構尺寸!

2.倍率

-不計阻力，滑輪組省力的倍數

I）主、被動力間的關系

設：承載分支數為Z；

被動力為Q；主動力為品

假設：不計阻力（效率）

Z1/<**Z

那么：S.=Q/Z省力倍數（倍率），〃—丫/—4

2）主、被動力的速度間的關系

主動力所做的功二二二被動力所做的功

???〃2=Q/S0=%7L=Z

,汕玄被動力主動力速度承載分支數

主動力被動力速度驅動分支數

3.單聯滑輪組

—-滑輪組的鋼絲繩只有一端繞入卷筒的滑輪組

1）工作特點

當鋼絲繩繞上、繞出卷筒時，

貨物升或降的同時，還作軸向運動。

一操作困感難

對橋式起重機小車輪壓不均勻；

吊鉤上極限受偏角限制。

2）應用

可裝設導向滑輪的臂架式起重機見圖

4.雙聯滑輪組

——滑輪組的鋼絲繩的兩端繞入卷筒的

滑輪組，即主動分支為兩根。

式中：X——驅動分支數單聯X=1

雙聯X=2

5.效率

1）滑輪的效率

女理想拉力S。

效釬實際拉力sa

效率〃二s。

s0+w

1=1-^_\-￡

小飛+2正。——2

式中：w一繩繞上滑輪的見僵性及軸承中的阻力

￡阻力系數滾動軸承2=0.027=0.098

滑動軸承2=0.0577=0.095

2)滑輪組的效率

Q

,二S。二1十

■Sm(1-7)

鋼絲繩的最大靜拉力:

s二Q：i其中：單聯:Qi產Q+Qo

雙聯：吊鉤Q計=0.5(Q+Qo)

抓斗Q計=0.66Q

練習：判斷以下卷繞系統中滑輪組的型式、倍率、各滑輪的作用，并計算鋼絲繩

的最大靜拉力。

1)2)

3)4)

5)6)

第四節卷筒

一.作用

1.卷繞、儲存鋼絲繩，如：起升、變幅機

2.將原動機的旋轉運動一直線運動；

3.傳遞動力，將原動機的驅動力一鋼絲絹

二.類型及材料

(一)類型

1.外表型狀：圓柱形一一常用

圓椎形、曲線形一一特殊場合如：補賞卷筒

2.卷饒層數：

1）單層卷饒卷筒一一港口門機廣泛應用

特點：外表切有螺旋繩槽鋼絲繩排列整齊，繩間不接觸,

繩、槽5J

繩槽：標準槽節距IL卷!結構緊湊一一常用

深槽節距較大L卷f——用于易脫槽的場合

2）多層卷饒卷筒

特點：外表一般為光面，鋼絲繩緊密排列；

繩、槽《』巴3

各層鋼絲繩繞向不同，互相交叉；

卷饒過程中，鋼絲繩互相擠壓、磨擦；

內層鋼絲繩受外層繩的擠壓；

各層鋼絲繩的線速度、力矩不同。

應用：起升高度大或要求緊湊的起重機。

三.卷筒的主要尺寸：D；L；6

1.卷筒直徑（槽底直徑D）

應滿足：D>\h-\\l^取值應園整

2.卷筒長度L

取決于：卷饒層數；起升高度；滑輪組形式及倍率。

（1）單聯滑輪組（單層繞）

L。——切槽局部長度

D。一一卷筒直徑”繩）

t一一繩槽節距

tn.——平安圈%=1.5—3圈

G——固定繩尾局部長度

兩端空余局部的長度

(2)雙聯卷筒(單層繞)

乙；乙同上

J一一無繩槽局部長度

取決于：吊鉤處于上極限，鋼絲繩

的偏角在允許范圍內。

A^<L4-0.07/7mir,

3.卷筒壁厚3

多按經驗公式確定，然后校核其強度

(1)經驗公式初定5

即：對鑄鐵5=0.020+(6-10)mm

3412mm(鑄造工藝)

3>15mm(鑄造工藝)

(2)強度校核

※當L<3D按壓應力校核

q

即：%,二—<f/

鋼口」=猊5

鑄鐵口」=15

X當L>3D按合成應力校核

即：a=(TW+

鋼口/=。/2

鑄鐵口/=。/,/5

X當L>2DD21200mm

D較大，壁厚相對較薄，還須校核抗壓穩定性

即滿足-

IJ?ti\

式中：Pmax——單位面積最大在向力

\3

PK失穩臨界壓力pk

K——平安系數K=1.3?1.5

第五章取物裝置

第一節概述

一.作用及意義

物品一一起升機構連結的裝置，是起重機必不可少的部件之一。

取物裝置性能將影響起重機正常、平安、高效作業，可減少輔助工人的勞動強度。

第二節吊鉤及吊鉤組

一.吊鉤

吊鉤