起重机的安全

14自行式起重机的技术使用自行式起重机是吊装工程中一种重要的起重机械，使用非常广泛，可以说，一个国家、一个地区拥有的自行式起重机的吊装能力在一定程度上代表了该国家和地区的吊装水平。因此掌握自行式起重机的合理选择和正确使用，具有自行式起重机的基本知识，不仅是起重专业技术人员必须的，而且对工程建设的各类管理人员科学地管理工程也有着重要的意义。4.1自行式起重机的分类、特点及结构形式4.1.1自行式起重机的分类及特点自行式起重机一般分为汽车式、轮胎式和履带式3种，如图4.1～图4.3所示。图4.1汽车式2图4.2轮胎式汽车式起重机是将起重机安装于标准汽车的底盘上，行驶和起重操作分开在两个驾驶室进行。吊装时，靠四个支腿将起重机支撑在地面上。因此该起重机与另外两种相比，具有较大的机动性，其行走速度更快，可达到60km/h，并且不破坏公路路面。但一般不可在360°范围内进行吊装作业，其吊装区域受到限制，对地面支撑能力的要求也更高。3履带式起重机是将起重机安装于专用底盘上，其行走机构和吊装作业的支撑均为履带，履带的支撑面积较大，可以支撑较大载荷。因此，一般大型起重机较多采用履带式，履带式起重机对地面的要求也相对较低，并可在一定程度上带载行走。但其行走速度较慢，且履带会破坏公路路面，转移场地时须要拖车。履带式起重机的使用效率也比采用箱型臂的汽车式起重机低。轮胎式起重机也是将起重机安装于专用底盘上，其行走机构为轮胎，吊装作业的支撑为支腿，其特点介于前二者之间。4.1.2自行式起重机的的基本结构自行式起重机尽管类型不同，但基本结构组成是相同的。1）起重臂起重机用以提升重物到高处的支承结构，它可分为“格构式”臂和“箱形”臂两类。图3.1中的汽车式起重机和图3.2中的轮胎式起重机采用的是“箱形”臂，其组成是由数节截面为“箱形”的臂套在一起，各节之间可以滑动，在非工作状态，各节活动臂在液压装置的作用下，缩回到基本臂中，以便于起重机的移动。工作时可根据具体吊装工程对臂长的要求，用液压装置顶升活动臂到要求的臂长，使用方便。但箱型臂起重能力小，臂长受到限制，一般中、小型汽车式起重机和轮胎式起重机常采用箱型4臂图3.3中的履带式起重机采用的是“格构式”臂，其由臂头、臂脚和中间节组成，各节之间用螺栓连接，根据吊装工程的需要，可组合成不同长度。“格构式”臂起重能力大，起升高度高，但每次改变臂长需要重新安装，吊装的辅助工程量较大，其方便程度不如“箱形”臂。2）起升机构起重机用以提升重物到高处的机构称提升机构，它包括起升滑轮组、钢丝绳和液压卷扬机。它的承载能力是一定的，不随起重机的臂长、幅度变化。3）变幅机构变幅机构是用于改变起重臂的倾角以改变幅度的机构。可分为机械式和液压式两种。机械式变幅机构由变幅滑轮组和液压卷扬机组成，如图图3.4起重机变幅机构4.4（a），一般用于格构式臂。液压式变幅机构由液压缸、液压泵和液压管路组成，如图4.4（b），一般用于箱形臂。变幅机构的承载能力由设计确定，不随幅度的变化而变化。4）旋转机构旋转机构提供起重机的旋转运动，其基本构造是在起重机的承重结构上固定一内齿大齿轮，与之啮合一外齿小齿轮，小齿轮的转轴与起重机旋转部分相连，当小齿轮转动时，不仅绕自身轴自转，而且绕起重机旋转中心公转，这个公转运动即带动起重机旋转。如图4.5。5起重机工作时，要求机身水平，即是要保证小齿轮的公转在一水平面内，否则旋转机构将承受附加载荷。旋转机构的承载能力由设计确定，不随幅度的变化而变化。5）行走机构行走机构用于起重机转移场地，改变吊装位置。这是自行式起重机与其他起重机的区别标志之一。除了传动系统外，自行式起重机的行走机构分履带和轮胎两大类，汽车式和轮胎式采用轮胎，履带式起重机采用履带。行走机构一般与起重机的吊装能力无关。6）承重结构自行式起重机承重结构的作用是承受起重机自重和吊装载荷，并将其传递到地面。自行式起重机承重结构可分为支腿和履带两类。汽车式和轮胎式起重机一般采用支腿承重结构。支腿又可分为“蛙式”、“液压式”和“组装式”等形式。吊装时，用支腿将起重机顶升离开地面。4.2自行式起重机的特性曲线64.2.1特性曲线的概念一台某一额定载荷的自行式起重机，不是在任何时候都可以吊装额定载荷，随着臂杆的伸长，幅度的增加，能够吊装的载荷将按一定规律减小。最大起升高度也会随着臂杆的缩短，幅度的增加而按一定规律减小。反映自行式起重机的起重能力随臂长、幅度的变化而变化的规律，以及反映自行式起重机的最大起升高度随臂长、幅度变化而变化的规律的曲线，称为起重机的特性曲线。反映起重机的起重能力随臂长、幅度的变化而变化的规律的曲线称为起重机的“起重量特性曲线”，又称“性能特性曲线”。反映起重机的最大起升高度随臂长、幅度变化而变化的规律的曲线称为起重机的起升高度特性曲线，又称“工作范围曲线”。起重量特性曲线和起升高度特性曲线统称为起重机的特性曲线。目前，在一些大型起重机上，为了使用方便，其特性曲线往往被量化而制成表格形式，称为特性曲线表或性能特性表。起重机的特性曲线如图3.6所示。图4.6中，横坐标为起重机幅度，纵坐标有两个，左边为起升高度，右边为起重量，图中，曲线①、③为起升高度曲线，两根曲线表示该起重机有两节臂，曲线②为起重量特性曲线。如果单独看每根曲线，也可以知道当在某一个幅度值时，可以达到的起升高度和必须采用的臂长，也可以知道起重机能吊装的最大起重量。如当幅度值R=6m时，可以达到的起升高度是11.5m，必须用第二节臂，能够吊装的最大重量为23kN（2.3t）。但在实际工程中，问题常常不是这样简单，需要两种曲线配合使用。如吊装某设备，设备重30kN，需要的吊装高度为9m，问如图3.6所示起重机能否吊装。由于问题中没有直接规定幅度值，无法直接查起重量曲线，必须从高度要求查出需要的臂长，再根据臂长查出必须的最小幅度值，然后按最小幅度值查起重量曲线判断是否符合要求。由图4.6可知，要达到吊装高度9m，不能采用第一节臂（其能达到的最大起升高度为7.5m），必须采用第二节臂，而第二节臂必须的最小幅度值为5.5m，7查起重量曲线，在幅度值为5.5m时，其能够吊装的最大起重量为27kN（2.7t）。由此可以判断该起重机不能满足要求。4.2.2特性曲线的构成起重机的起重性能由起重机的机构承载能力、臂架结构的承载能力和整体稳定性3个方面综合决定。①当机构一旦设计确定，机构承载能力就已确定，与起重机的幅度、起升高度无关。所以在“特性曲线”上表现的是一根水平线，如图3.7曲线1。②臂架的高度和倾斜的角度影响其承载能力，所以与起重机的幅度和起升高度有关，其曲线如图3.7曲线2。③起重机的整体稳定性与其幅度有关，其曲线如图3.7曲线3。④起重机的特性曲线是上述三根曲线的包络线。图4.7特性曲线的构成特性曲线的构成对科学、正确地使用自行式起重机非常重要，目前有的书上或手册上介绍的有自行式起重机加辅助装置吊装工艺，这在一些特殊场合，也不是完全不可以，但首先必须是在特性曲线三个组成要素的许可范围内，如自行式起重机加缆风绳吊装工艺，表面上，加了缆风绳后，起重机的整体稳定性和起重臂的承载能力加强了，但实际上，机构承载能力并没有加强，如果盲目地增大吊装重量，无疑会使机构超载而发生重大事故。本标准是对ZBJ80002—86《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》的修订。在这次标准修订中增加了整机性能和作业安全可靠性方面的内容，同时对结构与构造、液压系统、电器系统、操作系统与安全保护装置等内容以及起升机构、吊钩、制动器和钢丝绳、滑轮等零部件的内容进行了补充和修订。JB8716—1998本标准自实施之日起，同时代替ZBJ80002—86。本标准由建设部长沙建设机械研究院提出并归口。本标准起草单位：建设部长沙建设机械研究院。本标准主要起草人：游小平、曹仲梅、黄亦红。本标准于1986年11月4日首次发布。本标准委托建设部长沙建设机械研究院负责解释。1范围8本标准规定了汽车起重机和轮胎起重机的设计、制造、检验、报废、使用与管理等方面的安全技术要求。本标准适用于汽车起重机和轮胎起重机(以下简称起重机)。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB700--88普通碳素结构钢GB979—88优质碳素钢GB1591—88低合金结构钢技术条件GB3766—83液压系统通用技术条件GB3811—83起重机设计规范GB4785—84汽车及挂车外照明和信号装置的数量、位置和光色的规定GB5972—86起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范GB／T5973—86钢丝绳用楔形接头GB／T5975—86钢丝绳用压板GB／T5976—86钢丝绳夹GB6067—85起重机械安全规程GB6068．1—85汽车起重机和轮胎起重机试验规范一般要求GB6068．3—85汽车起重机和轮胎起重机试验规范稳定性的确定GB7258—1997机动车运行安全技术条件GB7950—87臂架型起重机起重力矩限制器通用技术条件GB10051．1—88起重吊钩、机械性能、起重量、应力及材料GB11352—89一般工程用铸造碳钢技术条件JB2299—78矿山、工程起重运输机械产品涂漆颜色和安全标志JB3774．1—84工程机械噪声限值JB4031—85汽车起重机和轮胎起重机标牌ZBE39003—87汽车起重机和轮胎起重机液压油选择与更换ZBJ80003—87汽车起重机和轮胎起重机技术要求3整机3．1起重机的作业条件应符合ZBJ80003和GB6068．1的规定。3．2起重机应有额定起重量表、起升高度曲线标牌及其他安全标志。它们必须固定在操作人员便于看到的位置。其内容、格式应参照JB4031的规定。同时应在主臂适当位置用醒目的字体写上“起重臂下严禁站人”字样。3．3对于没有装备力矩限制器的伸缩臂起重机，其臂长为额定起重量表上给定长度的中间值进行作业时，各幅度下允许其相邻臂长额定起重量的较小值。3．4起重机出厂时应在明显位置固定产品标牌。3．5起重机出厂时提供的随机技术文件应符合ZBJ80003—87中2．19的规定。3．6出厂检验不合格的起重机不准出厂使用。3．7起重机进行试验时，对可能造成的危险工况应设有安全防护措施，确保人员和整机安全。93．8起重机的稳定性应符合GB6068．3的规定。起重机进行稳定性试验时，除合同中的特殊要求外，试验载荷应由以下公式确定：a)支腿支撑时1.25Pi+0.1Fib)轮子(轮胎)支撑时(静态)1.33Pi+0.1Fic)带载行驶时(带载行驶速度小于或等于14km／h)1.33Pi+0.1Fid)带载行驶时(带载行驶速度大于14km／h)1.5Pi+0.1Fi式中：Pi——额定起重量；Fi——起重臂质量G折算到起重臂头部或副臂头部的重量。3．9使用支腿进行起重作业时，应将支腿牢固地支承在坚实的水平地面上，车架上安装回转支承平面水平，其倾斜度不大于0.5％。3．10起重机涂漆颜色和警告图案应符合JB2299的规定。4结构与构造4．1材料4．1．1起重机金属结构中主要承载结构件一般采用GB700的普通碳素结构钢Q235—B、C、D，GB699规定的优质碳素钢及GB1591规定的低合金结构钢16Mn、15MnTi等。起重机的主要承载结构件应采用镇静钢。其钢材在相应使用温度时的冲击功，对于Q235—B、C、D钢不能低于27N·m，其他钢材不能低于40N·m，并应满足在常温下180°冷弯试验要求。在一20℃以下地区工作的起重机主要承载结构件采用的Q235—D钢、20钢等应具有一20℃冲击韧性的合格保证；对于16Mn、15MnTi钢等应具有一40℃冲击韧性的合格保证。必要时应具有冷弯试验的合格保证。铸钢件应采用符合GB11352规定的钢种。4．1．2对所用原材料应执行进厂检验制度。4．2连接4．2．1焊接连接主要承载结构件如底架、支腿、转台和起重臂等，以及一般承载结构件的主要焊缝的焊接要求应符合GB6067—85