起重机械安装安全技术及维护知识

一、机械方面二、电气方面三、日常维护五、起重知识习题四、吊装技术及安全录像起重机是一种能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，动作间歇性和作业循环性是起重机工作的特点。起重机可按主要用途和构造特征分类。按主要用途分通用起重机、建筑起重机、冶金起重机、铁路起重机、港口起重机、造船起置机、甲板起重机等。按构造特征分桥式类型起重机和臂架式类型起重机;旋转式起重机和非旋转式起重机;固定式起重机和运行式起重机。运行式起重机又分轨行式(在固定的钢轨上运行)和无轨式(无固定轨道，由轮胎或履带支承运行)。关于我们如何维护好起重设备，做到安全运行，可以先从工作原理来入手。下面我们主要从机械、电气、日常维护三方面谈谈起重机的知识。就坝顶门机来说，门机包含有起升机构、行走机构、机架结构、抓斗机构和轨道装置等，这里我就谈谈最为重要的起升机构：1、起升机构的组成与工作原理起升机构用来实现物料垂直升降，是任何起重机不可缺少的部分，因而是起重机最主要、也是最基本的机构。起升机构的安全状态，是防止起重事故的关键，将直接地关系到起重作业的安全。1.1起升机构组成起升机机构由驱动装置、传动装置、卷绕系统、取物装置、制动器及其他安全装置等组成，不同种类的起重机需配备不同的取物装置，其驱动装置亦有不同，但布置方式基本上相同。一、机械方面典型起升机构平面布置见下图：（1）驱动装置。大多数起重机采用电动机驱动。流动式起重机（如汽车起重机、轮胎起重机等）以内燃机为原动力，传动与操纵系统比较复杂。（2）传动装置。包括减速器、联轴器和传动轴。减速器常用封闭式的卧式标准两级或三级圆柱齿轮减速器，起重量较大者有时增加一对开式齿轮以获得低速大力矩。（3）卷绕系统。它指的是卷筒和钢丝绳滑轮组。（4）取物装置。取物装置种类繁多，使用量最大的是吊钩。（5）制动器及安全装置。制动器既是机构工作的控制装置，又是安全装置，因此是安全检查的重点。一般起重机的起升机构只装配一个制动器，通常装在高速轴上（也有装在与卷筒相连的低速轴上）；吊运炽热金属或其他危险品，以及发生事故可能造成重大危险或损失的起升机构，每套独立的驱动装置都要装设两套支持制动器。此外，起升机构还配备起重量限制器、上升极限位置限制器、排绳器等安全装置。1.2起升机构的工作原理电动机通过联轴器（和传动轴）与减速器的高速轴相连，减速器的低速轴带动卷筒，吊钩等取物装置与卷绕在卷筒上的省力钢丝绳滑轮组连接起来。当电动机正反两个方向的运动传递给卷筒时，通过卷筒不同方向的旋转将钢丝绳卷入或放出，从而使吊钩与吊挂在其上的物料实现升降运动，这样，将电动机输入的旋转运动转化为吊钩的垂直上下的直线运动。常闭式制动器在通电时松闸，使机构运转；在关电情况下制动，使吊钩连同货物停止升降，并在指定位置上保持静止状态。当滑轮组升到最高极限位置时，上升极限位置限制器被触碰而动作，使吊钩停止上升。当吊载接近额定起重量时，起重量限制器及时检测出来，并给予显示，同时发出警示信号，一旦超过额定值及时切断电源，使起升机构停止运行，以保证安全。2、起升机构组成部件的认识2.1钢丝绳2.1.1钢丝绳的特性钢丝绳是广泛应用于起重机中的挠性构件。它具有承载能力大、卷绕性好，运动平稳无噪音、极少突然断裂、工作可靠等优点。2.1.2钢丝绳的种类和应用起重机使用画形截面的钢丝绳，绳股截面也多是圆形。按钢丝绳股内相邻层钢丝的接触状态，分点接触、线接触和面接触。在起重机中，凡是绕过滑轮和绕入卷筒的钢丝绳，都应选用线接触钢丝绳。面接触的钢丝绳中，双绕钢丝绳是先由钢丝绕成股，再由股绕成绳，由于强度高，挠性好，也在起重机上广泛使用。常用钢丝绳的主要性能和选择都可以从工具书中找到，从而根据工作级别来确定钢丝绳的选用。2.2滑轮构造、种类在吊装作业中,如果只使用定滑轮,则只能改变力的方向,不能起到省力的作用。只使用动滑轮虽能起到省力作用,但不能改变力的方向。通常在起重作业中,不仅需要改变力的方向,而且还需要省力这样就必须把定滑轮与动滑轮连接在一起组成滑轮组来满足起重运输作业的要求。2.2.1滑轮的分类按滑轮数多少可分为单门滑轮、双门滑轮、三门滑轮、多门滑轮等。按滑轮作用的不同可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组、导向滑轮等。根据制造方法,分为铸铁滑轮、铸钢滑轮、焊接滑轮、尼龙滑轮和铝合金滑轮等。铸铁滑轮：有灰铸铁(HT15-33)滑轮和球墨铸铁(QT40-10)滑轮。灰铸铁滑轮工艺性能良好,对钢丝绳磨损小,但易碎,多用于轻级、中级工作级别中;球墨铸铁滑轮比灰铸铁滑轮的强度和冲击韧性高些,所以可用于重级工作级别中。铸钢滑轮：一般用ZG25H、ZG35E制造,有较高的强度和冲击韧性,但工艺性稍差。由于表面较硬,对钢丝绳磨损严重。多用于重级和特重级的工作条件中。按滑轮组的结构可分为单联滑轮组和双联滑轮组。动臂式起重机多采用单联滑轮组,而桥式类型起重机多采用双联滑轮组。2.2.2滑轮组的倍率若不考虑滑轮中的摩擦和钢丝绳的僵性阻力，则单联滑轮组钢丝绳自由端的拉力为S=Q/m式中Q—被提升的物品重觉;S—钢丝绳自由端拉力;m—滑轮组倍率滑轮组倍率m是省力滑轮组的省力倍数。也是增速滑轮组的增速倍数:m=Q/S=L/H=r0/r式中L－钢丝绳自由端移动的距离;H－物品提升跟离;r0－钢丝绳线速度;r－物品的提升速度单联滑轮组的倍率等于吊起物品钢丝绳的分支数。双联滑轮组可以看成是两个倍率相同、各起吊Q/2的单联滑轮组通过平衡滑轮并联而成，因此双联滑轮组的倍率等于吊起物品钢丝绳分支数的1/2。门、桥式起重机常用的双联滑轮组倍率都可以从设计手册上查得到。我们门机所用的如下图所示，ｍ＝６的滑轮组2.2.3、滑轮安全技术要求(1)起重作业滑轮安全使用注意事项①使用前应查明滑轮的额定起重量,不准超载使用。如滑轮上元铭牌时,可用下式(仅为数据估算用,非规范公式)进行估算,但此类估算的滑轮只允许在一般吊装作业中使用。P=nD2/1600式中P——估算滑车的允许荷重,kN;n——滑车轮数;D——滑车滑轮直径,mm。②使用前必须检查滑轮的轮槽、轮轴、拉板、吊钩等部位,看有元裂缝、损伤,各部分转动是否灵活,螺钉有无松动现象,不合格的滑轮不准使用。如发现滑轮和吊钩有变形及裂纹或轴的定位装置不完善时,严禁使用。③滑轮槽面磨损深度超过钢丝绳直径的20%,轮轴磨损超过轴径2%,轮轴套磨损超过壁厚10%,组成滑轮组的吊钩或吊环的危险断面磨损超过厚度的12%,禁止使用。④轮槽直径比钢丝绳一般大1～2.5mm。滑轮配套使用的钢丝绳的安全系数不应小于5。⑤在穿绕滑轮组时,注意钢丝绳在轮槽中的角度,该角度一般不超20度,最大不得超过60度,否则会使钢丝绳摩擦槽壁或脱槽。这就要求滑轮组在拉紧状态下,动、定滑轮的距离应不小于滑轮直径的5倍。⑥滑轮应定期检修和清除尘粒,每年以1.1倍容许工作荷重进行1Omin静力试验。对于新安装或经过大修的滑轮以1.25倍容许工作荷重进行10min的静力试验后,再以1.1倍容许工作荷重进行动力试验。⑧滑轮在使用过程中,应对转动部分进行定期加油润滑,这样既能在工作时省力,又能减少轴承磨损和防止锈蚀。(2)金属铸造滑轮的报废标准出现下列情况之一时应予以报废:①裂纹。②轮槽均匀磨损达3mm。③轮槽壁厚磨损达原来壁厚的20%。④因磨损使轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的50%。⑤其他损害钢丝绳的缺陷。2.3卷筒装置卷筒组是起升机构和牵引机构中卷绕钢丝绳的部件。常用卷简组类型有齿轮联接盘式、周边大齿轮式、短轴式和内装行星齿轮式。周边大齿轮式卷筒组多用于传动速比大、转速低的场合。一般为开式传动，卷筒轴只承受弯矩。我们的坝顶门机采用的为周边大齿轮式卷筒，如下图所示：卷筒的单层绕卷简表面通常切出导向螺旋播。绳槽分标准槽与深槽两种形式，一般情况都采用标准槽。钢丝绳绕进或绕出卷简时，钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度推荐不大于3.50。对于光面卷筒和多层绕卷简，钢丝绳与垂直于卷筒轴的平面的偏角推荐不大于20。布设卷绕系统时，钢丝绳绕进或绕出滑轮槽的最大偏角推荐不大于50,以避免槽口损坏和钢绳脱槽。我们平时吊闸门的时候，会听到钢丝绳互相挤压的摩擦声，尤其是第一层与第二层钢丝绳分界处滑落瞬间的巨大摩擦，也许厂家直接根据设计手册制造卷筒，没有选择更佳的偏角和钢丝绳的配合。在这瞬间钢丝绳会受到几倍的惯性力，因此设备专责在平时的检查中要多注意检查分界点的磨损情况，掌握好维护和报废周期。2.4减速机构起重机的起升、运行、回转和电动臂架变幅机构中都要使用减速器。起升机构的传统布置方式要求采用中心高度小、重量轻的卧式平行轴减速器。由于卷简的一端直接支承在减速器输出轴轴端处，要求输出轴端能承受较大的径向力。桥、门式起重机运行机构较多采用立式安装的减速器。坝顶门机的采用QJRS型减速器（二级安装，三级速比），如图所示：减速器的工作条件为：1）.齿轮圆周速度不大干15m/s;2）.高速轴转速不大于1500r/min;3）.工作环境温度为-25℃～45℃；4）.可正反两向旋转;5）.输出轴瞬时最大扭矩允许为额定扭矩的2.7倍。2.4.1减速器内的齿轮受力分析因减速器内有直齿齿轮传动，又有斜齿齿轮传动，因此可以把减速器内力的传动分解为每对啮合齿轮传动。2.4.1.1直齿圆柱齿轮法向力Fn圆周力Ft：1112dTFt径向力Fr：tan11trFFcos11tnFF忽略Ff，法向力Fn作用于齿宽中点。Cd1ω1FnFtαFrω1d1FtαFnCFr从动轮：Ft2=-Ft1，Fr2=-Fr1，Fn2=-Fn1方向：圆周力FtFt1与ω1反向（阻力）Ft2与ω2同向（动力）径向力Fr：外齿轮指向各自轮心；内齿轮背离轮心。Ft2Ft1Fr2Fr1×○Ft2⊙Ft1n1n2n1n2练习：Fr1Fr22.4.1.2斜齿圆柱齿轮法向力Fn1圆周力1112dTFt径向力costantan111ntttrFFF轴向力tan11taFF主动轮：coscos11ntnFF方向：Ft、Fr：与直齿轮相同Ft2Fr2主动Fr1Ft1Fa1βαnFnFtFaFa2Frαt从动FtωFa1：用左、右手定则：四指为ω1方向，拇指为Fa1方向。：左旋用左手，右旋用右手Fa2：与Fa1反向，不能对从动轮运用左右手定则。注意：各力画在作用点——齿宽中点从动轮：12aaFF，12aaFF，12rrFF，12nnFF2/11dTFt名义转矩)(1055.91161mmNnPT名义圆周力2.4.1.2列举减速箱受力情况如下图所示双级斜齿圆柱齿轮减速器，已知高速级主动轮1的转速，其它各轮受力及转向依据左右手定则就如图所标：min/zzninnn21112123iNm323nP9550TT2.5制动机构制动装置是保证起重机安全正常工作的重要部件。制动装置用以防止悬吊的物品或吊臂下落，防止转台或起重机在风力或坡道分力作用下溜动，使起重机机构减速停车，在特殊情况下调节或限制机构的运动速度。2.5.1制动器的组成部件制动器基本都由以下部件组成(1)制动器基架或壳体(2)上闸装置，如踏板、杠杆、弹簧、重块、液压或气压袭置;(3)松闸装置或称驱动装置，如踏板、杠杆、弹簧、电磁铁、电力液压推动器、电磁液压推动器、液压或气压装置;(4)摩擦副，即制动轮(盘),制动瓦块(带)和摩擦衬垫。2.5.2制动器的类型（1）制动器按构造形式分为块式、蹄式、带式、盘式、锥式等。块式、蹄式和带式属径向作用式制动器，盘式和锥式属轴向作用式制动器。（2）制动器按用途分为停止式和限速式。停止式制动器在机构运动行将终了时动作，使机构减速止动或支持悬吊的物品。限速式制动器在机构运动过程中动作，在一定范围内限制机构的运动速度。（3）制动器按工作状态分为常闭式和常开式。（4）制动器按动作方式分为自动作用式、操纵式。我们所用的大负荷起重设备所用都是YWZ5型电力液压块式制动器，如图所示：在日常的维护当中，要检查制动间隙及制动动作情况，根据制动轮摩擦情况调整弹簧制动力。熟悉弹簧使用周期，闸瓦报