起重机习题答案

第一章基础理论知识答案1．1名词解释答案1.1.1起重机允许起升物料的最大重量称为额定起重量。对于幅度可变的起重机，根据幅度规定起重机的额定起重量。起重机的取物装置本身的重量（除吊钩组外），一般包含在额定起重量之中。1.1.2额定起重量与幅度乘积。1.1.3力的大小、方向和力的作用点称为力的三要素1.1.4物体的重心，就是物体上各个部分重力的合力作用点。1.1.5倾覆力矩是指起吊物品的重力与其至倾覆线距离的乘积。1.1.6在外力作用下，物体位置发生变化，支反力发生位移，外力产生的倾翻力矩与重力产生的抗倾翻力矩相平衡的状态。1.1.7单位时间内，电场力所作功的大小称为电功率1.1.8线电压是相线与相线之间的电压。1.1.9相电压是相线与零线之间的电压。1.1.10为防止触电事故发生而采用的特定电源供电的电压系列。此电压系列有：42V、36V、24V、12V和6V等五种，称为安全电压。1.1.11把在故障情况下，可能出现的对地电压的金属部分，同大地紧密地连接起来，称为保护接地。其接地电阻不得大于4Ω。1.1.12把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线紧密连接起来，称为保护接零。1.1.13所谓强度是指在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。1.1.14当载荷较小时，伸长与载荷成正比地增加，保持直线关系，这时若除去所加外力，则材料恢复原状，这种变形称为弹性变形。1.1.15当载荷大于弹性极限的载荷再卸载时，材料的伸长只能部分地恢复，而保留一部分残余变形，这种残余变形是塑性变形。1.1.16金属抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性。1.1.17硬度是指金属表面不大体积内抵抗变形或抵抗破裂的能力。1.1.18以在相当的循环次数（对钢铁材料为106～107周次，对有色金属为108周次）下不引起材料破坏的最大应力值称为该材料的疲劳强度。1.1.19将两种或两种以上的金属元素（或金属和非金属元素）熔合在一起，形成一种具有金属特征的新的物质，这种新的物质称为合金。1.1.20所谓热处理主要就是通过对钢材在固定范围内施以不同的加热、保温和冷却的过程，以改变其性能的一种综合工艺。1.1.21它是在普通低碳钢（一般含碳量≤0.2%）基础上加入少量合金元素（总量一般不超过3%）而制成的钢。1.1.22轧制是使金属铸锭或坯料在轧机旋转着的轧辊的辗压下进行塑性变形的压力加工方法。1.1.23将液态合金浇铸到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，叫做铸造。1.1.24利用冲击力或压力使金属在上下两个模具或抵铁之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件的生产方法，叫做锻造。1.2判断题1.2.1√1.2.11×1.2.21×1.2.31×1.2.2×1.2.12√1.2.22×1.2.32√1.2.3×1.2.13√1.2.23√1.2.33√1.2.4√1.2.14×1.2.24√1.2.34√1.2.5√1.2.15√1.2.25√1.2.35√1.2.6×1.2.16×1.2.26×1.2.36×1.2.7√1.2.17√1.2.27×1.2.37×1.2.8×1.2.18×1.2.28√1.2.38×1.2.9√1.2.19√1.2.29×1.2.39√1.2.10×1.2.20√1.2.30√1.3选择题1.3.1C1.3.11D1.3.21A1.3.31C1.3.2A1.3.12B1.3.22B1.3.32A1.3.3D1.3.13A1.3.23A1.3.33D1.3.4B1.3.14C1.3.24C1.3.34B1.3.5A1.3.15B1.3.25B1.3.35D1.3.6C1.3.16D1.3.26B1.3.36A1.3.7D1.3.17A1.3.27C1.3.37C1.3.8B1.3.18C1.3.28A1.3.38D1.3.9D1.3.19A1.3.29D1.3.39B1.3.10B1.3.20C1.3.30D1.3.40B1.4简答题1.4.1答：在放置物体时，重心越低、支承面越大物体所处的状态越稳定。在吊运物体时，应使吊钩吊点与被吊物体重心在同一条铅垂线上，这样才稳定。1.4.2答：滑轮组即可以省力，又可以改变力的方向，而且可以作为减速或增速装置。与起升载荷的关系是：起重量较大时，宜采用较大倍率的滑轮组，以减少钢丝绳的拉力；起重量较小时，宜采用较小倍率的滑轮组，以减少钢丝绳的穿绕次数，提高工作效率。1.4.3答：制动器通常安装在机构的高速轴上。因为这样安装可使制动器所受的力矩较小从而使机构布置紧凑。1.4.4答：减速器的主要作用在于把电动机运转的高速度转变成为起重机各机构实际需要的速度，并获得较大的转矩，从而平稳地起吊重物。联轴器是用来联接两根轴，以便传递运动和力。有时也兼作制动轮。1.4.5答：起重特性曲线是表示起重作业性能的曲线，由起重量曲线和起升高度曲线组成。轮式起重机以及其它臂架型起重机的起重量都随着幅度的变化而变化，如果在作业中不区分臂长、幅度等情况，一律起吊起重机铭牌标定的起重量，就可能造成起重机倾翻或折臂等重大工程事故。1.4.6答：直流电的电流流动的方向不随时间而改变。交流电电流的大小和方向都随时间作周期性变化。1.4.7答：电动机定子绕组能够形成旋转磁场，这个旋转磁场切割转子导体，在转子导体内产生感应电动势，形成电流。转子电流产生的磁场与定子电流形成的旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，这个转矩驱使电动机转子旋转起来。这就是电动机的工作原理。1.4.8答：“星—三角形”启动原理是启动时把电动机的三相绕组接成星形，使每项绕组的电压减为额定电压的58%左右；运行时，电动机绕组换成三角形，全压工作。1.4.9答：（1）、短路（2）、过载（3）、接触不良（4）散热不良1.4.10答：过流保护中包括短路和过载保护。主要采用熔断器和电磁式过流继电器等保护形式。答：变形过程可分为三个阶段：弹性变形、弹塑性变形和断裂。低碳钢的拉伸图如图1所示。O伸长△L1.4.12答：疲劳断裂的原因是由于材料的质量（成分或组织的不均匀）、加工缺陷或结构设计不当等原因而造成了局部的应力集中，该处就是疲劳裂纹核心产生的策源地。疲劳裂纹产生后，在交变应力作用下不断扩展，由微小裂纹扩大为宏观裂缝，使材料的有效承载截面不断缩小，应力值超过材料的强度值时，零件突然折断而破坏。1.4.13答：热处理主要就是通过对钢材在固定范围内施以不同的加热、保温和冷却的过程，以改变其性能的一种综合工艺。根据热处理加热和冷却条件的不同，钢的热处理工艺分为退火、正火、淬火和回火四种。1.4.14答：退火的主要目的可归纳为如下几点：（1）软化钢件以便进行切削加工；（2）消除残余应力，以防钢件的变形、开裂；（3）细化晶粒，改善组织以提高钢件的机械性能；（4）为最终热处理作组织上的准备。1.4.15答：按照化学成分，可把钢分为碳素钢和合金钢。碳素钢按照含碳量大小，又可分为高碳钢（C＞0.6%）、中碳钢（0.25%＜C≤0.6%）、低碳钢（C≤0.25%）。合金钢按所含合金元素的数量不同，可分为低合金钢（合金元素总量≤5%）、中合金钢（合金元素总量5～10%）、高合金钢（合金元素总量＞10%）。1.4.16答；起重机金属结构的重要承载构件采用Q235B、Q235C、Q235D，对一般起重机金属结构构件，当设计温度不低于-25℃时，可以采用沸腾钢Q235F，工作级别为A7和A8的起重机金属结构，应采用平炉镇静钢Q235C或特殊镇静钢Q235D。需要减轻自重时，可采用16Mn或15MnTi。1.4.17答：车轮放在高频电流的交变磁场中，工件上产生感应电流，感应电流在工件上的分布是不均匀的。频率越高，不均匀性越大，即在工件表面的电流密度最大，中心最小，这种现象叫表面效应或集肤效应。车轮淬火就是利用这个原理达到表面硬度高，心部韧性好的效果。1.4.18答：这是因为（1）沸腾钢脱氧不完全，氧能使钢变脆；（2）内部杂质较高，成分偏析较大，因而冲击值较低；（3）冷脆倾向和时效敏感性较大；（4）焊接性较差。1.4.19答：吊钩的材料要求具有较高的强度和塑韧性，没有突然断裂的危险。但强度高的材料通常对裂纹和缺陷很敏感，强度越高，突然断裂的可能性越大。因此目前吊钩材料广泛采用低碳钢和低碳合金钢。1.4.20答：根据适用的场合不同，钢丝绳的绳芯分为以下几种：(1)金属芯—适用于高温或多层缠绕的场合。(2)有机芯—有机芯易燃，适用于非高温场合。(3)石棉芯—适用于高温场合。1.5应用题1.5.1解：R=500N答：合力R为500N1.5.2解：每根钢丝绳的拉力=G/(nCOSα)=5000/(2COS60°)=5000（N）答：每根钢丝绳的拉力为5000N。1.5.3解：钢丝绳最大静拉力S极限=（Q+Q1）/（am）=（38000+2000）/（1×4）=10000（N）钢丝绳的安全系数K=S破断/S极限=61000/10000=6.1答：钢丝绳的安全系数为6.11.5.4解：10盏40W的白炽灯的电流I1=Pn/U=40×10/220≈1.8(A)10盏60W的白炽灯的电流I2=Pn/U=60×10/220≈2.7(A)总电流I=I1+I2=1.8+2.7=4.5(A)答:总电流为4.5A。1.5.5答：在电源断了一相起动时，转子左右摆动，有强烈的嗡嗡声，电动机将无法起动。这是因为单相电流不能产生旋转磁场，因此电动机不能产生起动转矩。1.5.6解：AB和BC杆均为二力杆件。B点受力简图如图所示。由平衡方程得∑Fx=0，N1-N2cos30°=0∑Fy=0，N2sin30°-P=0于是得N2=P/sin30°=2P，N1=N2cos30°=1.73P由AB杆强度条件得A1[σ]1≥N1=1.73P1，P1≤A1[σ]1/1.73=100×10-4×7×106=40.5×103N=40.5kN由BC杆强度条件得A2[σ]2≥N2=2P2，P2≤0.5A2[σ]2/1.73=0.5×6×10-4×160×106=48×103N=48kN许可吊重P=P1=40.5kN。1.5.7（1）1/4圆柱；（2）1/4圆球1.5.8解：把图形看作是由两个矩形a和b组成的，选取坐标系如图所示。每一矩形的面积及形心位置分别为：矩形aA1=120×10=1200mm2y1=10/2=5mm，z1=120/2=60mm矩形bA2=70×10=700mm2y2=10+70/2=45mm，z2=10/2=5mm则形心C的坐标为y=（A1y1+A2y2）/（A1+A2）=（1200×5+700×45）/（1200+700）=19.7mmz=（A1z1+A2z2）/（A1+A2）=（1200×60+700×5）/（1200+700）=39.71.5.91.5.10三棱柱的两个视图已给出，请补充第三个视图。1.5.11六棱柱（高为50mm）的俯视图已给出，请补充另外两个视图。1.5.12正四棱柱(高为40)的俯视图已给出，请补充另外两个视图。1.5.13解：三角形形心的确定方法为：分别作三条边的中线，三条中线的交点即为整个图形的形心。A1.5.14解：平行四边形形心的确定方法为：分别作出两条对角线，它们的交点即为整个图形的形心。ABCD1.5.15解：椭圆形心的确定方法为：分别作出椭圆的长轴和短轴，它们的交点即为整个图形的形心。1.5.16解：长方体的体积v=1.0m×0.2m×1.2m=0.24m3，则一块配重的质量m=ρv=2.45×1.0×103kg/m3×0.24m3=0.588×103kg=0.588t，那么这台塔式起重机配重的质量为M=0.588t×6=3.528t。1.5.17解：沙箱的体积v=（1.0m+1.5m）×1.3m×0.3m/2=0.4875m3，则一块配重的质量m=ρv=1.8×1.0×103kg/m3×0.4875m3=0.8775×103kg=0.8775t，那么这台塔式起重机配重的质量为M=0.8775t×6=5.265t。1.5.18解：