起重吊装安全知识

2020/2/71起重吊装安全知识主讲人：刘维民运输车间22020/2/7目录第一章绳索第二章吊具和索具第三章力学知识及应用第四章正确使用吊索具第五章包装物标识第六章事例分析2020/2/73第一章绳索42020/2/7钢丝绳钢丝绳将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。52020/2/7钢丝钢丝绳的钢丝通常有很高的强度与韧性，因此，一般采用含碳量为0.5％～0.8％的优质碳素钢制作，且对含硫、磷量有较严格的限制，一般不应大于0.035％。为此，在选择碳素钢时，应选用GB699—88《优质碳素结构钢技术条件》中的50号、60号和65号钢。62020/2/7钢丝绳的绳芯绳芯是钢丝绳的重要组成部分之一，它有以下三个方面的作用：1、增加绕性与弹性。在钢丝绳中设置绳芯的主要目的是为了增强钢丝绳的绕性与弹性，通常情况下在钢丝绳的中心都有一根绳芯。若对钢丝绳有特殊要求，为了使钢丝绳的绕性与弹性更好，还需在钢丝绳的每一绳段中再增加一股绳芯，增加的绳芯需选用纤维绳芯。2、用于润滑。将绳芯浸入一定量的防腐、防锈润滑脂。钢丝绳工作时，润滑油将浸入各钢丝之间，起到润滑、耐磨及防腐蚀等作用。3、增加钢丝绳的强度。在钢丝绳中心设置一绳芯，有利于提高钢丝绳的横向受挤压的能力。72020/2/7钢丝绳的绳芯1、纤维芯：纤维芯包括天然纤维芯（NFC）和合成纤维芯（SFC），天然纤维芯如剑麻、黄麻、棉线等，合成纤维芯包括聚乙烯和聚丙烯长丝等。一般用剑麻、棉纱等纤维制成，并用防腐、防锈润滑油浸透。纤维芯能促使钢丝绳具有良好的绕性和弹性，润滑油能使钢丝得到润滑，并起到防锈、防腐、耐磨等作用。纤维芯钢丝绳主要用于常温下的缠绕绳和捆绑绳，不宜用于高温环境和承受横向压力的条件下。2、石棉纤维芯：用石棉纤维制成，并用防腐、防锈润滑油浸透。石棉纤维芯与纤维芯具有同样的绕性和弹性，以及润滑性，同时又兼具耐高温性。适用于高温烘烤环境中的起重机缠绕绳。3、金属芯：由软钢钢丝或软钢绳股制成。因金属芯强度大，抵抗横向挤压能力强，因而它适用于多层缠绕和起重设备，如卷扬机、汽车起重机的缠绕装置中；也适用于特重级高温环境下的冶金起重机。一般情况下，这种金属绳芯自身润滑性差。金属芯钢丝绳绕性及弹性均不及纤维芯钢丝绳，除用于多层缠绕、高温环境外，多用于起重设备的张紧绳或支持绳。82020/2/7钢丝绳的绕制（捻向）92020/2/7股的形状①圆股钢丝绳。因其制造比较方便，故被广泛采用。②异形股钢丝绳。有三角股、椭圆股及扁股等异形股绳。以上三种异形股钢丝绳制造工艺比较复杂，但的确是起升缠绕性能良好的比较理想的钢丝绳102020/2/7股的构造（股绳内部钢丝接触状态）按股中相邻层钢丝之间的接触状态分三个基本类别：点接触、线接触、面接触。112020/2/7点接触钢丝绳点接触钢丝绳较柔软，制造也简单，但使用性能不如线接触钢丝绳，更比不上面接触钢丝绳。使用时绳中钢丝之间易产生滑移，受外力作用时钢丝上同时产生两种形式弯曲应力，即钢丝通过滑轮或卷筒时所产生的一次弯曲应力和由于层间钢丝相互挤压而产生二次弯曲应力。更有甚者，当钢丝由于结构松散发生浮动时，还会产生三次弯曲应力。故在使用时钢丝绳的弯曲应力大，耐疲劳性差。点接触钢丝绳的绳股结构较松散，受力后钢丝间滑动较大，伸长较大，密度系数较小。虽比线接触钢丝绳能承受更大载荷，但寿命较低。随着技术的不断发展，除了小直径(10mm以下)和大直径(60mm以上)以及起重吊装和捆扎等需要考虑操作方便的场合之外，已不再使用这类钢丝绳。122020/2/7线接触钢丝绳线接触钢丝绳分为瓦林吞式、西鲁式、填充式和瓦林吞一西鲁式4种，如图所示。132020/2/7线接触钢丝绳特点(1)股内结构较点接触的紧密，使用时可减少股内钢丝间相对滑动；股内钢丝捻距相等，内层的捻角较小，整绳伸长相对比点接触的钢丝绳为小；(2)密度系数较高，在其他条件相同时，捻制后的强度损失比点接触钢丝绳为小，同直径、同强度时，比点接触钢丝绳能承受较高的负荷；(3)工作时，绳内钢丝所受的弯曲及接触应力较小；(4)寿命比一般点接触钢丝绳高20％～40％，甚至可达1～2倍。线接触钢丝绳是同向捻，比交互捻的钢丝绳的寿命高，但使用时易松散。应用：线接触钢丝绳主要用在立井提升、斜井卷扬、露天矿斜坡卷扬、挖掘机及石油钻井、高炉卷扬、各种缆车、电梯、热移钢机、船舶装卸、渔业拖网、农业电犁等方面。142020/2/7面接触钢丝绳绳股内大多数钢丝之间呈面接触状态的钢丝绳。绳股由异形钢丝构成。一般用线接触钢丝绳的绳股，在捻股时或捻制后经塑性变形压缩而成。152020/2/7面接触钢丝绳的优点1.耐摩擦性强2.不容易发生断线3.耐腐蚀性强4.形状易改变5.同一重量下,截断荷重大6.操作容易7.延长滚筒上筛的使用寿命162020/2/7分类1、按结构分：（1）单捻（股）钢丝绳：○1普通单股钢丝绳：由一层或多层圆钢丝螺旋状缠绕在一根芯丝上捻制而成的钢丝绳；○2半密封钢丝绳：中心钢丝周围螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝，在外层是由异型丝和圆形丝相间捻制而成的钢丝绳；○3密封钢丝绳：中心钢丝周围螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝，其外面由一层或数层异型钢丝捻制而成的钢丝绳（2）双捻（多股）钢丝绳：由一层或多层股绕着一根绳芯呈螺旋状捻制而成的单层多股或多层股钢丝绳（3）三捻钢丝绳（钢缆）：多根多股钢丝绳围绕着一根纤维芯或钢绳芯捻制而成的钢丝绳2、按直径分：（1）细直径钢丝绳，即直径8mm的钢丝绳（2）普通直径钢丝绳，即直径≥8~60mm的钢丝绳（3）粗直径钢丝绳，即直径60mm的钢丝绳3、按用途分：（1）一般用途钢丝绳（含钢绞线）（2）电梯用钢丝绳（3）航空用钢丝绳（4）钻深井设备用钢丝绳（5）架空索道及缆车用钢丝绳（6）起重用钢丝绳（7）预应力混凝土用钢绞线（8）渔业用钢丝绳（9）矿井提升用钢丝绳（10）轮胎用钢帘线（11）胶带用钢丝绳4、按表面状态分：（1）光面钢丝绳（2）镀锌钢丝绳（3）涂塑钢丝绳5、按股的断面形状分：（1）圆股钢丝绳（2）异形股钢丝绳6、按捻制特性分：（1）点接触钢丝绳（2）线接触钢丝绳（3）面接触钢丝绳7、按捻法分：右交互捻、左交互捻、右同向捻和左同向捻四种8、按绳芯分：（1）纤维芯-应用天然纤维（如剑麻、棉纱）、合成纤维和其他符合性能要求的纤维制成（2）钢芯（又称金属芯）-分独立的钢丝绳芯和钢丝股芯。9、按钢丝的强度分：1400MPa、1550MPa、1700MPa、1850MPa、2000MPa五个等级。172020/2/7重要用途钢丝绳适用于矿井提升、高炉卷扬、大型浇铸、石油钻井、大型吊装、繁忙起重、索道、地面缆车、船舶和海上设施等用途的圆股钢丝绳和异形股钢丝绳;GB8918-2006,是国家强制使用的标准一般用途钢丝绳适用于机械，建筑、船舶、渔业、林业、矿业、货运索道等行业的圆股钢丝绳；GB/T20118-2006,是国家推荐使用的标准182020/2/7192020/2/7起重作业中最常用的是6×19和6×37钢丝绳。202020/2/7钢丝绳的破断拉力实测破断拉力：当钢丝绳作拉伸试验时，仪器设备对其施加的拉力由小到大缓慢增加，钢丝绳完全断裂时，对其施加的拉力。最小计算破断拉力，理论计算得到的钢丝绳完全断裂时所承受的拉力。其计算公式为：式中：SP——钢丝绳的破断拉力，单位为牛顿（N）；S0——钢丝绳的钢丝破断拉力总和，单位为牛顿（N）；可从不同类型规格钢丝绳的性能表中查处，亦可应用近似计算公式S0≈500d2求得。（d为钢丝绳直径，单位为毫米：mm）φ——折减系数：6×19绳：φ＝0.85；6×37绳：φ＝0.82；6×61绳：φ＝0.80；212020/2/7钢丝绳的许用拉力许用应力：允许对钢丝绳施加的最大静拉力。为确保使用安全，钢丝绳的许用拉力应有一定的储备能力，储备能力的大小即用安全系数来表示。钢丝绳的许用拉力按下式计算：式中：［S］——钢丝绳的许用拉力，单位为牛顿（N）n——钢丝绳的安全系数。最后，为切实保障安全起见，所选择的钢丝绳许用拉力［S］应不小于钢丝绳的静载拉力Sj222020/2/7安全系数安全系数是由国家法律及管理部门硬性规定基于对发生过的与钢丝绳相关的事故的统计分析考虑到即便出现以下不安全操作行为人能确保安全吊装——不正确的保养和选择欠缺必要的起重吊装技术232020/2/7常用钢丝绳的安全系数n用途安全系数n用途安全系数n作缆风绳3.5作吊索无弯曲时6～7用于手动起重设备4.5作捆绑吊索8～10用于机动起重设备5～6用于载人的升降机14242020/2/7钢丝绳直径的确定确定吊装方案后，根据钢丝绳受力分析，计算其静载荷下拉力的大小，按照钢丝绳许用拉力，选择合适的直径。选用准则：钢丝绳的静载拉力Sj小于等于钢丝绳许用拉力［S］初步选择钢丝绳直径后按下列公式进行验算。Sj≦[S]/nSj――钢丝绳最大工作静拉力[S]――所选钢丝绳的破断拉力n――钢丝绳的安全系数252020/2/7钢丝绳的选用原则1：当磨损断丝为失效的主因时，尽量选用外层丝较粗的结构，如西鲁式、面接触、同向捻。2：当弯曲疲劳为失效的主因时，线接触或丝径较细的点接触更能延长寿命。3：当腐蚀断丝为失效主因时，应选择不锈钢、镀锌、光面重涂油、表面涂塑等钢丝绳。4：当钢丝绳工作时不允许旋转的，应选用多层股、单层少股或其他特殊结构的钢丝绳。5：当钢丝绳直径由于滑轮限制而实际负载又较大时，选用高强度、线接触钢芯，面接触钢丝绳。6：当钢丝绳使用场合是专门用途的，应选用专用钢丝绳，如：电梯用，高空作业吊兰用。262020/2/7（1）一般起升变幅缠绕绳：优先选用6股线接触交绕钢丝绳；（2）起重机用张紧绳、牵引绳：优先选用顺绕绳；（3）缆索起重机或架空索道用支承绳：优先选用单绕绳；（4）在有腐蚀性的环境中工作时，优先选用镀锌钢丝绳；（5）在有耐酸要求的环境工作时，优先选用镀铅钢丝绳；（6）在高温环境中工作的起重机，应选用具有特级韧性石棉芯钢丝绳或具有钢芯的钢丝绳；（7）电梯起升绳应选用8股、韧性为特级的钢丝绳；（8）起升倍率为1/1的港口起重机或塔式起重机应选用18股不旋转钢丝绳；（9）电动葫芦式起升绳优先选用点接触的、每股37丝的钢丝绳；（10）捆绑绳优先选用韧性较低的Ⅱ级绳。272020/2/7报废标准对于6股和8股绳，断丝主要发生在外表；对于多层绳股的绳，断丝大多数发生在内部，是不可见的断裂。钢丝绳的断丝原因是由多种因素综合积累造成的。报废断丝数起重机械中钢丝绳必须报废时与疲劳有关的可见断丝数机构工作级别机构工作级别M1及M1M3，M4，M5，M6，M7，M8，交捻顺捻交捻顺捻长度范围长度范围外层绳股承载钢丝数n钢丝绳结构的典型例子（GB1102-74）6d30d6d30d6d30d6d30d506×7、7×72412432451～756×1236236123676～10018×7（12外股）482481548101～1206×19、7×19、6X（19）、6W（19）34×7（17外股）510251019510121～140611361122611141～1606×24、6X（24）、6W（24）、8×19、8X（19）、8W（19）613361326613161～1806×30714471429714181～2006X（31）、8T(25)816481632816201～2206W(35)、6W（36）6XW（36）818491838918221～2406×37171951019381019241～260102151021421021261～280112261122451122281～300122