三、 起 重 機 械

　　起重機械是工業(yè)企業(yè)常用的設備。起重機械對于實(shí)現自動(dòng)化、減輕繁重體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率有著(zhù)重要的作用。

　　（一）起重機械分類(lèi)和特點(diǎn)

　　1．起重機械分類(lèi)

　　按運動(dòng)方式，起重機械可分為以下4種基本類(lèi)型。

　　（1）輕小型起重機械：千斤頂、手拉葫蘆、滑車(chē)、絞車(chē)、電動(dòng)葫蘆、單軌起重機等，多為單一的升降運動(dòng)機構。

　　（2）橋式類(lèi)型起重機：分為梁式、通用橋式、龍門(mén)式和冶金橋、裝卸橋式及纜索起重機等，具有2個(gè)及2個(gè)以上運動(dòng)機構的起重機，通過(guò)各種控制器或按鈕操縱各機構的運動(dòng)。一般有起升、大車(chē)和小車(chē)運行機構，將重物在三維空間內搬運。

　　（3）臂架類(lèi)型起重機：有固定旋轉式、門(mén)座式、塔式、汽車(chē)式、輪胎式、履帶式即鐵路起重機、浮游式起重機等種類(lèi)，其特點(diǎn)與橋式起重機相似，但運動(dòng)機構還有變幅機構、旋轉機構。

　　（4）升降類(lèi)型起重機：載人電梯或載貨電梯、貨物提升機等，其特點(diǎn)是雖只有1個(gè)升降機構．但安全裝置與其他附屬裝置較為完善，可靠性大。有人工和自動(dòng)控制兩種。

　　2．起重機的工作類(lèi)型

　　工作類(lèi)型是表明起重機工作繁重程度的參數。起重機工作的繁重程度影響著(zhù)起重機金屬結構、機構的零部件、電動(dòng)機與電氣設備的強度、磨損與發(fā)熱等。為了保證起重機經(jīng)濟與耐用，在設計和使用時(shí)必須確切了解起重機的工作繁重程度，即指起重機工作在時(shí)間方面的繁忙程度與吊重方面的滿(mǎn)載程度。

　　機械驅動(dòng)的起重機構，按照機構載荷率和工作時(shí)間率分為：輕級、中級、重級和特重級4種工作類(lèi)型。

　　整個(gè)起重機及其金屬結構的工作類(lèi)型是按主提升機構的工作類(lèi)型而確定的，同一臺起重機各機構的工作類(lèi)型可以各不相同，見(jiàn)表1—8.

　　4．起重機的主要技術(shù)參數

　　起重機的主要參數有：起重量、跨度、幅度、提升高度、各機構的工作速度及起重機工作類(lèi)型。

　　（二）起重機的主要部件

　　1. 起重撓性構件及其卷繞裝置

　　1）鋼絲繩

　　鋼絲繩是起重機的重要零件之一，用于提升機構、變幅機構、牽引機構，有時(shí)也用于旋轉機構。起重機系扎物品也采用鋼絲繩。此外，鋼絲繩還用作桅桿起重機的桅桿張緊繩，纜索起重機與架空索道的支承繩。

　　（1）鋼絲繩的構造與種類(lèi)。鋼絲繩是用鋼絲捻成繩股，再用數條繩股圍繞一個(gè)芯子捻成繩。起重機用的鋼絲繩的鋼絲直徑多大于0.5mm，因為直徑太小的細鋼絲易磨損。

　　鋼絲繩的捻繞次數分為單繞繩、雙繞繩和三繞繩。雙繞繩是先由絲捻成股，然后由股捻成繩，所以撓性較好，起重機主要用雙繞繩。

　　鋼絲繩按捻繞方法可分為同向捻鋼絲繩（順繞鋼絲繩）和交互捻鋼絲繩（交繞鋼絲繩）。同向捻鋼絲繩的繩與股的捻向相同；交互捻鋼絲繩的繩與股的捻向相反。所謂繩的捻向就是由股捻成繩時(shí)的捻制螺旋方向，而股的捻向則是由絲捻成股時(shí)的捻制螺旋方向。根據繩的捻向，鋼絲繩分為右捻繩（標記為“右”或不作標記）與左捻繩（標記為“左”）。如果沒(méi)有特殊要求，規定用右捻繩。

　　順繞鋼絲繩鋼絲間為線(xiàn)接觸，撓性與耐磨性能好；但由于有強烈的扭轉趨勢，容易打結，當單根鋼絲繩懸吊貨物時(shí)，貨物會(huì )隨鋼絲繩松散的方向扭轉，所以通常用于牽引式運行小車(chē)的牽引繩，不宜用于提升繩。

　　交繞鋼絲繩由于繩與股的扭轉趨勢相反，互相抵消，沒(méi)有扭轉打結的趨勢，在起吊貨物時(shí)不會(huì )扭轉和松散，所以廣泛使用在起重機上。但交繞鋼絲繩鋼絲之間為點(diǎn)接觸，易磨損，使用壽命較短。鋼絲繩按斷面結構又可分為普通和復合型鋼絲繩。

　　普通型：普通型結構的鋼絲繩是由直徑相同的鋼絲捻繞成的，由于鋼絲直徑相同，相鄰各層鋼絲的捻距就不同。所以鋼絲之間形成點(diǎn)接觸。點(diǎn)接觸雖然壽命短，但是工藝簡(jiǎn)單、制造方便，目前仍被廣泛應用于起重吊裝和捆扎。

　　復合型：為了克服普通型易磨損的缺點(diǎn)而出現的復合型鋼絲繩，其特點(diǎn)就是鋼絲直徑不同，股中相鄰層鋼絲的接觸成線(xiàn)狀，稱(chēng)線(xiàn)接觸鋼絲繩。這種鋼絲繩克服了普通型鋼絲繩點(diǎn)接觸的缺點(diǎn)，使用壽命可提高1.5～2倍。現在起重機已多用線(xiàn)接觸鋼絲繩代替普通型鋼絲繩。鋼絲繩按繩芯分有機芯（麻、棉）、石棉芯和金屬芯鋼絲繩。

　　在龍門(mén)起重機上用的鋼絲繩多是麻芯，它具有較高的撓性和彈性，并能蓄存一定的潤滑油脂。在鋼絲繩受力時(shí)，潤滑油被擠到鋼絲間起潤滑作用。

　　（2）鋼絲繩的安全檢查和更新標準。鋼絲繩的安全壽命很大程度上決定于良好的維護，定期檢驗，按規定更換新繩。

　　鋼絲繩在使用時(shí)，每月至少要潤滑2次。潤滑前先用鋼絲刷子刷去鋼絲繩上的污物并用煤油清洗，然后將加熱到80℃以上的潤滑油蘸浸鋼絲繩。使潤滑油浸到繩芯。

　　鋼絲繩的更新標準是由每一捻距內的鋼絲折斷數決定的。捻距就是任一個(gè)鋼絲繩股，環(huán)繞一周的軸向距離。對于6股繩，在繩上一條直線(xiàn)上數6節就是這條繩的捻距。表1—9是鋼絲繩的更新標準，也可以理解為1條鋼絲繩的更新標準是在1個(gè)捻距內斷絲數達鋼絲繩總絲數的10％。如繩6×19=114絲，當斷絲數達到12絲時(shí)即應報廢更新。對于復合型鋼絲繩中的鋼絲，斷絲數的計算是，細絲1根算1絲。粗絲l根算1．7絲。

　　當鋼絲磨損或腐蝕量為原直徑的10％一40％時(shí)，按表1—10折算標準更新鋼絲繩。當磨損或腐蝕量超過(guò)原直徑的10％時(shí)，應更換新繩。

　　2）滑輪

　　在起重機的提升機構中。滑輪起著(zhù)省力和支承鋼絲繩并為其導向的作用。滑輪的材料采用灰鑄鐵、鑄鋼等。

　　滑輪直徑的大小對于鋼絲繩的壽命有重大的影響。增大滑輪直徑可以大大延長(cháng)鋼絲繩的壽命，這不僅是由于減小了鋼絲的彎曲應力，更重要的是減小了鋼絲與滑輪之間的擠壓應力。試驗證明，這種擠壓疲勞對于鋼絲的斷裂起了決定性的作用。滑輪支承在固定的心軸上，通常采用滾動(dòng)軸承。

　　3）卷筒

　　卷筒在提升機構或牽引機構中用來(lái)卷繞鋼絲繩。將旋轉運動(dòng)轉換為所需要的直線(xiàn)運行。卷筒有單層卷繞與多層卷繞之分。一般起重機大多采用單層卷繞的卷筒。單層卷繞筒的表面通常切出螺旋槽，以增加鋼絲繩的接觸面積，并防止相鄰鋼絲繩互相摩擦，從而提高鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩尾在卷筒上可以用壓板或楔塊固定。壓板固定繩尾的優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單．裝拆方便；缺點(diǎn)是所占空間較大，并且不能用于多層卷繞。壓板有圓形槽壓板和梯形槽壓板（橋式起重機上多用圓形槽壓板）。楔塊固定方式可用于多層卷繞。

　　2．取物裝置安全檢查

　　起重機通過(guò)取物裝置將起吊物品與提升機構聯(lián)系起來(lái)，從而進(jìn)行這些物品的裝卸吊運以及安裝等作業(yè)。取物裝置種類(lèi)繁多。如：吊鉤、吊環(huán)、扎具、夾鉗、托爪、承梁、電磁吸盤(pán)、真空吸盤(pán)、抓斗、集裝箱吊具等。

　　在橋式、龍門(mén)式起重機上采用最多的取物裝置是吊鉤。

　　吊鉤的斷裂可能導致重大的人身及設備事故，因此，要求吊鉤的材料沒(méi)有突然斷裂的危險。目前，中小起重量起重機的吊鉤是鍛造的；大起重量起重機的吊鉤采用鋼板鉚合，稱(chēng)為片式吊鉤。

　　吊鉤分為單鉤和雙鉤。單鉤制造與使用比較方便，用于較小的起重量；當起重量較大時(shí)，為了不使吊鉤過(guò)重，多采用雙鉤。

　　吊鉤鉤身（彎曲部分）的斷面形狀有：圓形、矩形、梯形與T字形等。

　　從受力情況來(lái)看，T字形斷面最合理，吊鉤質(zhì)量亦較輕，其缺點(diǎn)是鍛造工藝復雜。目前最常用的吊鉤的斷面是梯形，它的受力情況也比較合理，鍛造也較容易。矩形斷面只用于片式吊鉤，斷面的承載能力未能充分利用，因而比較笨重。圓形斷面只用于簡(jiǎn)單的小型吊鉤。

　　1） 吊鉤的危險斷面

　　對吊鉤進(jìn)行檢驗時(shí)，必須先了解吊鉤的危險斷面所在處。危險斷面是根據受力分析找出的。

　　如圖1—14所示，假定吊鉤上吊掛一貨物，很明顯貨物質(zhì)量通過(guò)鋼絲繩作用在吊鉤的I—I斷面上，有把吊鉤切斷的趨勢。吊鉤I—I斷面上受剪切應力。

　　對Ⅲ一Ⅲ斷面，貨物質(zhì)量有把吊鉤拉斷的趨勢，Ⅲ一Ⅲ斷面受拉應力。

　　貨物質(zhì)量對吊鉤除有拉、切力之外，還有把吊鉤拉直的趨勢．即對I—I斷面以左的各斷面除使其受拉之外，還作用一個(gè)力矩。Ⅱ一Ⅱ斷面受貨物質(zhì)量的拉力，使整個(gè)斷面受拉應力，同時(shí)還受力矩的作用。在力矩的作用下，Ⅱ一Ⅱ斷面的內傭

　　受拉應力．外側受壓應力。這樣在內側拉應力疊加，外側拉、壓應力抵消一部分。根據計算，內側拉應力比外側拉應力大l倍多。這也就是梯形斷面內側大、外側小的緣故。

　　從上述分析可知，I—I，Ⅱ一Ⅱ斷面是受力最大的斷面，也稱(chēng)為危險斷面。為了確保安全，Ⅲ一Ⅲ斷面也要進(jìn)行驗算。

　　2）各種吊鉤的檢查

　　（1）鍛鉤的檢查：用煤油洗凈鉤體，用20倍放大鏡檢查鉤體是否有裂紋．特別要檢查危險斷面和螺紋退刀槽處。如發(fā)現裂紋，要停止使用，更換新鉤。在危險斷面I—I處，由于鋼絲繩的摩擦常常出現溝槽。按照規定，吊鉤危險斷面的高度磨損量達到原高度的10％時(shí)，應報廢；不超過(guò)報廢標準時(shí)，可以繼續使用或降低載荷使用，但不允許用焊條補焊后再使用。吊鉤裝配部分每季至少要檢修1次，并清洗潤滑。裝配后，吊鉤應能靈活轉動(dòng)，定位螺栓必須鎖緊。

　　（2）板鉤的檢查。用放大鏡檢查吊鉤的危險斷面，不得有裂紋．鉚釘不得松動(dòng)；檢查村套、銷(xiāo)子（小軸）、小孔、耳孔以及其緊固件的磨損情況，表面不得有裂紋或變形。襯套磨損量超過(guò)原厚的5％，銷(xiāo)子磨損量超過(guò)名義直徑的3％～5％，要進(jìn)行更新。

　　（3）吊鉤負荷試驗。對新投入使用的吊鉤應做負荷試驗．以額定載荷的l.25倍作為試驗載荷（可與起重機動(dòng)靜負荷試驗同時(shí)進(jìn)行），試驗時(shí)間不應少于10 min.當負荷卸去后，吊鉤上不得有裂紋、斷裂和永久變形，如有則應報廢。國際標準規定，在掛上和撤掉試驗載荷后，吊鉤的開(kāi)口度在沒(méi)有任何顯著(zhù)的缺陷和變形下，不應超過(guò)0．25％。

　　為了防止脫鉤，發(fā)生意外的事故．吊鉤應裝有防止脫鉤的安全裝置。

　　3．制動(dòng)裝置

　　起重機是一種間歇動(dòng)作的機構，它的工作特點(diǎn)是經(jīng)常啟動(dòng)和制動(dòng)，因此制動(dòng)器在起重機中既是工作裝置又是安全裝置。制動(dòng)器的作用有三：

　　支持——保持不動(dòng)；

　　停止——用摩擦消耗運動(dòng)部分的動(dòng)能，以一定的減速度使機構停止下來(lái)；

　　落重——制動(dòng)力與重力平衡，重物以恒定的速度下降。

　　制動(dòng)器根據其構造分為：塊式制動(dòng)器；帶式制動(dòng)器；盤(pán)式、多盤(pán)式制動(dòng)器；圓錐式制動(dòng)器。

　　根據操作情況的不同．制動(dòng)器分為：常閉式、常開(kāi)式、綜合式制動(dòng)器。閉式制動(dòng)器在機構不工作期間是閉合的，在機構工作時(shí)由松閘裝置將制動(dòng)器分開(kāi)。起重機一般多用常閉式制動(dòng)器，特別是起升機構必須采用常閉式制動(dòng)器，以確保安全。常開(kāi)式制動(dòng)器經(jīng)常處于松開(kāi)狀態(tài)，只有在需要制動(dòng)時(shí)才使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩進(jìn)行制動(dòng)。綜合式制動(dòng)器是常閉式與常開(kāi)式的綜合體。

　　【例題】．下列情況所述鋼絲繩，哪一個(gè)沒(méi)有達到報廢標準？（    ）

　　A．整條繩股斷裂
　　B．麻芯外露
　　C．鋼絲繩有明顯的腐蝕
　　D．鋼絲繩徑向磨損時(shí)超過(guò)原直徑的10％

　　【答案】 C