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主 编:高文安 杨 庚 副主编:陈建军 马晋芳 贾 瑜. 建筑施工机械 (第 2 版). JIAN ZHU SHI GONG JI XIE. 7 起重机械. 2. 7.2 轻小型起重设备和起重零、部件. 3. 4. 5. 7.3 卷扬机. 7.4 施工升降机. 7.5 塔式起重机. 目 录. 7 起重机械. 1. 7.1 概述. 6. 7.6 自行式起重机. 7 起重机械. 【 知识目标 】

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Presentation Transcript


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主 编:高文安 杨 庚

副主编:陈建军 马晋芳

贾 瑜

建筑施工机械(第2版)

JIAN ZHU SHI GONG JI XIE

7 起重机械


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2

7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

3

4

5

7.3 卷扬机

7.4 施工升降机

7.5 塔式起重机

目 录

7 起重机械

1

7.1 概述

6

7.6 自行式起重机


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7 起重机械

  • 【知识目标】

  • 熟悉起重机械的类型和起重机的主要性能参数;掌握千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机及施工升降机的类型、特点和工作过程;了解千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机及施工升降机的构造、工作原理和使用场合;熟悉钢丝绳的构造、类型、特点、标记代号、选择计算、报废标准和使用注意事项。

  • 【能力目标】

  • 能够在工程施工过程中正确选择使用千斤顶、葫芦、滑车、卷扬机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、施工升降机;会选择、计算和使用钢丝绳。


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7.1 概述

7.1 概述


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7.1 概述

  • 起重机械是主要用做垂直运输的设备,有行走机构的还可兼做短距离的水平运输,是工程建设中广泛应用的重要起重设备。

  • 起重机械是一种循环作业机械,在建筑施工中,特别是在高层建筑和大型厂房垂直运输与结构吊装中已是必不可少的设备,对于减轻工人繁重的体力劳动、降低施工成本、提高生产率、缩短施工周期和实现施工机械化等都有着十分重要的作用。


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7.1.1 起重机械的类型

7.1 概述

  • 根据GB/T 20776—2006对起重机械的定义,起重机械按其功能和结构特点分为轻小型起重设备、起重机、升降机、工作平台和机械式停车设备五类。

  • 轻小型起重设备包括千斤顶、滑车、起重葫芦和卷扬机。


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7.1 概述

  • 起重机包括桥架型起重机(梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、半门式起重机、装卸桥)、臂架型起重机(固定式起重机、台架式起重机、门座式起重机、半门座式起重机、塔式起重机、铁路起重机、流动式起重机、浮式起重机、甲板起重机、桅杆起重机、悬臂起重机)和缆索型起重机(缆索起重机、门式缆索起重机)。

  • 升降机包括升船机、启闭机、施工升降机和举升机。

  • 工作平台包括桅杆爬升式升降工作平台和移动式升降工作平台。


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7.1 概述

  • 机械式停车设备包括升降横移类机械式停车设备、垂直循环类机械式停车设备、水平循环类机械式停车设备、多层循环类机械式停车设备、平面移动类机械式停车设备、巷道堆垛类机械式停车设备、垂直升降类机械式停车设备、简易升降类机械式停车设备和汽车专用升降机。


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7.1 概述

  • 1.桥式起重机

  • 桥式起重机按构造分为单梁桥式起重机、双梁桥式起重机、多梁桥式起重机、挂梁桥式起重机、带回转臂架桥式起重机、双小车桥式起重机、多小车桥式起重机、带回转小车桥式起重机、带导向架桥式起重机和柔性吊挂桥式起重机;按取物装置不同又分为吊钩桥式起重机,抓斗桥式起重机,电磁桥式起重机,抓斗、电磁桥式起重机,电磁、吊钩桥式起重机,抓斗、吊钩桥式起重机,吊钩、抓斗、电磁桥式起重机,料箱、电磁桥式起重机,料箱、抓斗桥式起重机,夹钳桥式起重机,集装箱桥式起重机;按使用场合分为冶金起重机、堆垛起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机。


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7.1 概述

  • 2.塔式起重机

  • 塔式起重机按支承方式分为固定式塔式起重机、移动式塔式起重机、轨道式塔式起重机、轮胎式塔式起重机、汽车式塔式起重机和履带式塔式起重机;按爬升方式分为内爬式塔式起重机和附着式塔式起重机;按回转方式分为上回转式塔式起重机和下回转式塔式起重机;按变幅方式分为小车变幅塔式起重机、动臂变幅塔式起重机和折臂式塔式起重机;按安装方式分为非快装式塔式起重机和快装式塔式起重机。


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7.1 概述

  • 3.流动式起重机

  • 流动式起重机按底盘形式分为履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机、全地面起重机和随车起重机;按回转方式分为回转流动式起重机和非回转流动式起重机;按臂架形式分为桁架臂流动式起重机、箱形臂流动式起重机、铰接臂流动式起重机和伸缩臂流动式起重机;按使用场合分为通用流动式起重机、越野流动式起重机和专用流动式起重机。

  • 起重机械的种类很多,本章主要介绍建筑施工中常用的卷扬机、施工升降机、塔式起重机和流动式起重机。


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7.1.2 起重机的主要性能参数

7.1 概述

  • 起重机的参数是用来表明起重机工作性能和技术经济指标的。它是设计起重机的依据,也是评价和选用起重机技术性能的依据。起重机的主要技术参数有起升质量、幅度、起升高度、各机构工作速度、起重力矩和质量指标等。


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7.1 概述

  • 1.起升质量(亦称起重量)

  • 起重机的起升质量参数通常以额定起升质量Q表示,单位为t。所谓额定起升质量,是指起重机在各种工况下安全作业所容许起吊货物的最大质量,它随幅度的加大而减少。

  • 最大额定起升质量是指基本臂处于最小幅度时所起吊货物的最大质量。


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7.1 概述

  • 2. 幅度

  • 起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离称为幅度或工作幅度,用R表示,单位为m。实际标定的起重机幅度参数,是在额定起升质量下起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离。幅度表示起重机不移位时的工作范围,所以幅度也是衡量起升能力的一个重要参数。为了反映起重机实际工作能力,还引入有效幅度R1。设计或选用起重机时,应合理选择R1值。对于轮胎式起重机,按起重机起升质量的不同,规定了不同的有效幅度范围,如图7.1所示。


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7.1 概述

图7.1 起重机幅度与起升高度


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7.1 概述

  • 3. 起升高度

  • 起升高度是指地面或轨面到吊钩钩口中心的垂直距离,以H表示,单位为m。如取物装置为抓斗,则指到抓斗最低点的距离。在标定起重机性能参数时,通常以额定起升高度表示。

  • 额定起升高度是指满载吊钩上升到最高极限位置时,吊钩中心至地面或轨面的距离。最大额定起升高度的确定,是根据起重机作业要求及其总体设计的合理性综合考虑的。


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7.1 概述

  • 4. 工作速度

  • 起重机各机构的工作速度主要是指起升、变幅、回转和行走的速度。对伸缩臂式起重机,还包括吊臂伸缩速度和支腿收放速度。起升速度Vq(m/min)是指起重吊钩升、降速度;变幅速度Vb(m/min)是指吊钩自最大幅度到最小幅度时的平均线速度;回转速度n(r/min)是指起重机转台每分钟转数;行走速度为Va(km/h)。

  • 起重机的工作速度直接影响起重机的性能,同时也影响起重机的生产效率。当起升重量一定时,速度高的生产效率也高,但启动、制动时的惯性力和动载荷大,因此机构的驱动功率和结构强度也要相应增大。


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7.1 概述

  • 5. 起重力矩

  • 起重机的工作幅度R与此幅度下的起重量Q的乘积称为起重力矩,用M表示,单位为t·m,M=Q·R。它是综合体现起升质量与幅度两因素的参数。可见,以M值的大小就能全面、确切地了解起重机的起吊能力。


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7.1 概述

  • 6. 整车整备质量及质量指标

  • 起重机本身的质量(原称自重)称整车整备质量。整车整备质量是指起重机处于工作状态无起吊货物时本身的全部质量,以G表示,单位为t。

  • 为了考核起重机质量指标,引入质量利用系数K来表示。所谓质量利用系数,是指单位整备质量下有多大起重能力。显然,K值越大说明起重机的材料利用率和设计水平越高,质量指标越先进。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

7.2 轻小型起重设备和起重零、部件


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7.2.1 千斤顶

7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的起重设备,包括机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式和螺旋式两种,由于起重量小,操作费力,一般只用于机械设备安装维修工作。

  • 液压式千斤顶结构紧凑,工作平稳,有自锁作用,故使用广泛;其缺点是起重高度有限,起升速度慢。千斤顶主要用于车辆修理、支撑及其他起重等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠,一人即可携带和操作。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 1.千斤顶的分类

  • 千斤顶按结构特征可分为齿条千斤顶、螺旋(机械)千斤顶和液压(油压)千斤顶三种。

  • (1) 齿条千斤顶由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。起重量一般不超过20t,可长期支持重物,主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (2) 螺旋千斤顶由人力通过螺旋副传动,螺杆或螺母套筒作为顶举件。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物,构造简单,但传动效率低,返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用,但装有制动器。放松制动器,重物即可自行快速下降,返程时间缩短,但这种千斤顶构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物,最大起重量已达100t,应用较广。下部装上水平螺杆后,还能使重物做小距离横移。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (3) 液压千斤顶由人力或电力驱动液压泵,通过液压系统静压传递原理,用缸体或活塞作为顶举件,如图7.2所示。液压千斤顶可分为整体式和分离式两类。整体式的泵与液压缸联成一体;分离式的泵与液压缸分离,中间用高压软管相联。液压千斤顶结构紧凑,能平稳顶升重物,起重量最大达1000t,行程1m,传动效率较高,故应用较广。但因其易漏油,故不宜长期支持重物,如长期支撑需选用自锁千斤顶。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

图7.2 液压千斤顶


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 为进一步降低外形高度或增大顶举距离,螺旋千斤顶和液压千斤顶可做成多级伸缩式。

  • 液压千斤顶除上述基本形式外,按同样原理可改装成滑升模板千斤顶、液压升降台、张拉机等,用于各种特殊施工场合。

  • 千斤顶按其他方式分类可分为分离式千斤顶、卧式千斤顶、爪式千斤顶、同步千斤顶、一体式千斤顶、电动千斤顶等。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 2.液压千斤顶使用说明

  • (1)使用前必须检查各部分是否正常。

  • (2)使用时应严格遵守主要参数中的规定,切忌超高超载;否则,当起重高度或起重吨位超过规定时油缸顶部会发生严重漏油。

  • (3)如手动泵体的油量不足时,需先向泵中加入清洁的液压油。

  • (4)重物重心要选择适中,合理选择千斤顶的着力点,底面要垫平,同时要考虑到地面软硬条件,是否要衬垫坚韧的木材,放置是否平稳,以免负重下陷或倾斜。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (5)千斤顶将重物顶升后,应及时用支撑物将重物支撑牢固,禁止将千斤顶作为支撑物使用;如需长时间支撑重物,应选用机械式千斤顶。

  • (6)如需几台千斤顶同时起重时,除应正确安放千斤顶外,应使用多个分流阀,且每台千斤顶的负荷应均衡,注意保持起升速度同步。还必须考虑因重量不匀地面可能下陷的情况,防止被举重物产生倾斜而发生危险。

  • (7)使用时先将手动泵的快速接头与顶对接,然后选好位置,将油泵上的放油螺钉旋紧即可工作。欲使活塞杆下降,将手动油泵手轮按逆时针方向微微旋松,油缸卸荷,活塞杆即逐渐下降,否则下降速度过快将产生危险。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (8)分离式千斤顶是弹簧复位结构,起重完后即可快速取出,但不可用连接的软管来拉动千斤顶。

  • (9)使用过程中应避免千斤顶的剧烈振动,并根据使用情况定期检查和保养。

  • (10)不适宜在有酸碱或腐蚀性气体的工作场所使用。


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7.2.2 手动葫芦

7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 7.2.2.1 手动葫芦的类型、组成和工作原理

  • 手动葫芦又叫神仙葫芦、斤不落,分为手扳葫芦和手拉葫芦两种。

  • 手扳葫芦(图7.3)是通过人力扳动手柄,借助杠杆原理获得与负载相匹配的直线牵引力,轮换地作用于机芯内负载的一个钳体,带动负载运行。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

图7.3 手扳葫芦


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 它具有结构紧凑、质量轻、外形尺寸小、携带方便、安全可靠、使用寿命长、手扳力小、对钢丝绳磨损小等优点,可以进行提升、牵引、下降、校准等作业。若配置特殊装置,不但可以作非直线牵引作业,而且可以很方便地选择合适的操作位置,或以较小吨位的机具成倍地扩大其负载能力。对于较大吨位的负载,可以采用数个机具并列作业。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 手拉葫芦(图7.4)是一种使用简单、携带方便的手动起重设备,也称“环链葫芦”或“倒链”。手拉葫芦由链轮、手拉链、传动机构、起重链及上下吊钩等几部分组成。

图7.4 手拉葫芦


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 其中机械传动部分又可分为蜗轮式和齿轮式传动两种。由于蜗轮式传动的机械效率低,零件易磨损,所以现在已很少使用。齿轮传动的手拉葫芦有几种型号,其中HS型是颇受欢迎的一种手动链条葫芦;WA型是在HS型基础上的改进产品;SBL型采用新型结构传动,它的机械效率较高,但自重比HS型大一些。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 手拉葫芦是通过曳动手链条、手链轮转动,将摩擦片棘轮、制动器座压成一体共同旋转,5齿长轴转动,带动片齿轮、4齿短轴和花键孔齿轮,这样,装置在花键孔齿轮上的起重链轮就带动起重链条,从而平稳地提升重物。它采用棘轮摩擦片式单向制动器,在载荷下能自行制动,棘爪在弹簧的作用下与棘轮啮合,保证制动器安全工作。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 7.2.2.2 手动葫芦的适用范围和工作特点

  • 手拉葫芦具有安全可靠、维护简便、机械效率高、手链拉力小、自重较轻、便于携带、外形美观、尺寸较小、经久耐用的特点, 尤其对于露天及无电源作业以及易燃易爆场所作业更有其重要作用。它除可单独使用外,还可与各型手拉单轨行车配套使用组成手拉起重运输小车,实现左右行走提升重物的功能,适用于单轨架空运输的单梁桥式起重机和悬臂式起重机。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 手拉葫芦是携带方便的手动起重机械,起重量一般为 0.5~50t,起升高度为30m。其工作特点是:

  • (1)维护方便

  • 使用完毕后,应将葫芦上的泥垢擦净,存放在干燥地点,防止受潮生锈和腐蚀。每年应由熟悉葫芦机构者用煤油清洗机件,在齿轮和轴承部分加黄油润滑。手拉葫芦齿轮安装时,应使用两只片齿“0”字标记安装在同一直线上。起重链轮左右轴承的滚柱可用黄油粘附在已经压装于起重链轮轴颈内圈上,再入墙板的轴承外圈内。安装制动装置部分时,注意棘爪部啮合良好,弹簧对棘爪的控制应灵活可靠。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 手拉葫芦装上手链轮后,顺时针旋转手链轮,应将棘轮、摩擦片压紧在制动器座上,逆时针旋转手链轮,棘轮与摩擦片间应留有空隙。支撑杆与右墙板为静配合,维修时切勿拆卸。手拉葫芦经过清洗检修后,应进行空载和重载试验,确认运转正常方可使用。在加油和使用过程中,制动装置的摩擦表面必须保持干净,并经常检查制动性能,防止制动失灵引起重物自坠。为了维护和拆卸方便,手链条其中一节系开口链(不焊、涂色)。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (2)过载保护

  • 为增加额外的安全性,有些高档的手拉葫芦还增加了过载保护装置,这对于操作者、葫芦及负载是一种特殊保护装置。当负载大于设置值时,过载保护自动启用,葫芦起升将自动停止。

  • (3)镍表面硬化

  • 镍硬化链条经过特殊处理,不但不影响链条的性能,还具有其他卓越的性能,如可以抗雨水、海水、溪水及化学物质引起的锈蚀等。


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7.2.3 滑车

7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 滑车是起重吊装、搬运作业中常用的起重设备。它的结构简单,使用方便,用途广泛,可以手动或机动。滑车的作用是能够多次改变牵引力的方向和起吊、移动重物。特别是由滑车组成的滑车组,配合卷扬机、桅杆或其他起重设备,其产品规格为0.03~320t。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 1.滑车的构造和分类

  • 滑车是由吊钩链环、滑轮、轴、轴套和夹板等组成。滑轮可在轴上自由转动,为减少磨损、延长轴的使用寿命,采用青铜制作的滑动轴承。在重型机构上滑动轴承改用滚动轴承。

  • 滑车按制作材料不同,可分为木制滑车、钢制滑车和铝合金滑车三种(如图7.5所示);按轮数的多少分为单轮(门)滑车、双轮滑车和多轮滑车。按滑车与吊物的连接方式可分为吊钩式滑车、链环式滑车、吊环式滑车和吊梁式滑车四种。一般中小型滑车多属于吊钩式、链环式和吊环式,而大型滑车多采用吊环式和吊梁式,如图7.5所示。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

图7.5 滑车

的类型

(a)单门开口吊钩型;

(b)单门闭口吊钩型;

(c)双门闭口链环型;

(d)双门吊环型;

(e)三门闭口吊环型;

(f)三门吊环型;

(g)四门吊环型;

(h)五门吊环型;

(i)五门吊梁型


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 滑车按采用的轴承不同还可分为滑动轴承和滚动轴承两种;按滑车的夹板是否可以打开分为开口滑车和闭口滑车;按使用的方式不同又分为定滑车、动滑车、滑车组、导向滑车和平衡滑车。开口滑车的夹板是可以打开的,便于装绳索,一般的都是单门滑车,它常用于扒杆底脚处作导向滑车用。

  • 定滑车是安装在固定轴上的滑车,它可作导向滑车和平衡滑车之用。定滑车不能省力,仅能改变作用力的方向,作用力的行程与荷重的行程相等。动滑车是安装在运动轴上与被牵引重物一起升降或移动的滑车,它可以省力。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 2.滑车的规格型号

  • 滑车有HQ系列(起重滑车)、HY系列(林业滑车)和H系列三种。设备吊装用HQ系列和H系列。例如,HQGZK1-2型,表示HQ系列起重滑车、G吊钩式(L为链环式、D为吊环式、W为吊梁式)、Z滚针轴承(滑动轴承、滚动轴承不表示)、K开口(闭口不表示)、1轮(以数字表示轮数)、额定起重量为2t(以数字表示);HQL2-16型,表示HQ系列起重滑车、链环式、滑动轴承、闭口、2轮、额定起重量为16t。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 3.滑车组

  • 滑车组是由一定数量的定滑车和动滑车以及穿绕它们的绳索组成的。因为某些起重作业不仅要求改变力的方向,而且要求省力,只用定滑车或动滑车达不到目的。通常是把定滑车和动滑车串联在一起组成滑车组。它既可以省力,又可改变力的方向,是起重吊装作业施工中不可缺少的工具。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • H系列滑车型号标记示例:H5×1KBG型,表示H系列滑车、额定起重量为5t、1单轮、KB桃形开口、G吊钩式;H32×6W型,表示H系列滑车、额定起重量为32t、6轮、吊梁式。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (1)滑车组的种类

  • 按构造形式不同,滑车组可分为单联滑车组和双联滑车组,如图7.6所示。单联滑车组常用于建筑起重机中,双联滑车组则多用于桥式起重机中。

  • 按工作原理不同,又可把滑车组分为省力滑车组和增速滑车组。在起重机的起升机构中常用省力滑车组。增速滑车组可用于汽车起重机的吊臂伸缩机构中,以达到多节伸缩臂同步伸缩的目的。图7.6(a)和图7.7分别是省力滑车组和增速滑车组的示意图。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

图7.6 滑车组

(a)单联滑车组;(b)双联滑车组

图7.7 增速滑车组


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (2)滑车组的倍率

  • 倍率是钢丝绳绕过动滑车的分支数,是滑车组省力的倍数,也是滑车组的减速比。对于单联滑车组,倍率a等于承载分支数m,即a=m;对于双联滑车组,倍率a等于承载分支m的一半,即a=m/2。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (3)单联滑车组的效率及钢丝绳的拉力

  • 如图7.8所示为单联省力滑车组计算简图。设总起重量为Q,钢丝绳承载分支数为m。若不计钢丝绳绕过滑轮时的僵性阻力和滑轮轴承的摩擦阻力,则各承载分支拉力均相等,即F1=Q/m。若考虑滑车组的效率损失并对每个滑车取相同的效率η,钢丝绳每个分支中的拉力不相等,但有关系:Fi=ηFi-1(i=2,3,…,m)。

  • 所有分支拉力总和等于Q,即:Q=F1+F2+F3+…+Fm-1+Fm

  • =F1(1+η+η2+…+ηm-1)括号中为一几何级数,其和为 ,故:


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 滑车组的效率η组为不计钢丝绳绕过滑轮的僵性阻力和滑车轴承的摩擦阻力时动滑车引出绳的拉力与实际情况下引出绳拉力的比值,即:

  • 由上式可知,滑车组的效率η组与倍率m及滑车的效率η有关。由式(7.1)、式(7.2)可以得到计算承载分支中最大拉力的公式:

(7.1)

(7.2)


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 若钢丝绳从滑车组引出后,再经过n个导向滑轮后才绕入卷筒,那么卷筒上钢丝绳的最大拉力F为:

  • 表7.1列出了各种倍率的滑车组效率,以便设计时选用。 (祥见课本147页)

(7.3)

(7.4)


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 4.滑车和滑车组的使用要求和注意事项

  • (1)在使用前必须查明滑车的允许荷载,以防超载使用而发生安全事故。

  • (2)在使用前必须检查滑轮的转动是否灵活,轮槽、轮轴、吊钩、夹板等各部分有无损伤、裂缝等,以防在使用过程中发生事故。

  • (3)滑车组在穿好绳索后先要试吊。在绳索收紧后,应检查各部位是否良好,有无卡绳索之处,不得勉强使用。

  • (4)在起吊时应检查滑车的吊钩中心是否与被吊物体的重心在一条铅垂线上,以防起吊后不平稳而发生碰撞事故。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (5)滑车在使用前后要加强保养,刷洗干净并加油润滑。

  • (6)常用的单轮滑车多为开口式,其连接部分有吊钩和吊环式两种,吊钩或吊环式均可旋转,故悬挂时无方向性。使用时先将吊钩或吊环扳倒,打开护板上的开口挡板,把钢丝绳放入轮槽内,然后提直滑车即可锁住挡板。如果在地面上使用或因滑车不受力时会自行弯倒,故应随时检查开口挡板是否锁住。


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  • (7)常用的多轮滑车均为不开口式,其连接部分有可旋转的吊环式和固定的吊环式,而固定吊环的滑车悬挂时有方向性,当滑车受力后不得使滑车承受扭力,否则应加接U形环加以调整。

  • (8)滑车组是由单轮或多轮定滑车和动滑车组成的,使用时两个滑车的大小和型号应基本相同,不宜采用不同大小的滑车组成滑车组。


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7.2.4 钢丝绳

7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 钢丝绳是起重机械的重要零件之一,它具有强度高、自重轻、挠性好、运行平稳、弹性较好、不易突然断裂等优点,广泛应用于起重、缆风和捆扎。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 7.2.4.1 钢丝绳的构造和种类

  • 钢丝绳是由许多抗拉强度为1400~2000MPa的高强度钢丝编绕而成的。钢丝首先捻成股,然后将若干股围绕着绳芯捻制成绳。绳芯的作用是增加挠性、弹性和润滑。


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  • 绳芯的种类有:

  • ①天然纤维芯,通常用浸透润滑油的麻绳做成,不能用于高温环境;

  • ②合成纤维芯,由聚合物制成的纤维,如聚乙烯、聚丙烯等;

  • ③金属芯,用软钢丝或钢丝绳股做芯子,用于高温或多层卷绕的地方。近年来有用螺旋金属管作为绳芯的,其管中储有润滑油。


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  • 1.根据钢丝绳的捻制次数分类

  • (1)单捻绳由若干断面相同或不同的钢丝一次捻绕而成。

  • (2)双捻绳先由钢丝捻成股,再用股捻成绳,如图7.9所示。它的强度高,挠性好,制造简单,在起重机中广泛采用。

  • (3)三捻绳把双捻绳作为股,再用这种股捻成绳。它的挠性最好,但制造复杂,在起重机中很少采用。


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图7.9 双捻钢丝绳

(a)点接触钢丝绳;(b)外粗型(西鲁型);

(c)粗细型(瓦林吞型);(d)填充型


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  • 2.根据钢丝绳的捻法和捻向分类

  • (1)同向捻绳由钢丝捻成股和由股捻成绳的捻向相同,如图7.10(a)、(c)所示。

  • (2)交互捻绳由钢丝捻成股或由股捻成绳的捻向相反,如图7.10(b)、(d)所示。

  • 上述两种双捻钢丝绳,按由股捻成绳的方向不同,可又分为左向捻和右向捻两种。没有特殊要求者一般多用右向捻绳。

  • (3)混捻绳半数股为右向捻、半数股为左向捻的绳,称为混捻绳,如图7.10(e)所示。其性能介于同向捻绳和交互捻绳之间,但制造复杂,很少采用。


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图7.10 钢丝绳的捻向

(a)左同向捻;(b)左交互捻;(c)右同向捻;(d)右交互捻;(e)混合捻


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  • 3.按捻制特性(钢丝在股中的互相接触状态)分类

  • (1)点接触钢丝绳(图7.9(a))。

  • 这种钢丝绳绳股中各层钢丝直径均相同,而内外各层钢丝的节距不同,相互交叉形成点接触。其特点是接触应力高,表面粗糙,易断裂,使用寿命低,但制造简单、价格低,在起重机中应用较广。

  • (2)线接触钢丝绳(图7.9(b)、(c)、(d))

  • 这种钢丝绳绳股由不同直径的钢丝绕制而成,外层钢丝位于内层钢丝之间的沟槽内,内外层钢丝


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 间形成线接触。

  • 这种钢丝绳挠性好,耐腐蚀,使用寿命长,承载力高。如果在破断拉力相同的情况下选用线接触绳,可以采用较小的直径,相应地可采用较小的滑轮和卷筒直径,从而使整个机构的尺寸得以减小。线接触钢丝绳在起重机中得到日益广泛的应用。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 线接触钢丝绳,根据绳股断面的结构分为三种,如图7.9所示。

  • ①外粗型又称西鲁型(S型)股中间一层钢丝的直径相同,不同层次钢丝的直径不同,内层细外层粗,外层耐磨。

  • ②粗细型又称瓦林吞型(W型)外层采用粗、细两种钢丝,粗钢丝位于内层钢丝的沟槽中,细钢丝位于粗钢丝之间,其断面充填系数高,挠性好,承载力大。

  • ③填充型(F型)在股中内、外层钢丝沟槽中填充细钢丝,增加了股中钢丝的数量,断面充填系数更高,挠性更好,承载能力更大。


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  • (3)面接触钢丝绳

  • 面接触钢丝绳常做成密封绳,为达到面接触,钢丝必须制成异形断面(如T形、Z形等)。其优点与线接触相同,但效果更为显著;缺点是制造工艺复杂,价格昂贵,用于架空索道、塔机主索、吊桥主索等场合。

  • 钢丝绳一般由6股绕成,也有8股、18股或更多股的。股愈多,与卷绕装置接触愈好,寿命愈长。


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  • 4.钢丝绳标记代号(GB/T 8706—2006)简介

  • (1)钢丝绳标记代号

  • ①钢丝绳表面状态标记代号:光面钢丝为U;A级镀锌钢丝为A;B级镀锌钢丝为B;B级锌合金镀层为B(Zn/Al);A级锌合金镀层为A(Zn/Al)。

  • ②钢丝绳芯标记代号:纤维芯为FC;天然纤维芯为NFC;合成纤维芯为SFC;固态聚合物芯为SPC;钢芯为WC;独立钢丝芯为IWRC;钢丝股芯为WSC;压实股独立钢丝绳芯为IWRC(K)。


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  • ③钢丝、股和钢丝绳横截面形状代号:圆形横截面形状无代号,三角形横截面形状钢丝、股代号均为V。

  • ④普通类型的圆股结构代号:单捻无代号,股结构示例:6即(1-5),7即(1-6);平行捻:西鲁式为S,股结构示例:17S即(1-8-8),19S即(1-9-9);瓦林吞式为W,股结构示例:19W即(1-6-6+6);填充式为F,股结构示例:25F即(1-6-6F-12),41F即(1-8-8-8F-16);组合平行捻为WS,股结构示例:26WS即(1-5-5+5-10),31WS即(1-6-6+6-12),36WS即(1-7-7+7-14);多工序点接触捻为M,股结构示例:19M即(1-6/12),37M即(1-6/12/18)。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 普通类型的圆股结构代号中,每股结构由中心向外进行标记,标明该股的逐层钢丝根数,股的每层丝数用“-”号隔开,同一层中不同直径的钢丝用“+”号隔开。如图7.9(b)所示代号为6×19S(1-9-9)+NFC;如图7.9(c)所示代号为6×19W(1-6-6+6)+NFC;如图7.9(d)所示代号为6×(1-6+6F-12)+NFC,6F表示填充丝6根。多工序捻(点接触)的各捻制工序钢丝层用“/”号隔开,如图7.9(a)所示代号为6×19M(1+6/12)+FC。

  • ⑤钢丝绳级别代号用钢丝公称抗拉强度MPa表示。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • ⑥捻制类型及方向代号:捻制方向用两个字母(Z或S)表示。第一个字母表示钢丝在股中的捻向,第二个字母表示在钢丝绳中股的捻向。字母“Z”表示右向捻,字母“S”表示左向捻;“ZZ”或“SS”表示右同向捻或左同向捻,“ZS”或“SZ”表示右交互捻或左交互捻;“aZ”或“aS”表示右混合捻或左混合捻。


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  • (2)钢丝绳标记方法

  • 钢丝绳标记组成内容:

  • ①尺寸;

  • ②钢丝绳结构;

  • ③绳芯结构;

  • ④钢丝绳级别;

  • ⑤钢丝表面状态;

  • ⑥捻制类型及方向。如22 6×36WS-IWRC 1770 B SZ表示钢丝绳公称直径为22mm,结构形式为6股36丝组合平行捻,绳芯结构为独立钢丝芯,钢丝公称抗拉强度为1770MPa,钢丝表面状态为B级镀锌钢丝,捻制类型及方向为左交互捻。


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  • 5.钢丝绳标记示例

  • 【例7.2】18 6×19S-NFC 1670 U ZZ

  • 表示钢丝绳公称直径为18mm,结构形式为6股19丝西鲁型,绳芯结构为天然纤维芯,钢丝公称抗拉强度为1670MPa,钢丝表面状态为光面,捻制类型及方向为右同向捻。


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  • 【例7.3】20 6×19W-SFC 1570 A ZS

  • 表示钢丝绳公称直径为20mm,结构形式为6股19丝瓦林吞型,绳芯结构为合成纤维芯,钢丝公称抗拉强度为1570MPa,钢丝表面状态为A级镀锌钢丝,捻制类型及方向为右交互捻。


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  • 【例7.4】22 6×25F-IWRC 1670 B SS

  • 表示钢丝绳公称直径22mm,结构形式为6股25丝填充型,绳芯结构为合成纤维芯,钢丝公称抗拉强度为1670MPa,钢丝表面状态为B级镀锌钢丝,捻制类型及方向为左同向捻。

  • 了解了钢丝绳的标记方法,可以简化描述钢丝绳特征的大量文字叙述,便于直接选择所需的钢丝绳,这就给设计、制造和使用单位带来了许多方便。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 7.2.4.2 钢丝绳的选择和计算

  • 1.钢丝绳结构形式的选择

  • 根据钢丝绳的使用场合和要求,参考表7.2选择钢丝绳(祥见课本151页)。

  • 2.钢丝绳直径的计算和选择


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • (1)公式法

  • 钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力按式(7.5)确定:

  • 式中d——钢丝绳最小直径,mm

    Smax——钢丝绳最大工作静拉力,N;

    c——选择系数, ,查有关手册,对于起重用钢丝绳c可取0.104~0.096。

(7.5)


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  • (2)安全系数法

  • 按钢丝绳所在机构工作级别的安全系数选择钢丝绳直径,所选钢丝的破断拉力F0(kN)应满足式(7.6)。

  • 式中K——钢丝绳最小安全系数,按表7.3选取 (祥见课本151页);

    Smax——钢丝绳最大工作静拉力,kN。

(7.6)


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  • 【例7.5】某卷扬机钢丝绳最大静拉力为20kN,试选择合适的钢丝绳。


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  • 7.2.4.3 钢丝绳的报废标准和使用注意事项

  • 1.报废标准

  • 钢丝绳极少突然断裂,都是由于外层钢丝反复弯曲、磨损、断丝数逐渐增多使钢丝绳报废和破坏的。标准规定钢丝绳出现下列情况应报废:

  • (1)钢丝绳在一个捻距内断丝数达到总丝数的10%(交互捻)或5%(同向捻)时应报废。

  • (2)有一股折断时应报废。

  • (3)外层钢丝磨损达40%或绳径磨损减小达15%时,不论断丝多少都应立即报废;当磨损量低于40%时,则应按磨损的程度适当降低报废断丝标准,如表7.6所示。(祥见课本153页)


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 2.使用注意事项

  • (1)在使用中应妥善维护保养,保持绳面清洁并定期润滑,一般不超过四个月涂油一次。

  • (2)不允许钢丝绳形成扭结、穿过破损的滑轮及运动中与其他物体和地面摩擦。

  • (3)在使用中尽量减少弯曲次数,并尽量避免反向弯折。

  • (4)钢丝绳对使用的滑轮和卷筒的直径D0有一定的要求,即D0≥(18~20)d(d为钢丝绳直径)。

  • (5)滑轮槽半径不宜太大或太小,常取R=(0.54~0.6)d,钢丝绳直径小时R取大值。


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  • (6)钢丝绳端头常用的固接方法:钢丝绳在使用时需要与其他承载零件联接,以传递载荷。

  • 常用的联接方法有下列几种,如图7.11所示。

  • ①编绕法将钢丝绳绕过心形套环后用细钢丝扎紧。捆扎长度L=(20~25)d,同时不小于300mm,常用于直径不太大的钢丝绳联接。

  • ②楔形套法用特制的钢丝绳斜楔固定,方法简便。


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  • ③灌铅法将钢丝的一端松散后切去绳芯,把头部钢丝弯成小钩,装入锥形套后灌入熔铅,凝固后即成。

  • ④绳卡固定法钢丝绳绕过套环后,用特制的钢丝绳卡固定,钢丝绳卡不得少于三个。此法简便可靠,应用较广。


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图7.11 钢丝绳末端固定方法

(a)编绕法;(b)楔形套法;(c)灌铅法;(d)绳卡固定法


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7.2.5 卷筒

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  • 卷筒的作用是卷绕、收存钢丝绳,传递动力,把旋转运动变为直线运动。

  • 1.卷筒的种类

  • 按照绕绳层数不同,卷筒有光面和槽面两种。光面卷筒上的钢丝绳为多层卷绕,如图7.12所示,它可使容绳量增加,所以建筑起重机中一般采用多层卷绕筒。


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  • 卷筒的材料一般采用铸铁、铸钢,重要的卷筒还可采用球墨铸铁制造。卷筒的外圈直径D按D≥(18~20)d选择,其他几何尺寸和具体结构可参考有关手册。

图7.12 多层绕光面卷筒


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  • 2.卷筒的容绳量

  • 卷筒容绳量是卷筒容纳钢丝绳长度的数值。按定义规定,它不包括钢丝绳安全圈的长度。对于单层绕光面卷筒,卷筒容绳量为:

    L=π(D+d)(Z-Z0) (7.7)

    式中d——钢丝绳直径;

    D——光面卷筒的直径;

    Z——卷绕钢丝绳的总圈数;

    Z0——为增强钢丝绳与卷筒的联接而保留的安全圈,一般为2~3卷。


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  • 对于多层绕卷筒,若每层绕的圈数为Z,则到第m层时,卷筒容绳量为:

    L=Zmπ(D+md)

(7.8)


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7.2.6 制动器

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  • 制动器的种类很多,按其用途不同分为停止式或调速式两种。前者只有停止作用(如支持重物悬在空中);后者既具有前者的作用,又具有调速的功能。制动器按制动的工作状态不同又分为常闭式和常开式两种。常闭式是指制动器通常处于合闸(制动)状态,要使机器运行,必须使制动器松闸;而常开式是指制动器通常处于松闸状态,只有施加制动力才能合闸(制动)。一般起升机构中的制动器都是常闭式。另外,按制动器的构造特征不同分类,制动器又分为块式、带式、圆盘式和圆锥式四种。


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  • 制动器已为标准产品,它的主要技术参数是制动力矩,可根据所需的制动力矩从标准产品中选用。所需制动力矩Mz按下式计算:

    Mz=KjMj(7.9)

  • 式中Mj——重物下降时对制动轴的静力矩, N·m;

    Kj——制动安全系数,按轻级、中级、重级分别取1.5、1.75、2.0。


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  • 1.块式制动器

  • 块式制动器利用制动块对制动轮的压紧力所产生的摩擦力来进行制动,主要由制动轮、制动块、制动臂和松闸器等组成。

  • 如图7.13所示为块式制动器原理图,它由制动臂1、制动瓦块2、副弹簧3、主弹簧4、推杆5、拉板6、电磁铁7、衔铁8和制动轮9组成。这种制动器是靠主弹簧4产生的合闸力合闸制动的。主弹簧4的推力向左推推杆5(推杆5与右边制动臂相连),向右推拉板6(拉板6与左边制动臂相连),使左右制动臂上的瓦块压紧制动轮,实现制动。此时,推杆5的左端将电磁铁线圈7中的衔铁8顶开。


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  • 松闸时,电动机和电磁铁线圈同时通电,电磁线圈产生的磁力吸引衔铁,衔铁迫使推杆5右移,进一步压缩主弹簧,从而使制动臂1张开,带动制动瓦块离开制动轮,实现松闸。

图7.13 块式制动器


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 如果突然断电,则电磁铁线圈的磁力消失,在主弹簧4的作用下,制动器迅速上闸制动。

  • 对于起升机构,重物下降时对制动轴产生的静力矩Mj可由下式计算:

  • 式中F——卷筒上钢丝绳的牵引力,N;

    Db——卷筒的计算直径,m;

    i——制动轴到卷筒的传动比;

    η——制动轴到卷筒轴的传动效率。

(7.10)


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 块式制动器具有结构简单、紧凑,制造安装方便,制动瓦块压力相互平衡等优点。其特点是短行程电磁铁吸合时产生冲击和噪音大,松闸力小。制动轮直径一般小于300mm,常用于中小型起重机上。

  • 2.带式制动器

  • 带式制动器是靠制动器带压紧制动轮产生摩擦力矩来实现制动的。制动带由钢带以及用铆钉固定在钢带内表面上的一层摩擦材料所构成,常用的摩擦材料有石棉、木材、塑料等。


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 图7.14为简单带式制动器原理图。当图中制动轮按箭头所指方向旋转时,在制动器杠杆上作用一制动力W,由欧拉公式可求得产生的制动力矩为:

  • 式中D——制动轮直径;

    e——自然对数的底;

    α——包角,见图7.14;

    f——制动带与制动轮间的摩擦系数。

(7.11)


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

图7.14 简单带式制动器


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7.2 轻小型起重设备和起重零、部件

  • 如果制动轮的转动方向相反,则在W作用下产生的制动力矩为:

  • 从式(7.11)和式(7.12)可见,简单带式制动器当制动轮转向改变时,制动力矩不同。带式制动器的优点是结构简单、紧凑,包角大,制动力矩大,可通过改变制动力W的大小调节重物下降速度;其缺点是制动轮轴受较大的弯曲应力,制动带的比压和磨损不均匀,散热差。它常用于起升机构中。

(7.12)


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7.3 卷扬机

7.3 卷扬机


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7.3.1 卷扬机的作用、分类及代号

7.3 卷扬机

  • 卷扬机又称绞车,是一种重要的起重设备,通常作为起重桅杆、门式升降机、井式升降机等的配套设备,用来起吊和运送建筑材料、设备、构配件,也是钢筋冷拉的主要牵引设备。它具有结构简单紧凑、制造容易、操作简单、转移方便等优点,所以在建筑工程中得到普遍应用。


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7.3 卷扬机

  • 卷扬机的种类很多,按使用的动力不同分为手动卷扬机和机动卷扬机,机动卷扬机又有电动机、内燃机、蒸汽机等,电动卷扬机占多数;按卷扬机钢丝绳的速度不同分为快速(v=30~50m/min),慢速(v=7~13m/min)和调速卷扬机;按卷筒数不同分为单筒、双筒和多筒卷扬机。


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7.3 卷扬机

  • 电动卷扬机的型号按国家标准表示如下:

  • 又如,2JK5型卷扬机,即钢丝绳额定拉力为50kN的双卷筒快速卷扬机;JM5型卷扬机,即钢丝绳额定拉力为50kN的单卷筒慢速卷扬机;JT2型卷扬机,即钢丝绳额定拉力为20kN的单卷筒调速卷扬机。


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7.3.2 卷扬机的构造和工作原理

7.3 卷扬机

  • 图7.15为一般起重机起升机构传动示意图。电动机1通过联轴器2、减速器3、离合器6、驱动卷筒4和钢丝绳滑轮组7带动吊钩8以一定的速度作垂直运动,离合器用以切断和传递动力。当离合器使卷筒脱开原动机时,在重物自重作用下卷筒反转,以提高重物的下降速度和空钩下降速度。制动器5可控制重物的下降速度或使重物停止在空中某一位置。图7.15中5、7、8习惯称起重零部件。


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7.3 卷扬机

图7.15 起重机起升机构传动示意图


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7.3 卷扬机

  • 图7.16为JK型卷扬机传动机构示意图。电动机1与减速箱5(高速轴端)以弹性柱销联轴器7联接,联轴器上带有制动轮6。卷筒3固定在卷筒心轴2上,通过十字滑块联轴器4和减速箱5(低速轴端)联接,卷筒心轴的另一端支承在双列向心球面球轴承的剖分式轴承架上。钢丝绳穿过卷筒上的绳孔,用压板固定在卷筒的一端。制动器采用短行程常闭式块式制动器,当制动电磁铁与电动机同时通电时,磁铁吸合,制动块张开,电动机通过减速器带动卷筒旋转,卷进或放出钢丝绳;断电时,制动块将制动轮抱住,卷筒停止运转。


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7.3 卷扬机

图7.16 JK型卷扬机传动机构示意图

1—电动机;2—卷筒心轴;3—卷筒;4—十字滑块联

轴器;5—减速箱;6—制动轮;7—弹性柱销联轴器


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7.3.3 卷扬机的选择、安装和使用

7.3 卷扬机

  • 1.卷扬机的选择

  • 建筑卷扬机已有系列产品,选用时应以主要技术性能为依据。

  • (1)牵引力的大小为钢丝绳在卷筒上卷满后最外层的最大静拉力。

  • (2)卷筒的容绳量为在额定拉力作用下卷筒容纳钢丝绳长度的数值。

  • (3)钢丝绳在卷筒上的牵引速度,多层绕卷筒指平均速度。


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7.3 卷扬机

  • 2.卷扬机的安装

  • (1)卷扬机安装时,可利用机座上的预留孔将机座固定在锚桩上,并选择地势稍高、视野良好、地基坚实的地方。

  • (2)钢丝绳应从卷筒的下方引出,出绳方向接近水平。卷筒中心应与前面的第一个导向轮中心线垂直,两者的距离不小于15m(一般为卷筒长度的15~20倍),保证钢丝绳的最大偏角r≤1.5°~2°。


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7.3 卷扬机

  • (3)卷扬机在室外安装时,要有防雨、防潮和防尘措施,一般要搭简易工棚或活动操作室,要能看到被吊物件的起、落情况和地点。

  • (4)安装后须检查卷扬机各处螺栓是否紧固,钢丝绳是否可靠,润滑是否充分,是否留有不少于三圈的安全圈。


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7.3 卷扬机

  • 3.卷扬机的使用

  • (1)卷扬机不准超载使用,吊重产生的最大牵引力不大于卷扬机的额定牵引力。

  • (2)应避免钢丝绳在地上拖曳,每隔3~5m设一个托辊,以减少钢丝绳的磨损。

  • (3)卷扬机送电前,控制器必须放在零位。送电时,操作人员不准站在开关正面,以免电弧伤人。


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7.3 卷扬机

  • (4)卷扬机正式使用前,应试运转5min,以检查机械部分和电气部分工作的可靠性。

  • (5)工作时遇到突然停电应立即切断电源,并将正在吊着的物体放下。每班工作完毕,除进行清洁、保养机械外,还必须将电源切断。


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7.4 施工升降机

7.4 施工升降机


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7.4 施工升降机

  • 施工升降机是用吊笼载人、载物沿导轨作上下运输的施工机械。施工升降机是现代高层建筑施工中必不可少的重要施工设备,对于保证施工工期与安全、降低施工成本、减轻劳动强度起着不可替代的作用。施工升降机在施工现场通常是配合塔吊使用,一般载重量为1~3t,运行速度为1~60m/min。每一台高层建筑施工用的塔式起重机应至少配备一台施工升降机。


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7.4.1 施工升降机的种类和型号编制方法

7.4 施工升降机

  • 施工升降机的种类很多,按运行方式分为无对重和有对重两种;按其控制方式分为手动控制式和自动控制式;按其传动形式分为齿轮齿条式、钢丝绳式和混合式。齿轮齿条式是采用齿轮齿条传动的施工升降机;钢丝绳式是采用钢丝绳提升的施工升降机;混合式是一个吊笼采用齿轮齿条传动,另一个吊笼采用钢丝绳提升的施工升降机。


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7.4 施工升降机

  • 根据GB/T 10054—2005的规定,施工升降机型号由组、型、特性、主参数和变型更新等代号组成。其型号说明如下:组代号中,S表示施工升降机;型代号中,C表示齿轮齿条式,S表示钢丝绳式,H表示混合式。特性代号指对重代号或导轨架代号。对重代号中,有对重时标注D,无对重时省略。导轨架代号中,对于SC型施工升降机,三角形截面标注T,矩形或片式截面省略,倾斜式或曲线式导轨架则不论何种截面均标注Q;对于SS型施工升降机,导轨架为两柱时标注E,单柱导轨架内包容吊笼时标注B,不包容时省略。


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7.4 施工升降机

  • 主参数代号中,额定载重量×0.1kg,单吊笼施工升降机只标注一个数值,双吊笼施工升降机标注两个数值,用符号“/”分开,每个数值均为一个吊笼的额定载重量代号。对于SH型施工升降机,前者为齿轮齿条传动吊笼的额定载重量代号,后者为钢丝绳提升吊笼的额定载重量代号。变型更新代号用大写汉语拼音字母表示。


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7.4.2 双导架式(门式)升降机

7.4 施工升降机

  • 双导架式升降机是由单个标准节段金属桅杆及顶架横梁装配起来的门架、起重平台、卷扬机及钢丝绳滑车组系统等组成,如图7.17所示。


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7.4 施工升降机

图7.17 双导架式升降机外形示意图

1—导架;

2—起重平台;3—卷扬机;

4,5,6,7—滑轮;

8—缆风绳;

9—滚轮


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7.4 施工升降机

  • 门形导架1安装在靠近建筑物的混凝土基础上,可分段与建筑物用拉杆锚固或用四根缆风绳8固定。起重平台2在导向滚轮9的引导下可使门架桅杆上下运动,平台的升降是靠安装在地面的卷扬机3及钢丝绳滑车组系统来实现的。钢丝绳的一端固定在门架顶端横梁上,另一端绕过起重平台上的滑轮5、门架横梁上的滑轮6和7并经门架底部滑轮4连接到卷扬机卷筒上。


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7.4 施工升降机

  • 起重平台不能在水平面内回转,因此,在布置升降机时应使门架平行于建筑物,并使起重平台有一边直接靠近建筑物,以利于在楼层上卸载。

  • 金属桅杆式导架是由型钢(或钢管)焊成断面为矩形或三角形的桁架标准节,每节长3.5~5m,彼此间用螺栓联接,以适应不同安装高度时的需要。门架的横梁多采用两根型号较大的工字钢或槽钢组成。起重平台由槽钢和角钢焊接而成,其上设有四组滚轮,滚轮可沿门架桅杆滚动,平台上铺有木板,两侧设有围栏。卷扬机固定在离导架20~30m的地面上,以保证操纵安全可靠、视野开阔。为提高生产率,常用快速卷扬机,并可以重力下降平台。


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7.4.3 施工电梯(附墙齿轮齿条式施工升降机)

7.4 施工升降机

  • 施工电梯在高层建筑施工中广泛应用,它既可运送施工人员,又可运输各种轻、小型建筑材料和设备。施工电梯分单笼和双笼两种。

  • 图7.18为单笼施工电梯结构示意图。导架2由四根无缝钢管为主肢焊成桁架式的标准节段,承插节之间用螺栓联接,施工时可以按需要高度用小起重机6逐节接高,再通过稳固撑杆与建筑物连接。吊笼1置于导架2的侧面,借八只滚轮将吊笼扣于导架上。


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7.4 施工升降机

图7.18 施工电

梯结构示意图

1—吊笼;

2—导架;

3—平衡重箱;

4—天轮;

5—底笼;

6—小起重机


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7.4 施工升降机

  • 小起重机6装于吊笼的顶端,可以回转;导架组装完毕后应拆卸下来。导架下面设底笼,是吊笼的保护装置,底笼与基础固定,同时支持导架。吊笼顶部受钢丝绳悬吊,钢丝绳经导架顶端的天轮4后吊挂着平衡重箱3,这样可使吊笼的升降功率大为降低。平衡重箱总重等于吊笼自重加1/2的额定起重量。导架侧面固定着与节段等长的齿条作为吊笼升降的传动主体。


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7.4 施工升降机

  • 驱动升降装置装于吊笼内壁上,如图7.19所示。每个吊笼用两套驱动装置驱动,且各有一个制动器,如果任何一个驱动装置或制动器发生故障,另一套也能单独完成升降活动,并保证安全。

  • 绕线式电动机1为双出轴式,一端传动,另一端装涡流制动器,以使停降平稳。万一两套驱动制动装置完全失效,为了防止自由坠落,笼内还附有双向限速止动装置和一个脚踏液压制动器。当吊笼坠落速度超过规定数值时,限速器在小齿轮随动作用下,自行启动并带动一套止动装置把吊笼刹住在导架上。脚踏液压制动器是笼内的司机紧急制动的第四套保险装置。


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7.4 施工升降机

图7.19 施工电梯的驱动机构

1—电动机;2—制动器;3—蜗轮蜗杆传动;

4—涡流制动器;5—小齿轮;6—齿条;7—滚轮


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7.4 施工升降机

  • 吊笼门在升降过程中是不能开启的,吊笼底部还设有缓冲弹簧。吊笼降至地面,笼门才能打开,且笼门一开升降机构就不能启动。

  • 导架的顶部及底部都装有限位撞板,当它与吊笼上的限位开关作用时,升降机构自动停车;另外还有三相紧急开关,一旦限位器失灵时,可立即动作,切断电源,使升降机停车。


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7.4 施工升降机

  • 吊笼由一名司机操纵,笼内设有楼层控制装置,每个停靠站有一按钮;另外,每个停靠站设有呼唤按钮,吊笼可以按照按钮的指令停靠而自动停车。万一吊笼在运行中突然断电,吊笼在常闭式制动器控制下可自动停车。另外还有手动装置可使吊笼缓慢下降,安全到达停靠站。这种用齿轮齿条驱动的施工电梯比钢丝绳驱动式升降机安全可靠,应用广泛。


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7.5 塔式起重机

7.5 塔式起重机


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7.5.1 概述

7.5 塔式起重机

  • 塔式起重机是工业与民用建筑结构及设备安装工程的主要施工机械之一。它的适用范围广,回转半径大,起升高度大,操作简便,工作效率高,目前应用很广。特别是在高层建筑施工中,更是不可缺少的重要起重设备。

  • 1.塔式起重机的特点

  • (1)具有较大的作业范围和较高的吊装高度。

  • (2)具有可靠的自平衡性,吊运性能好,能同时进行垂直和水平吊运,并作360°的回转运动。


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7.5 塔式起重机

  • (3)具有多种工作速度,机械化程度高,工作平稳,安全可靠,生产效率高。

  • (4)驾驶室视野开阔,操作条件比较好。

  • (5)构造较简单,维护容易,可靠性比较好。

  • (6)机体庞大,运输和转移时间长,安装、拆卸费时间。轨道式塔式起重机铺设轨道费工、费时,成本高。


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7.5 塔式起重机

  • 2.塔式起重机的分类及型号标注方法

  • 塔式起重机可按构造特点和起重能力等进行分类。

  • (1)按行走机构分类

  • ①行走式塔式起重机能靠近工作点,转移方便,机动性强。常用的有轨道式、轮胎式和履带式三种。

  • ②自升式塔式起重机没有行走机构,安装在靠近建筑物的专用基础上,可随施工建筑物升高而自行升高。


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7.5 塔式起重机

  • (2)按起重臂变幅方式分类

  • ①动臂变幅塔式起重机臂架与塔身铰接,变幅时可调整起重臂的仰角。其变幅机构有手动和电动两种。

  • ②小车变幅塔式起重机起重臂水平放置,下弦装有起重小车,依靠小车的位置变化来改变工作幅度。这种变幅平稳、速度快。


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7.5 塔式起重机

  • (3)按回转方式分类

  • ①上回转塔式起重机这类起重机的塔身不转,回转部分装在塔顶上部。按回转支承构造形式不同,上回转部分的结构可分为塔帽式、转托式和转盘式三种。

  • ②下回转塔式起重机起重机的吊臂装在塔身顶部,塔身、平衡重和所有的机构均装在转台上,并与转台一起回转。

  • 总之,塔式起重机类别繁多,根据不同要求,按照组合设计的原则,可以构成各种不同类型的塔式起重机。目前应用最广的是上回转自升式塔式起重机。


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7.5 塔式起重机

  • 根据国家标准规定,塔式起重机的标记方式和类、组、型代号如下:


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7.5 塔式起重机

  • QT上回转塔式起重机;

  • QTZ上回转自升式塔式起重机;

  • QTX下回转塔式起重机;

  • QTS下回转自升式塔式起重机;

  • QTK快速安装塔式起重机;

  • QTP爬升(内爬)塔式起重机;

  • QTL轮胎塔式起重机;

  • QTQ汽车塔式起重机;

  • QTU履带塔式起重机。


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7.5.2 QTZ80型塔式起重机

7.5 塔式起重机

  • QTZ80型塔式起重机(图7.20)为上回转、上加节、外套架侧置顶升、水平臂架、一机多用的自升塔式起重机,其标准臂长为25m,出厂臂长为30m,也可根据施工需要接成35m、40m、45m、50m等。本机通过更换或增加一些辅助装置,可分别用作轨道式、附着式、内爬式及独立固定式起重机。其额定起重力矩为800kN·m。


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7.5 塔式起重机

图7.20 QTZ80型

塔式起重机简图

1—起升机构;2—平衡臂;

3—平衡臂拉索;4—塔帽;

5—起重臂;

6—小车牵引机构;

7—起重臂拉索;

8—起重小车;9—吊钩滑轮;

10—回转机构;

11—回转支承;12—下支座;

13—引进小车;14—平衡重;

15—顶升架;16—塔身;

17,18—压重;19—底架;

20—主动台车;

21—附着装置;22—平台;

23—液压顶升机构;

24—操纵室;25—被动台车;

26—电缆卷筒


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7.5 塔式起重机

  • 当用作轨道式时,轨距与轴距均为5m,最大起升高度为45.5m。

  • 当用作附着式时,起重机的底架直接安装在建筑物或构筑物近旁的混凝土基础上,随着建筑物施工进程借助本身的顶升系统向上接高,最大起升高度可达70m。为了减少塔身计算长度以保持其设计起重能力,它设有两套附着装置,一套附着装置距地面25m,另一套附着装置距第一套附着装置附着点20m。起重机悬高(第二附着点至起重臂根部铰接点距离)不大于27m。附着点的高度允许根据楼层高作适当调整。


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7.5 塔式起重机

  • 当用作内爬式时,塔机安装在电梯井或其他适当的结构部位上,最大起升高度可达140m。

  • 当用作独立固定式时,起重机的底架直接安装在独立混凝土基础上,塔身不与建筑物或构筑物发生联系,最大起升高度为45.5m。

  • 由于该机具有以上特点,因而它适用于高层民用建筑、多层工业厂房以及采用滑模法施工的高大烟囱及筒仓等的吊装工作。


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7.5 塔式起重机

  • 1.QTZ80型塔式起重机的主要构造

  • (1)底架(图7.21)

  • 底架由基础节1、纵梁2、横梁3、夹轨器4和撑杆5等组成。

图7.21 底架


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7.5 塔式起重机

  • (2)塔身标准节(图7.22)

  • 塔身截面为1.8m×1.8m,每节长2.5m。标准节要求具有互换性,通过顶升机构可将其增加或减少,使塔达到所需的高度。各标准节均设有垂直扶梯3和休息平台4。

图7.22 塔身标准节


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7.5 塔式起重机

  • (3)顶升套架(图7.23)

  • 主要由套架1、平台2和液压顶升装置3等组成。套架套在塔身标准节顶端,上部用螺栓与上支承座相连。

图7.23 顶升套架


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7.5 塔式起重机

  • (4)旋转塔架(图7.24)

  • 由塔帽1、司机室2和平台3等组成,上端通过拉索4与起重臂、平衡臂相连。

图7.24 旋转塔架


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7.5 塔式起重机

  • (5)臂架

  • 起重臂架是由无缝钢管与槽钢组成的三角形截面构件。第一节5.4m,其余5m。共有六节,总长30.4m。下弦杆由槽钢加钢板封焊成矩形结构,作为牵引小车轨道,其上有钢板网走道板,便于安装、检查及维修。臂根部一节与塔身铰接,在该节上放置有小车牵引机构。

  • (6)平衡臂

  • 平衡臂与塔身铰接,上有扶栏和走道板。平衡重根据起重臂长度而定。


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7.5 塔式起重机

  • (7)附着装置(图7.25)

  • 附着装置由四个撑杆和一套环梁等组成,它主要是把塔机与建筑物固定,起依附作用。使用时环梁套在标准节上,四角用八个调节螺栓通过顶块将标准节顶着。

7.25 附着装置


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7.5 塔式起重机

  • (8)上支承座(图7.26)

  • 上部①处用高强度螺栓与旋转塔架相连,下部与回转支承的内圈联接。在支座两侧②处对称地安装两套回转机构,回转机构下部的小齿轮与回转支承外齿圈啮合(图7.28)。

图7.26 上支承座


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7.5 塔式起重机

图7.28 回转机构


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7.5 塔式起重机

  • (9)下支承座(图7.27)

  • 它的上部联接旋转塔架,下部联接顶升套架的过渡节。上部平面用螺栓与回转支承装置的外齿圈联接,支承上部结构;下部四角平面用高强度螺栓与顶升套架、塔身标准节相连。

  • 下支承座一侧有一根由两槽钢焊成的小车引进梁,为接高塔身、引进标准节之用。


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7.5 塔式起重机

图7.27 下支承座


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7.5 塔式起重机

  • 2.工作机构

  • QTZ80型塔式起重机的工作机构包括起升机构、回转机构、行走机构、小车牵引变幅机构和液压顶升机构等装置。

  • (1)回转机构

  • 如图7.28所示,回转机构共两套,对称地布置在大齿圈8两旁。回转机构由电动机1驱动,经立式行星摆线针轮减速器2带动回转小齿轮5,从而带动置于塔机上部的旋转塔架、起重臂、平衡臂等正反回转。


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7.5 塔式起重机

图7.28 回转机构


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7.5 塔式起重机

  • 每套回转机构均安装在两套弹簧支座3上,以减少刹车所带来的冲击。其中一台电动机的另一端装有脚踏油压制动器,非工作时常开,工作时根据需要可刹车制动;另一台电动机的另一端通过三角带7带动测速发电机6,以备可控硅调速用。回转支承装置4上部平面用螺栓与上支承座固定,大齿圈8则用螺栓固定在下支承座上。


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7.5 塔式起重机

  • (2)起升机构

  • 如图7.29所示,它由30kW的电动机1通过弹性联轴器2带动变速箱3(此变速箱采用电动爪形离合器换挡,有三种传动比),再驱动卷筒4,使卷筒获得三种绳速。为使启动和制动迅速平稳,在变速箱Ⅰ轴的另一端装有液压推杆制动器5,起升机构不工作时,制动器永远处于常闭状态。为防止钢丝绳绕乱,在卷筒处设有压绳排绳器6,在卷筒轴另一端装有高度限位器7。利用联轴器通过一胶带轮带动测速发电机8,以备可控硅调速用。


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7.5 塔式起重机

图7.29 起升机构


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7.5 塔式起重机

  • (3)行走机构

  • 行走机构由两个主动台车和两个被动台车所组成,主、被动台车按斜角对称布置。主动台车传动系统如图7.30所示,由7.5kW的电动机1经液力耦合器2、蜗轮蜗杆减速器3、开式齿轮4、主动行车轮5及行走台车架6等组成。台车与台车之间中心距及轨距均为5m。


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7.5 塔式起重机

图7.30 行走机构


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7.5 塔式起重机

  • (4)小车牵引机构(图7.31)

  • 小车牵引机构由电动机1经联轴器2,至设在卷筒5内部的少齿差行星减速器4,带动卷筒上的钢丝绳。钢丝绳绕卷筒4~5圈后,分别固定在载重小车两侧。开动电动机带动可逆卷筒,使载重小车在起重臂轨道上来回变幅。在联轴器2的外面装有液力推杆制动器3。

  • 牵引机构的钢丝绳缠绕方式如图7.32所示,由可逆卷筒1、导轮2和变幅小车3等组成。


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7.5 塔式起重机

图7.31 小车牵引机构


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7.5 塔式起重机

图7.32 载重小车牵引系统

1—可逆卷筒;2—导轮;3—变幅小车


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7.5 塔式起重机

  • (5)液压顶升系统

  • 主要是靠安装在顶升架内侧的液压油缸和液压系统来完成接高工作,如图7.33所示。

图7.33 液压顶升系统


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7.5 塔式起重机

  • (6)起升绳索组

  • 如图7.34所示,它由起重卷筒1、导轮2、起重小车及滑轮组3、倍率变换滑轮4等组成。

图7.34 起升钢丝绳缠绕示意图

1—起重卷筒;2—导轮;3—起重小车及滑轮组;4—倍率变换滑轮


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7.5 塔式起重机

  • (7)塔身标准节顶升安装方法

  • 如图7.35所示,塔身标准节顶升程序如下:

  • ①将臂架旋转至引入塔身标准节的方向。

  • ②调整好顶升套架1与塔身标准节2之间的间隙,一般以3~5mm为宜。

  • ③吊起一节标准节放入引进轨道上,然后再吊起一节,并将载重小车运行至离塔中心17~18m处,使塔身两边平衡,即塔身所承受的不平衡力矩接近最小值。

  • ④开动油泵操纵手柄,油缸3的活塞杆4伸出并将横梁销子5插入标准节踏步6的销孔中。检查各部无误后,再拆下下支承座与塔身标准节之间的联


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7.5 塔式起重机

  • 接螺栓7,然后开始顶升。当顶升套架被顶升1.25m后(图7.35(a)),用爪8支撑在标准节2的踏步6上,代替油缸横梁支撑顶升套架(图7.35(b)),并缩回活塞杆4(图7.35(c))。当活塞杆缩回到上一步踏步时,将油缸横梁的销子重新插入销孔中,再次顶升。待活塞杆4再次全部伸出后,用油缸支撑着起重机上部,将标准节9引入(图7.35(d))。

  • ⑤将标准节9对正塔身2,操纵油缸将标准节徐徐放下,装上和拧紧与塔身联接的螺栓,这样就完成了接高一节(2.5m)的全部过程。


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7.5 塔式起重机

  • ⑥按以上顺序接高直至所需高度,再将下支承座与塔身用螺栓联接好,并收回活塞杆。

图7.35 塔身标准节顶升程序


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7.5 塔式起重机

  • 3.起重特性

  • (1)QT80型起重机起重特性曲线如图7.36所示。

  • (2)起升速度与最大起重量操作挡位关系如表7.9所示。(祥见课本169页)


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7.5 塔式起重机

图7.36 QT80型起重机起重曲线


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7.5.3 塔式起重机的作用

7.5 塔式起重机

  • 1.塔式起重机的选择

  • 塔式起重机的选择原则:根据所需最大起升高度选择塔式起重机的类型;根据所需吊运的不同距离和不同起重量来确定起重机的型号。具体地讲,塔式起重机要满足起重力矩、幅度、起重量和起升高度的要求。


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7.5 塔式起重机

  • (1)幅度

  • 选择幅度应考虑起重机最大幅度,即塔式起重机旋转中心到吊钩中心最远的水平距离(此时起重量Q为最小),常用下式计算:

    Rmax=A+B+ΔL (7.13)

  • 式中A——安全操作距离(如图7.37所示);

    B——建筑物的全宽(包括阳台、雨篷 等);

    ΔL——为便于安装就位所需裕量,常取 ΔL=1.5~2m。


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7.5 塔式起重机

图7.37 塔式起重机幅度的确定

(a)轨道式;(b)附着式和固定式;(c)内爬式


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7.5 塔式起重机

  • 轨道式塔式起重机安全操作距离A取自轨道中心至建筑凸出部分外墙皮之间的距离。若施工中要搭设外脚手架,应取轨道中心至外脚手架边线的距离,并另加0.7~1m的安全裕量。

  • 当采用附着式塔式起重机进行高层建筑施工时,塔机的最大幅度应满足:


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7.5 塔式起重机

  • 当采用内爬式塔机进行高层建筑施工时,塔机的最大幅度应满足:

  • (2)起重量及起重力矩

  • 选用塔式起重机进行吊装施工时,首先应检查最大幅度起重量是否满足要求,即最大幅度起重量应大于构件重量及吊具重量的总和并留有一定的裕量(1.1~1.2倍)。


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7.5 塔式起重机

  • (3)起升高度

  • 在吊装大板建筑时,安装最高一层墙板或大模板所必需的起升高度可按下式计算:

    H=H1+H2+H3+H4(7.14)

  • 式中H——塔机所需最大起吊高度;

    H1——建筑物总高度;

    H2——建筑物顶层人员安全生产所需高度, 一般取2m;

    H3——构件高度,对预制壁板可取3m,对大 模板可取3.5m或实长;

    H4——吊索高度,一般取2m。


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7.5 塔式起重机

  • 2.塔式起重机安全使用要求

  • (1)起重机的轨道基础或混凝土基础应验收合格后方可使用。轨道基础两旁、混凝土基础周围应修筑边坡和排水设施,并应与基坑保持一定安全距离。每月或连续大雨后,应及时对轨道基础进行全面检查,检查内容包括轨距偏差、钢轨顶面的倾斜度、轨道基础的弹性沉陷、钢轨的不直度及轨道的通过性能等。对混凝土基础,应检查其有无不均匀的沉降。


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7.5 塔式起重机

  • (2)起重机的金属结构、轨道及所有电气设备的金属外壳应有可靠的接地装置,接地电阻不应大于4Ω。固定式起重机混凝土基础必须做重复接地,接地点不小于两个,接地电阻不大于10Ω。重复接地线与保护零线(PE线)应做好电气连接。

  • (3)采用高强度螺栓联接的结构,联接螺栓应有质量合格证明。联接螺栓时,应采用扭矩扳手或专用扳手,并按装配技术要求拧紧。


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7.5 塔式起重机

  • (4)安装起重机时,必须将大车行走缓冲止挡器和限位开关碰块安装牢固可靠,并应将各部位的栏杆、平台、扶杆、护圈等安全防护装置装齐。各机构动作应正确、平稳、无异常,制动可靠,各安全装置应灵敏有效。在无载荷情况下,塔身和基础平面的垂直度允许偏差为4/1000,经分段及整机检验合格及技术负责人审查签证后方可交付使用。

  • (5)在使用中应保持起重机上所有安全装置灵敏有效,如发现失灵的安全装置,应及时修复或更换。所有安全装置调整后,应加封(火漆或铅封)固定,严禁擅自调整。


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7.5 塔式起重机

  • (6)配电箱应设置在轨道中部,电源电路中应装设错相及断相保护装置及紧急断电开关,电缆卷筒应灵活可靠。

  • (7)起重机在无线电台、电视台或其他强电磁波发射天线附近施工时,与吊钩接触的作业人员应戴绝缘手套和穿绝缘鞋,并应在吊钩上挂接临时放电装置。

  • (8)当同一施工地点有两台以上起重机时,应保持两机间任何接近部位(包括吊重物)距离不小于2m。装有上、下两套操纵系统的起重机,不得上、下同时使用。


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7.5 塔式起重机

  • (9)送电前,各控制器手柄应在零位。当接通电源时,应采用试电笔检查金属结构部分,确认无漏电后方可上机。

  • (10)司机应受过专业训练,持证上岗。作业前,应进行空载运转,试验各工作机构是否运转正常,有无噪音及异响,各机构的制动器及安全防护装置是否有效,确认正常后方可作业。

  • (11)起吊重物时,重物和吊具的总重量不得超过起重机相应幅度下规定的起重量。严禁超载,严禁吊运人员。


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7.5 塔式起重机

  • (12)动臂式起重机的起升、回转、行走可同时进行,变幅应单独进行。每次变幅后应对变幅部位进行检查。允许带载变幅的,当载荷达到额定起重量的90%及以上时,严禁变幅。

  • (13)提升重物,严禁自由下降。重物就位时,可采用慢就位机构或利用制动器使之缓慢下降。提升重物作水平移动时,应高出其跨越的障碍物0.5m以上。

  • (15)作业中,当停电或电压下降时,应立即将控制器扳到零位,并切断电源。如吊钩上挂有重物,应稍松稍紧反复使用制动器,使重物缓慢地下降到安全地带。


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7.5 塔式起重机

  • (16)作业中如遇六级及以上大风或阵风,应立即停止作业,锁紧夹轨器,将回转机构的制动器完全松开,起重臂应能随风转动。对轻型俯仰变幅起重机,应将起重臂落下并与塔身结构锁紧在一起。

  • (17)作业中,操作人员临时离开操纵室时,必须切断电源,锁紧夹轨器。停机时,应将每个控制器拨回零位,依次断开各开关,关闭操纵室门窗。下机后,应锁紧夹轨器,使起重机与轨道固定,断开电源总开关,打开高空指示灯。


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7.5 塔式起重机

  • (18)作业完毕后,起重机应停放在轨道中间位置,起重臂应转到顺风方向,并松开回转制动器,小车及平衡重应置于非工作状态,吊钩宜升到离起重臂顶端2~3m处。

  • (19)检修人员上塔身、起重臂、平衡臂等高空部位检修或修理时,必须系好安全带。

  • (20)动臂式和尚未附着的自升式塔式起重机,塔身上下不得悬挂标语牌。

  • (21)起重机拆装前,应按照出厂有关规定,编制拆装作业方法、质量要求和安全技术措施,经技术负责人审批后,作为拆装作业技术方案,并向全体作业人员交底。


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7.5 塔式起重机

  • (22)指挥人员应熟悉拆装作业方案,遵守拆装工艺和操作规程,使用明确的指挥信号进行指挥。如发现指挥信号不清或者错误时,应停止作业,待联系清楚后再进行。

  • (23)拆装人员在进入工作现场时,应穿戴安全保护用品,高处作业时应系好安全带,熟悉并认真执行拆装工艺和操作规程。当发现异常情况或疑难问题时,应及时向技术负责人反映,不得自行处理,以防处理不当而造成事故。


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7.5 塔式起重机

  • (24)在拆装作业过程中,当遇天气剧变、突然停电、机械故障等意外情况,短时间不能继续作业时,必须使已拆装的部位达到稳定状态并固定牢靠,经检查确认无隐患后方可停止作业。


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7.6 自行式起重机

7.6 自行式起重机


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7.6.1 自行式起重机的分类及特点

7.6 自行式起重机

  • 自行式起重机按底盘形式不同可分为履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机和特殊底盘起重机等几种。自行式起重机机动性好,转移工地方便,所以在建筑工地、仓库、码头等得到广泛使用。


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7.6 自行式起重机

  • 1.履带起重机

  • 履带起重机是将起重装置安装在履带行走底盘上的动臂式起重机。一般由履带式挖掘机变换工作装置后改装而成,也可根据使用要求专门制造。它的起重量和起升高度都较大,起重臂一般采用可变长度的桁架结构,可根据需要接长,

    如图7.38所示。

  • 履带起重机由履带行走装置1、回转机构2、起重臂3、起重滑车组4、变幅滑车组5和机棚6等组成。


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7.6 自行式起重机

  • 履带起重机的特点是:起重能力强,爬坡能力大,接地比压小,能在高低不平、松软、泥泞的地面上行驶作业。作业时支承面大,稳定性好,不设支腿,能在原地转弯,带载行驶,使用广泛。其缺点是行驶速度慢,易损坏路面。

图7.38 履带起重机


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7.6 自行式起重机

  • 2.汽车起重机

  • 汽车起重机是指各工作机构全部装在通用或专用汽车底盘上的一种起重机。其驾驶室有两个,即除汽车原有的驾驶室外,在回转平台上另设一操纵起重机作业的驾驶室。其工作装置有机械传动和液压传动两种。液压传动是由发动机带动高压油泵,驱动液压马达和油缸完成起升、变幅、回转及起重臂的伸缩、支腿的收放等动作。其动作灵活,操作轻便平稳,使用安全,省时、省力。目前汽车起重机普遍采用液压传动。


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7.6 自行式起重机

  • 图7.39所示为伸缩臂式汽车起重机的外形结构。其回转平台3上装有回转机构,通过回转支承安装在汽车专用底盘上。起重臂6和变幅油缸5铰接在回转平台上。四个可伸缩的液压支腿2安装在车架前后两侧,以保证吊装作业时车身的稳定。

  • 汽车起重机行驶速度快,机动灵活,操作方便,起重范围大,特别适用于流动性大、场所不固定的作业。其不足之处是车身较长,转弯半径较大,工作时需打支腿,工作时只能在车的左、右和后方吊装作业,限制了工作范围。


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7.6 自行式起重机

图7.39 汽车起重机


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7.6 自行式起重机

  • 3.轮胎起重机

  • 轮胎起重机是将起重装置和动力装置安装在专门设计的轮胎底盘上而组成的起重机。由于底盘轴距较短,所以轮胎起重机的转弯性能好。

    如图7.40所示为轮胎起重机的外形结构。它由伸缩支腿1和2、底盘3、回转机构4、起升机构5、变幅油缸6和伸缩臂7等组成。为了增大起重机工作时的稳定性和起重能力,轮胎式起重机都设有支腿伸缩机构。


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7.6 自行式起重机

图7.40 轮胎起重机


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7.6 自行式起重机

  • 轮胎起重机与汽车起重机的主要区别是:轮胎起重机只有一个驾驶室,能带载行驶,转弯半径小,越野性好;汽车起重机有两个驾驶室,不能带载行驶,转弯半径大,越野性差,工作时必须打支腿,不能在前方吊装作业。


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7.6.2 汽车起重机的型号及性能参数

7.6 自行式起重机

  • 国产汽车起重机的型号及表示方法如下:


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7.6 自行式起重机

  • 例如,QY20C表示第三次改型的20t全液压汽车起重机。

  • 这里以QY16汽车起重机为例,介绍汽车起重机的主要性能参数。QY16汽车起重机最大起重量为16t,伸缩臂杆有3节,全部伸出臂长23.5m,另有7m副臂一节,接上后的起升高度可达29.7m。其起升高度与回转半径、起重量的关系如图7.41所示。额定起重能力见表7.10。(祥见课本174页)


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7.6 自行式起重机

图7.41 QY16型起

重机幅度、

起升高度、

起重量曲线

Ⅰ~Ⅳ为起升

高度曲线;

①~④为起重量曲线;

①的臂长为9.8m;

②的臂长为16.65m;

③的臂长为23.5m;

④的臂长为23.5m

加副臂时的相应性能曲线


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7.6.3 自行式起重机吊装工艺

7.6 自行式起重机

  • 7.6.3.1 单台起重机吊装工艺

  • 1.单机吊装设备的常用方法

  • (1)根据吊点的位置分

  • ①正吊正吊的吊点系结在设备的顶部,吊起后设备呈直立状态。此种方式吊钩起升高度较高。

  • ②侧偏吊侧偏吊的吊点系结在设备的一侧,吊起后设备呈倾斜状态。此种方式吊钩起升高度较低。

  • 正吊适用于吊装低矮的设备,侧偏吊适用于吊装较高的设备。


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7.6 自行式起重机

  • (2)根据设备腾空前的运动状态分

  • ①旋转法起重机边起钩边回转,使设备绕底座旋转而将设备吊起,如图7.42所示。

  • 用旋转法吊装设备时,为提高吊装工作效率,在搬运设备时应使设备上的吊点、设备底座中心和设备基础中心三点在同一个圆弧上,简称“三点一圆弧”。起重机的回转中心在这个圆弧的圆心上,起重机的幅度等于这个圆弧的曲率半径。旋转法可以是正吊,也可以是侧偏吊。


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7.6 自行式起重机

图7.42 单机旋转法吊装设备示意图


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7.6 自行式起重机

  • ②滑行法(也称滑移法)起重机只起钩,设备底部在地面上滑行而吊起设备,如图7.43所示。滑行法可以是正吊,也可以是侧偏吊。

图7.43 滑行法吊装设备示意图


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7.6 自行式起重机

  • 用单机滑行法吊装设备时,应注意:

  • a.预装配或搬运设备时,应将设备上的吊点布置在设备基础中心附近,并使设备上吊点和设备基础中心在吊钩的回转圆弧上(即两点一弧),起重机的回转中心在此两点连线的垂直平分线上,圆弧的曲率半径即起重机的幅度。

  • b.为了减少设备与地面间的摩擦阻力,可在设备底座下设置尾排、滚杠、走道木及牵引卷扬机。


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7.6 自行式起重机

  • 2.选择起重机的依据

  • 起重机的选择,主要根据被吊设备的几何尺寸、安装部位(包括基础的形式和高度)来确定起升高度(H)和幅度(R),从而确定吊臂的长度(L)和仰角(α);再根据设备的质量(Q)选择起重机的起重能力。这些都必须符合起重机特性曲线的要求。


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7.6 自行式起重机

  • 3.起重机吊臂长度L和仰角α的选择

  • (1)根据轴向尺寸选择

  • 对于细长设备,主要考虑吊起设备,一般不考虑设备碰杆。选择前,首先应知道被吊设备的质量Qx和需要的起升高度Hx(图7.44)。Hx=ht+h0+hs(7.15)

  • 式中ht——设备腾空高度,ht=h+l1+l2,其中,h为设备基础高;l1为地脚螺栓高出基础部分的长度;l2为吊装安全间隙,l2=0.1~0.2m。

    h0——设备上吊点至设备底面的高度。

    hs——吊物索在竖直方向上的长度。


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7.6 自行式起重机

图7.44 细长设备吊臂长度L选择图


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7.6 自行式起重机

  • 其次,根据Qx和Hx在吊机资料(主要是特性曲线)中选择起重机,保证起重机的起升高度H≥Hx和额定起重量Q≥Qx。此时吊臂的长度L和仰角α即可确定下来,由此幅度R也就知道了。最后根据起重机此时的幅度R和平面布置情况,确定起重机的站位。起重机与设备基础之间的净空间隙应大于或等于0.2~0.5m。


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7.6 自行式起重机

  • (2)根据水平间隙选择

  • 对于粗大设备,碰杆是主要矛盾。保证不碰杆的条件为(图7.45):

  • 式中L——吊臂长度;

    H0——设备腾空时距吊臂最近的最高点至地 面的高度,简称近高点高度;

    H1——吊臂底铰至地面的高度;

    A——近高点至吊臂轴线的水平距离,一般 取A=0.8~1.2m,或A=

(7.16)


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7.6 自行式起重机

其中,B为吊臂横断面厚度,0.2m为安全间隙;

D——被吊设备在近高点处的直径;

α——吊臂的仰角。

  • 式(7.16)说明吊臂长L是α的函数。仰角α变化,吊臂长也跟着变化。经数学推导可得:保证不碰杆,使吊臂长度最短时的吊臂仰角。将α0代入式(7.16)中,

    即可求得保证不碰杆的最短吊臂长度L0,并圆整 为整数或标准节段。


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7.6 自行式起重机

  • 臂杆的幅度R可按下式求得:

    (7.17)

  • 式中F——吊臂底铰至起重机回转中心的水平距 离。吊臂前置取正,后置取负。

  • 根据所求的吊臂长度L0、仰角α0和幅度R,在起重机的性能表或特性曲线中选择符合要求的起重机。


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7.6 自行式起重机

图7.45 粗大设备吊臂长度L选择简图


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7.6 自行式起重机

  • 4.起重机吊装站位的确定和安全技术要求

  • (1)起重机吊装站位的确定

  • 根据平面布置和工作幅度R,选择吊车站位时,既要考虑吊车的进出路线和设备的吊装进向,又要考虑吊车旋转时有无障碍。如果用一台吊车吊装多台设备时,还要尽量兼顾用一个站位吊装几台设备,从而提高工作效率等。图7.46为用起重机吊装构件的平面布置图。


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7.6 自行式起重机

图7.46 吊装构件分散摆放布置示意图

(a)构件与起重机行驶路线成横向排列;

(b)构件与起重机行驶路线成纵向排列形式之一;

(c)构件与起重机行驶路线成纵向排列形式之二

1—柱基础;2—柱子;3—梁


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7.6 自行式起重机

  • (2)起重机吊装站位的安全技术要求

  • ①起重机工作场地必须平整、坚实,必要时可铺设走道木或钢轨,以免起重机吊装时因沉陷而翻车。起重机支承面与水平面的倾斜度不得大于1∶1000。

  • ②汽车式和轮胎起重机支腿垫木应有足够的面积,使其单位面积上的压力小于当地地面的许用耐压力。

  • ③起重机不得站在输电线路下面工作。在架空输电线一侧工作时,不论在任何情况下,起重吊臂、钢丝绳和被吊物等与架空输电线的最近水平距离应不小于2m。


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7.6 自行式起重机

  • ④起重机在坑、沟边站立工作时,应保持必要的安全距离,其净距(指履带边缘或支腿垫板边缘至坑、沟边距离)应根据坑、沟深度和土质情况来确定,一般为坑、沟深的1.1~1.2倍,以防塌方造成事故。


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7.6 自行式起重机

  • 5. 单机侧偏吊就位的几种形式

  • (1)侧偏吊自行复位

  • 当设备较高,超过了起重机的起升高度,就需采用单机侧偏吊。此吊点应设在设备重心以上,即n0>xc(n0为吊点高度,xc为重心高度)。设备被吊起腾空后呈倾斜状态,吊点与重心的连线为铅垂线。就位时,设备底部一点先与设备基础接触,设备绕这个点(称支承点)旋转成直立状态就位。


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7.6 自行式起重机

  • 若吊点与重心连线的铅垂线在支承点以内

    (图7.47),则设备靠自重产生的旋转力矩可自行复位。在复位时,支承点(图7.47中的A点)不允许滑动,必要时可采取制动措施。起重机吊臂要随设备复位而回转,保持吊钩呈铅垂状态(最大允许倾斜3°),从而控制设备慢慢旋转复位。侧偏吊时设备的地脚螺栓不能预埋。


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7.6 自行式起重机

图7.47 侧偏吊自行复位图


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7.6 自行式起重机

  • (2)侧偏吊用缆索牵拉复位

  • 当吊点和重心连线的铅垂线在支承点以外

    (图7.48中的A点)时,此时若落钩,设备重量产生的倾倒力矩会使设备翻倒。为使设备能正常复位,须加设缆索牵拉帮助复位至直立状态。此时不但要注意支承点不允许滑动,而且还要加设溜放绳,防止设备过了临界状态(当吊点和重心连线的铅垂线过支承点的瞬间称临界状态)对起重机的冲击和设备反倾。在设备重力线进入支承点A(此时e=0)之前,溜放绳要呈受力状态,并控制渐放至设备呈直立状态为止。


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7.6 自行式起重机

图7.48 侧偏吊牵拉复位图


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7.6 自行式起重机

  • (3)侧偏吊在底部曳引夺正就位

  • 在侧偏吊时,设备吊起后在空中呈倾斜状态,这时可在设备裙座处加曳引索,水平牵拉夺正设备,使设备直立就位,如图7.49所示。

  • 这种侧偏吊与“起重机安全规程”相抵触,规程不允许斜吊。但如果倾斜角α在3°以内还是可以的。底部曳引夺正就位可不受地脚螺栓预埋与否的限制。


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7.6 自行式起重机

图7.49 侧偏吊底部夺正就位图


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7.6 自行式起重机

  • 7.6.3.2 双台起重机吊装工艺

  • 1.双机吊装设备常用的方法

  • (1)滑移法

  • 用双机滑移法吊装设备的平面布置如图7.50所示,其吊装步骤如下:

  • ①两台起重机站在基础两旁,并使两机回转中心连线过基础中心。

  • ②设备上吊点在设备的同一横截面上,相差180°,设备尾部加设尾排、滚杠和走道木。


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7.6 自行式起重机

  • ③两机保持垂直提升,设备底部逐渐向前滑移(最好前牵后溜),使设备吊起腾空并转至直立状态为止。

  • ④两机同时落钩,使设备垂直落在基础上就位。

图7.50 双机滑移法吊装设备图


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7.6 自行式起重机

  • (2)递送法

  • 双机递送法吊装设备如图7.51所示,它由单机滑移法演变而来。两台起重机中一台作为主机起吊设备,另一台设备作为副机配合主机起吊设备尾部。随着主机的起吊,副机要回转,将设备送到基础上面后,主机再边起钩边回转使设备转至直立状态就位。


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7.6 自行式起重机

图7.51 双机递送法吊装设备示意图


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7.6 自行式起重机

  • (3)旋转法

  • 如图7.52所示为双机抬吊旋转法吊装柱子。其吊装步骤如下:

  • ①主副机同时起钩,使柱子离开地面。当离开地面的高度大于副机吊点高度时(图7.52(a)),副机便停止提升,主机还要继续起升(图7.52(b)),使柱子旋转至直立状态为止。

  • ②主副机同时向柱子基础方向回转,并使柱子对准基础为止。

  • ③主副机同时缓慢落钩,使柱子准确地落入基础口杯内而就位。


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7.6 自行式起重机

图7.52 双机抬吊旋转法吊装柱子

(a)主副机同时提升;(b)副机停止提升,主机继续提升;(c)设备直立就位


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7.6 自行式起重机

  • 2.双机吊装设备的注意事项

  • (1)尽量选择同类型同规格的起重机。

  • (2)根据两台起重机的型号和特点,合理选择吊点,以使载荷分配合理。为了确保吊装时安全可靠,各起重机分配的载荷不宜超过其安全起重量的75%。

  • (3)在操作过程中,两台起重机的动作必须协调。必要时,事先应进行训练,使其配合协调,动作一致。

  • (4)起重机的起升滑车组不允许倾斜(最大倾斜不宜超过3°),以防一台起重机失稳而使另一台起重机超载或失稳,致使两机均酿成事故。


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7.6.4 起重机吊装设备的安全注意事项

7.6 自行式起重机

  • 1.起重机使用前的安全检查

  • (1)检查起重钢丝绳有无磨损、断丝、断股,绳卡必须牢靠。

  • (2)检查起重机各部位是否完好,螺栓有无松动。

  • (3)检查散热器中的水、汽油箱内的汽油、曲轴箱内的润滑油是否充足。

  • (4)检查轮胎气压是否充足。

  • (5)将支腿撑好,空载运转起重机各机构,经检查运转正常方可开始作业。


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7.6 自行式起重机

  • 2.起重作业中的安全注意事项

  • (1)在起重作业中要做到“五不吊”:手势指挥不清不吊;起重量不明不吊;超负荷不吊;视线不明不吊;捆绑不牢或重心不明不吊。

  • (2)起钩时,操纵杆不得扳得过紧,防止由于过紧而卡住。

  • (3)作业时,起重臂下严禁站人,重物应尽量避免在司机室上方通过。

  • (4)起重作业场所要有足够的照明设备和畅通的吊运通道,并与附近的设备、建筑物保持一定的安全距离,使其在运行中不发生碰撞。


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7.6 自行式起重机

  • (5)吊重作业中不准扳动支腿作业手柄,如需调整支腿时,应先将重物落下,再行调整。

  • (6)吊重时钢丝绳应垂直地面,不准斜吊。

  • (7)不准用起重机去吊拔埋在地下或冻结在地面、设备上的物件。

  • (8)起升卷筒上的钢丝绳在任何情况下均不得少于3圈。

  • (9)吊重行驶时要平稳起步,应慢速、均匀,不要急刹车。

  • (10)吊钩吊有重物时,司机不准离开驾驶室,运行中不准进行维修调整。


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7.6 自行式起重机

  • (11)每班工作前进行一次空载试验,检查钢丝绳有无缺陷,各部件是否灵活、安全可靠,报警器是否有效,限位装置是否灵敏。

  • (12)在雨天、雪天制动器易失效,落钩要慢而稳。

  • (13)如遇6级以上风时,必须停止作业,并要卸下载荷,把起重臂放在托架上。


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