800t铸造起重机双钩式吊钩结构优化分析
起重机主要零部件
起重机主要零部件1吊钩吊钩及吊钩组是电力建设起重机械最主要的吊具，是起重机重要构件之一。
1.1 吊钩的分类：1.1.1按形状，可分为单钩和双钩。
单钩的优点是制造与使用比较方便，比较适合用于较小的起重量。
双钩的受力比较有利，广泛用于起重量较大的机械上。
1.1.2按制造方法分，可分为锻造钩和片状钩（板式钩）。
锻造钩用的比较广泛。
片钩为钢板组合，比锻造钩有更大的安全性。
图1.1：锻造单钩图1.2：锻造双钩图1.3 片状单钩图1.4 片状双钩1.1.3按断面分，可分为圆形、矩形、梯形、T字形，其中T形截面最合理，但工艺较复杂，梯形截面较合理，工艺简单，被广泛采用。
方形截面多用于片式吊钩，圆形截面多用于简单的小型吊钩。
1.1.4按其机械性能可分为M、P、(S)、T、（V）五种，是以材料屈服点或屈服强度作为分级依据。
其中M、P级属于最低的两个等级，被优先采用。
1.2吊钩的材料吊钩应具备较高的强度和塑性和韧性，广泛采用低碳钢和低碳合金钢制造。
含Cr、Ni、Mo元素的合金钢由于强度高、塑性好的特点，被广泛采用。
如，M、P级吊钩大都采用DG20Mn，T、V级采用DG34CrNiMo或DG30Cr2Ni2Mo。
为使吊钩在使用期间不发生应变和老化脆裂，ISO推荐Al 的最小含量为0.02％。
吊钩的材料可参照GB10051.1《起重吊钩》。
1.3 吊钩组为更有效的提高起重量，降低对钢丝绳直径的需求，将吊钩与滑轮组做成一体，这就是吊钩组。
起重量大的吊具，一般选择吊钩组。
吊钩组分为长型吊钩组和短型吊钩组。
长型吊钩组上面安装均衡滑轮时，可以用于单数倍率的滑轮组，其起重量较大。
短型滑轮组适用于双倍率的滑轮组，其起重量较小。
1.4吊钩的检验及报废1.4.1 锻造吊钩的检验要求1.4.1.1 吊钩表面不允许存在裂纹，否则应该报废。
检验方法：目测或用20倍放大镜着色检查。
对使用10年左右的吊钩，应进行解体探伤检查，工作环境恶劣，使用频繁的起重机，每5~6年即应进行探伤检查。
起重机吊钩选用及受力分析
起重机吊钩选用及受力分析发表时间：2016-01-04T13:59:07.093Z 来源：《基层建设》2015年26期供稿作者：张文瑞[导读] 深圳地铁集团有限公司运营总部特种设备的安全使用是生产工作中的重中之重，而起重吊钩是起重机械的直接承载部件,其产品质量关系到起重机械和设备的安全.深圳地铁集团有限公司运营总部广东深圳518000摘要：从起重机使用等级合理性、起重吊钩选型合理性、起重吊钩危险断面边界应力计算对起重吊钩进行分析。
关键词：起重机；吊钩；选用；分析结论引言特种设备的安全使用是生产工作中的重中之重，而起重吊钩是起重机械的直接承载部件,其产品质量关系到起重机械和设备的安全,以及人员生命和财产安全,它的重要性与起重机上的其他直接受力零部件,如钢丝绳、起重用短环链等同样重要.为了确保起重机械和设备能安全可靠地工作,因此对吊钩的受力分析确定吊钩的选用型号及安全风险就显得尤为重要。
起重机吊钩在起重作业中，受到频繁的反复冲击重载荷的作用，一旦发生损坏，可能造成重大人身伤亡事故。
因此，要求吊钩有足够承载力，同时要求没有突然断裂的危险，保证作业人员的安全和被吊运物料不受损害。
下面以10T双梁起重机吊钩为例，从起重机使用等级合理性、起重吊钩选型合理性、起重吊钩危险断面边界应力计算对起重吊钩进行分析。
一、起重机使用等级合理性起重机使用等级涉及起重机可能完成的的总工作循环数，包括起重机运行及正常的停歇在内的完整过程。
（一）边界设计值按GB/T3811-2008起重机设计规范结合现场实际使用情况，可得：1.整机载荷状态级别为Q1：很少吊运额定载荷，经常吊运较轻载荷。
2.整机使用等级为U6：较频繁使用。
3.根据载荷状态级别Q1和使用等级U6，可确定起重机整机的使用等级为A5。
（二）实际值10T起重机技术规格书要求起重机使用等级为A5。
厂家已在安装文件中说明按A5等级进行设计。
（三）结论起重机使用等级满足设计规格书及现场使用要求。
起重机起升机构溜钩原因分析及改进设计
起重机起升机构溜钩原因分析及改进设计摘要：随着起重机应用时间的增加，产生溜钩问题的可能性会增加，若是并未及时进行问题处理，将会直接影响起重机应用效果。
因此相关工作人员应该重点研究导致起重机起升机构产生溜钩问题的原因，并以此为据改进起重机设计方案，降低起重机出现溜钩现象的概率，对于提升起重机应用安全具有促进作用。
本文首先分析导致起重机起升机构产生溜钩问题的原因，其次探讨起重机起升机构改进设计方式，以期对相关研究产生一定的参考价值。
关键词：起重机起升机构；溜钩原因；改进设计引言：在起重机长时间处于运行状态时，出现异常故障的可能性比较多，通过提前对起重机起升机构开展改进设计，能够在一定程度上避免起重机起升机构出现运行问题。
因此设计人员应该提前分析会使起重机出现溜钩状况的影响因素，事先规划起重机改进设计方案，从而保证起重机在使用时处于正常状态。
1导致起重机起升机构产生溜钩问题的原因1.1制动器故障导致起重机起升机构液压推杆制动器产生故障问题的原因主要包括三种，第一种，制动轮上存在油污，会降低制动闸瓦和制动轮的摩擦系数，一旦制动器抱闸处理时的摩擦力比较小，起重机在吊起重物的时候会产生停车下滑问题。
制动轮上存在的油污主要存在于齿轮联轴器的润滑脂中，一旦润滑脂油量比较多、油封产生破损问题，将会造成制动轮在运行时润滑油被甩溅到制动轮上方[1]。
第二种，制动器产生调整不当问题，在制动松闸间隙比较大、制动力矩比较小的时候，制动器的制动力会随之降低，此时吊钩可能会产生溜钩问题。
在制动器处在抱闸制动情况时，制动轮通常会与制动闸瓦呈现出紧密贴合状态，此时二者并不存在间隙，一旦存有间隙，制动闸瓦会暂时浮贴在制动轮之上，在制动力并未施加在制动轮上方时制动力矩会随之减少。
第三种，制动器产生机械卡滞问题，如果制动支架活动铰接位置在转动时处于不够灵活的状态、制动弹簧产生机械卡滞问题，将会造成制动器在断电以后并未进行抱闸，依旧处在松闸状态，此时吊钩会在重力影响下出现滑落问题。
起重机吊钩防脱钩装置设计与应用
起重机吊钩防脱钩装置设计与应用作者：田立军来源：《科学与财富》2014年第07期摘要：起重机吊钩无防脱钩装置在作业过程中容易发生绳索脱钩现象，造成重物坠落，引发安全事故，本文通过对辽宁恒泰重机有限公司桥式起重机老式吊钩无防脱钩装置和新上吊车吊钩防脱钩装置易损坏的问题，参考弹簧挡板防脱钩装置和在吊钩颈部钻孔安装的杠杆重力式防脱钩装置，对恒泰重机公司所有吊钩进行测绘分析，重新设计发明了“杠杆重力式防脱钩装置”，并加以应用，最终确定重新设计的吊钩防脱钩装置能够满足作业的实际使用要求，确保了桥式起重机安全稳定运行。
关键词：起重机；吊钩；防脱钩装置辽宁恒泰重机有限公司桥式起重机在2011年以前吊钩防脱钩装置基本损坏和老吊钩无防脱钩装置，吊钩无防脱钩装置在作业过程中容易发生绳索脱钩现象，易引发安全事故。
从2011年开始，每年的特种设备检测中，吊钩是否具有防脱钩装置，被列为强制必检项，现大部分防脱钩装置使用的是弹簧挡板防脱钩装置和吊钩颈部钻孔安装的杠杆重力式防脱钩装置，弹簧挡板防脱钩装置存在弹簧易失效和断簧及挡板变形失效的情况，使用时间较短；吊钩颈部钻孔安装的杠杆重力式防脱钩装置则存在需在吊钩颈部钻孔，现场无法改造。
为保证设备安全运行，防脱钩装置重新设计并恢复具有重要的安全意义。
1 以往防脱钩装置存在的问题1.1 弹簧挡板防脱钩装置存在的缺点：弹簧易失效和断簧，挡板易受碰撞变形失效，使用时间较短，需经常更换，增加维护费用，老式吊钩组无法安装，需整体更换吊钩，费用高。
1.2 吊钩颈部钻孔安装的杠杆重力式吊钩防脱钩装置存在的缺点：需在吊钩颈部钻孔，影响吊钩结构特性及安全性，老式吊钩无法安装，需整体更换吊钩，费用高。
2 重新设计特种设备安全技术规范（TSG Q7015-2008）[1] 和起重机设计规范（GB/T3811-2008）[2]要求起重机吊钩必须设计绳索防脱钩装置（司索人员无法靠近吊钩的除外），防脱钩装置于2010年开始大范围使用，主要为弹簧挡板防脱钩装置，其具有体积小，重量轻，制造简便，应用广泛，但存在需整体更换吊钩，费用较高，且防脱钩装置使用时间短。
吊钩组参数
·吊钩组概述吊钩组是最常用的取物装置，主要由吊钩、动滑轮、滑轮轴及轴承组成。
与吊钩组配合工作的固定滑轮，固定于结构上，组成滑轮组。
一、锻造吊钩有单购和双钩两种。
一般用20、20MnSi钢整体锻造而成。
单钩偏心受力不及双钩对称受力有利，所以75吨以下中小吨位起重机多用单钩，75吨以上大吨位起重机多用双钩。
这种吊钩应用十分广泛，已成系统。
在一般情况下不必计算，可直接按表选用。
用钢丝绳有脱钩危险时，应设安全钩。
二、片式吊钩片式吊钩分为单钩和双钩两种。
一般用C3和16Mn钢板多片重叠铆成。
这种吊钩结构简单，工作可靠，维修方便。
单钩多用于铸造起重机上，双钩多用于100吨以上的通用起重机上。
它们的结构尺寸已有系列，一般也不必计算，可直接选用。
三、吊环吊环比吊钩的受力情况有利，起重量相同，它的自重较轻，但使用不如吊钩方便，所以吊环的使用远不如吊钩普遍。
它主要用在工作繁琐、起重量很大的起重机上。
其结构有整体式和铰接式两种，后者使用较多。
·吊钩组的计算一、计算载荷的确定吊钩一般按许用应力进行强度计算。
其计算载荷为：Q＇=ψⅡQ e \ [kg]式中：Q e ————额定起重量[kg]；ψⅡ————动力系数。
设计吊钩一般是预选截面，而后进行验算。
二、锻造单钩的验算根据受力分析，为充分利用吊钩材料，并使之具有较简单的工艺，其截面制成梯形。
通常取截面B—B和A—A的尺寸相同，截面B—B比A—A有较大的强度，因此截面A—A最为危险。
·10吨吊钩组结构图示：·吊钩组型号选用的基本参数和主要尺寸：。
龙门钩吊具设计关键点浅析
山西冶金SHANXI METALLURGY Total 184No.2，2020DOI:10.16525/14-1167/tf.2020.02.49总第184期2020年第2期龙门钩吊具设计关键点浅析李新凯，王金刚，郭富强（河南卫华重型机械股份有限公司，河南新乡453400）摘要：铸造起重机吊运熔融金属时，应采用龙门钩吊具。
根据标准GB/T 3811—2008《起重机设计规范》和JB/T 7688.5—2012《冶金起重机技术条件第5部分：铸造起重机》中相关的具体要求，对龙门钩吊具的整体及零部件的设计关键点进行了详细解析及提出建议。
关键词：龙门钩吊具起重横梁吊叉板钩中图分类号：TH215文献标识码：A文章编号：1672-1152（2020）02-0133-02收稿日期：2019-11-09第一作者简介：李新凯（1981—），男，工程硕士，2017年毕业与武汉理工大学机械工程专业，机械工程师，研究方向：机械设计。
铸造起重机室炼钢连铸工艺中的主要设备之一，用于吊运熔融金属。
标准JB/T 7688.5—2012《冶金起重机技术条件第5部分：铸造起重机》中要求铸造起重机的吊运重罐铁水、钢水或液渣时，应采用固定式龙门钩吊具。
1龙门钩吊具结构形式龙门钩吊具由动滑轮组、起重横梁、吊叉装置、板钩及防热辐射装置等等组成。
动滑轮组和防热辐射装置安装固定在起重横梁上，吊叉装置和板钩组装后通过铰轴也安装在起重横梁上（见图1）。
1.1动滑轮组动滑轮组包含滑轮、滑轮轴、滑轮罩、间隔环及轴套等零部件（详见图2）。
滑轮采用轧制结构，对称布置安装在滑轮轴上。
每片滑轮均和滑轮轴上的润滑油孔一一对应，实现单点润滑。
如图2中所示，中间两件滑轮直径一般大于两侧其余滑轮直径，避免钢丝绳相互交叉干涉。
滑轮轴原材料应选用锻制棒材，材质优先选用40Cr 或42CrMo 合金钢。
滑轮罩采用全封闭分体式结构，其侧面板和圆弧顶板等处与滑轮本体间不宜超过钢丝绳直径的20%耀30%，能够防止钢丝绳脱出绳槽。
吊钩形状分类
吊钩形状分类
吊钩是一种常见的机械零件，用于吊装和搬运重物。
根据其形状，可以将吊钩分为以下几类：
1. 单钩型吊钩
单钩型吊钩是最常见的一种吊钩形式。
它通常由一个弯曲的金属杆制成，其中一个端口弯曲成一个U形或C形，用于挂载重物。
另一个端口通常连接到起重机或其他设备。
2. 双钩型吊钩
双钩型吊钩与单钩型吊钩类似，但它有两个弯曲的端口，每个端口都可以用于挂载重物。
这种类型的吊钩通常用于需要平衡和稳定性的任务中。
3. 环形吊钩
环形吊钩通常由一个环状金属杆制成，可以用于挂载链条或绳索。
这种类型的吊钩通常用于需要快速连接和释放重物的任务中。
4. 钢板型吊钩
这种类型的吊钩由厚度较大的金属板制成，并具有U形或C形结构。
它们通常被设计为支持更大负荷并在高温和高压环境下使用。
5. 旋转型吊钩
旋转型吊钩通常由一个圆形的金属杆制成，可以在吊装时自由旋转。
这种类型的吊钩通常用于需要快速移动和调整重物位置的任务中。
总之，根据不同的应用需求和使用场景，可以选择不同形状的吊钩。
无论是哪种类型的吊钩，都需要根据其设计负荷和使用环境进行正确安装和使用，以确保安全和有效地完成任务。
铸造起重机与通用桥式起重机对有关要求的对比
2、静载试验
3、动载试验
1、合格试验
2、静载试验
3、动载试验
在JB/T7688.15中没有动载试验的内容,可能是笔误,应该有动载试验
2）JB/T7688.1起升机构的工作级别为M4～M6，且其额定速度大于5m/min时，应采用电气制动的方法，以保证在且起升速度≥5m/min时，保证在0.2～1.0Gn范围内下降时，制动前的电动机转速降至同步转速的1/3以下，该速度并且能稳定运行。
3）JB/T7688.1起重机的静态刚性，起升额定载荷测主梁跨中静挠度，对A4～A5级不大于S/800，对A6～A7级不大于S/1000，对A8级不大于S/1200。
3
适用范围
JB/T7688.15适用范围为主起升机构取物装置为带两个叠片式吊钩的起重横梁，副起升机构取物装置为吊钩的铸造起重机。
依据JB/T7688.1-1995<冶金起重机技术要求通用要求>，本标准主要适用于金属冶炼、轧制和热加工等专用的起重机。其中包括平炉加料……（注：标准中未提铸造起重机，只是说其他类似的冶金起重机亦可参照使用）
GB/T14405《通用桥式起重机》适用于一般环境中工作的通用桥式起重机。
4
工作级别
起重机工作级别：铸造起重机中，炉前兑铁水铸造起重机为：A7～A8；炉后出钢水铸造起重机为：A6～A7。
铸造起重机起升机构的工作级别一般为M6～M8（炉前兑铁水铸造起重机为：M7～M8；炉后出钢水铸造起重机为：M6～M7）
3）在JB7688.1规定,工作制动器应是常闭式的，其制动器安全系数应不小于GB3811中4.2.1.3条的规定,制动器应灵敏可靠。（GB3811中4.2.1.3条的规定：吊动液态金属及其他危险品的起升机构，每套独立的驱动装置至少应装有两个制动器，每一个制动器的安全系数不低于1.25;对于2套彼此有刚性联系的驱动装置,每套驱动装置装有两个支持制动器时,每一个制动器的安全系数不低于1.1）
基于ANSYS的起重机吊钩优化设计
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【 要】 摘 以有限元分析软件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 为主要工作平台， 建立了 桥式起重机起重吊 钩的三维 模型， ｊ
｝根据 实际工况对其约束与栽荷作了有效的处理 ， 并对其强度进行 了有限元分析 ， 得到 了吊钩应 力和位 ；移的分布规律， 揭示 了吊钩工作的危险截 面。并在有限元分析的基础上， 在保证 吊 钩安全的前提下， ： 对 ｝ 吊 的厚度进行了优化， 钩 将优化前后的结果进行 了比较 。 优化后吊钩的尺寸更加合理 ， 并达到 了减轻吊 ｛
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基于ANSYS的吊钩有限元分析及优化
从而防止意外的发生 。
关键词 ：吊钩 ；有限元分析 ；优 化
Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｈｏ ｏ ｋ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＮＳ Ｙ Ｓ
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研 究探 讨
石曲ｌ 寝建设
基 于 ＡＮ Ｓ ＹＳ 的 吊钩 有 限 元 分 析 及 优 化
何朋 勃 ，钟 海全 ，冀靖宇
西南石油大学国家重点实验室 ，四） ｌ １ 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ３ ９ ６ ９ ／ ］ ｉ ｓ ｓ ｎ １ ０ ０ １ — ２ ２ ０ ６ ． ２ ０ １ ６ ０ ６ ０ ０ ４
ｓ ｙ ｓ软件 把数据转化为命令流 的方法 ，可以建立更复杂 的二 维模型 ，有利 于得到更 真实 、可靠 的结果 ；吊钩 的 易损部位在 吊钩承载重物处和 内侧弯曲处 ，通过增加重 物与 吊钩的接触面积 ，可提 高吊钩的承载力 ；面对复杂
的使用 情况 ，如起 吊时重 物的摆动 、少 量的超载等 因素 ，可 通过 在设计时增加 吊钩的厚 度来提高 吊钩 的强度 ，
ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ＡＮＳ ＹＳ ， Ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ Ｉ ｏ ａ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｌ ｏ ａ ｄ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ
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锻造吊钩断裂的原因分析
锻造吊钩断裂的原因分析■刘钧摘要：主要阐述锻造吊钩在客户使用过程中发生断裂，对其进行理化检测和分析。
理化检测结果表明，材料热处理后的组织与性能均属正常，吊钩开裂源在柄部的r尖角应力集中处，吊钩断口的宏观和微观开裂机制是典型的拉压疲劳累积损伤断裂。
关键词：吊钩；合金结构钢；锻造；疲劳断裂；设计改进吊钩作为机电类特种设备起重机械的重要部件，在吊运过程中发挥着重要作用，而吊钩断裂事故后果严重，只要是伤及人，往往是恶性事故。
造成吊钩断裂事故的原因有本身材质有缺陷；因长期磨损，使断面减小；已达到报废极限标准却仍然使用或经常超载使用，造成疲劳断裂。
通过这次检测和分析结果，起重机使用单位要严格按照定期检验规则进行检查，严禁过载行为，对吊钩等承载部件进行疲劳裂纹无损检测，超期服役产品到期进行更换，防止该类事件再次发生；同时主机厂要对部件进行改进，放大吊钩柄部的r，最大限度降低其应力集中效应，以提高吊钩的使用寿命，同时锻件厂家适当提高吊钩的硬度，尽可能发挥吊钩材料的疲劳极限。
1.概述吊钩是起重机械中最常见的一种吊具，是必备的一种起重机配件。
吊钩常借助于滑轮组等部件悬挂在起升机构的钢丝绳上。
吊钩按形状分为单钩和双钩；按制造方法分为锻造吊钩和叠片式吊钩。
我公司使用35C r M o制造吊钩，采用模锻工艺并严格要求锻造厂家按照GB/T10051—2010起重吊钩标准进行生产。
35C r M o合金结构钢，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。
低温至－110℃，并具有高的静强度、冲击韧度及较高的疲劳强度，淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，可加工性中等。
锻造吊钩是由定点厂家供货，该断裂吊钩在客户处已使用8年之久，发生断裂时所幸未有人员伤亡，断裂件的实物照如图1、图2所示。
2.试验检测（1）宏观断口分析对断裂件进行宏观观察，经肉眼和低倍放大镜仔细观察（见图3～图6）：发现吊钩断裂发生在钩柄的R部位，沿着R的圆周上存在数个裂源及开裂台阶，所有裂源均在r尖角处；裂纹始于r并指向柄身的中心扩展。
起重机吊钩防脱钩装置的优化
起重机吊钩防脱钩装置的优化摘要：桥式起重机的防脱钩装置在使用时常因吊装人员操作不便造成装置损毁。
本文以“人-机-环境”系统中的人、机、环境三者之间的相互联系和配合为出发点，将“人的主导作用和机器、环境适应人”作为优化基本准则，对现有弹簧卡板防脱钩装置进行结构性优化，将其改进为“推拉销轴式吊钩防脱钩装置”。
该装置既保留了防脱钩的安全功能，又满足了操作流程的安全、可靠、便利。
关键词：起重机；吊钩；防脱钩装置；优化Optimisation of Anti-Decoupling Devices for Crane HooksJiang Weihong, Fan Leizhen, Wang Hongyuan(Anhui Masteel Holly Industrial Co.,Ltd)Abstract: The existing anti-decoupling device of Overhead crane is often damaged due to the inconvenience of lifting personnel in operation.This article starts from the mutual connection and cooperation between humans, machines, and the environment in the "human machine environment" system, and takes "the dominant role of humans and the adaptation of machines and the environment to humans"as the basic optimization criteria,structurally optimizes the existing spring clamp anti-decoupling device and improves it into a "push pull pin type hook anti-decoupling device". This device not only retainsthe anti-decoupling safety function, but also meets the safety, reliability, and convenience of the operation process.Keywords:Crane; Hook; Anti-decoupling device; Optimisation根据特种设备安全技术规范，起重机吊钩必须安装防脱钩装置，但在实际应用中各种类型起重设备吊钩防脱钩装置的实际使用状况并不乐观。
中、德在起重机设计、制造上有哪些不同
中、德在起重机设计、制造上有哪些不同发表时间：2019-02-27T15:39:10.587Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第32期作者：牛俊华[导读] 起重机作为一种高科技机械设备，在现代化经济发展中的作用越来越突出，它有多种分类，每种分类的功能和特性也是各具特色。
江苏力王起重机械有限公司江苏盐城 224005摘要：起重机作为一种高科技机械设备，在现代化经济发展中的作用越来越突出，它有多种分类，每种分类的功能和特性也是各具特色。
随着科学技术的进步，起重机的应用技术不断在改进，更新换代的速度也在加快，并应用于更广泛的科技领域。
在高科技背景下，起重机的设计与制造更应该注重动态性能的优化设计，以延长起重机的使用寿命和提升其社会价值。
关键词：起重机；设计与制造；动态性能1 起重机的基本知识1.1 起重机的分类起重机的分类主要按其性质、构造和性能来进行分类，根据起重的性质来分，则分为塔式起重机、流动式起重机和桅杆式起重机；若按其构造和性能来进行划分，则一般可分为臂架类型起重机、轻小型起重设备、缆索式起重机和桥式类型起重机械，臂架型起重机有汽车起重机、固定式回转起重机、履带起重机、塔式起重机、轮胎起重机等；轻小型起重设备一般包括千斤顶、卷扬机、电动葫芦、气动葫芦、平衡葫芦等；缆索式起重机有升降机等；桥架型起重机主要有龙门起重机和械梁式起重机。
1.2 起重机的运行结构和驱动方式起重机的运行机构主要采用四个主动、从动车轮，若起重量过大，通常采取增加车轮的方法来降低轮压；如果车轮超过四个时，则起用铰接均衡车架设备，以便于将起重机的载荷平均分布在每个车轮上。
主梁和端梁组合构成起重机的金属结构，主梁一般分为两类，一类是单主梁桥架，是由单根主梁与起重机跨度两边的端梁组合而成，另一类则是双梁桥架，它是由两根主梁和端梁构成的。
起重机的驱动方式主要有集中驱动和分别驱动两大类，集中驱动是指通过一台电动机的动力来带动长传动轴两边的主动车轮；而分别驱动则是指，两边的主动车轮分别采用一台电动机来驱动。
《铸造起重机起重机说明》PPT课件
驱动。安全检测装置
卷筒组 电动机 工作制动器 安全制动器
行星长条减速器
定滑轮组
Special lecture notes 型式二：主起升机构由四台电动机、四个工作制动器、行星长条减
速器、两组定滑轮组、四组单联卷筒组、两个紧急制动器、安全检测装
置等对称布置双驱动机型。
安全检测装置
卷筒组 电动机 工作制动器 安全制动器
注：两套驱动装置指两台电动机、两套减速系统、一套或多套 卷筒装置和四套制动器。
2、主起升机构采用两套驱动装置，当其中一台电动机或一套电控装 置发生故障时，另一套驱动装置应能保证在额定起重量下能安全地 完成一个工作循环。
Special lecture notes
3、主起升机构钢丝绳：双吊点应采用4根钢丝绳缠绕系统；单吊 点至少采用两根钢丝绳缠绕系统；主起升钢丝绳不应采用平衡滑 轮。安全系数应符合GB/T3811的相关规定。
减速器低速轴的两卷筒组处于同一轴线并垂直于主梁，通过 联轴器将两卷筒组刚性连接。当其中一台电动机出现故障时，另 一台电动机通过低速轴联轴器同时驱动整个起升机构，以保证起 重机在额定起重量下能安全地完成一个工作循环。
这种机型的特点是：自重较轻，小车左右极限较小，但当 主、副小车起升高度要求高是，起重机整车宽度增加。
行星长条减速器
定滑轮组
Special lecture notes
工作时由两台（或四台）电动机驱动一台行星大（长条）减 速器，驱动两平行于主梁的卷筒组运转，实现提升钢（铁）水包 的目的。
与行星三减速器一样，行星大（长条）减速器具有双自由度 特性。当行星减速器两输入轴中一根轴上的电动机出现故障时， 该轴上的工作制动器抱闸，另一轴上的电动机可以单独稳定运 行，并能使整个起升机构以二分之一的额定速度长期工作。在这 种运行状态下，起升传动机构所有传内动部件均不超载。
起重机吊钩旋转原因及预防措施
04
案例分析与应用
案例一：吊钩旋转事故案例介绍与分析
事故经过
某建筑工地一台起重机在吊装作 业时，吊钩突然旋转并撞向周围
的施工人员，造成多人受伤。
原因分析
事故调查发现，该起重机吊钩设 计存在缺陷，导致在吊装作业时 出现旋转现象。同时，操作人员 未能及时发现并采取有效措施，
导致事故发生。
总结
本案例表明，起重机吊钩设计缺 陷和操作人员失误是导致事故的 主要原因。对于此类事故，应加 强设备维护和操作培训，提高安
评估方法：为了评估预 防措施的实施效果，该 公司对每台起重机进行 了定期检查和测试，并 对操作人员进行考核。 同时，收集了历年来起 重机吊钩旋转事故的统 计数据，进行分析和评 估。
评估结果：经过评估发 现，该公司起重机吊钩 旋转事故率较以往明显 下降，操作人员的技能 和安全意识也得到了显 著提高。同时，设备维 护和保养的效果也得到 了体现。
预防措施有效性
针对这些原因，研究人员提出了相应的预防措施，包括调整 钢丝绳的松紧度、避免起吊角度过小、合理选择货物等。经 过实际应用验证，这些措施可以有效降低起重机吊钩旋转的 风险。
研究不足与展望
研究不足
尽管本研究取得了一定的成果，但仍存在一些不足之处，例如研究样本较小，未涵盖所有类型的起重 机和货物等。
另外，针对吊钩本身的结构设 计，也有研究提出了一些改进 措施，以降低吊钩旋转的风险 。
02
吊钩旋转原因分析
力学角度分析
01
02
03
风力影响
在有风的环境下，吊钩可 能会受到风力影响而旋转 。
货物不均衡
起重机吊钩上的货物不均 衡，导致吊钩旋转。
钢丝绳不直
钢丝绳弯曲或扭曲，会对 吊钩产生不稳定的力，导 致旋转。
起重机主要零部件
起重机主要零部件1吊钩吊钩及吊钩组是电力建设起重机械最主要的吊具，是起重机重要构件之一。
1.1 吊钩的分类：1.1.1按形状，可分为单钩和双钩。
单钩的优点是制造与使用比较方便，比较适合用于较小的起重量。
双钩的受力比较有利，广泛用于起重量较大的机械上。
1.1.2按制造方法分，可分为锻造钩和片状钩（板式钩）。
锻造钩用的比较广泛。
片钩为钢板组合，比锻造钩有更大的安全性。
图1.1：锻造单钩图1.2：锻造双钩图1.3 片状单钩图1.4 片状双钩1.1.3按断面分，可分为圆形、矩形、梯形、T字形，其中T形截面最合理，但工艺较复杂，梯形截面较合理，工艺简单，被广泛采用。
方形截面多用于片式吊钩，圆形截面多用于简单的小型吊钩。
1.1.4按其机械性能可分为M、P、(S)、T、（V）五种，是以材料屈服点或屈服强度作为分级依据。
其中M、P级属于最低的两个等级，被优先采用。
1.2吊钩的材料吊钩应具备较高的强度和塑性和韧性，广泛采用低碳钢和低碳合金钢制造。
含Cr、Ni、Mo元素的合金钢由于强度高、塑性好的特点，被广泛采用。
如，M、P级吊钩大都采用DG20Mn，T、V级采用DG34CrNiMo或DG30Cr2Ni2Mo。
为使吊钩在使用期间不发生应变和老化脆裂，ISO推荐Al 的最小含量为0.02％。
吊钩的材料可参照GB10051.1《起重吊钩》。
1.3 吊钩组为更有效的提高起重量，降低对钢丝绳直径的需求，将吊钩与滑轮组做成一体，这就是吊钩组。
起重量大的吊具，一般选择吊钩组。
吊钩组分为长型吊钩组和短型吊钩组。
长型吊钩组上面安装均衡滑轮时，可以用于单数倍率的滑轮组，其起重量较大。
短型滑轮组适用于双倍率的滑轮组，其起重量较小。
1.4吊钩的检验及报废1.4.1 锻造吊钩的检验要求1.4.1.1 吊钩表面不允许存在裂纹，否则应该报废。
检验方法：目测或用20倍放大镜着色检查。
对使用10年左右的吊钩，应进行解体探伤检查，工作环境恶劣，使用频繁的起重机，每5~6年即应进行探伤检查。
吊钩组的轴计算
吊钩组一、吊钩组型式及特点吊钩组是起重机上应用最普遍的取物装置，它由吊钩、吊钩螺母、推力轴承、吊钩横梁、滑轮、滑轮轴以及拉板等零件组成。
目前常用的吊钩有单钩和双钩。
摸锻单钩制造简单，在中小起重机（80吨以下）上广泛采用。
双钩制造较单钩复杂，但受力对称，钩体材料较能充分利用，主要在大型起重机（起重量80吨以上）采用。
成批生产采用摸锻为宜。
迭片式吊钩（板钩）是由切割成形的多片钢板铆接而成，并在吊钩口上装护垫，这样可减小钢丝绳磨损，使载荷也能均匀地传到每片钢板上、迭片式吊钩制造方便，由于板钩不会同时断裂，故工作可靠性较整体锻造吊钩高。
缺点是：只能做成矩形截面，钩体材料不能充分利用，自重较大，高度尺寸也大。
迭片式吊钩主要用于大起重量或冶金起重机（如铸造起重机）上。
在长钩型吊钩组中，吊钩横梁与滑轮轴合成一体，结构简单，零件数少，整体尺寸较小，这对充分利用起升高度是有利的，在钢丝绳分支数为偶数（一般为4）时应用较多。
短钩型吊钩组零件数量多，高度尺寸大，但横向尺寸较小，对减小钢丝绳偏角有利且不受分支数限制，故应用广泛。
二、吊钩组零件材料起重机吊钩除承受物品重量外还要承受起升机构起动与制动时的冲击载荷作用，故吊钩材料应有较高的机械强度与冲击韧性。
起重机吊钩组零件的常用材料如下：锻造吊钩：采用20号钢、20SiMn、36Mn2Si。
吊钩螺母：采用20号钢。
板钩：采用C3、20号钢、16Mn，并使板钩在高度方向与钢板轧制方向一致。
吊钩横梁与滑轮轴：采用45号钢。
吊钩拉板：采用C3、16Mn。
叉子：采用20号钢。
动滑轮轴的计算（1）75t吊钩的滑轮轴校核钢丝绳拉力S=80860（N）由弯矩图可以看出()m ax=20417150mmNM•()3334021243216032mm d W =⨯==ππ()2/8.5040212420417150mm N W M ===σ滑轮轴采用45号钢调质处理，()2/345mm N S=σ5.23458.50<=σ，所以滑轮轴的强度满足要求。
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究 与 探 讨
平位 移 。
Ｉ ｎｃ： １ Ｔｉ ｅ： ． ０ ＋ ｍ １００ ｅ
在计 算分析过程 中，首先选 用 Ｍ ＣＭ Ｒ Ｓ ． Ａ Ｃ有
限元 分 析 程 序 中的 Ｈ Ｘ （ ） ８节 点 三 维 实 体单 元 Ｅ ８ 及 Ｐ Ｎ Ａ （ ）６节 点 三 维 实体 单 元 作 为基 本 单 元 ＥＴ ６ 进行试 算 ，以确定 吊钩上 部 圆柱 体与 下 部板 式结 构 连 接 部 位 的应 力 集 中 状 态 及 对 吊 钩 应 力 分 布 的 影 响 。计算 结 果表 明 ，吊钩 的应 力 集 中部 位 主要 位 于 双钩及 中心孑 等 载荷 作用 区域 附近 ，而 上部 圆柱体 Ｌ 与 下部 板 式 结 构 连 接 部 位 处 的 应 力 集 中 状 态 不 明 显 。为提 高工 作效 率 ，采用 平 面应 力 分 析方 法进 行 分 析 。其 单 元 网格 划 分 见 图 ２ 。计 算 参 数 为 ：节 点 总数 ３８６ ９ ；单元 总 数 ３ ０ 。 ２ ７
中图分类号 ： Ｈ２ ５ Ｔ １ 文献标志码 ： Ａ
吊钩是 起重 机设 备应 用最 普 遍 的取 物装 置 。在
１ 关 于 力学模 型 超重 机 吊钩采 用 双 钩对 称 式 锻 造 结构 。 吊钩 上
起 重作 业 中 ，吊钩将 受到频 繁 、冲击 重载 荷 的反 复 作 用 ，一旦 出现 故 障就可 能导 致 重物 坠落 ，造成 重 大人 身伤亡 或财 产损 失 ．它在 起 重机 设 备 中 的作 用 毋 庸 置 疑 。而 吊钩安 全 性 能 需要 正 确 的 结 构设 计 、 合理选 材 、适宜 的制 造方 法来 保证 。对于 大 型铸 造
３．０６ ＋０ ９ ｅ ０１ ３． ０ ＋０ ７１ ｅ ０１ ３． ５ ＋０ ５１ ｅ ０１ ３．２０ ＋０ ３ ｅ ０１ ３．２５ ＋０ １ ｅ ０１ ２． ２９ ＋０ ９ ｅ ０１ ２． ３４ ＋０ ７ ｅ Ｏ１ ２．３９ ＋０ ５ ｅ ０１ ２．４３ ＋０ ３ ｅ ０１ ２１ ｅ ． ４８ ＋００ １ １ ９ ｅ ０１ ． ５３ ＋Ｏ １７ ｅ ０１ ．５８ ＋０ １５ ｅ ０１ ．６２ ＋０ １ ３ ｅ ０１ ． ６７ ＋０
特 点 ，选 取 ４ ０ｔ 作 载荷 作 用 于 双 钩 、８０ｔ 作 ０ 工 ０ 工 载 荷 作用 于 吊钩 中心 孔 两 种 载荷 工况 。确定 边 界 约
束条件为 ：约束 吊钩上部垂直 ｙ向位移 自由度 ．并
在 该 处对 称 面 上增 加 对称 约束 ，以消 除 结 构 ９ 修 回 日期 ：０ ０ １－ １ ２１—００ ； ２ １— １ ２
起 重机 ，由于主要 用 来提 钢水 包 ，其 设计 水 平及 制 造 质量不 仅关 系 到起重 机 的安 全使 用也 关 系 到人 身
部 为 圆 柱形 ，与 吊钩 螺母 及 吊钩 横 梁 装 配 在 一 起 ：
吊钩下 部 为 板式 结 构 ，设 有 双 钩 和 中心 孔 ．用 于 起
吊重 物 。在 起 重 机 工 作 中 ， 当起 重 机 起 吊 ４ ０ｔ ０ 重 物 时 ，用 双 钩起 吊 ；当 起 吊 ８０ｔ 物 时 ，用 吊 钩 ０ 重
观 ，重 量 最 轻 ，成 为 设 计 师们 长 期 以来 追 求 的 目 标 。与普 通小 吨位单 钩 式 吊钩不 同 ，双钩 吊钩 在起 吊 ４ ０ｔ ０ 和起 吊 ８ ０ｔ 的承载 部位 不 同 ，双钩 与 中 ０ 时
心孔 的 中心 距离 对 吊钩应 力分 布 影 响很 大 ．确定 中 Ｌ 的最佳 位置 ，选 择合 理 的设 计 参数 ，是 保证 吊 ｑＬ 钩性 能优 良、安 全可 靠 的关键 。以下 将 应用 有 限单
摘
要： 应用有限单元法和优化设计 理论 ，对某铸造起重机 吊钩设 计参 数进行 大量的数据 分析研 究 ，探 索了这种 ｇ １ ．
钩型 吊钩设计参数与结构力学特性 ，以及 吊钩 工作 时设计参数 与吊钩应 力分 布规律 的关 系，从 而达 到优化设计 ，减
少重 量 的 目的 。
关键词 ： 铸造起重机双钩式 吊钩 ； 数优化 分析 ； 有限元分析
研 究 与 探
文 章 编 号 ：６４ ９ ４ （０ ０ １－ ０ ７ ０ １７ — １６ ２ １ ）２ ０ ８ － ４
８ ０ｔ 造超 重机 ０ 铸 双钩 吊钩 结构 仇 化分析
高素荷 ， 朗明 李
（ 太原 重 型 机 械 （ 团 ）公 司技 术 中心 ，山 西 太 原 集 ００ ２ ） ３ ０ ４
中 ｑＬ 吊 （ 图 １ 。 ｋ 起 见 ）
安 全 ，安 全 、合理 的吊钩设 计 就 显得 尤为 重要 。同 时 ，对 于大 吨位 吊钩 ，由于减 轻重 量所 带 来 的经 济
效益 也非 常可 观 。因此 ，在 保证 吊钩设 计 具有 足够
日Ｕ 同
的强 度 刚 度 的前 提 下 ．使 吊钩 设 计 合 理 、形 状 美
作者简介 ： 高素荷 （ ９ ８ ， ， 东东阿人 ， １５ 一） 女 山 硕士 ， 高级 工程师 ， 主要从 事机械 Ｃ Ｄ、 Ａ 有限元分析 、 虚拟制造及优化设计等研究 ，
Ｅ ｍａ ：ａｓｈ ＠ｓ ａ ｏ ～ ｉ ｇｏｕ ｅ ｉ ． ｍ。 ｌ ｎｃ
科 锄 复 ！ 接 葡 ！
２￣＃１ 月 总第２３ ：一０ ７一 ００ ２ ０期 ８
元 法 和优 化 设 计 理论 ，对 ８ ０ｔ 造 起重 机 吊钩 设 ０ 铸
图 １ 双 钩 式 吊钩 结 构 示 意 图
应 用 有 限单 元 法计 算 分 析 时 ，根 据 吊钩 的结 构
计 参数 进行 大量 的数据 分 析研 究 ，旨在探 索 这种 双
钩 型 吊钩设计 参数 与结 构力 学 特性 ，以及 吊钩工 作 时设 计参 数 与 吊钩 应力 分布 规 律 的关 系 。达 到优 化 设计 ，减 少重 量 的 目的