起重机械基础知识

起重机械基础知识
目录
第一节起重机的分类、主要参数和组成 (2)
第二节起重机设计总论 (6)
第三节起重机机构及主要零部件 (12)
第四节起升机构的计算 (32)
第五节起重机金属结构常用材料 (35)
第六节桥门式起重机金属结构 (41)
第七节安全保护装置 (55)
起重机械基础知识
第一节起重机的分类、主要参数和组成
一、起重机的分类
（一）定义：
起重机——以间歇、重复方式工作，挂在吊钩或其它取物装置上的重物在一定的空间围实现垂直升降和水平移动。

（二）起重机又可分为：
1.桥架型：①桥式起重机；②门式起重机；③装卸桥；④架桥机；
2.绳索型：①缆索起重机；②门式缆索起重机；
3.臂架型：①门座起重机；②半门座；③塔式；④铁路起重机；⑤流动式；
⑥浮式；⑦甲板；⑧桅杆；⑨悬臂；
二、起重机械的主要参数
（一）起重量G
起重量G（过去常用字母Q表示），是指被起升重物的质量，单位为千克（kg）或吨（t）。

一般分为额定起重量、最大起重量、总起重量、有效起重量等。

1.额定起重量G n
额定起重量，是指起重机能吊起的重物或物料连同可分吊具或属具（如抓斗、电磁吸盘、平衡梁等）质量的总和。

对于幅度可变的起重机，其额定起重量是随幅度变化的。

其名义额定起重量，是指最小幅度时，起重机安全工作条件下允许提升的最大额定起重量，也称最大起重量G max。

2.总起重量G t
总起重量，是指起重机能吊起的重物或物料，连同可分吊具和长期固定在
起重机上的吊具或属具（包括吊钩、滑轮组、起重钢丝绳以及在臂架或起重小车以下的其他起吊物）的质量总和。

3.有效起重量G p
有效起重量，是指起重机能吊起的重物或物料的净质量。

如带有可分吊具抓斗的起重机，允许抓斗抓取物料的质量就是有效起重量，抓斗与物料的质量之和则是额定起重量。

（二）跨度S
桥架型起重机运行轨道轴线之间的水平距离称为跨度，用字线S表示，单位为米（m）。

（三）轨距k
对于小车，为小车轨道中心线之间的距离；
（四）基距B
基距也称轴距，是指沿纵向运动方向的起重机或小车支承中心线之间的距离。

（五）幅度L
起重机置于水平场地时，空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的水平距离称为幅度L。

幅度有最大幅度和最小幅度之分。

（六）起重力矩M
起重力矩是幅度L与其相对应的起吊物品重力G的乘积，M=G·L。

（七）起重倾覆力矩M A
起重倾覆力矩，是指起吊物品重力G与其至倾覆线距离A的乘积。

（八）轮压P
轮压是指一个车轮转递到轨道或地面上的最大垂直载荷。

单位为N。

（九）起升高度H和下降深度h
起重高度，是指起重机水平停机面或运行轨道至吊具允许最高位置的垂直距离，单位为m。

（十）运行速度V
起升（下降）速度V n，是指稳定运动状态下，额定载荷的垂直位移速度（m/min）。

（十一）起重机工作级别
起重机工作级别是考虑起重量和时间的利用程度以及工作循环次数的工作特性。

它是按起重机利用等级（整个设计寿命期，总的工作循环次数）和载荷状态划分的。

起重机载荷状态按名义载荷谱系分为轻、中、重、特四级；起重机的利用等级分为U0～U9十级。

起重机工作级别，也就是金属结构的工作级别，按主起升机构确定，分为A1～A8级。

三、起重机的组成
1.机械传动系统/液压传动系统
2.金属结构
3.电气/液压控制系统
4.安全保护系统
第二节起重机设计总论
一、起重机安全正常工作的条件
为了保证起重机的安全正常工作，起重机设计时应满足下列三个基本条件：
（一）金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚度和抗屈曲能力。

（二）整机必须具有必要的抗倾覆稳定性。

（三）原动机具有满足作业性能要求的功率，制动装置提供必需的制动力矩。

1.强度——金属构件抵抗外力作用不产生破坏的能力。

2.刚度——在外力作用下，金属构件抵抗产生弹性变形的能力。

3.稳定性——金属构件承受压力载荷作用时，保持原有几何形状的能力。

二、起重机载荷分类
作用于起重运输机金属结构上的载荷，根据其不同特点与出现的频繁程度分为基本载荷、附加载荷及特殊载荷三类。

（GB3811-83规定的）（一）基本载荷
基本载荷指始终和经常作用在起重机结构上的载荷，即起重机正常工作时必然出现的载荷，包括：
（1）自重载荷P G指起重机的结构、机械设备及电气设备等的重力（亦称固定载荷）。

（2）起升载荷P Q指所能吊起物品的最大重力，俗称额定起重量。

起升载荷不包括吊钩、吊环、吊梁等取物装置的重置，但可以更换的取物装置如抓斗、电磁吸盘、真空吸盘、集装箱属具等的重力应计算在起升载荷之中。

起重
机起升高度小于50m时，起升载荷可不计起升钢丝绳的重力。

（3）水平惯性载荷P H指运行、回转或变幅机构起（制）动时引起的水平惯性载荷。

（二）附加载荷
附加载荷指起重机在正常工作状态下结构所承受的非经常性作用的载荷（在起重机正常工作时并非必然出现而是可能出现的载荷），包括：（1）工作状态下的风载荷P w，i；
（2）有轨起重机偏斜运行时产生的侧向力P S；
（3）根据实际情况决定需加以考虑的温度载荷、冰雪载荷及某些工艺性载荷。

（三）特殊载荷
特殊载荷指起重机在非工作状态或试验状态时结构可能承受的最大载荷，或在工作状态下结构偶然承受的不利载荷，包括：
（1）非工作状态下的风载荷P w，o；
（2）试验载荷；
（3）根据实际情况决定需加以考虑的安装载荷、地震载荷及某些工艺性载荷；
（4）工作状态下结构偶然可能承受的碰撞载荷P C；
（5）工作状态下结构偶然可能承受的带刚性起升导架的小车的倾翻水平力P SL。

（四）机构不稳定运行时的冲击动力载荷系数
1.起升冲击系数
1
起升质量突然离地起升或下降制动时，自重载荷将产生沿其加速度相反方向的冲击作用，用起升冲击系统1ϕ来考虑这种作用的影响。

一般0.9≤1ϕ≤1.1 2.起升载荷动载系数2ϕ
起升质量突然离地起升或下降制动时，对承载结构和传动机构将产生附加的动载荷作用，从而引起结构振动，增大起升载荷的静力值，通常将起升载荷乘以大于1的起升载荷动载系数2ϕ，来考虑起升载荷的这种动力响应。

一般2ϕ=1.0～2.0 3.突然卸载冲击系数3ϕ
当起升质量部分或全部突然卸载时，将对结构产生动态减载作用。

考虑这种工况时，通常将起升载荷乘以突然卸载冲击系数3ϕ，3ϕ按下式计算：
)1(133βϕ+∆-
=m
m
式中 m ∆——起升质量中突然卸去的那部分质量（kg ）；
m ——起升质量（kg ）；
3β——系数，对抓斗起重机，3β=0.5；对电磁起重机，3β=1.0。

4.运行冲击系数4ϕ
当起重机或其一部分装置（小车）沿道路运行时，由于道路或轨道不平（有接缝）而使运动的质量产生铅垂方向的冲击作用。

计算时应将自重载荷和起升载荷乘以运行冲击系数4ϕ。

有轨运行时，4ϕ按下式计算：
h v 058.01.14+=ϕ
式中 h ——轨道接缝处两轨道顶面的高度差（mm ）；
v ——运行速度（m/s ）。

*以上系数不重复计算！
三、载荷组合
GB3811规定了三种组合方式：
1.只考虑基本载荷为第Ⅰ类载荷组合
零件和构件的疲劳、磨损、发热按第Ⅰ类载荷组合计算。

2.考虑基本载荷与附加载荷为第Ⅱ类载荷组合
零件和构件的静强度、整机抗倾覆稳定性按第Ⅱ类载荷组合计算。

此外，校核原动机的过载热能力和制动器的制动转矩也应按第Ⅱ类载荷组合计算。

3.考虑基本载荷与特殊载荷或三种载荷都考虑为第Ⅲ类载荷组合
按第Ⅲ类载荷组合校核整机抗倾覆稳定性和防风抗滑安全性；对承受风载荷的机构零部件、抗倾覆和防滑安全装置的零件进行强度计算。

四、许用应力和安全系数
起重机按许用应力法进行疲劳和静强度计算时，基本条件是保证零部件或构件的危险截面或计算截面的危险点的计算应力小于许用应力。

材料极限应力与许用应力（或计算应力）之比，就是安全系数。

[]n
lim
max σσσ=
≤
max σ——最大计算应力
[]σ ——许用应力
lim σ ——材料极限应力，对钢材取S σ
n ——安全系数
机构传动零件强度计算安全系数
结构强度计算安全系统
五、计算方法介绍
（一）许用应力法
是将组合后的载荷在零件或构件中产生的应力，与零件或构件类型和具体条件所确定的许用应力进行比较。

许用应力的选用以使用经验为基础，保证零件或构件抗屈服、抗疲劳、抗弹性失稳的能力有一定的裕度。

（二）极限状态法
以部分载荷系数对各种载荷在组合之前加以放大，并与由屈服或弹性失稳条件所规定的极限状态进行对比。

每种载荷的部分载荷系数均以概率和载荷确定的精确度为依据。

这是一种先进的设计方法，主要用于金属结构和承载能力验算。

第三节起重机机构及主要零部件
一、各种机构
1.起升机构
2.小车运行机构
3.大车运行机构
二、主要零部件
（一）电机
1.起重及冶金用电动机型号YZ和YZR，老型号为JZ2和JZR2；
2.特点：运用于短时或断续周期性工作，具有较高的过载能力和机械强度；
3.基本要求和参数
（1）一般环境用：防护等级IP44，环境温度40℃；
冶金环境用：防护等级IP54，环境温度60℃；
（2）基准工作制：S3—40%（S3，负载持续率40%，每个工作周期10min 或每小时循环6次），功率等参数均按此标准；
（3）频率50HZ，电压380Ｖ，定子一般Y接法，转子均按Y接法。

（4）在额定电压下的最大转矩倍数在2.3～2.8
4.举例YZR280S-6的P=55kw
YZR280S-8的P=45kw
YZR280S-10的P=37kw
（二）联轴器
种类：齿轮、弹性柱销、梅花弹性、万向节、液力偶合器
（三）浮动轴
（四）制动器
种类：块式、蹄式、带式、盘式、锥形。

块式双分为电磁块式和电力液压块式等。

在用起重设备上制动器的安全检验：
1.动力驱动的起重机，其起升、变幅、回转、运行机构都必须装设制动器。

2.起升、变幅机构的制动器必须是常闭式的。

3.吊运炽热金属或易燃易爆危险品，以及一旦发生事故可能造成重大危险或损失的起升机构；其每一套驱动装置都应装设2套制动器。

（五）减速器
种类：ZQ型、QJ型（焊接箱体）、QS型（三合一）、行星齿轮
分为普通和硬齿面，卧式、立式、三合一式；立式减速器又有套装和外出轴式。

选用减速器注意以下三点：
1、高速轴的许用功率[N]
[N]≥N静
2、低速轴的最大许用扭矩[M]
[M]≥（0.7～0.8）·ϕ·M 额·i ·η
式中ϕ — 电机最大力矩倍数，ϕ=2.5～3.8，由电机产品目录中查收； i — 减速器传动化
η— 减速器传动效率 η=0.9～0.95
M 额 — 电动机额定力矩（JC=25%时的电动机力矩） M 额=9550
)(M N n
N
⋅ N — 取JC=25%时，电机的额定功率（kw ）
n — 取JC=25%时，电机的额定转速（min -1
） 3、低速轴最大径向载荷计算
（六）卷筒
种类：铸造卷筒、焊接卷筒
卷筒的安全检验及报废标准：
1.卷筒上钢丝绳尾端的固定装置，应有防松或自紧的性能；
2.多层缠绕的卷筒，端部应有凸缘。

凸缘高出量，应比最外层高出2倍钢丝绳直径或链条的宽度；
3.用于起升机构和变幅机构的卷筒，筒体无贯通支承轴的结构时，宜采用钢材制造。

4.卷筒直径与钢丝绳直径的比值h
5.卷筒上的钢丝绳工作时放出最多时、卷筒上的余留部分除固定绳尾的圈数，至少还应缠绕2～3圈，以避免绳尾压板或楔套、楔块受力。

6.卷筒出现裂纹或筒壁磨损达原壁厚的20%时，应报废。

（七）钢丝绳
1.钢丝绳的用途及构造
钢丝绳是起重机械的重要零件之一。

它具有强度高、挠性好、自重轻、运行平稳、极少突然断裂等优点。

起重机用钢丝绳的强度一般为1400-1700N/mm2之间。

（1）金属芯——用软钢丝制成，可耐高温并能承受较大的挤压应力，绕性较差，适用于高温或多层缠绕的场合。

（2）有机芯——通常用浸透润滑油的麻绳制成，亦有采用棉芯的。

有机芯易燃，不能用于高温场合。

（3）石棉芯——用石棉绳制成，可耐高温。

2.钢丝绳的类型
（1）根据钢丝绳捻绕的次数分：
①单绕绳
②双绕绳
（2）根据股中相邻二层钢丝的接触状态分：
①点接触钢丝绳
②线接触钢丝绳
②-1外粗型(x-t型)：又称西尔型（X型）
②-2粗细型(x-y型)
②-3密集型(x-c型)
③面接触钢丝绳
（3）根据钢丝绳捻绕的方向分：
①顺绕绳；
②交绕绳；
③混绕绳。

（4）按钢丝绳的绕向分：
①右绕绳；
②左绕绳；
（5）按钢丝绳中股的数目分，有4股绳、6股绳、8股绳和18股绳等。

3、钢丝绳的标记
老标准
钢丝绳6×（19）-21.5-1550-1-光-GB1102-74
新标准
18 NAT 6（9+9+1）+NF 1700 ZZ 190 117 GB/T8918
18 —绳径
NAT—光面丝
6 — 6股
(9+9+1)—股结构
NF —天然芯
1770 —抗拉强度（N/mm2）
Z —绳右捻
Z —股右捻
190 —破断拉力（KN）
117 —每百米长质量（1g/100m）
※说明：
（1）尺寸
①圆形钢丝绳—表示钢丝绳的公称外接园直径。

②编制钢丝绳—同上（见右图）
（2）钢丝绳的表面状态
①光面钢丝：NAT
②A级镀锌钢丝：2AA
③AB级镀锌钢丝：2AB
④B级镀锌钢丝：2BB
（3）股结构代号
①外粗型—又称西尔型（S型）：S
②粗细型—又称瓦林吞型：W
③密集型—又称填充型：T
（4）钢丝绳结构
有绳外部外中心标记，按层次逐层标明总股数，其后在括号标明股的结构；每股的结构由外向中心标志，标明该股的逐层钢丝数。

股的每层丝数用“+”号隔开，绳的每层股数也用“+”号隔开，绳芯也用“+”号隔开。

如：12（6+1）+6（6+1）+NF
（5）绳芯分类
①金属芯—有称钢芯，钢丝绳芯的代号为IWR，钢丝股芯的代号为IWS。

②纤维芯—（天然或合成的）—代号为FC。

③天然纤维芯—代号为NF。

④合成纤维芯—代号为SF。

（6）抗拉强度
钢丝公称抗拉强度R0—用N/mm2作单位表示
（7）捻向
根据捻制方向用两个字母（Z或S）表示，前一个字母表示绳的捻向，第二个字母股的捻向；字母“Z”表示右向捻，“S”表示左向捻。

（8）钢丝绳最小破断拉力：F0
F0—以KN作单位表示
（9）单位长度的质量：M
按每100m计算质量，用kg/100m作单位。

（10）标准号
GB/T8918
4.钢丝绳的选择与使用
（1）钢丝绳的受力特征
钢丝绳受力复杂。

受载时，钢丝中产生拉伸应力、弯曲应力、挤压应力（钢丝绳与滑轮、卷筒等接触挤压，钢丝之间相互挤压）以及钢丝绳捻制时的残余应力等。

当钢丝绳绕过滑轮时，受有交变应力作用，使金属材料产生疲劳，最后由于钢丝之间的摩擦、钢丝绳与绳糟的摩擦使钢丝磨损而破断。

试验表明：
①钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳寿命的影响很大，这是因为绳轮直径减小时，钢丝的弯曲变形加剧，弯曲应力加大，因而钢丝的磨损加快，疲劳损伤加快，钢丝和绳的寿命就降低。

②钢丝绳绕过绳轮时，绳轮与钢丝接触面间的压力和相对滑动，使钢丝磨损断丝，接触应力越大，断丝越迅速。

（2）钢丝绳选择的基本要求
①按选择系数C确定钢丝绳直径
d
S
C
式中 C——选择系数（mm/N）；
S——钢丝绳最大工作静拉力（N）。

系数C值与工作级别有关，按表2-1选取。

②按安全系数选择法确定钢丝绳整绳破断拉力F，再选择钢丝绳直径。

F≥S·K
式中：S—钢丝绳最大工作静拉力
K—安全系数，按下表选择
机构用钢丝绳安全系数
其他用途钢丝绳安全系数
（3）钢丝绳使用的基本要求
①尽可能选用较大的卷筒和滑轮直径（D）。

②单层缠绕的卷筒应切出螺旋槽，螺旋槽和滑轮槽的半径r应与钢丝绳直径d相适应，r太大会使钢丝绳与糟底接触面积太小，r太小有将钢丝绳卡紧的可能。

因此r=0.53d为宜。

③应当尽量减少钢丝绳的弯曲次数，即不要使钢丝绳通过太多的滑轮。

④为提高钢丝绳的使用寿命，应尽量选用线接触钢丝绳，不宜选用点接触钢丝绳。

⑤选用钢丝绳的强度不宜过高，一般不应超过1700N/mm2。

⑥钢丝绳在卷筒上，应能按顺序整齐排列。

⑦载荷由多根钢丝绳支承时，应设有使每根钢丝绳均衡受力的装置。

⑧起升机构和变幅机构，不得使用编结接长的钢丝绳。

⑨起升高度较大的起重机，宜采用不旋转、无松散倾向的钢丝绳。

⑩当吊钩处于工作位置最低点时，钢丝绳在卷筒上缠绕圈数，除去固定绳尾的圈数，必须不少于2圈。

○11吊运熔化或炽热金属的钢丝绳，应采用石棉芯等耐高温的钢丝绳。

○12钢丝绳开卷时，应防止打结或扭曲。

○13钢丝绳应保持良好的润滑状态。

○14对日常使用的钢丝绳应每天检查，包括对端部的固定连接、平衡滑轮处的检查，并作出安全性的判断。

4.钢丝绳的报废
（1）断丝的性质和数量
（2）绳端断丝
当绳端或其附近出现断丝时，即使数量很少，也表明该部位应力很高。

（3）断丝的局部聚集程度
如果断丝紧靠一起形成局部聚集，则钢丝绳应报废。

（4）断丝的增长率
在某些使用场合，疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因，但断丝数逐渐啬，其时间间隔越来越短。

（5）绳股折断
如果出现整根绳股的断裂，则钢丝绳应报废。

（6）由于绳芯损坏而引起的绳径减小
（7）弹性降低
（8）外部及部磨损程度
①部磨损及压坑
②外部磨损：磨损使钢丝绳截面积减少，因而强度降低。

当外层钢丝磨损达到其直径的40%时，或者当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时，钢丝绳应报废。

（9）外部及部腐蚀
①外部腐蚀：当表面出现深坑、麻点，钢丝相当松弛时应报废；
②部腐蚀
（10）变形
①波浪形
②笼形畸变
③绳股挤出
④钢丝挤出
⑤绳径局部增大
⑥扭结
⑦绳径局部减小
⑧局部被压扁
⑨弯折
（11）由于热或电弧的作用而引起的损坏
5.钢丝绳的检验
（1）检验分类
①日常检验
②定期检验
③特殊检验
（2）钢丝绳检验部位（见表2-6）
（3）检验方法
①断丝的检验
一个节距断丝的统计（包括外部和部断丝），对6股或8股钢丝绳，可以只统计外表面的断丝断，即使在同一条钢丝上有两处断丝，亦应按二根断丝统计。

注意断丝的部位和形态，即断丝发生在绳股的凸出部位还是凹谷部位。

根据断丝的形态，可以判断发生断丝的原因。

图2-12是断丝形态图。

图中①是拉力造成的断丝；②是摩擦造成的断丝；③是疲劳造成的断丝；④是扭转造成的断丝；⑤是各种复杂因素造成的断丝。

②磨损的检验：
②-1磨损状态有同心磨损和偏心磨损两种；
②-2磨损的种类有单纯磨损和粘性磨损两种；
②-3腐蚀；
②-4变形；
②-5电弧及火烤的影响；
②-6钢丝绳的润滑检验
（4）几个具体问题
钢丝绳直径的测量
（八）滑轮
滑轮的主要作用，是用来改变钢丝绳的运动方向和达到省力的目的。

也常用作均衡滑轮，以均衡二支钢丝绳的力。

1.滑轮的种类和构造
工作滑轮，根据其轴线是否运动，分为动滑轮和定滑轮。

只利用滑轮的传动来平衡钢丝绳拉力的，叫均衡滑轮。

按滑轮的制造工艺，可分为锻造、铸造、焊接三种。

2.滑轮的检验
（1）滑轮直径与钢丝绳直径的比值h2；
（2）滑轮槽应光洁平滑，不得有损伤钢丝绳的缺陷；（3）滑轮应有防止钢丝绳跳出绳槽的装置；
（4）金属铸造的滑轮，出现下列情况之一时，应报废：
①裂纹；
②轮槽不均匀磨损达3mm；
③轮槽壁厚磨损达原壁厚的20%；
④因磨损使轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的50%
⑤其它损害钢丝绳的缺陷。

（九）吊钩
1.吊钩的材料
吊钩的材料要求具有较高的强度的塑韧性，没有突然断裂的危险。

目前吊钩广泛采用低碳钢和低碳合金钢制造。

锻造吊钩的材料应采用DG20、DG20Mn、DG34CrMo、DG34CrNiMo、DG30Cr2Ni2Mo钢制造。

片式吊钩一般用于大吨位或受强烈灼热的场所，它通常是用厚度不小于20mm的A3、20或16Mn钢板制造。

2.吊钩的分类与构造
吊钩根据形状的不同，又可分为单钩和双钩两种。

吊钩钩身截面形状有圆形、方形、梯形和T字形。

T字形截面最合理，但锻造工艺复杂。

梯形截面受力较合理，锻造容易。

3.吊钩组
吊钩组就是吊钩与滑轮的动滑轮的组合体。

吊钩组有长型与短型两种。

长型吊钩组采用普通的钩柄较短的短吊钩，支承在吊钩横梁上，滑轮支承在单独的滑轮轴上。

短型吊钩组过去采用长吊钩。

4.在用锻造吊钩的检验要求
（1）吊钩的表面不允许存在裂纹，否则应报废
检验方法：目测，或用20倍放大镜及着色检查。

（2）对采用GB10051-88《起重吊钩》规定的新材料制造的吊钩，开口变形达原尺寸的10%时，应报废；其它吊钩的开口变形达原尺寸的15%时，应报废。

检验方法：用游标卡尺测量。

（3）检查吊钩的扭转变形，当钩身扭转超过10°时，应报废。

（4）吊钩的钩柄不得有塑性变形，否则应报废。

检验方法：目测或用游标卡尺测量判断。

（5）检查吊钩危险断面的磨损量，当其实际尺寸小于原尺寸的90%（对采用GB10051-88《起重吊钩》规定的新材料制造的吊钩为95%）时，应报废。

检验方法：可用游标卡尺或外卡钳测量。

（6）吊钩的螺纹应尽量避免产生腐蚀现象。

检验方法：目测。

（7）吊钩钩柄腐蚀后的尺寸不得小于原尺寸的90%，否则应报废。

检验方法：用游标卡尺或外卡钳测量。

（8）吊钩的缺陷不允许焊补（例如，为了修补磨损）。

第四节 起升机构的计算
一、计算钢丝绳的最大静拉力，选择钢丝绳直径。

)(0max N am Q Q S d
z ηη+= (2-12) 式中 m ax S ——吊额定起重量时绕上卷筒的钢丝绳分支的静拉力（N ）； Q ——额定起升载荷（N ）；
Q 0 ——吊具自重（N ），抓斗、电磁铁的自重计入Q ，计算时可按
表2-15选取，当起升高度较大，钢丝绳自重不能忽略时，还须考虑钢丝绳重量；
a ——绕上卷筒的分支数；
m ——滑轮组倍率；
z η——滑轮组效率，见表2-16；
d η——导向滑轮效率，.......21ηηη⋅=d ，见表2-17。

二、卷筒转速计算
单层卷绕卷筒的转速为：
（2-13）
式中 t n ——卷筒转速（r/min ）；
V ——起升速度（m/min ）
； 0D ——卷筒的卷绕直径（m ），d D D +=0（D 为卷筒槽底直径，d 为钢丝绳直径）。

三、电动机选择
1.计算电动机的静功率
（2-14）
式中 j p ——电动机静功率（kW ）；
η——机构总效率（一般取η=0.85-0.9）
；c t d z ηηηηη⋅⋅⋅=；d t ηη≈，c η为传动效率，见表2-18。

2.选择电动机功率
按满载起升计算所得静功率j p ,还应考虑空钩升降和起动过电流对电动
机发热的影响。

（2-15）
式中 p ——电动机初选功率（kW ）；
G ——稳态负载平均系数，分7.01=G ，8.02=G ，9.03=G ，0.14=G 四种情况。

当起升机构接电持续率和G 值无具体资料时，可按表2-19选取
m in)/(0r D mV n t π=)(100060)(0kW V Q Q p j η⨯+=)(kW Gp p i =
四、选择减速器
按下式进行传动比计算：
（2-16）
式中 n ——电动机额定转速（r/min ）； 按设计方案考虑传动比分配，选用标准减速器，根据o i 确定出实际传动
比i 。

还应校核高速轴许用功率、低速轴最大许用扭矩、低速轴许用最大径向载荷。

低速轴许用最大径向载荷为：
2S P max max 筒
G +=
电机实际力矩力矩应小于低速轴最大许用扭矩：
()[]M T M n ≤=ηψi 8.0~7.0max 其中：n
p T n 9550=（N ·m ） 五、选择制动器
起升机构制动器的制动转矩必须大于吊重产生的静转矩，应满足下式要求：
（2-17）
式中 z T ——制动器制动转矩（N ·m ）；
z k ——制动安全系数，见表2-14。

根据计算出的z T 选择制动器型号。

六、选择联轴器
t
o n n i =)(2)(00m N i m D Q Q k T z z ⋅⋅⋅+≥η
根据所传递的扭矩、转速和轴径等参数选择联轴器的规格。

起升机构的联轴器应满足下式要求：
(2-18)
式中 T ——联轴器传递的扭矩（N ·m ）；
1k ——联轴器重要度系数，按表2-20选取；
2k ——考虑工作级别系数，按I 类载荷计算时，按表2-21选取，按Ⅱ类
载荷计算时，取12=k ；
3k ——角度偏差系数，按表2-22选取；
T Ⅱmax ——按第Ⅱ类载荷计算的轴传最大扭矩（N ·m ），对高速轴
n m T T ⋅=λ)8.0~7.0(IImax ，m λ为电动机转矩允许过载倍数，n T 为电动机额定转矩，
n
p T n 9550=（N ·m ），P 为电动机额定功率（kW ），n 为电动机额定转速（r/min ）；对低速轴，j i T T ϕ=IIm ax ，i ϕ为起升载荷动载系数，j T 为钢丝绳最大静拉力作用
于转筒的扭矩（N ·m ）；
[]T ——联轴器许用扭矩，由有关手册查取。

第五节 起重机金属结构常用材料
一、起重运输机金属结构常用材料的分类
由于起重运输机金属结构多采用焊接结构，故要求材料具有良好的可焊性。

此外，还要求起重运输机金属结构的材料有较好的时效性和防腐性。

目前起重运输机金属结构主要构件所用的材料有普通碳素钢、优质碳素结构钢、普通低合金钢、合金结构钢。

[]T T k k k T ≤⋅=IImax 321。