起重类设备基础知识

机械类安全工器具(起重设备)基础知识*安全工器具的失效及选用准则

安全工器具通常包括起重类机械设备、电动工具等，因其选用或操作不当，极易造成人身伤害和设备事故，危害极大，所以称之为安全工器具。

A.机械类安全工器具失效的主要形式是强度、刚度和磨损，高速机械还应考虑振动失效。

1、零件本体失效

强度失效是指静载、疲劳、冲击断裂失效。

刚度失效是指弹性变形过大失效（如轴的弯曲变形量影响轴上齿轮的啮合情况）。

振动失效是指共振失效、噪声超过标准。

稳定性失效即失稳（如压杆）失效。

2、零件表面失效

受力表面的挤压强度失效、打滑或松脱失效、磨损失效、疲劳失效、过度发热失效等。

不受力表面的腐蚀失效。

B.选用准则

1、强度准则要求零件在工作时不产生强度失效，即，零件中的应力不超过所允许的限度，即许用应力。

2、刚度准则要求零件的弹性变形小于或等于允许值。

3、耐磨性准则指零件抵抗磨损的能力。

4、振动稳定性准则如果某一个零件的固有频率与激振源的频率相同或为其整数倍时，则这些零件就会产生共振，破坏正常工作。

5、可靠性准则可靠性表示系统、机器或零件等在规定时间内能稳定工作的程度或性质。

一个由多个零件组成的串联系统，任意一个零件失效都会使整个机器失效，如R1、R2、R3、…R n为各个零件的可靠度，则整个系统的可靠度为

R=R1.R2.R3…R n

一、起重机械与吊装作业

起重机械属于机电类特种设备，广泛用于取物、起升和吊装作业。《特种设备监察条例》第七章第88条规定：起重设备是指用垂直升降或垂直升降并水平移动的机电设备。其范围规定为额定起重量大于0.5t的升降机，额定起重量大于或等于1t且提升高度大于或等于2m的起重机以及承重形式固定的电动葫芦等。

吊装作业根据吊装重物质量m的大小划分为:一级（大型）吊装作业m＞80t、二级（中型）吊装作业40t≤m≤80t、三级（一般）吊装作业m＜40t。

吊装作业人员必须持有特殊工种作业证。吊装作业大于10吨的物体应办理《吊装安全作业证》。吊装质量大于等于40t的物体和土建工程主体结构，或吊物虽不足40t，但形状复杂、刚度小、长径比大、精密贵重、施工条件特殊的情况下，都应编制吊装方案。

二、起重机的分类

起重机械按照运行方式可分为轻小型设备、桥式类型起重机械、臂架式类型起重机和升降机等；按照载荷率分为轻型、中型、重型、特重型四类。

三、起重机的结构、特点和工作原理

1、起重机主要由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统、金属结构及安全保护装置等组成。起重机既是循环工作的机械，也是一种间歇动作的机械，具有间歇重复工作的特点。

2、通过对控制系统的操纵，驱动动力装置将动力能量输入，借助金属结构和工作机构（起升机构、运行机构、变幅机构、旋转机构或行走机构）单独或组合运动，带动取物装置通过吊、抓、吸、夹、托或其他方式，在较大空间范围内完成对物料（或设备）的搬运或吊装任务。金属结构将各工作机构、传动装置、电气设备等通过不同的配合、组合、连接，安装调试，组成一个整体，并承载起重机的自重和吊重。

四、轻小型起重机械及其特征

轻小型起重机械是指千斤顶、手拉葫芦、滑车、绞车、电动葫芦、单轨起重机械等。特征是：工作机构多位单一的升降机构，在特定的场合下，也可以作水平运输。这种机械起吊能力小，结构简单，造价低，携带较为方便。

五、起重工机具

1、钢丝绳钢丝绳是由许多很细的钢丝捻制而成的。是起重机上不可缺少的挠性构件。钢丝绳具有较高的强度和挠性，具有断面相等、强度高、弹性大、耐磨损、运行平稳、无噪声、自重轻、成本低、工作可靠等优点。

钢丝绳按捻制方法分为单绕、双绕和三绕钢丝绳三种。双绕钢丝绳因其钢丝数目多而细，挠性大，易于绕上滑轮和卷筒在起重机上应用较多。

起重机上使用的钢丝绳的绳芯一般以麻芯居多，它具有较高的挠性和弹性，并能储存一定的润滑油，当钢丝绳被拉伸时，油挤到钢丝之间起润滑作用。钢丝芯适用于高温或多层缠绕的场合；石棉芯适用于高温的场合；有机芯适用于非高温场合。

双绕钢丝绳按捻制方向分为同向捻、交互捻和混合捻。同向捻有扭转、松散的趋势，一般仅作为牵引绳使用。交互捻钢丝绳广泛用于起重机械上（起升机构和变幅机构必须采用），优点是没有松散和扭转的趋势，缺点是接触差、易磨损、寿命短。

具有下列情况之一的钢丝绳予以报废：（1）整股钢丝绳断裂；（2）绳芯外露、绳芯损坏；（3）钢丝绳扭结严重；（4）局部外层钢丝伸长呈笼型状态；（5）腐蚀、磨损和断丝数符合报废条件的；（6）变形、外观呈波浪形、绳股挤出、绳径局部增大或减小、部分被压扁、整根钢丝绳纤维芯或麻芯被挤出，钢丝绳表面腐蚀凭视觉观察显著时；（7）断丝局部聚集或断丝数符合报废条件；（8）由于电弧作用或受热过度而引起的损坏；（9）其他符合报废条件的。

钢丝绳的维护保养：（1）当工作的钢丝绳锈迹污物时，应进行清洗除污保养；（2）对卷筒或滑轮的绳槽也应经常清理污物，绳槽有损坏的应及时修整或更换；（3）当起升钢丝绳分支在四支以上时，空载时常见在空中打花扭结，此时应及时拆卸钢丝绳，使其伸直，在自由状态下放松，然后再重新安装；（4）对于吊装捆绑绳，除了适当的清洗浸油保养外，要注意加垫，保护钢丝绳不被重物棱角割伤，使用中尽量避免与灰尘、沙土、煤粉、矿渣、酸碱化合物接触，一旦接触应及时清除干净；（5）为防止钢丝绳生锈，应经常保持其清洁，并定期涂抹防锈油，或汽缸油等浓矿物油。在保存时最少6个月涂抹一次。

2、绳卡（钢丝绳轧头）绳卡的使用要求主要是：夹紧时，所有绳卡的数量与间距和钢丝绳的直径成正比，并预留安全弯。一般的间距最少为钢丝绳直径的6倍。最少不得少于3个。绳卡压板应在钢丝绳长头一边。

3、取物装置取物装置又称吊具，按吊运物料的类型分为成件货物类（吊钩、夹钳、集装箱专用吊具等）、散装物料类（抓斗、起重电磁铁及料斗等）、液态物品类（桶、缸及特种容器等）吊具三种。

吊钩、吊环（D型卸扣）安全使用要求：（1）表面光滑、不得有破口、剥落、刻痕、锐角、接缝和裂纹等缺陷；（2）不准超载使用；（3）吊钩应转动灵活；不准使用补焊后的吊钩吊环；（4）吊钩偏斜角不应超过10°；（5）使用吊钩与重物吊环相连接时，必须保证吊钩的位置和受力符合要求；（6）吊钩的定位螺栓、开口销、止推轴承上方的螺母紧固完好，连接可靠；（7）吊环使用必须垂直受力，严禁横向受力；（8）吊环螺纹在旋转时必须拧紧，以防松脱使吊物脱落；（9）使用两个吊环同时工作时，两个吊环面的夹角不得大于90°。

六、千斤顶

1、锥齿轮式螺旋千斤顶主要由壳体装置内的螺母套筒、螺杆、伞齿轮传动机构等组成，在伞齿轮外部装有摇把处设置有换向扳钮，通过伞齿轮的正反转，带动螺杆的逆顺方向转动，从而实现套筒沿壳体上部的键条升降，顶升或降下重物。可以在竖直和水平方向使用。（常用规格性能如下表）

常用规格起重量t 最低高度 mm 手柄长度mm 操作力N 操作人数自重kg LQ-5 5 250 600 130 1 7.5