【文章內容簡介】 載荷，以及考慮動載系數(shù)與相應載荷相乘的動載效應。對于抓斗、電磁吸盤起重機，還應考慮由于突然卸載的動態(tài)減載作用。只考慮基本載荷的組合為組合Ⅰ?！　。?）附加載荷：起重機在正常工作狀態(tài)下，結構所受到的非經常性作用的載荷。它包括起重機工作狀態(tài)下的最大風載荷、起重機偏斜運行側向力、根據(jù)實際情況而考慮的自然載荷，以及某些工藝載荷等?？紤]基本載荷和附加載荷的組合為組合Ⅱ。　?。?）特殊載荷：起重機處于非工作狀態(tài)時，結構可能受到的最大載荷，或者在工作狀態(tài)下結構偶然受到的不利載荷。考慮基本載荷和特殊載荷的組合，或三類載荷都考慮的組合為組合Ⅲ。為保證起重機安全、正常地工作，起重機的金屬結構和機構的零部件應滿足強度、穩(wěn)定性和剛度的要求。強度和穩(wěn)定性要求是指結構構件在載荷作用下產生的內力不應超過許用的承載能力，剛度要求是指結構在載荷作用下產生的變形量不應超過許用的變形值，以及結構的自振周期不應超過許用的振動周期。計算的內容不同，對應的載荷組合類別也不同?！　。?）壽命（耐久性）計算載荷——第Ⅰ類載荷用來計算零部件或金屬結構的耐久性、磨損或發(fā)熱。按正常工作時的等效載荷進行計算。　　工作級別是AAA8級起重機，對于受變載荷作用的機構零件和金屬結構應做疲勞強度驗算。　?。?）強度計算載荷——第Ⅱ類載荷用來計算零部件或金屬結構的強度、受壓和平面彎曲構件的穩(wěn)定性、結構件的剛度、起重機的整體穩(wěn)定性與輪壓。按工作狀態(tài)最大載荷進行強度計算。確定強度計算載荷時，應選取可能出現(xiàn)的最不利的載荷組合。　?。?）驗算載荷——第Ⅲ類載荷用來驗算起重機的某些裝置（如夾軌器）、變幅機構、支承旋轉裝置的某些零件和金屬結構的強度和構件的穩(wěn)定性，以及起重機的整體穩(wěn)定性。按非工作狀態(tài)最大載荷及特殊載荷（安裝載荷、運輸載荷及沖擊載荷等）進行強度驗算?！　≡谄鹬貦C事故處理時，由金屬結構和機構的零部件破壞導致的事故，應進行必要的驗算。驗算時，按實際工況的發(fā)生載荷處理。起重機承載能力的計算方法有許用應力法和極限狀態(tài)法兩種。目前，許用應力法仍是主要采用的方法，許用應力是按材料的強度極限考慮一定的安全儲備來獲得。強度計算的基本條件是零構件危險截面的計算應力不得大于材料的許用應力，而材料的強度極限與許用應力之比的倍數(shù)就是安全系數(shù)?！　“踩禂?shù)的選擇首先要確保安全、可靠，又要做到技術先進，經濟合理。安全系數(shù)的取值既考慮材料的強度儲備、重要度、計算方法精確程度，又要考慮材料的不均勻性和可能存在的缺陷以及實際尺寸的誤差等因素?！　√貏e應該強調指出，起重機零構件的重要度是安全系數(shù)取值的重要依據(jù)。當起重機某些部分損壞會引起嚴重的事故后果（例如引起物品墜落、臂架下落、起重機傾覆等情況發(fā)生）時，所涉及的此類零部件應有較高的安全系數(shù)；當起重機某些零部件在破壞以后僅使起重機停止工作，而不會導致嚴重后果的，則安全系數(shù)可以取低些。不同材料零構件的安全系數(shù)也有區(qū)別，一般鍛件和軋制件可取較低值，鑄件則應取較高值。對于運輸融化金屬或危險物品等的起重機的重要零部件，其安全系數(shù)比常規(guī)取值應加大。另外，工作級別不同，安全系數(shù)也不同。九、起重機取物裝置的安全 　　取物裝置是將物料與起重機聯(lián)系起來進行物料吊運的執(zhí)行裝置。大多數(shù)取物裝置通過撓性卷繞系統(tǒng)或剛性構件懸掛在可沿主梁運行的起重小車上?！　〕３８鶕?jù)物料的形態(tài)、幾何形狀特點和裝卸效率要求來配置取物裝置，一般成件的物品常用吊鉤、吊環(huán)，散料常用抓斗，液體物料使用盛筒、吊罐，還有針對特殊物料的其他特種吊具，如電磁吸盤、旋轉C型鉤，以及集裝箱專用吊具等?！　〉蹉^組是起重機上應用最普遍的取物裝置，它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸以及拉板等零件組成。按形狀有單鉤和雙鉤之分，單鉤常用于較小的起重量，起重量較大時多采用雙鉤。吊鉤在起重作業(yè)中，受到頻繁、沖擊重載荷的反復作用，一旦出現(xiàn)故障就可能導致重物墜落，造成重大人身傷亡或財產損失。因此，吊鉤的基本安全要求就是避免發(fā)生突然斷裂或脫鉤，保證作業(yè)人員的安全和被吊運物料不受損害。吊鉤安全性能需要正確的結構設計、合理選材、適宜的制造方法來保證，并且在使用中要加強安全檢查，發(fā)現(xiàn)超過標準規(guī)定的缺陷要及時報廢更新，使取物裝置保持持續(xù)安全狀態(tài)。吊鉤的基本安全要求如下：（1）吊鉤的材料起重機吊鉤除承受物品重量外還要承受起升機構起動與制動時引起的沖擊載荷作用，它應該具有較高的機械強度和較好的沖擊韌性，一般采用優(yōu)質低碳鎮(zhèn)靜鋼或低碳合金鋼制造。由于機械強度高的材料往往脆性也大，通常對應力集中和裂紋缺陷敏感，所以一般不采用高碳鋼材料制造。（2）吊鉤的制造工藝按制造方法分有模鍛鉤和疊片鉤。模鍛吊鉤為整體鍛造，由于成本低，制造使用都很方便，使用量非常大，缺點是一旦破壞即要整體報廢。疊片式吊鉤（板鉤）是由切割成形的多片軋制鋼板疊片鉚接而成，在鉤口上裝護墊以減小對鋼絲繩磨損，同時使疊片均勻受力，由于板鉤破壞僅限于個別鋼板，一般不會同時整體斷裂，故工作可靠性較整體鍛造吊鉤好，主要用于大起重量或冶金起重機（如鑄造起重機）上?！　∮捎阼T造在工藝上難以完全避免鑄造缺陷，一般不允許使用鑄造鉤；由于無法防止焊接產生的應力集中和可能產生裂紋，不允許焊接制造吊鉤，也不允許用補焊的辦法修復吊鉤。（3）吊鉤的結構以鍛造單鉤為例，吊鉤可以分為鉤身和鉤柄兩部分。　　鉤身制成彎曲形狀，并留有鉤口以方便掛、取吊索、吊鏈。該區(qū)段是承受吊物載荷的主要部分，最常見的截面形狀是梯形。　　鉤柄常制有螺紋，它借助與之相配合的螺母將整個吊鉤懸掛在動滑輪組的橫梁上。吊鉤承載安全的強度計算 按平面彈性曲桿理論對吊鉤的受載狀況進行受力分析可知，吊鉤危險斷面主要在三個部位：水平斷面A—A、垂直斷面B—B和鉤柄螺紋根部C—C斷面（參見 下圖）。危險斷面附近的吊鉤狀態(tài)是安全檢查的重點。 （1）鉤身水平A—A斷面起升載荷對A—A斷面的作用為偏心拉力，所以該斷面受到彎曲和拉伸組合應力作用。斷面內側應力為最大拉應力，斷面外側為最大壓應力，A—A斷面是吊鉤受力最大的斷面。（2）鉤身垂直B—B斷面：受力雖然不如A—A斷面大，卻是吊索強烈磨損的部位，隨著斷面面積減小，承載能力逐漸下降。在操作時應注意控制系物吊索分支的夾角，分支的夾角越大，斷面受力就越大，也就越容易發(fā)生脫鉤。（3）鉤柄尾部的螺紋部位C—C斷面螺紋根部應力集中，還會受到腐蝕，容易在缺陷處斷裂。在進行承載安全的強度計算時，吊鉤受到的載荷不能僅按最大起升質量的靜力作用計算，而應該考慮由于起升質量突然離地起升或下降制動，重力載荷將產生的動態(tài)增大效應，吊鉤的計算載荷必須在靜載荷基礎上乘以起升載荷動載系數(shù)φ2。一般起升速度越大，起升系統(tǒng)的剛度越大，司機操作越猛烈，φ2值也越大，～。在對吊鉤進行強度校核時，應該注意安全系數(shù)n的取值。對于鉤身，；而對于鉤柄螺紋部位，通常n取4。吊鉤的安全檢查與報廢 ：吊鉤應有制造廠的檢驗合格證明，必要時應對吊鉤進行材料化學成分檢驗和必要的機械性能試驗。使用前應測量吊鉤的原始開口度尺寸。：通過目測、觸摸檢查吊鉤的表面狀況。吊鉤表面應該光潔、無毛刺、無銳角，不得有裂紋、折疊、過燒等缺陷，吊鉤缺陷不得補焊。：主要通過探傷檢查吊鉤的內部狀況。吊鉤不得有內部裂紋、白點和影響使用安全的任何夾雜物等缺陷，必要時，應進行內部探傷檢查。：有條件的，特別是用于大起重量時，應該安裝防止吊物意外脫鉤的安全裝置。：（1）裂紋；（2）危險斷面磨損達原尺寸的10%；（3）開口度比原尺寸增加15%；（4）鉤身扭轉變形超過10176。；（5）吊鉤危險斷面或吊鉤頸部產生塑性變形；（6）吊鉤螺紋被腐蝕；（7）疊片鉤襯套磨損達原尺寸的50%時，心軸磨損達原尺寸的5%時，應更換襯套或心軸。十、起重機鋼絲繩安全（一）鋼絲繩是起重機使用率很高的構件之一，這是由于它的獨有特性所決定。與剛性構件相比，鋼絲繩具有強度高、自重輕、柔韌性好、耐沖擊等特點，特別突出的是它的安全可靠性。在正常情況下使用的鋼絲繩一般不會發(fā)生突然破斷，即使破壞也是有前兆的，一般總是從個別、局部斷絲開始，逐漸發(fā)展到整個繩，是有一段時間過程的，除非因為載荷超過其極限破斷力而發(fā)生整繩突然破壞。這就提供了這樣一種可能，只要平常加強對鋼絲繩的安全管理和使用，那么，由鋼絲繩引發(fā)的事故是可以避免的。但是鋼絲繩的受力狀況多變、工作環(huán)境復雜，其破壞除了機械損傷之外，結構選型不當、維護檢查不當，失效的鋼絲繩沒有及時報廢并更新等原因有關。鋼絲繩的安全技術涉及鋼絲繩的種類、制造方法、構造性能、受力狀況，以及維護、檢查、報廢等多方面的問題，是個專業(yè)性比較強的技術，每個安全管理人員和技術人員都應該對鋼絲繩的有關知識、受力狀況和運行狀態(tài)有個基本了解，我們將分幾個專題分別做一介紹。鋼絲繩的構造起重機多用雙繞鋼絲繩，一般都是用捻繩機將若干根鋼絲捻制成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股合在一起，捻繞成螺旋狀的繩。（1）鋼絲：起承受載荷的作用，鋼繩的破斷拉力大小主要取決于鋼絲的抗拉強度。鋼絲通過冷拉拉絲獲得很高的強度和耐彎折的韌性。另外，根據(jù)使用環(huán)境條件不同對鋼絲進行表面處理，使鋼絲繩增強防腐蝕性。（2）繩芯：對繩股起支承作用以減小鋼絲間的接觸應力，增加鋼絲繩彈性和韌性，貯存油潤滑鋼絲、減輕摩擦以提高使用壽命。繩芯材料有機纖維（如麻、棉）、合成尼龍纖維、石棉芯（用于高溫條件）或軟金屬等。鋼絲繩的分類在鋼絲繩受力時，各層鋼絲與鋼絲之間互相跨越而形成接觸，處于互相緊密接觸擠壓狀態(tài)。組成鋼絲繩的鋼絲直徑的差別、股中不同層鋼絲的捻角、捻距等因素都會影響鋼絲繩的性能。按股內鋼絲之間的接觸狀態(tài)可分為點接觸、線接觸和面接觸鋼絲繩。（1）點接觸鋼絲繩（亦稱普通型）：采用等直徑的鋼絲捻制而成，由于各層鋼絲的捻距不等，各層鋼絲與鋼絲之間交叉形成點接觸狀態(tài)。在受拉力時，點接觸處產主應力集中并導致磨損、壓痕，過早地使鋼絲斷裂而報廢，壽命較低，起重機的工作機構一般不采用。優(yōu)點是制造工藝簡單、價廉，常作為捆綁吊索，（2）線接觸鋼絲繩：采用直徑不等的鋼絲捻制，將內外層鋼絲適當搭配，不同層的鋼絲之間在全長上呈線接觸狀態(tài)，由于接觸面積較點接觸鋼絲繩的大，使受載時鋼絲的接觸應力降低。常見的有西爾型（外粗式）、瓦林吞型（粗細型）和填充型（密集式）等。線接觸鋼絲繩承載力強、撓性好、壽命較高，品種也愈來愈多。起重機的工作機構應優(yōu)先采用線接觸鋼絲繩。（3）面接觸鋼絲繩（密封式）：通常以圓鋼絲為股芯，用特殊方法制造，使最外一層或幾層采用異形斷面的鋼絲，層與層之間呈面接觸狀態(tài)。其特點是撓性好、強度高、耐腐蝕，但制造工藝復雜，價格高，起重機上很少使用。鋼絲繩的捻向根據(jù)鋼絲繩由絲捻成股的方向，與由股捻成繩的方向是否一致，可分為交互捻或同向捻鋼絲繩。根據(jù)繩股的捻向可分為右交互捻，左交互捻，右同向捻左同向捻四種。（1）交互捻鋼絲繩（交繞繩）：絲捻成股與股捻成繩的捻制方向相反，在鋼絲繩受力伸長時，迫使股內鋼絲相互壓緊，產生阻抗轉動的反力矩，使用中不易扭轉和松散，因而在起重機的工作機構上得到了普遍的應用。為防止卸載后鋼絲繩帶動吊鉤滑輪組扭轉打卷傷人，起升機構一般均采用交互捻鋼絲繩。（2）同向捻鋼絲繩（順繞繩）：絲捻成股與股捻成繩的方向相同，其撓性好，但由于旋轉性較強，散股的趨向大，且穩(wěn)定性較差，容易扭結，在小的滑輪槽中經過時，容易扭曲成攏狀，使結構遭到破壞，一般只作為牽引繩或張緊繩。（3）不扭轉鋼絲繩：這種鋼絲繩在設計時，使股與繩的扭轉力矩相等，方向相反，在起升高度較大的起重機上使用，并越來越受到重視。十一、鋼絲繩的特性鋼絲繩的特性主要表現(xiàn)在鋼絲繩的破斷拉力、耐扭轉彎折的韌性和對惡劣使用環(huán)境的耐腐蝕性，是由組成鋼絲繩的鋼絲特性所決定。鋼絲繩還具有很高的可靠性，在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的壽命期限內，當執(zhí)行規(guī)定功能時，極少發(fā)生無先兆突然整繩斷裂的危險，表現(xiàn)出較好的安全性。安全工程人員對起重機實施安全管理，就應該認識鋼絲繩，并對鋼絲繩的性能和使用時的適用條件有個基本了解。1．鋼絲繩的強度鋼絲的抗拉強度所決定的鋼絲繩的破斷拉力是鋼絲繩最重要的性能指標，而鋼絲的抗拉強度是通過冷拔拉絲這個特殊制造工藝獲得的。高抗拉強度可以提高鋼絲承受動載荷和抗擠壓能力，但隨之韌性降低、脆性增加，在重載且反復彎曲的使用條件下容易斷裂。所以，鋼絲繩并不是抗拉強度越高越好，而需要綜合考慮。通過實驗得知，抗拉強度在1550MPa～850MPa之間的鋼絲繩，其抗拉、抗擠壓、耐磨損，柔韌性綜合特性較好，是起重機的工作機構優(yōu)先選擇的用繩。2．鋼絲繩的韌性韌性是保證鋼絲繩可靠性的重要參數(shù)，是根據(jù)單根鋼絲的試驗結果所決定。將單根鋼絲360度連續(xù)地扭轉和180度不間斷地反復彎折，直至斷裂，根據(jù)試驗鋼絲不發(fā)生斷裂的耐受次數(shù)進行韌性分級，耐受次數(shù)越多，鋼絲繩的韌性就越好，等級也越高。按照國家標準，鋼絲繩的韌性分為特、Ⅰ、Ⅱ三個等級。特級韌性最好，用于重要場合，如載客電梯、礦井的載人提升機等；Ⅰ級韌性比特級稍低，但可靠性也不錯，一般作為起重機的各個工作機構用繩；Ⅱ級韌性較低，但成本也低，常用于次要、更換頻繁的場合，如捆綁繩、吊索等。3．