起重機零部件 工程機械(第7章)

起重機零部件工程機械(第7章)第七章起重機零部件鋼絲繩1制動器3卷揚機4滑輪、滑輪組和卷筒2第七章學習目標及基本要求學習目標及基本要求：（1）掌握起重機零部件的基本組成和作用；（2）掌握鋼絲繩的破壞原因和選用原則；（3）掌握單聯(lián)滑輪組的效率及鋼絲繩拉力計算；（4）掌握卷揚機的選用和卷筒容繩量的計算方法；重難點：（1）卷筒容繩量的計算方法。（2）單聯(lián)滑輪組的效率及鋼絲繩拉力計算。熟悉了解:（1）鋼絲繩的種類、鋼絲繩捻繞方式及繩端固接方法；（2）滑輪組倍率，各類制動器、卷揚機的工作原理。起重機圖片（二）

輪胎起重機（專用底盤）汽車起重機（專用汽車底盤）起重機圖片（三）

履帶式起重機起重機圖片（一）

門式起重機塔式起重機龍門吊桅桿式起重機起重機的專用零部件組成鋼絲繩：傳遞運動和力?；啠捍├@鋼絲繩，改變鋼絲繩的走向?；喗M：鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動滑輪的裝置。卷筒：貯繩,傳遞動力,將繩的回轉運動轉變?yōu)橹本€運動。制動器：控制機械的運動速度，使其減速或停止。卷揚機：以電動機為動力，使卷筒作回轉運動。吊鉤：取物裝置起重機的專用零部件的組合1—電動機2—聯(lián)軸器3—減速器4—卷筒5—制動器6—離合器7—滑輪組（滑輪、鋼絲繩）8—吊鉤7.1鋼絲繩一、鋼絲繩的種類

鋼絲繩的鋼絲：優(yōu)質碳素結構鋼，抗拉強度1400～2000MPa鋼絲有光面和鍍鋅兩種1、按鋼絲韌性的高低鋼絲繩分類特級、I級、Ⅱ級。起重機多采用I級，載客電梯用特級，捆綁系物用Ⅱ級。2、根據(jù)鋼絲繩捻繞次數(shù)分類單繞繩、雙繞繩、三繞繩。7.1鋼絲繩單繞繩:由若干斷面相同或不同的鋼絲一次捻繞而成，主要用作不運動的張緊繩、支撐繩。雙繞繩:先由鋼絲繞成股，再用股繞成繩。它強度高，撓性好，廣泛用于起重機械中，即作起重繩。三繞繩:把雙繞繩作為股，再用這種股繞成的繩。它的撓性最好，但制造復雜，外層鋼絲細，易磨損斷裂，起重機中用得很少。3、繩芯的作用充填中央斷面，增加鋼絲繩的撓性、彈性和抗橫壓能力。繩芯：有機芯、纖維芯、石棉芯和金屬芯四種。起重機上宜用纖維芯或金屬芯鋼絲繩7.1鋼絲繩4、按股繞成繩時的繞制螺旋方向分類:“右捻”繩，"左捻"繩。“右捻”繩用“Z”，“左捻”繩用“S”表示。7.1鋼絲繩5、按鋼絲繩的繞制方法的不同分類交互捻、同向捻、混合捻鋼絲繩交互捻鋼絲繩(圖7-1d、c）是鋼絲繞成股的方向和股捻成繩的方向相反的鋼絲繩。交互捻鋼絲繩易磨損，撓性較差，壽命較短，不容易扭轉打結，使用方便，在起重機中廣泛使用。同向捻鋼絲繩(圖7-1a、b）是鋼絲繞成股的方向和股捻成繩的方向相同的鋼絲繩。同向捻鋼絲繩壽命長，撓性好，但容易打結，不宜用作起升繩?；旌夏礓摻z繩是鋼絲繞成股的方向和股捻成繩的方向一部分相同，一部分相反。7.1鋼絲繩6、根據(jù)繩股的構造和絲與絲的接觸狀態(tài)不同分類點接觸、線接觸、面接觸鋼絲繩三種。7.1鋼絲繩點接觸繩(D型)，繩股中各層鋼絲直徑相同(圖7-2a)，股中相鄰各層鋼絲的捻距不等，彼此交叉，在交叉點上成點接觸。這種鋼絲繩易于磨損折斷，壽命較短，但制造工藝簡單。線接觸繩有西爾型(X)、瓦林吞型(W)和填充型(T)等結構，分別如圖7-2b)、c)、d)所示。繩股內鋼絲直徑不同，但各層鋼絲的捻距相等，外層鋼絲位于內層各鋼絲之間的溝縫里，內外層鋼絲在一條螺旋線上互相接觸，接觸應力較小，撓性好。這種鋼絲繩壽命長，承載能力強，廣泛用于各種起重機中。面接觸繩的鋼絲制成梯形、“S”等異形斷面，如圖7-2e)所示。這種鋼絲繩的優(yōu)點同線接觸型繩，但工藝較復雜，較少采用。7.1鋼絲繩7、鋼絲繩的標記方法鋼絲繩的標記方法：鋼絲繩、股數(shù)、結構型式、（股中鋼絲數(shù)目）、直徑、公稱抗拉強度、韌性號、表面情況、捻向、標準號。鋼絲繩標記示例1）公稱抗拉強度1550N／mm2、I號光面鋼絲、直徑35.0mm、右向交互捻瓦林吞型6W(19)鋼絲繩的標記為：鋼絲繩6W(19)-35.0-155-I-光-Z交GBll02--742）公稱抗拉強度1700N／mm2、特號甲組鍍鋅鋼絲、直徑

15.0mm、右同向捻6股37絲點接觸鋼絲繩的標記為：鋼絲繩6×37-15.0-170-特-甲-鍍-Z同GBll02--747.1鋼絲繩二、鋼絲繩直徑的選擇計算根據(jù)機構工作類型和使用要求，選擇鋼絲繩的結構形式根據(jù)鋼絲繩所受的最大靜拉力，選擇破斷拉力總和稍大一些的鋼絲繩采用破斷載荷法確定出鋼絲繩的直徑d式中：∑S絲—鋼絲破斷拉力總和；n—鋼絲繩安全系數(shù)；Smax—鋼絲繩工作時承受的最大靜拉力a—鋼絲繩破斷拉力折減系數(shù)。7.1鋼絲繩三、鋼絲繩的壽命鋼絲繩破壞的原因：金屬疲勞、磨損和腐蝕等，其中金屬疲

勞為其失效的主要原因。鋼絲繩的壽命：從使用時直至達到報廢標準時的使用期限。鋼絲繩報廢標準:（1）在一個捻節(jié)距內，鋼絲繩斷絲數(shù)達到表7-2規(guī)定的數(shù)，則應報廢。（2）當有一股折斷，或者鋼絲徑向磨損或腐蝕量超過原直徑的40％，應報廢。（3）如果外層鋼絲嚴重磨損，但尚低于鋼絲直徑的40％，應根據(jù)磨損程度，按表7-3的折減系數(shù)相應減少報廢斷絲數(shù)7.1鋼絲繩提高鋼絲繩壽命的主要措施：（1）要求滑輪或卷筒必須有足夠大的直徑：D≥deD：為卷筒或滑輪的名義直徑，即槽底直徑(mm)；

d：為鋼絲繩直徑(mm)；

e：為所允許的最小輪繩直徑比D/d，由表7-1查取。（2）應盡可能減少鋼絲繩的彎折次數(shù)和反復的正、反向彎繞。（3）滑輪和卷筒的材料應適當軟一些，這樣有利于鋼絲繩壽命的提高。（4）對鋼絲繩進行良好的潤滑和保養(yǎng)。（5）滑輪槽的直徑應比繩的直徑大1～2.5mm?；啿圻^大，鋼絲繩容易壓扁；過小則容易磨損。7.1鋼絲繩四、鋼絲繩端頭的固接方法編結法將鋼絲繩一端繞過套環(huán)后，末端各股分別穿插于各股之間，然后用細鋼絲綁緊，綁扎長度l=（20～25）d,且不應小于300mm。7.1鋼絲繩四、鋼絲繩端頭的固接方法楔形套筒法(方法簡便)鋼絲繩一端繞過楔塊后，連同楔塊一起放入套筒內，靠自鎖將鋼絲繩固定。7.1鋼絲繩四、鋼絲繩端頭的固接方法灌鉛法（操作復雜，較少采用）鋼絲繩末端穿過錐形套筒后，將鋼絲拆散擦凈，彎成小鉤，再彎回錐形套筒里，然后灌入熔鉛。7.1鋼絲繩四、鋼絲繩端頭的固接方法繩卡固定法繩卡由U形螺栓、鞍式零件和螺母組成。將鋼絲繩末端繞過套環(huán)后，用繩卡固定。為了減少連接損壞后繩的損耗，繩卡鞍式零件要扣在承載分支上。繩卡數(shù)量按鋼絲繩直徑（mm）而定。

d≤16：用3個繩卡；d＞26：用6個繩卡；16＜d≤20：用4個繩卡；

20＜d≤26：用5個繩卡；每個螺栓要擰緊到繩被壓扁1/3～1/4直徑為止；之后再將螺栓擰緊一次。7.1鋼絲繩四、鋼絲繩端頭的固接方法鋁合金壓套法

該方法加工工藝性好，重量輕，安裝方便，常作起重機固定拉索用。

與編結法類似，用鋁合金套管代替鋼絲綁扎。壓力機把套管壓制成型，將鋼絲繩固定。7.1鋼絲繩五、鋼絲繩的特點強度高，過載能力強不會突然斷裂，工作安全可靠可在特殊環(huán)境下工作無噪音重量輕成本低7.2滑輪、滑輪組和卷筒

一、滑輪滑輪的作用：穿繞鋼絲繩，改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支拉力。根據(jù)滑輪軸線是否運動分類：定滑輪、動滑輪（靠鋼絲繩懸掛）。（1）定滑輪：只改變力的方向（具有固定軸，位置不變）（2）動滑輪:省力（具有活動軸，隨鋼絲繩的運動而改變位置）按制造工藝的不同分類：鍛造滑輪、鑄造滑輪、焊接滑輪（1）鑄鐵(HT300)滑輪常用于輕級、中級起重機上。（2）球墨鑄鐵(QT500-7)滑輪可用在重級、特重級起重機上。（3）焊接滑輪(Q235)特點是重量輕，強度和韌性都較高。（4）當滑輪直徑D＞800mm時，一般采用鋼板焊接滑輪7.2滑輪、滑輪組和卷筒滑輪的構造a)—鍛造滑輪b)—鑄造滑輪c)—焊接滑輪7.2滑輪、滑輪組和卷筒二、滑輪組

鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動滑輪所組成的裝置.1．滑輪組的種類滑輪組按其作用分類：省力滑輪組(圖7-6)、增速滑輪組(圖7-8)。起重機上常用省力滑輪組。在某些液壓或氣動驅動機構中，如叉車的工作裝置中，采

用增速滑輪組。7.2滑輪、滑輪組和卷筒

7.2滑輪、滑輪組和卷筒2．滑輪組的倍率m滑輪組的倍率：滑輪組中承重鋼絲繩分支數(shù)與引入卷筒的鋼絲繩分支數(shù)之比，也是卷筒上繩的圓周速度與重物起升速度之比。單聯(lián)滑輪組：倍率等于承載分支數(shù),m=Z雙聯(lián)滑輪組：倍率等于承載分支數(shù)Z的一半，m=Z/2。7.2滑輪、滑輪組和卷筒3．單聯(lián)滑輪組的效率及鋼絲繩拉力F2=F1ηF3=F2η=F1η2……Fm-1=Fm-2η=F1ηm-2Fm=Fm-1η=F1ηm-1

F1+F2+F3+…+Fm-1+Fm=QF1(1+η+η2+ηm-2+ηm-1)=Q、（滑輪組效率）7.2滑輪、滑輪組和卷筒承載分支中最大拉力：

總起重量Q

鋼絲繩承載分支數(shù)＝倍率＝m

每個滑輪的效率η

滑輪組的效率:ηn=F0/F1(表7-4)鋼絲繩從滑輪組引出后，再經(jīng)過a個導向輪后，繞入卷筒，卷筒的拉力：

導向輪＝定滑輪滑動軸承η＝0.95,滾動軸承η＝0.987.2滑輪、滑輪組和卷筒三、卷筒1．卷筒的種類卷筒的作用：卷繞、收存鋼絲繩，傳遞動力，把旋轉運動變?yōu)橹本€運動。按照繞繩層數(shù)分類：單層繞卷筒、多層繞卷筒按照卷筒表面結構分類：槽卷筒、光面卷筒多層繞卷筒為光面卷筒，單層繞卷筒為槽卷筒。7.2滑輪、滑輪組和卷筒2．卷筒容繩量卷筒的名義直徑D：槽面卷簡為槽底直徑，光面卷筒為外圓表面直徑。卷筒容繩量：在額定拉力作用下卷筒容納鋼絲繩長度的數(shù)值。不包括鋼絲繩安全圈的長度。對于單層繞光面卷筒，卷筒容繩量為：L=π(D＋d)(z-zO)式中：d—鋼絲繩直徑；z—鋼絲繩總圈數(shù)；D—卷筒名義直徑；z0—鋼絲繩安全圈圈數(shù)；一般z0

=2～3圈。對于多層繞卷筒，卷筒容繩量為：L=zmπ(D＋md)式中：d—鋼絲繩直徑；D—卷筒名義直徑；z—每層繞的圈數(shù)；m—第m層。7.2滑輪、滑輪組和卷筒為確保鋼絲繩在卷筒上卷繞均勻，排列整齊，避免鋼絲繩堆擠和松散，必須保證鋼絲繩出繩水平方向的偏斜角不超過允許的數(shù)值。要求自然排繩的偏斜角γ≤1°30′，排繩器排繩的偏斜角γ≤2°否則將發(fā)生亂繩現(xiàn)象7.2滑輪、滑輪組和卷筒例7-1:某一起升機構，重物所受重力Q為5×104N，起升高度為10m。已知：卷簡直徑300mm,卷筒長度為350mm；鋼絲繩卷繞層數(shù)最多為4層；卷筒轉速n＝50r/min；工作類型為輕型。試確定滑輪組倍率、卷筒上的繞繩拉力、鋼絲繩直徑、滑輪直徑、所需繞繩長度、卷筒容繩量和重物的起升速度。7.2滑輪、滑輪組和卷筒

7.2滑輪、滑輪組和卷筒

7.3制動器制動器的作用：使機構的運動速度降低，直至停止機構運轉，或調節(jié)控制機構的速度。按構造形式不同分類：塊式、帶式、圓盤式、圓錐式，其中雙塊式用得最多。按工作狀態(tài)分類：常閉式、常開式。(1)常閉式，即在機構不工作時，制動器處于自動合閘狀態(tài)。(2)常開式，經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，只有施加外力后才能使它合閘。制動器的制動作用是靠摩擦力實現(xiàn)

7.3制動器一、塊式制動器各種類型的電動起重機上使用最廣的是常閉式塊式制動器。特點:結構簡單，工作可靠，安裝和調整方便，成對的瓦塊壓力互相平衡，制動軸不受彎曲載荷作用。組成：制動臂1、制動瓦塊2、副彈簧3、主彈簧4、推桿5、拉板6、電磁鐵7和銜鐵8等。工作原理：（常閉式）電磁鐵7通電銜鐵閉合推桿5相對于6右移松閘電磁鐵7斷電銜鐵張開推桿5相對于6左移上閘7.3制動器二、帶式制動器組成：制動輪1、制動帶2、墜重3和電磁鐵4等。工作原理（常閉式）特點：結構簡單、緊湊，包角大，制動力矩較大，制動時沖擊小，調節(jié)松緊容易。缺點：制動輪軸承上所受的彎曲作用力較大；襯墊磨損不均勻；散熱差。常用來作為裝在低速軸或卷筒上的安全制動器。7.4卷揚機一、卷揚機型號類：建筑起重機組：建筑卷揚機，代號“J”（卷）型：單卷筒式（不標注），雙卷筒“2”，三卷筒“3”特性：K－快，M－慢，T－調，S－手搖式主參數(shù)代號：鋼絲繩額定靜拉力KN，主參數(shù)×10-1例：單卷筒快速卷揚機“JK”，單卷筒調速卷揚機“JT”，

雙卷筒快速卷揚機“2JK”，雙卷筒慢速卷揚機“2JM”“JK-1”單卷筒快速卷揚機，牽引力9.8KN7.4卷揚機二、卷揚機類型選擇（1）速度提升距離較短，準確性要求較高的選擇慢速卷揚機。長距離提升（如高層建筑施工）或牽引物件，為提高生產率，減少電能消耗，選擇快速卷揚機。（2）筒數(shù)一般建筑施工多采用單筒卷揚機（結構簡單，操作移動方便）雙線軌道上來回牽引斗車，選擇雙筒卷揚機（同一規(guī)格下，一臺比兩臺便宜，減少操作人員，提高生產率）7.4卷揚機卷揚機的種類：電動與手動、快速與慢速、單卷筒與雙卷筒。三、JJK型單筒快速卷揚機組成：電動機1、減速器5、卷筒3和機架等。（見下圖）工作原理：電動機通過減速器驅動卷筒作正、反方向的轉動。電動機停轉時，靠裝在聯(lián)軸器7上的常閉式電磁制動器6制動。卷筒的正反轉都是靠電動機的正反轉實現(xiàn)。特點：這種卷揚機牽引能力較大，工作可靠，操作輕便，所以在施工中被廣泛采用。7.4卷揚機