建筑工程起重机械施工安全技术培训.ppt

建筑施工起重机械安全学习与探讨,起重机械法律法规体系结构模型,我国标准的特殊性：强制性标准是技术法规之一,法律:中华人民共和国建筑法,1997年11月1日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过中华人民共和国主席令第91号公布自1998年3月1日起施行。中华人民共和国主席江泽民,中华人民共和国安全生法,2002年6月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过中华人民共和国主席令第70号公布 自2002年11月1日起施行,法规：建设工程安全生产管理条例,中华人民共和国国务院令 第393号 建设工程安全生产管理条例已经2003年11月12日国务院第28次常务会议通过，现予公布，自2004年2月1日起施行。总理 温家宝 二三年十一月二十四日,特种设备安全监察条例,国务院关于修改特种设备安全监察条例的决定已经2009年1月14日国务院第46次常务会议通过，自2009年5月1日起施行。,规章：建筑起重机械安全监督管理规定,中华人民共和国建设部令 第166号建筑起重机械安全监督管理规定已于2008年1月8号经建设部第145次常务会议讨论通过，现予发布，自2008年6月1日起施行。建设部部长 汪光焘,管理办法 建筑起重机械备案登记办法,建质200876号中华人民共和国住房和城乡建设部二八年四月十八日,危险性较大的分部分项工程安全管理办法,（建质200987号）中华人民共和国住房和城乡建设部二九年五月十三日,强制标准,塔式起重机安全规程 GB5144-2006施工升降机安全规程 GB10055-2007 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ462005,建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程 JGJ196-2010 建筑施工升降机安装、使用、拆卸安全技术规程 JGJ215-2010 龙门架及井字架物料提升机安全技术规范 JGJ88-2010 建筑施工工具式脚手架安全技术规范JGJ202-2010,建筑施工工具式脚手架安全技术规范JGJ202-2010 施工升降机齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器 JG121-2000,塔式起重机安全规程 GB5144-2006 替代GB5144-1994。2007年10月1日实施 规定了塔式起重机在设计、制造、安装、使用、维修、检验等方面应遵守的安全技术要求。,施工升降机安全规程 GB 10055-2007 替代GB10055-1996 施工升降机安全规则 2007年10月1日实施 规定了施工升降机在设计、制造、安装与使用等方面应遵守的安全技术要求。适用于GB/T10054-2005所定义的施工升降机(包括齿轮齿条式和钢丝绳式),龙门架及井字架物料提升 机安全技术规范 JGJ88-2010 2011年2月1日实施 安装、拆除单位应具有起重机械安拆资质及安全生产许可证 安装、拆除作业人员必须经专门培训，取得特种作业资格证,主要技术内容：1.规定物料提升机额定起重量不宜超过160kN，安装高度不宜超过30m，安装高度超过30m的物料提升机增加限制条件；2.增加对曳引轮直径与钢丝绳直径的比值、钢丝绳在曳引轮上的包角及曳引力自动平衡装置的规定；3.增加对起重量限制器和防坠安全器的规定4.对防护围栏、停层平台及平台门的强度、安装高度和安装位置提出具体的规定；5.附录中增加物料提升机安装验收表。,建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程 JGJ196-2010 2010年7月1日执行 规定了塔式起重机的安装、使用和拆卸的基本技术要求,建筑施工升降机安装、使用、拆卸安全技术规程 JGJ215-2010 2010年12月1日实施 规定了施工升降机的安装、使用和拆卸的基本技术要求 适用于齿轮齿条式、钢丝绳式人货两用施工升降机,施工升降机齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器 JG121-2000 2000年12月1日实施 本标准只适用于齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器,本 标 准 规定了施工升降机齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器的定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装和贮存等。本 标 准 适用于额定提升速度不大于2m/s、齿轮齿条传动的人货两用升降机所使用的齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器。,5.3.9 凡属下列情况之一者，必须进行吊笼的坠落试验。试验时安全器的制动距离应符合的规定。a)升 降 机出厂时;b)升 降 机安装过程中和安装完成时;c)更 换 或重新检验的安全器装机时;d)从 安 全器装机之日起每满三个月时。,建筑起重机械：是指纳入特种设备目录，在房屋建筑工地和市政工程工地安装、拆卸、使用的起重机械。条例第三条规定：房屋建筑工地和市政工程工地用起重机械、场（厂）内专用机动车辆的安装、使用的监督管理，由建设行政主管部门依照有关法律、法规的规定执行。,起重机械的定义,（根据特种设备安全监察条例第九十九条附则五)起重机械：是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备，其范围规定为额定起重量0.5t的升降机，额定起重量1t，且提升高度2m的起重机或承重形式的固定的电动葫芦等。,建筑机械的类型：塔式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机、桥式起重机、施工升降机、物料提升机等。常见的建筑起重机械：塔式起重机、施工升降机、物料提升机。,塔式起重机,前 言 塔式起重机是建筑工程和市政工程所使用的常用垂直运输机械。随着建筑业的飞速发展，对塔式起重机的安全性和可靠性提出了越来越高的要求，为了在建筑生产安监过程中，更好地对塔式起重机的使用全过程实施监控，特在此就塔式起重机的有关基本及安全知识，向大家作一个简要的介绍。一、适用于塔式起重机的法规：1、建设工程安全生产管理条件 2、特种设备安全监察条例 3、建筑起重机械安全监督管理规定（建设部令第166号）,前 言,二、适用于塔式起重机的标准：1、塔式起重机GB/T5031 2、塔式起重机安全规程GB5144 3、建筑工程施工机械安装质量检验规程 DGJ32/65 4、建筑机械使用安全技术规程JGJ33 5、施工现场机械设备检查技术规程JGJ160 三、适用于塔式起重机的部门规章：1、建筑起重机械备案登记办法 2、建筑施工特种作业人员管理规定,第一章 塔式起重机基础知识,第一节、塔式起重机的构造及整机稳定性一、构造简介：不论结构简单还是复杂的塔式起重机，其组成都有一个共同特点，它们都是由三大部分组成的，即金属结构、机构和控制系统。1、金属结构：塔式起重机金属结构是由金属材料轧成的型钢和钢板作为基本构件，采用铆接、焊接、螺栓连接、销轴连接等方法，按照一定的结构组成规则连接起来，能够承受载荷的结构物。这种结构又称为塔机的钢结构。,第一章 塔式起重机基础知识,塔式起重机金属结构作为塔机的主要组成部分之一，其作用主要是用来承受来自于方方面面的各种载荷的，其中包括自重载荷。因此结构本身就必须具有足够的强度、刚度和稳定性。塔式起重机金属结构主要包括底架、塔身、爬升套架、起重臂、平衡臂、上下转台、旋转塔身、塔帽、附着装置等。此部分一般约占整机重量的70%的左右。,第一章 塔式起重机基础知识,2、塔式起重机的机构:能使起重机发生某种动作的传动系统，统称为塔式起重机的机构。因起重运输作业的需要，起重机要能完成升降、旋转、变幅、爬升及行走等基本动作，而这些动作必然要由相应的机构来完成。塔式起重机基本机构，是人们早已公认的四大基本机构起升机构、变幅机构、回转机构、行走机构。除此之外如果是自升式塔机还应有液压顶升机构。,第一章 塔式起重机基础知识,起升机构将被吊物件由点变成线；接着变幅机构把线变为面；然后再由回转机构把面变为局部的圆柱体；再通过行走机构就把局部的圆柱体变为了任意体。可以看出通过以上各大机构的联合运行，就能实现被吊物件有效的空间转移。,第一章 塔式起重机基础知识,3、控制系统：塔式起重机各大机构能够有序的按照人的意愿安全运行，就必须依赖控制系统。此系统包括了电气控制柜、操纵台、当然也可以包括和电气控制相关的各安全保护装置。通过该系统确保了起重机运转动作的平稳、准确、安全可靠。安全保护装置中包含了：起重量限制器、起重力矩限制器、起升高度限位器、幅度限位器、回转限制器、风速仪、大车行程限位器、各电气保护装置等。,第一章 塔式起重机基础知识,二、塔机的整机稳定性1、何为整机稳定性 一般塔式起重机的高度与其支承轮廓尺寸的比值都很大，属于高耸设备，就像一个细长杆，且重心较高，稍有差错，极易围绕底部支承轮廓外缘（倾覆边）发生倾覆，所以保证塔式起重机安装及使用当中的整机稳定是一个十分重要的问题，稳定性就是指塔机整机抵抗倾覆的一种能力。,第一章 塔式起重机基础知识,2、塔机的稳定系数 塔机的稳定性可以用稳定系数来表示。就是塔机所有的抗倾覆作用力（如塔身自重、基础压重）对塔机倾覆边的力矩与所有倾覆作用力（如风力、吊重力、工作惯性力）对塔机倾覆边的力矩的比值。抗倾覆力矩（稳定力矩）稳定系数K=倾 覆 力 矩 稳定系数当然是越大越好，我国对稳定系数的要求是，考虑风力动载时K1.15，无风静载时K1.4,第一章 塔式起重机基础知识,3、影响稳定的主要因素（1）地基承载能力（2）基础施工制作（3）轨道坡度（4）风力（5）斜吊重物（6）超载（7）平衡重配置,第一章 塔式起重机基础知识,第二节、塔式起重机的分类一、按回转支承位置分1.上回转塔式起重机 我们常见的塔式起重机大多是上回转式塔式起重机(见图1-1)。上回转塔式起重机将回转支承，平衡重等主要机构均设置在上端，工作时塔身不回转，而是通过支承装置安装在塔顶上的转塔(起重臂、平衡臂及塔帽等组成)旋转。其优点是由于塔身不回转，可简化塔身下部结构、顶升加节方便。缺点是：当建筑物超过塔身高度时，由于平衡臂的影响，限制起重机的回转，同时重心较高，风压增大，压重增加，使整机总重量增加。,图1-1 上回转式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,2.下回转塔式起重机 下回转塔式起重机（见图1-2）除承载能力大之外,还具有以下特点:由于平衡重放在塔身下部的平台上。所以整机童心较低,安全性高;由于大部分机构均安装在塔身下部平台上,使维护工作方便,减少了高空作业。但由于平台较低,为使起重机回转方便,必须安装在离开建筑物有一定安全距离的位置处。,图1-2 下回转式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,第一章 塔式起重机基础知识,二、按变幅方式分1.小车变幅式 这类塔式起重机的起重臂固定在水平位置上(见图1-1),变幅是通过起重臂上的运行小车来实现的,它能充分利用幅度,起重小车可以开到靠近塔身的地方,变幅迅速，但不能调整仰角。除了上面这种最常见的小车变幅式塔机以外，最近几年流行起来一种小车变幅式塔机，没有传统意义上的塔头，而且取消了拉杆，上部结构形状呈水平且均为刚性结构，它就是平头式塔机(见图1-3)。平头式塔机没有传统塔机那种塔头、平衡臂、吊臂及拉杆之间的铰接连接方式，因此平头塔机安装拆卸简单、容易、快捷、省时，由于取消了塔头，安装高度节省了6米以上，实际上降低了安装起重机械的要求。,图1-1 上回转式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,图1-3 小车变幅平头塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,2.动臂变幅式 这类塔式起重机的吊钩滑轮组的定滑轮固定在吊臂头部,起重机变幅由改变起重臂的仰角来实现(见图1-4)，这种塔式起重机可以充分发挥起重高度。,图1-4动臂变幅式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,3.折臂变幅式 这类塔式起重机的基本特点是小车变幅式,同时吸收了动臂变幅式的某些优点。它的吊臂由前后两段(前段吊臂永远保持水平状态,后段可以俯仰摆动)组成,也配有起重小车,构造上与小车变幅式的吊臂、小车相同(见图1-5,6)。,图1-5,6 折臂式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,三、按安装方式分 快速安装式与非快速安装式，目前广泛使用的自升式塔机为非快装式塔机。,四、按底架固定情况分1.固定式 塔机固定在专门制作的基础上进行定点作业(见图1-7)。这类塔机不设行走机构，但在实际使用中，也有的塔机将行走台车固定在轨道上，作为固定式塔机使用。固定式塔机有的采用整体式基础，将塔身底部与基础中的连接件连接；有些中小型塔机采用分体式基础，将底架四角与四个分体基础连接；有的塔机底架上设置中心压重，有的则不设，这应根据塔机整体抗倾覆稳定性的要求计算确定。,第一章 塔式起重机基础知识,图1-7 固定塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,2.行走式 根据其工作时的行走方式的不同又可分为轨道式、履带式、轮胎式和汽车式四种。目前在建筑工地上应用较多的是轨道式，其他三种行走方式在我国基本上很少应用。轨道式塔机可以带载行走，工作效率高，行走平稳，容易就位，但需铺设专用轨道基础。采用水母式底架及其他辅助装置后，塔机还能沿曲线轨道行走，可适应不同平面形状的建筑物的施工要求，在大型建筑工区内通过铺设弯轨，塔机不用拆卸、装运，即可由一个建筑物施工点转移到另一个施工点。,第一章 塔式起重机基础知识,图1-8轨道式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,图1-9汽车塔式起重机,图1-10履带式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,五、按升高方式分 1、固定高度 无附着装置安装到一个固定的独立高度使用及所有附着式塔式起重机在无附着的时候都可成为固定高度的塔式起重机，另外快装式塔式起重机，均为固定高度的塔式起重机。,第一章 塔式起重机基础知识,2、自升式 1）附着式 塔机安装在建筑物一侧，底座固定在专门的基础上或将行走台车固定在轨道上，随着塔身的自行加节升高，每间隔一定高度用专用杆件将塔身与建筑物连接，依附在建筑物上。附着式塔机(见图1-11)是我国目前应用最广泛的一种安装形式，塔机由其他起重设备安装至基本高度后，即可由自身的顶升机构，随建筑,第一章 塔式起重机基础知识,物升高将塔身逐节接高，附着和顶升过程可利用施工间隙进行，对工程进度影响不大，且建筑物仅承受由塔机附着杆件所传递的水平载荷，一般无需特别加固。施工结束后，塔机的拆卸可按安装逆程序进行，不需另设拆卸设备。,第一章 塔式起重机基础知识,图1-11附着式塔式起重机,第一章 塔式起重机基础知识,2）内爬式 塔机安装在建筑物内部，支承在建筑物电梯井内或某一开间内，依靠安装在塔身底部的爬升机构，使整机沿建筑物内通道上升。内爬式塔机(见图1-12)主要应用于超高层建筑的施工，塔身高度固定，塔机自重较轻，利用建筑物的楼层进行爬升，在塔机起升卷筒的容绳量内，其爬升高度不受限制。但塔机全部重量支承在建筑物上，建筑结构需作局部加强，与建筑设计联系比较密切。其爬升须与施工进度协调。施工结束后，需用特设的屋面起重机或辅助起重设备将塔机解体卸至地面。,第一章 塔式起重机基础知识,图1-12内爬式塔式起重机,第三节、塔式起重机参数与型号 一、基本技术参数 塔机的技术参数是选择使用塔机的主要依据。见图1-13,第一章 塔式起重机基础知识,图1-13 塔式起重机主要参数示意图,第一章 塔式起重机基础知识,1.幅度 空载时，塔机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离。最大工作幅度则是指吊钩位于距离塔身最远工作位置时的水平距离。2.起升高度 空载时，塔身处于最大高度，吊钩处于最小幅度处，吊钩支承面对塔机基准面的允许最大垂直距离。3.额定起重量 塔机在各种工作幅度下允许吊起的最大起重量，包括取物装置（如料斗、砖笼等）的重量，但不包括吊钩的重量。不同幅度处的额定起重量是不同的。,第一章 塔式起重机基础知识,4.最大起重量 塔机在正常工作条件下，允许吊起的最大重量。图1-14是一台QTZ40塔机的起重特性曲线，上面一条曲线是4倍率工作状态时的起重特性，最大起重量是4000kg；下面一条曲线是2倍率工作状态时的起重特性，最大起重量是2000kg。,图1-14 QTZ40塔机的起重特性曲线,第一章 塔式起重机基础知识,5.起重力矩 幅度与额定起重量的乘积，计量单位是tm。6.最大起重力矩 最大额定起重量重力与其在设计确定的各种组合臂长中所能达到的最大工作幅度的乘积，计量单位是tm。例如，图1-7中塔机吊钩滑轮组4倍率时，最大起重量是4000kg，允许的最大幅度是11.44m，其最大起重力矩=4*11.44=45.76 tm。7.工作速度 塔机的工作速度包括起升速度、回转速度、变幅速度等。起升速度：起吊各稳定运行速度挡位对应的最大额定起重 量，吊钩上升过程中稳定运动状态下的上升速 度，单位是m/min。,第一章 塔式起重机基础知识,回转速度：塔机在最大额定起重力矩载荷状态、风速小于 3m/s、吊钩位于最大高度时的稳定回转速度，单 位是r/min。小车变幅速度：起吊最大幅度时的额定起重量，风速小于 3m/s，小车稳定运行的速度，单位是m/min。8.塔机重量 塔机重量包括塔机的自重、平衡重和压重的重量。9.尾部回转半径 塔机回转中心线至平衡臂端部的最大距离。为保证塔机拆卸时能正常降塔，确定塔机基础位置时，需要注意这一参数。,二、型号表示方法 塔机型号编制方式极其多样化。过去，我国对此曾作出统一规定。目前，此项规定虽仍执行，但很多塔机生产厂家还有一套表达方式。法、德、意等国的政府部门均未对塔机型号编制方式作出统一规定，而由各厂家自行处理。塔机型号表达的主参数主要有两种：一为额定起重力矩，二为最大臂长及臂端起重量，现就几种典型编制方式介绍如下。,第一章 塔式起重机基础知识,1.按ZBJ04008标准编制 按ZBJ04008执行，我国塔机型号组成为：类组代号+型式、特性代号+主参数代号。类 起重机械Q（起）组 塔式起重机T（塔）型 上回转自升式Z（自）下回转式X（下）下回转自升式S（升）快速安装式K（快）固定式G（固）内爬式P（爬）,第一章 塔式起重机基础知识,主参数为公称起重力矩。标记示例如下。公称起重力矩400kNm快装式塔机：QTK400 公称起重力矩600kNm固定式塔机：QTG600 公称起重力矩1000kNm自升式塔机：QTZ1000有些塔机仍以tm为起重力矩计量单位，则上述三种塔机型号分别表示为QTK40，QTG60，QTZ100。,第一章 塔式起重机基础知识,2.国内一些厂家自编 近年来，国内一些塔机制造厂开始采用具有自已企业特征的型号编制方式，即以厂名代号、注册品牌代替类组代号或以塔机英文第一个字母（Tower Crane）TC代替类组代号，省略形式特性代号，以最大幅度（m）和最大幅度起重量（kN）两个基本参数代号代替主参数代号。标记示例如下。,第一章 塔式起重机基础知识,1）四川建机：厂家编号C7050，表示塔机最大臂长为70m，此时起重量50kN。2）广西建筑机械有限公司（牛头牌NTP）：厂家编号为NTP4513（QTZ63），表示塔机最大臂长为45m，此时起重量13kN。3）中联重科：厂家编号为TC5613（QTZ80H），表示塔机最大臂长为56m，此时起重量13Kn。4）江麓建筑机械有限公司（JiangLu）：厂家编号为JL5515（QTZ80F），表示塔机最大臂长为55m，此时起重量15Kn。5）抚顺永茂建筑机械有限公司：厂家编号为ST70/30，表示塔机最大臂长70m，此时起重量30kN。厂家编号STT293、STT553（此系列编号比较特殊），则分别代表塔机最大工作幅度74m、80m，端部吊重2.5t、3.55t。,第一章 塔式起重机基础知识,6）引进POTAIN编号方法 我国四川建机和沈阳建机引进法国POTAIN技术生产的塔机沿用POTAIN编号方法，其塔机产品型号编制程式较为特别，其型号代表的技术特性如下。塔机型号编号第一个字母为最大臂长代号，代号含义为 F50m H60m K70m M80m 塔机型号编号第二个字符为单绳最大吊重代号，代号含义为 02t 33t 塔机型号编号第三个字符为最大幅度时双绳最大吊重数值，单位为kN。塔机型号编号第四个字符为设计改进型代号。H3/36B，F0/23B均是我国引进POTAIN技术的典型产品，其型号示例如下：,第一章 塔式起重机基础知识,F最大幅度50m代号 0/单绳最大吊载量2t 23最大幅度时最大起重量（kN）B设计改进型代号 H最大幅度60m代号 3/单绳最大吊载量3t 36最大幅度时最大起重量（kN）B设计改进型代号 沈阳建机在引进技术基础上后续开发的塔机型号编号也采用了此法，如K50/50表示塔机最大臂长为70m（K），此时起重量50Kn；M125/75表示塔机最大臂长为80m（M），此时起重量75kN，单绳最大吊重125kN。,第一章 塔式起重机基础知识,3.国外厂家编号 国外一些著名塔机生产厂家的产品型号编制方式与国内按ZBJ04008执行的型号编制方式相似。如德国PEINER公司的SMK（Schnell montagkran）代表快装塔机，ABK（Autobaukran）代表汽车塔机。德国LIEBHERR公司的HC系列，HCB系列代表建筑用自升塔机，HB代表动臂式自升塔机。意大利RAINMONDI公司TK系列、SIMMA公司的GT系列，也都是代表塔机的意思。这些厂家产品型号在外文缩写字母之后的数字或是表示该型塔机的主参数，或是代表该机的最大幅度与相应起重量两项基本参数，或是其他性能参数，各有特点。国外一些企业塔机编制型号的方式亦有采用厂名代号，如意大利ALFA塔机厂的产品型号均以“A”字开头，EDILMAC厂的产品以“E”字开头。,第一章 塔式起重机基础知识,第四节、塔式起重机的主要零部件 一、钢丝绳 1.钢丝绳的构造 钢丝绳是由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。1）钢丝。钢丝绳起到承受载荷的作用，其性能主要由钢丝决定。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形（或异形）丝材，具有很高的强度和韧性，并根据使用环境条件不同对钢丝进行表面处理。2）绳芯。它是用来增加钢丝绳弹性和韧性、润滑铜丝、减轻摩擦，提高使用寿命的。常用绳芯有机纤维（如麻、棉）、合成纤维、石棉芯（高温条件）或软金属等材料。,第一章 塔式起重机基础知识,2.钢丝绳类型 1）按钢丝的接触状态分类 a.点接触钢丝绳：是采用等直径钢丝捻制。b.线接触钢丝绳是采用直径不等的钢丝捻制。c.面接触钢丝绳。2)按钢丝绳的捻向分类 a.交互捻钢丝绳（也称交绕绳）。其丝捻成股与股捻成绳的方向相反。由于股与绳的抢向相反，便用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。b.同向捻钢丝绳（也称顺绕绳）。其丝捻成股与股捻成绳的方向相同，挠性和寿命都较交互捻绳要好，但因其易扭转、松散，一般只用来做牵引绳。c.不扭转钢丝绳。这种钢丝绳在设计时，使股与绳的扭转力矩相等，方向相反，克服了在使用中的扭转现象，常在起升高度较大的起重机上使用，并越来越受到重视。,第一章 塔式起重机基础知识,3.钢丝绳选择 1)确定形式：根据钢丝绳的构造特点，在结合起重机使用条件和要求，如（挠性、耐性、抗高温辐射、防腐性）选择适合该起重机的钢丝绳 2)确定尺寸：钢丝绳的钢丝在工作中的受力情况是很复杂的，它在工作中承受（拉伸、弯曲、挤压、扭转）作用，由此产生力的大小，除与钢丝绳张力有关，还与钢丝和股的数目、绕捻方法、螺旋角大小、钢丝间的接触情况及材料有关，为了简化计算，只根据静载荷按实用及算法选择钢丝绳。,第一章 塔式起重机基础知识,4.钢丝绳破坏原因 钢丝绳在使用过程中经常受到拉伸、弯曲，钢丝绳容易产生“金属疲劳”现象，多次弯曲造成的弯曲疲劳是钢丝绳破坏的主要原因之一。经过数不清次拉伸作用后，钢丝绳之间互相产生摩擦，钢丝绳表面逐渐产生磨损或断丝现象，折断的钢丝数越多，未断的钢丝绳承担的拉力越大，断丝速度加快，断丝超过一定限度后，钢丝绳的安全性能已不能保证，在吊运过程中或意外因素影响下，钢丝绳会突然拉断，化工腐蚀能加速钢丝绳的锈蚀和破坏。造成钢丝绳损伤及破坏的原因是多方面的。概括起来，钢丝绳损伤及破坏的主要原因大致有四个方面。,第一章 塔式起重机基础知识,1)截面积减少 钢丝绳截面积减少是因钢丝绳内外部磨损、损耗及腐蚀造成的。钢丝绳在滑轮、卷筒上穿绕次数愈多，愈容易磨损和损坏。滑轮和卷筒直径愈小，钢丝绳愈易损坏。2)质量发生变化 钢丝绳由于表面疲劳、硬化及腐蚀引起质量变化。钢丝绳缺油或保养不善。3)变形 钢丝绳因松捻、压扁或操作中产生各种特殊形变而引起钢丝绳变形。4)突然损坏 钢丝绳因受力过度、突然冲击、剧烈振动或严重超负荷等原因导致其突然损坏。除了上面的原因之外，钢丝绳的破坏还与起重的工作类型、钢丝绳的使用环境、钢丝绳选取用和使用以及维护保养等因素有关。,第一章 塔式起重机基础知识,5.钢丝绳的报废 钢丝绳在使用过程中会不断的磨损、弯曲、变形、锈蚀和断丝等，不能满足安全使用时应予报废，以免发生危险。1)钢丝绳的断丝达到表1-1所列断丝数时应报废。2)钢丝绳直径的磨损和腐蚀大于钢丝绳的直径7%，或外层钢丝磨损达钢丝的40%时应报废。若大于40%时应按表1-2予以折减。3)使用当中断丝数逐渐增加，其时间间隔越来越短。,第一章 塔式起重机基础知识,第一章 塔式起重机基础知识,表1-1 钢丝绳的报废标准,表1-2 折减系数表,4)钢丝绳的弹性减少，失去正常状态，产生下述变形时应报废。a.波浪形变形：b.笼形变形；c.绳股挤出；d.绳径局部增大严重；e.绳径局部减小严重；f.已被压偏；g.严重扭结；h.明显的不易弯曲。,第一章 塔式起重机基础知识,二、吊钩 吊钩是塔式起重机作业时最常用的吊物工具。它的优点是取物方便，工作安全可靠。吊钩分为单钩和双钩（见图1-15，1-16）。单钩是一种比较常用的吊钩，它的构造简单，使用也较方便，但受力比较小；。双钩主要用于起重量较大时，它受力均匀对称，特点能充分利用。,第一章 塔式起重机基础知识,第一章 塔式起重机基础知识,按制造方式分类：锻造吊钩：,图1-15单钩用于小起重量 图1-16双钩用于大起重量,第一章 塔式起重机基础知识,2）片式吊钩：,图1-17单钩用于小起重量 图1-18双钩用于大起重量,2.吊钩材料 1）锻造吊钩：采用优质低碳镇静钢或低碳合金钢，如20优质低碳钢、16Mn、20MnSi、36MnSi。2）片状吊钩：片式吊钩由若干片厚度不小于20mm的A3、20或16Mn的钢板铆接起来。3.吊钩的防脱装置 吊钩防脱装置的主要作用：1）防止载荷在起吊前脱钩；2）防止载荷在碰到障碍物失去平衡时脱离吊钩；3）防止载荷在短暂置放时刻脱钩。,第一章 塔式起重机基础知识,4.吊钩的报废 在使用中吊钩不能有剥裂、刻痕、锐角、接缝和裂纹等缺陷，有下列情况之一的应报废。1）用20倍放大镜观察吊钩表面有裂纹及破口；2）钩尾和螺纹部分等危险断面及钩筋有永久性变形；3）挂绳处断面磨损量超过原高的10；4）心轴销子磨损量超过直径的5；5）开口度比原尺寸增加15。,第一章 塔式起重机基础知识,三、滑轮1.滑轮分类及构成 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。定滑轮在使用 中是固定的，它可以改变力的方向，但不能省力；动滑轮在使用中是随着重物移动而移动的，它可以省力，但不能改变用力的方向。滑轮一般由带绳槽的轮缘、轮幅和轮毂组成。滑轮的槽形，由一个圆弧形的槽底与两个倾斜的侧壁组成。滑轮通常支承在固定的芯轴上，大多数采用滚动轴承，低速滑轮或均衡滑轮也可用滑动轴承。,第一章 塔式起重机基础知识,2.允许载荷 滑轮按轮数的多少分为单门、双门和多门滑轮。滑轮的允许载荷根据滑轮和轴的直径确定，一般滑轮上都有标明，使用时不 得超载。双门滑轮为同直径单门滑轮允许载荷的2倍，三门滑轮为单门滑轮的3倍：如某一四门滑轮的允许载荷为20t，则其中一个滑轮的允许载荷为2045t。若工作中仅用一个滑轮，只能负担5t。,第一章 塔式起重机基础知识,3.滑轮直径与钢丝绳直径的比值 由于钢丝绳在使用过程中不但承受拉伸，同时也反复承受弯曲从而出现“金属疲劳”现象。当这种拉伸、弯曲超过一定次数时，钢丝绳就很快开始遭到破坏。而钢丝绳的弯曲直接与所采用滑轮(或卷筒)的直径有关，当滑轮(卷筒)的直径与钢丝绳直径之比符合规定时，可以不考虑弯曲的影响，只根据受拉伸情况考虑。滑轮直径与钢丝绳直径比值的确定与工作机构的工作级别有关。一般情况，轻级为1618，中级为20，重级为2225，特重级为28。,第一章 塔式起重机基础知识,4.滑轮组 滑轮组是由一定数量的定滑轮和动滑轮以及穿绕的绳索组成，滑轮组就组合了定滑轮和动滑轮的特点，它既能省力也能改变力的方向了。,第一章 塔式起重机基础知识,5.滑轮的安全要求和报废标准 金属铸造的滑轮，出现下述情况之一时应报废。1）出现裂纹、轮缘破损等损伤钢丝绳的缺陷；2）轮槽壁厚磨损达原壁厚的20%；3）轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的25%或槽底出现沟槽。4）其它损害钢丝绳的缺陷。,第一章 塔式起重机基础知识,四、卷筒 卷筒是用来卷绕钢丝绳的部件，它承载起升载荷，收放钢丝绳，实现取物装置的升降。1.卷筒的种类 按筒体形状，可分为长轴卷筒和短轴卷筒。按制造方式，可分为铸造卷筒和焊接卷筒。按卷筒的筒体表面是否有绳槽，可分为光面和螺旋槽面卷筒。按钢丝绳在卷筒上卷绕的层数，可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒。2.卷筒的结构。卷筒是由筒体、连接盘、轴以及轴承支架等构成的。,第一章 塔式起重机基础知识,卷筒等,3.钢丝绳在卷筒上的固定 通常采用压板螺钉或楔块，利用摩擦原理来固定钢丝绳尾部，要求固定方法安全可靠，便于检查和装拆，在固定处对钢丝绳不造成过度弯曲、损伤。4.卷筒的报废 卷筒出现下述情况之一时应报废。1）出现裂纹、轮缘破损等损伤钢丝绳的缺陷；2）当筒壁磨损量达原壁厚的10,第一章 塔式起重机基础知识,钢丝绳在卷筒上的固定,五、制动器1.制动器的作用 1）支持作用：使原来静止物体保持静止状态。例如，在起升机构中，保持吊重静止在空中；在臂架起重机的变幅机构中，将臂架维持在一定的位置保持不动；对室外起重机起防风抗滑的作用。2）停止作用：消耗运动部分的动能，通过摩擦副转化为摩擦热能，使机构迅速在一定时间或一定行程内停止运动。例如，各个机构在运动状态下的制动。3）落重作用：制动力与重力平衡，使运动体以稳定的速度下降。例如，汽车起重机的下坡速行驶。,第一章 塔式起重机基础知识,2.制动器的种类 1）根据构造不同制动器可分为以下三类：a.带式制动器。制动钢带在径向环抱制动轮而产生制动力矩。b.块式制动器。两个对称布置的制动瓦块，在径向抱紧制动轮而产生制动力矩。c.盘式与锥式制动器。带有摩擦衬料的盘式和锥式金属盘，在轴向互相贴紧而产生制动力矩。2)按操作情况，制动器可分为：a.常闭式制动器。只要机构不工作，制动器则处于闭合状态；当机构的驱动能源一接通，首先将制动器打开，机构就可以正常工作。b.常开式制动器。制动器经常处于松开状态，随时可以根据需要施加上闸力，产生制动力矩，使制动器制动。c.综合式制动器。它具有常开式，在制动器松开时可利用操纵杠杆随意进行制动，也具有常闭式，在机构不工作时制动器可靠制动的功能。,第一章 塔式起重机基础知识,第一章 塔式起重机基础知识,3.短行程电磁铁制动器 带式制动器由制动带、制动轮和松闸器杠杆系统组成。,图1-19短行程电磁铁(松闸、弹簧合闸双瓦块)制动器结构示意图1-底座；2、2-左右制动臂；3-瓦块；4-制动片；5-夹板；6-小螺母；7-辅助弹簧；8-主弹簧9-拉杆；10-螺母；11-推杆；12-衔铁；13-电磁铁；14-背帽螺母；15-调整螺母,4.液压推杆瓦块式制动器 液压椎杆瓦块式制动器(如图1-20所示)与电磁铁制动器不同之处：其松闸动力来自液压推杆的作用，在电机不通电时，依靠主弹簧8的力量并通过制动杠杆的作用，使两边瓦块11和14紧紧抱住制动轮12实现制动。当通电时液压松闸器1将推杆17向上推，通过杠杆系统的作用克服主弹簧8的压力，瓦块离开制动轮而实现松闸。,第一章 塔式起重机基础知识,第一章 塔式起重机基础知识,图1-20 液压推杆瓦块式制动器,第二章 塔式起重机安全装置,第一节、载荷限制装置一、起重力矩限制器 起重力矩限制器的保护对象是塔机钢结构。因此，使起重力矩限制器限位开关动作的信息，来源于钢结构的弹性变形。常见的起重力矩限制器（如图2-1）所示。a图所示的是拉伸式力矩限制器，适用于塔帽式的塔机，它焊接在塔帽的后弦杆上。吊重时，塔帽的后弦杆受拉延伸，力矩限制器变形板的L尺寸伸长，H尺寸变小，当超过设定的起重力矩值时，调节螺钉触及行程开关，行程开关动作切断所控制电路的电源。,第二章 塔式起重机安全装置,图2-1 起重力矩限制器示意图,力矩限制器,b图所示的是压缩式力矩限制器，焊接在塔帽的前弦杆，或桅杆式塔机平衡臂的上弦杆上。吊重时，塔帽的前弦杆，或桅杆式塔机平衡臂的上弦杆受压缩短，L尺寸也相应缩短，H尺寸增大，行程开关随着底板向右移动，调节螺钉向左移动。超过设定的力矩值时，调节螺钉触及行程开关，行程开关动作切断所控制电路的电源。现行国家规范要求每套力矩限制器一般设置2只限位开关，分别用于90%力矩报警和超力矩切断相应动作的电流。当起重力矩大于额定起重力矩而小于额定起重力矩的110%时，限位开关应切断吊钩上升和幅度增大方向的电源，但机构可作下降和减小幅度方向的运动。,第二章 塔式起重机安全装置,对于变幅小车运行速度超过40m/min的塔机，必须在力矩限制器上再增加一只限位开关。在小车向外运行，且起重力矩达到额定起重力矩的80%时，这只限位开关应动作，把变幅小车的运行速度自动转换为慢速运行。,第二章 塔式起重机安全装置,二、起重量限制器 起重量限制器的保护对象是塔机的起升机构。因此，使起重量限制器限位开关动作的信息，来源于起升钢丝绳的张力，起重量愈大钢丝绳的张力愈大。起重量限制器有多种型式，图2-2画了其中两种。a图中的起重量限制器悬挂在塔帽上，起升钢丝绳张力的合力使转向滑轮向下位移，测力环变形，两弹簧片之间的间距变小，当吊物重量超过设定值时，调节螺钉触及微动开关的触头，切断起升机构上升方向的电源。b图中起重量限制器安装在起重臂的根部。起升钢丝绳张力的合力推动杠杆按逆时针方向转动，杠杆拉动螺杆向左移动，当吊物重量超过设定值时，螺杆上的撞块触及行程开关的滚轮，行程开关动作，切断起升机构上升方向的电源。,第二章 塔式起重机安全装置,第二章 塔式起重机安全装置,图2-2 起重量限制器示意图,起重量限制器,起重量限制器至少设置3只限位开关，分别用于限制最大起重量、90%起重量报警、重载换速。当吊物重量达到最大起重量的100-110%时，限制最大起重量开关切断吊钩上升方向的电源，但吊钩可以下降。当吊物重量达到最大起重量的90%时，90%起重量报警开关动作，声光报警装置发出断续的报警信号，提醒塔机操作人员注意。由于塔机起升机构有“轻载高速，重载低速”的特性，当吊物重量超过相应挡位允许的吊重值时，超重换速限位开关切断高速挡的电源，自动转换成低一挡的速度运行。对于起升机构挡位多于两挡的塔机，起重量限制器中限位开关的数量应多于3只。,第二章 塔式起重机安全装置,第二节 运行限位装置 固定式塔机的运行限位装置主要包括：起升高度限位器、幅度限位器、回转限位器。目前这些限位器的功能基本上都是通过配套使用一种DZX多功能限位器来实现。DZX限位器（图2-3）由蜗轮蜗杆减速器、调整轴、记忆凸轮、微动开关组成。当输入轴上的蜗杆转动时，带动蜗轮转动从而再带动其上的记忆凸轮转动，凸轮上的凸块碰触到微动开关的触头，使微动开关断开相对应动作的电流。,第二章 塔式起重机安全装置,第二章 塔式起重机安全装置,图2-3 DZX限位器,行程限位器（高度限位器）,一、起升高度限位器 起升高度限位器用于防止在吊钩提升或下降时可能出现的操作失误。当吊钩滑轮组上升接近载重小车时，应停止其上升运动；当吊钩滑轮组下降接近地面时，应停止其下降运动，以防止卷筒上的钢丝绳松脱造成乱绳甚至以相反方向缠绕在卷筒上及钢丝绳跳出滑轮绳槽。相关国家标准要求吊钩装置顶部升至小车架下端的最小距离为800mm处之前，应能停止起升运动，但应有下降运动。,第二章 塔式起重机安全装置,二、幅度限位器 幅度限位器的作用是限制载重小车在吊臂的允许范围内运行，限制小车最大幅