起重機(jī)技術(shù)參數(shù)與載荷45頁.ppt

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第五章 起重機(jī)技術(shù)參數(shù)與載荷,,機(jī)械安全工程,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),起重機(jī)的基本參數(shù)有：起重量、起升高度、跨度、各機(jī)構(gòu)的工作速度及各機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別。有些起重機(jī)械的生產(chǎn)率、軌距、外形尺寸、最大輪壓、幅度和起重力矩等也是重要參數(shù)。 這些參數(shù)說明起重機(jī)械的工作性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是設(shè)計(jì)起重機(jī)械的技術(shù)依據(jù)，也是生產(chǎn)中起重機(jī)安全技術(shù)要求的重要依據(jù)。,第五章 起重機(jī)技術(shù)參數(shù)與載荷,一、起重量,起重量（G）：起重機(jī)安全工作所允許的最大起吊重物的質(zhì)量，單位為公斤(kg)或噸(t)。,1 額定起重量(Gn)：起重機(jī)能吊起的物料連同可分吊具或?qū)倬撸ㄈ缱ザ?、電磁吸盤、平衡梁等）質(zhì)量的總和。 2 總起重量(Gz)：起重機(jī)能吊起的物料連同可分吊具和長(zhǎng)期固定在起重機(jī)上的吊具和屬具（包括吊鉤、滑輪組、鋼絲繩以及起重小車以下的其他起吊物）質(zhì)量的總和。 3 有效起重量(Gp)：起重機(jī)能吊起的物料的凈質(zhì)量。,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),關(guān)于起重量參數(shù)的說明,起重機(jī)標(biāo)牌上標(biāo)定的起重量，一般都是指起重機(jī)的額定起重量(Gn)； 對(duì)于臂架類起重機(jī)，其額定起重量是隨幅度變化的，臂架類起重機(jī)特性指標(biāo)用起重力矩來表征； 帶可分吊具（如抓斗，電磁吸盤，平衡梁等）的起重機(jī)，吊具和物料的總質(zhì)量是額定起重量（不包括吊鉤或吊環(huán)的質(zhì)量），允許起升物料的質(zhì)量是有效起重量。,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),,根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB783-65）規(guī)定，橋式類型起重機(jī)的起重量系列（t）為：0.05、0.1、0.25、0.5、0.8、1.0、1.25、1.5、2、2.5、3、4、5、6、8、10、12.5、16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、140、160、180、200、225、250、280、320、360、400、450、500。 不同類型起重機(jī)的起重量系列標(biāo)準(zhǔn)不同，塔式起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、門座起重機(jī)等除起重量外，還有起重力矩作為參數(shù)。 在決定起重機(jī)的額定起重量時(shí)，應(yīng)選擇符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。過小不能滿足安全生產(chǎn)要求，過大會(huì)造成基建投資的浪費(fèi)。,二、起升高度,起升高度（H）：起重機(jī)取物裝置上、下極限位置之間的垂直距離，單位為米(m)。,1 下降深度(h)：起重機(jī)吊具最低工作位置與起重機(jī)水平支承面之間的垂直位置。 2 起升范圍(D)：起升高度和下降深度之和。,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),標(biāo)準(zhǔn)起升高度,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),三、跨度,跨度（S）：指橋式起重機(jī)大車運(yùn)行軌道中心線之間距離，單位為米(m)。,1. 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行軌道中心線之間的距離稱為小車的軌距。 2. 地面有軌運(yùn)行的臂架式起重機(jī)的運(yùn)行軌道中心線之間的距離稱為該起重機(jī)的軌距。,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),標(biāo)準(zhǔn)跨度,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),四、幅度,第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),幅度（L）： 旋轉(zhuǎn)臂架式起重機(jī)的幅度指旋轉(zhuǎn)中心線與取物裝置鉛錘線之間的水平距離。單位為米(m)。 非旋轉(zhuǎn)類型的臂架式起重機(jī)的幅度是指吊具中心線至臂架后軸或其他典型軸線之間的水平距離。,五、工作速度,工作速度（v）：指起重機(jī)的各工作機(jī)構(gòu)（起升、運(yùn)行、變幅和旋轉(zhuǎn)）在額定載荷下穩(wěn)定運(yùn)行的速度，單位為米/分(m/min)。 起升速度(vq) 大車運(yùn)行速度(vk) 小車運(yùn)行速度(vt) 變幅速度(vl) 行走速度(vo) 旋轉(zhuǎn)速度(ω),第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),第一節(jié) 起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,工作級(jí)別是起重機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。把起重機(jī)劃分為若干工作級(jí)別，其目的是提供合理的結(jié)構(gòu)和建立機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的方法。作為制造的技術(shù)依據(jù)，選擇滿足使用要求的特定起重機(jī)。 在設(shè)計(jì)、選擇或校驗(yàn)起重機(jī)時(shí)，必須根據(jù)不同的工作情況，應(yīng)用不同的安全系數(shù)和許用應(yīng)力。為此，將起重機(jī)根據(jù)忙閑程度和負(fù)荷情況分為不同的工作級(jí)別。 在同一起重機(jī)中，各機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別可以不同。 整體起重機(jī)械和金屬結(jié)構(gòu)的工作級(jí)別是根據(jù)主起升機(jī)構(gòu)決定的，一般與其屬于同一種工作級(jí)別。,第五章 起重機(jī)技術(shù)參數(shù)與載荷,一、起重機(jī)工作級(jí)別,起重機(jī)的工作級(jí)別是根據(jù)起重機(jī)利用等級(jí)和機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)來劃分的。,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,一、起重機(jī)工作級(jí)別（續(xù)）,1.起重機(jī)利用等級(jí)：就是要求起重機(jī)在其使用壽命期間具有一定的工作循環(huán)次數(shù)，這種循環(huán)次數(shù)是起重機(jī)分類的基本參數(shù)。,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,2.起重機(jī)載荷狀態(tài)：表明起重機(jī)受載的輕重程度。它與兩個(gè)因素有關(guān)，即所起升的載荷與額定載荷之比(Pi/Pmax)和各個(gè)起升載荷Pi的作用次數(shù)ni與總的工作循環(huán)次數(shù)N之比（ni/N)有關(guān)。載荷譜系數(shù)Kp由下式計(jì)算：,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,一、起重機(jī)工作級(jí)別（續(xù)）,起重機(jī)的載荷狀態(tài)按名義載荷譜系數(shù)分為四級(jí)。 當(dāng)起重機(jī)的實(shí)際載荷變化已知時(shí)，則先計(jì)算出實(shí)際載荷譜系數(shù)，并按書中表5-2選擇不小于此計(jì)算值的最接近的名義值作為該起重機(jī)的載荷譜系數(shù)。,3.起重機(jī)工作級(jí)別的劃分：,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,一、起重機(jī)工作級(jí)別（續(xù)）,起重機(jī)工作級(jí)別舉例,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,二、起重機(jī)結(jié)構(gòu)工作級(jí)別,起重機(jī)結(jié)構(gòu)工作級(jí)別按結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分為8級(jí)，其劃分方式與起重機(jī)工作級(jí)別相同。 結(jié)構(gòu)工作級(jí)別一般情況下與起重機(jī)整體工作級(jí)別相同。,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,三、機(jī)構(gòu)工作級(jí)別,機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別是根據(jù)機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)和機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)來劃分的。,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,1.機(jī)構(gòu)利用等級(jí)：把機(jī)構(gòu)按總設(shè)計(jì)壽命分為十級(jí)。,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,三、機(jī)構(gòu)工作級(jí)別（續(xù)）,2.機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)：表明機(jī)構(gòu)受載的輕重程度，可用載荷譜系數(shù)Km表示。,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,三、機(jī)構(gòu)工作級(jí)別（續(xù)）,,機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài)按名義載荷譜系數(shù)分為四級(jí)。 當(dāng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際載荷變化已知時(shí)，則先計(jì)算出實(shí)際載荷譜系數(shù)，并按書中表5-6選擇不小于此計(jì)算值的最接近的名義值作為該機(jī)構(gòu)總體的載荷譜系數(shù)。,3.機(jī)構(gòu)工作級(jí)別,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,三、機(jī)構(gòu)工作級(jí)別（續(xù)）,機(jī)構(gòu)工作級(jí)別舉例,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,關(guān)于起重機(jī)工作級(jí)別,起重機(jī)工作級(jí)別與起重量是兩個(gè)概念，不能混為一談； 起重機(jī)、起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的工作級(jí)別和起重機(jī)機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別往往是不同的； 對(duì)于人力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械，由于工作過程的停歇時(shí)間長(zhǎng)、工作速度小，所以沒必要區(qū)分工作級(jí)別，統(tǒng)稱為人力驅(qū)動(dòng)工作級(jí)別； 對(duì)于機(jī)械驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械，其工作級(jí)別取決于兩個(gè)因素：利用等級(jí)和載荷狀態(tài)。,第二節(jié) 起重機(jī)工作級(jí)別,第三節(jié) 起重機(jī)的計(jì)算載荷,第五章 起重機(jī)技術(shù)參數(shù)與載荷,起重機(jī)在運(yùn)行過程中，由于受到各種靜載荷、動(dòng)載荷（慣性載荷、沖擊載荷、交變載荷及振動(dòng)載荷等）的作用，使得各承載零部件和金屬結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力和應(yīng)變（變形），如果超過一定的限度，相應(yīng)的零部件和金屬結(jié)構(gòu)會(huì)喪失功能甚至破壞，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。 起重機(jī)在作業(yè)過程中，承受載荷呈現(xiàn)多樣、多變的特性。 載荷是起重機(jī)受力分析與設(shè)計(jì)的原始依據(jù)，也是起重機(jī)零部件報(bào)廢或事故原因判斷分析的依據(jù)。,一、起重機(jī)載荷的作用方式,1.靜載荷：當(dāng)起重機(jī)處于靜止或穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，起重機(jī)受靜載荷作用。 （1）自重載荷（PG）：包括起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械電器設(shè)備，以及附設(shè)在起重機(jī)上的存?zhèn)}或輸送機(jī)及其上物料的重力。 （2）起升載荷（PQ）：所有起升質(zhì)量的重力。 2.動(dòng)載荷：起重機(jī)在非勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載效應(yīng)。動(dòng)載效應(yīng)使原有靜載荷值增加，增大的部分即為動(dòng)載荷。常用動(dòng)力系數(shù)來表示動(dòng)載荷：,第三節(jié) 起重機(jī)的計(jì)算載荷,二、垂直動(dòng)載荷,1.起升沖擊系數(shù) 2.起升載荷動(dòng)載系數(shù),3.突然卸載沖擊系數(shù) 4.運(yùn)行沖擊系數(shù),第三節(jié) 起重機(jī)的計(jì)算載荷,三、水平動(dòng)載荷,1.運(yùn)行水平慣性力PH 2.回轉(zhuǎn)和變幅運(yùn)動(dòng)的水平力PH 3.起重機(jī)偏斜運(yùn)行時(shí)的水平側(cè)向力PS 4.碰撞載荷PC,第三節(jié) 起重機(jī)的計(jì)算載荷,四、風(fēng)載荷,工作狀態(tài)風(fēng)載荷：起重機(jī)在正常工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)力。 非工作狀態(tài)風(fēng)載荷：起重機(jī)在非工作狀態(tài)下所受的最大計(jì)算風(fēng)力（如暴風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)力）。,第三節(jié) 起重機(jī)的計(jì)算載荷,五、其他載荷,1.自然載荷 指風(fēng)、冰、雪、地震和溫度變化等自然因素所造成的載荷。 2.安裝載荷 起重機(jī)安裝過程產(chǎn)生的載荷。 3.坡度載荷 4.工藝載荷 指起重機(jī)在工作過程中，由于生產(chǎn)工藝的需要而產(chǎn)生的載荷。 5.試驗(yàn)載荷 起重機(jī)在投入使用前，必須進(jìn)行超載動(dòng)態(tài)及超載靜態(tài)試驗(yàn)，在試驗(yàn)中作用于起重機(jī)的最不利載荷。,第三節(jié) 起重機(jī)的計(jì)算載荷,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,將作用在起重機(jī)上的載荷分為三類：基本載荷、附加載荷和特殊載荷。,第五章 起重機(jī)技術(shù)參數(shù)與載荷,一、載荷分類與載荷組合,1.基本載荷 基本載荷是指始終或經(jīng)常作用在起重機(jī)結(jié)構(gòu)上的載荷，包括靜載荷（自重載荷（PG）、起升載荷（PQ））、垂直動(dòng)載荷（φ1、φ2 、φ3 、φ4）和慣性水平載荷（PH））。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,2.附加載荷 附加載荷是指起重機(jī)在正常工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)所受到的非經(jīng)常性作用的載荷。包括起重機(jī)工作狀態(tài)下的最大風(fēng)載荷（PW,i）、起重機(jī)偏斜運(yùn)行時(shí)的水平側(cè)向力(PS)以及根據(jù)實(shí)際情況所決定而考慮的某些自然載荷及工藝載荷。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,一、載荷分類與載荷組合（續(xù)）,3.特殊載荷 特殊載荷是指起重機(jī)在非工作狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)所可能受到的最大載荷或者在工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)偶然受到的不利載荷。前者包括起重機(jī)在非工作狀態(tài)下的最大風(fēng)載荷（PW,o）以及根據(jù)實(shí)際情況所決定而考慮的某些自然載荷（試驗(yàn)載荷、安裝載荷、地震載荷等）及某些工藝載荷；后者包括起重機(jī)在工作狀態(tài)下所受到的碰撞載荷（PC）等。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,一、載荷分類與載荷組合（續(xù)）,載荷組合,組合Ⅰ：只考慮基本載荷。 組合Ⅱ：考慮基本載荷和附加載荷。 組合Ⅲ：考慮基本載荷和特殊載荷或三類載荷 都考慮。 各類載荷組合是起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算的原始受力依據(jù)。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,二、計(jì)算原則與安全系數(shù),設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮其具有一定的使用壽命。在規(guī)定的使用期限內(nèi)，起重機(jī)各零部件和結(jié)構(gòu)件在重復(fù)載荷下應(yīng)不產(chǎn)生疲勞破壞。同時(shí)，也應(yīng)考慮到起重機(jī)在使用期間內(nèi)，可能出現(xiàn)在最大載荷組合的情況下，各零部件、結(jié)構(gòu)件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以保證起重機(jī)安全可靠地工作。 起重機(jī)設(shè)計(jì)通常分為壽命（疲勞）計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算和強(qiáng)度驗(yàn)算，與這些計(jì)算相適應(yīng)的，有不同情況的載荷，這些載荷稱為計(jì)算載荷。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,計(jì)算載荷,第Ⅰ類載荷—工作狀態(tài)正常載荷。這類載荷是指起重機(jī)在正常工作條件下所承受的載荷，這類載荷是用來計(jì)算零部件或金屬結(jié)構(gòu)的疲勞（耐久性）、磨損和發(fā)熱等的一種計(jì)算載荷，又叫做壽命計(jì)算載荷。 第Ⅱ類載荷—工作狀態(tài)最大載荷。這類載荷是指起重機(jī)在使用期內(nèi)工作時(shí)可能出現(xiàn)的最大載荷。這類載荷用來進(jìn)行傳動(dòng)零部件和金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定計(jì)算和整機(jī)工作穩(wěn)定性計(jì)算，又叫做強(qiáng)度計(jì)算載荷。 第Ⅲ類載荷—非工作狀態(tài)最大載荷。這類載荷是指起重機(jī)在非工作狀態(tài)時(shí)可能出現(xiàn)的最大載荷。這類載荷供零部件和金屬結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算和起重機(jī)非工作狀態(tài)下整機(jī)穩(wěn)定性驗(yàn)算之用，又叫做驗(yàn)算載荷。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,,并不是每一種零部件都要進(jìn)行三種載荷情況的計(jì)算。 第二類載荷的計(jì)算對(duì)于起重機(jī)任何部分都是必要的。第一類載荷和第三類載荷的計(jì)算只有部分零部件才是必要的。第三類載荷的計(jì)算只是那些在起重機(jī)非工作期間可能承受暴風(fēng)載荷的零部件，如起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)支承裝置的某些零部件、夾軌器等。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,計(jì)算方法,目前起重機(jī)的計(jì)算采用許用應(yīng)力法：,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,許用應(yīng)力法的計(jì)算步驟： 1 根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算載荷計(jì)算確定構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)力； 2 根據(jù)所選用材料的力學(xué)性能確定強(qiáng)度極限； 3 對(duì)上述兩項(xiàng)進(jìn)行比較，使強(qiáng)度極限與計(jì)算應(yīng)力的比大于等于安全系數(shù)。,安全系數(shù),若起重機(jī)的某些零部件失效損壞會(huì)引起物品墜落、臂架下落、旋轉(zhuǎn)部分傾覆，或當(dāng)起重機(jī)撞在止擋器或相鄰起重機(jī)上會(huì)引起劇烈沖擊時(shí)，此類零部件應(yīng)取較高的安全系數(shù)；相反，當(dāng)起重機(jī)的某些零部件失效損壞時(shí)僅僅是使起重機(jī)停止工作，則此類零部件的安全系數(shù)可取較低值。 對(duì)于鍛件和軋制件的安全系數(shù)可取較低值；對(duì)于鑄件則取較高值。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,1.金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算的安全系數(shù) 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，對(duì)工作級(jí)別是A6、A7、A8級(jí)的構(gòu)件應(yīng)驗(yàn)算疲勞。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,2.零件計(jì)算的安全系數(shù) 起重機(jī)零件應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度和壽命（疲勞）計(jì)算。,第四節(jié) 載荷分類與計(jì)算原則,課后思考題,起重機(jī)械的基本參數(shù)是哪幾個(gè)？ 起重機(jī)械的工作級(jí)別的意義是什么？工作級(jí)別的劃分依據(jù)是什么？ 起重機(jī)械的計(jì)算載荷劃分為哪三類？各類的用途是什么？,第五章 起重機(jī)技術(shù)參數(shù)與載荷,