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1、 ZGPT Diesel 2010.07.05 ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 起重机械讲座起重机械讲座 中高柴油机重工有限公司 徐建云徐建云 2011.7.302011.7.30 ZGPT Diesel MAN B （十）特种设备不符合能效指标，未及时采取相应措施进行整改的。 特种设备使用单位使用未取得生产许可的单位生产的特种设备或者将非承压锅炉 、非压力容器作为承压锅炉、压力容器使用的，由特种设备安全监督管理部门责令停 止使用，予以没收，处2万元以上10万元以下罚款。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HE
2、AVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 第八十四条 特种设备存在严重事故隐患，无改造、维修价值，或者超过安全技 术规范规定的使用年限，特种设备使用单位未予以报废，并向原登记的特种设备 安全监督管理部门办理注销的，由特种设备安全监督管理部门责令限期改正；逾 期未改正的，处5万元以上20万元以下罚款。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 第八十六条 特种设备使用单位有下列情形之一的，由特种设备安全监督管理部门责 令限期改正；逾期未改正的，责令停止使用或者停产停业
3、整顿，处2000元以上2万元 以下罚款： （一）未依照本条例规定设置特种设备安全管理机构或者配备专职、兼职的安全管理 人员的； （二）从事特种设备作业的人员，未取得相应特种作业人员证书，上岗作业的； （三）未对特种设备作业人员进行特种设备安全教育和培训的。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 第八十七条 发生特种设备事故，有下列情形之一的，对单位，由特种设备安全监督 管理部门处5万元以上20万元以下罚款；对主要负责人，由特种设备安全监督管理部门 处4000元以上2万元以下罚款；属于国
4、家工作人员的，依法给予处分；触犯刑律的， 依照刑法关于重大责任事故罪或者其他罪的规定，依法追究刑事责任： （一）特种设备使用单位的主要负责人在本单位发生特种设备事故时，不立即组织抢 救或者在事故调查处理期间擅离职守或者逃匿的； （二）特种设备使用单位的主要负责人对特种设备事故隐瞒不报、谎报或者拖延不报 的。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 第一百零三条 本条例自2003年6月1日起施行。1982年2月6日国务院发布的锅炉压力 容器安全监察暂行条例同时废止。 ZGPT Diesel
5、 MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 三、起重机分类与主要参数 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 1、分类 按构造类型起重机械可分为轻小型起重设备、起重机和升降机三大类。 11轻小型起重设备 轻小型起重设备一般只有一个升降机构，常见的有千斤顶、电动或手拉葫芦、 绞车、滑车等。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LT
6、D. 2010.07.05 1.2起重机 当起重设备除了具有起升机构以外，还有其他运动机构时，其结构组成必然 比单机构的轻小型起重设备复杂得多，我们称这类起重设备为起重机。根据金属 结构的类型不同，起重机可分为桥架类型起重机和臂架类型起重机两大类别。 1.21桥架类型起重机 桥架类型起重机的最大特点，是以桥形金属结构作为主要承载构件，取物装 置悬挂在可以沿主梁运行的起重小车上。桥架类型起重机通过起升机构的升降运 动、小车运行机构和大车运行机构的水平运动，在矩形三维空间内完成对物料的 搬运作业。桥架类型起重机根据结构形式不同还可以进一步分为桥式起重机（俗 称为天车、行车）、门式起重机（被称为带支
7、腿的桥式起重机、包括装卸桥和集 装箱门式起重机）和缆索起重机（由于跨度太大，用缆索取代了桥形主梁）等。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 1.22臂架类型起重机 臂架类型起重机的结构特点是，都有一个悬伸、可旋转的臂架作为主要受力 构件。其工作机构除了起升机构外，通常还有旋转机构和变幅机构，通过起升机 构、变幅机构、旋转机构和运行机构等四大机构的组合运动，可以实现在圆形或 长圆形空间的装卸作业。例如，流动式起重机（汽车起重机、轮胎起重机、履带 起重机）、塔式起重机、门座起重机等。 除
8、了按构造类型分类外，起重机还可以按行驶性能分为有轨运行起重机和无 轨运行起重机。有轨运行起重机装有车轮，可以在铺设的轨道上在有限范围内工 作，例如，各种桥架类型起重机、塔式起重机、门座起重机等。无轨运行起重机 的运行装置配备橡胶轮胎或履带，常见的各种流动式起重机，它们机动性好，可 以在各种路面上长距离行驶，灵活转换作业场. ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 大多数起重机是通用式的，广泛应用于仓储料库的堆垛起重机 ，还有专大多数起重机是通用式的，广泛应用于车间、仓库、露天 堆放场等处
9、。也有许多起重机是专门为特定工作场所或某种工艺服 务的。例如，兑铁水起重机、脱锭起重机等冶金起重机，铸造起重 机、锻造起重机等服务于热加工的起重机，门座起重机、卸船机等 专门用于港口装卸作业的起重机门用于海上作业的浮式起重机等。 起重机在许多重要国民经济部门得到广泛使用，成为现代物流 和制造业组织生产的基础装备之一。起重机今后发展的方向是进一 步增大起重性能，向大型化发展，扩大作业范围；增加科技含量， 实现机电一体化，提高计算机技术应用水平；增强安全可靠性和作 业的舒适性。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LT
10、D. 2010.07.05 2、 起重机主要参数 起重机主参数是表示起重机主要技术性能指标的参数。是起重机设计的依据 ，也是起重机安全技术要求的重要依据。下面我们仅就与安全关系较大的起重机 主参数介绍如下： A、额定起重量Gn 是指起重机能安全吊起的物料连同可分吊具质量的总和 。对于吊钩起重机其额定起重量就是其安全起吊物料的质量。但对带可分吊具（ 如抓斗、电磁吸盘、平衡梁等）的起重机，其吊具和物料质量的总和是额定起重 量，允许起升物料的质量是有效起重量。起重机标牌上标定的起重量，通常都是 指起重机的额定起重量。起重量标牌应醒目显示在起重机结构的明显位置上（这 是起重机安全检查的内容之一），以提
11、示操作者避免超载。需要说明的是，对于 臂架类型起重机来说，其额定起重量是随幅度增大而变小的。这类起重机的起重 特性指标是用起重力矩来表示，标牌上标定的值是专指在臂架处于最小幅度时的 最大起重量。明确这一点对安全操作起重机是非常重要的。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 B、 起升高度H 是指起重机运行轨道顶面，或地面到取物装置上极限位置 的垂直距离。有些起重机的取物装置允许下放到地面或轨道顶面以下，其下放 的距离称为下降深度。这时，起重机的起升范围即是起升高度和。 下降深度之和，即
12、吊具最高和最低工作位置之间的垂直距离。在起重机实 际作业中，不得超过起升高度允许值。因为超限度会使卷绕在起升机构卷筒上 的钢丝绳绳尾固定措施超载失效，将导致重物坠落事故发生。 C、跨度S 是指桥式类型起重机运行轨道中心线之间的水平距离。桥式类型 起重机的小车运行轨道中心线之间的距离，地面有轨运行的臂架式起重机的运 行轨道中心线之间的距离，都称为轨距。保持起重机的大车运行轨道的跨度和 小车运行轨道的轨距平行，是起重机安全检查的内容之一。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 D、幅度L
13、旋转臂架式起重机的幅度，是指旋转中心线与取物装置铅垂线之间 的水平距离，单位是米。非旋转类型的臂架起重机的幅度，是指吊具中心线至臂 架后轴或其他典型轴线的水平距离。当臂架倾角最小，或小车位置与起重机回转 中心距离最大时的幅度为最大幅度，反之为最小幅度。对于臂架类型起重机来说 ，不同幅度对应的安全起重量是不同的。 E、工作速度V 起重机工作机构在额定载荷下稳定运行的速度。包括起升速 度Vq、大车运行速度Vk、小车运行速度Vt、变幅速度Vl和旋转速度。对于流动 式起重机在道路行驶状态下的工作速度，是用行走速度Vo 来描述。当起重机的 某一工作机构可以多挡位操作时，一般情况下，载荷越大，工作速度越低
14、。对于 臂架式起重机，应控制其旋转速度，防止由于旋转速度太大，吊载产生的离心力 导致起重机倾翻。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 3、起重机工作级别 起重机工作级别是表征起重机工作特性的一个重要 概念，又是关系起重机安全的一个重要依据，是安全检 查、事故分析计算和确定零部件报废标准的依据。一般 来说，工作级别不同，安全系数就不同，报废标准也不 同。 起重机的工作级别、起重机金属结构工作级别和起 重机机构的工作级别是有区别的，我们下面将分别予以 讨论。 ZGPT Diesel MA
15、N B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 3.1.起重机工作级别 起重机的利用等级是表征起重机在整个设计寿命期间的使用 频繁程度，按设计寿命期内总的工作循环次数分为U0U9共10级 ；起重机的载荷状态是表明起重机受载的轻重程度的指标，按名义 载荷系数分为轻、中、重和特重四级。综合考虑利用等级和载荷状 态，按对角线原则，起重机工作级别分为A1A8共8级 3.2.起重机金属结构工作级别 起重机金属结构工作级别按结构件中的应力状态的应力循环次 数分为A1A8级。划分方式与起重机工作级别的划分方式相同。 ZGPT Diese
16、l MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 3.3.起重机机构工作级别 利用等级即机构工作的繁忙程度，按各个机构设计总使用寿命期内处于运转 状态的总小时数分为T0T9共10级。载荷状态表明机构受载程度分为轻、中、重 和特重四级。工作级别根据利用等级和载荷状态，按对角线原则，分为M1M8共 8级。 这里，首先需要指出，起重机工作级别与起重机的起重量是两个不同的概念 。起重量是指一次被起升物料的质量，工作级别是起重机综合工作特性参数。起重 量大，工作级别未必高；起重量小，工作级别未必低。即使起重量相同的同类型起 重
17、机，只要工作级别不同，则零部件的安全系数就不相同。如果仅仅看起重吨位而 忽略工作级别，把工作级别低的起重机频繁、满负荷使用，那么就会加速易损零部 件报废，使故障频发，甚至引起事故。 另外需要说明，起重机和金属结构的工作级别与机构工作级别是不同的。对 于同一台起重机，由于各个工作机构受载的不一致性和工作的不等时性，即使是同 一台起重机，不同机构的工作级别与起重机的工作级别往往是不一致的，这在不同 机构的零部件报废和更新时要特别注意。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 4、起重机载荷
18、起重机在作业过程中，承受载荷种类复杂、载荷作用方向不同 ，这不仅表现在运行过程中起重机要受到包括静载荷、动载荷、交 变载荷等各种载荷的作用，而且随着起重机作业的工况改变，即使 是同类载荷也表现出多变的特征。受到载荷作用的起重机械各承载 零件和结构件会产生相应的应力和变形，当应力和变形超过一定的 限度，就会使零、构件丧失功能，甚至破坏，造成危险。 起重机载荷状态是表明起重机受载的轻重程度，起重机载荷 状态按名义载荷谱系数分为Q1 Q4四级。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 载荷状态
19、载荷谱系 数KP 利 用 等 级 U0U1U2U3U4U5U6U7 U8 U9 Q1轻0.125A1A2A3A4A5A6 A7 A8 Q2中0.25A1A2A3A4A5A6A7 A8 Q3重0.5A1A2A3A4A5A6A7A8 Q4特 重 1.0A2A3A4A5A6A7A8 起重机工作级别 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 四、起重机构造和主要零部件的通用安全技术 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,
20、LTD. 2010.07.05 1、组成结构 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥 架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构 和小车架三部分组成。 起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮 组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷 筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升 机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动 ，即用一台电动机带动长传动轴
21、驱动两边的主动车轮；另一类为 分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥 式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一” 驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动 装置常采用万向联轴器。 起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量 很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必 须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮 上。 如下图： ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 ZGPT Diesel MAN B
22、&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2、主要零部件的安全技术 2.1 起重机取物装置 2.1.1 概述 取物装置是将物料与起重机联系起来进行物料吊运 的执行装置。大多数取物装置通过挠性卷绕系统或刚性 构件悬挂在可沿主梁运行的起重小车上。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 吊钩组是起重机上应用最普遍的取物装置，它由吊钩 、吊钩螺母、推力轴承、吊钩横梁、滑轮、滑轮轴以及拉板 等零件组成。按形状有单钩和双钩之分
23、，单钩常用于较小的 起重量，起重量较大时多采用双钩。吊钩在起重作业中，受 到频繁、冲击重载荷的反复作用，一旦出现故障就可能导致 重物坠落，造成重大人身伤亡或财产损失。因此，吊钩的基 本安全要求就是避免发生突然断裂或脱钩，保证作业人员的 安全和被吊运物料不受损害。吊钩安全性能需要正确的结构 设计、合理选材、适宜的制造方法来保证，并且在使用中要 加强安全检查，发现超过标准规定的缺陷要及时报废更新， 使取物装置保持持续安全状态。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 吊钩的基本安全要求如下：
24、 （1）吊钩的材料 起重机吊钩除承受物品重量外还要承受起升机 构起动与制动时引起的冲击载荷作用，它应该具有 较高的机械强度和较好的冲击韧性，一般采用优质 低碳镇静钢或低碳合金钢制造。由于机械强度高的 材料往往脆性也大，通常对应力集中和裂纹缺陷敏 感，所以一般不采用高碳钢材料制造。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 （2）吊钩的制造工艺 按制造方法分有模锻钩和叠片钩。模锻吊钩为整体锻造，由 于成本低，制造使用都很方便，使用量非常大，缺点是一旦破坏即 要整体报废。叠片式吊钩（板钩）是由
25、切割成形的多片轧制钢板叠 片铆接而成，在钩口上装护垫以减小对钢丝绳磨损，同时使叠片均 匀受力，由于板钩破坏仅限于个别钢板，一般不会同时整体断裂， 故工作可靠性较整体锻造吊钩好，主要用于大起重量或冶金起重机 （如铸造起重机）上。 由于铸造在工艺上难以完全避免铸造缺陷，一般不允许使用铸 造钩；由于无法防止焊接产生的应力集中和可能产生裂纹，不允许 焊接制造吊钩，也不允许用补焊的办法修复吊钩。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 （3）吊钩的结构 以锻造单钩为例，吊钩可以分为钩身和钩柄两部
26、分。 钩身制成弯曲形状，并留有钩口以方便挂、取吊 索、吊链。该区段是承受吊物载荷的主要部分，最常 见的截面形状是梯形。 钩柄常制有螺纹，它借助与之相配合的螺母将整 个吊钩悬挂在动滑轮组的横梁上。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 二、吊钩承载安全的强度计算 1.吊钩的危险断面 按平面弹性曲杆理论对吊钩的受载状况进行受力分析可知， 吊钩危险断面主要在三个部位：水平断面AA、垂直断面BB和 钩柄螺纹根部CC断面（参见下图）。危险断面附近的吊钩状态 是安全检查的重点。 （1）钩身水平AA
27、断面 起升载荷对AA断面的作用为偏心拉力，所以该断面受到弯 曲和拉伸组合应力作用。断面内侧应力为最大拉应力，断面外侧 为最大压应力，AA断面是吊钩受力最大的断面。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 （2）钩身垂直BB断面： 受力虽然不如AA断面大，却是吊索强烈磨损的部 位，随着断面面积减小，承载能力逐渐下降。在操作时 应注意控制系物吊索分支的夹角，分支的夹角越大，断 面受力就越大，也就越容易发生脱钩。 （3）钩柄尾部的螺纹部位CC断面 螺纹根部应力集中，还会受到腐蚀，容易在缺陷处
28、断裂。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.吊钩的计算载荷和安全系数 在进行承载安全的强度计算时，吊钩受到的载荷不能仅按最 大起升质量的静力作用计算，而应该考虑由于起升质量突然离地 起升或下降制动，重力载荷将产生的动态增大效应，吊钩的计算 载荷必须在静载荷基础上乘以起升载荷动载系数2。一般起升速 度越大，起升系统的刚度越大，司机操作越猛烈，2值也越大， 其取值在1.02.0范围内。 在对吊钩进行强度校核时，应该注意安全系数n的取值。对于 钩身，一般用途的起重机n为1.3，用于吊运
29、熔化金属等危险品的 起重机n为2.5；而对于钩柄螺纹部位，通常n取4。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 吊钩的安全检查与报废 1.安装使用前的检查：吊钩应有制造厂的检验合格证明，必要 时应对吊钩进行材料化学成分检验和必要的机械性能试验。使用前 应测量吊钩的原始开口度尺寸。 2.表面检查：通过目测、触摸检查吊钩的表面状况。吊钩表面 应该光洁、无毛刺、无锐角，不得有裂纹、折叠、过烧等缺陷，吊 钩缺陷不得补焊。 3.内部缺陷检查：主要通过探伤检查吊钩的内部状况。吊钩不 得有内部裂纹、白
30、点和影响使用安全的任何夹杂物等缺陷，必要时 ，应进行内部探伤检查。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 4.安全装置：有条件的，特别是用于大起重量时，应该安装防止吊物意外脱 钩的安全装置。 5.吊钩出现下列情况之一时应予报废： （1）裂纹； （2）危险断面磨损达原尺寸的10%； （3）开口度比原尺寸增加15%； （4）钩身扭转变形超过10； （5）吊钩危险断面或吊钩颈部产生塑性变形； （6）吊钩螺纹被腐蚀； （7）叠片钩衬套磨损达原尺寸的50%时，心轴磨损达原尺寸的5%时，应更换 衬
31、套或心轴 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2 起重机钢丝绳安全技术 2.2.1 概述 钢丝绳是起重机使用率很高的构件之一，这是由于它的独有特性所决定。与刚性构件 相比，钢丝绳具有强度高、自重轻、柔韧性好、耐冲击等特点，特别突出的是它的安全可 靠性。 在正常情况下使用的钢丝绳一般不会发生突然破断，即使破坏也是有前兆的，一般 总是从个别、局部断丝开始，逐渐发展到整个绳，是有一段时间过程的，除非因为载荷超 过其极限破断力而发生整绳突然破坏。这就提供了这样一种可能，只要平常加强对钢丝
32、绳 的安全管理和使用，那么，由钢丝绳引发的事故是可以避免的。 但是钢丝绳的受力状况多变、工作环境复杂，其破坏除了机械损伤之外，结构选型不 当、维护检查不当，失效的钢丝绳没有及时报废并更新等原因有关。 钢丝绳的安全技术涉及钢丝绳的种类、制造方法、构造性能、受力状况，以及维护、 检查、报废等多方面的问题，是个专业性比较强的技术，每个安全管理人员和技术人员都 应该对钢丝绳的有关知识、受力状况和运行状态有个基本了解，我们将分几个专题分别做 一介绍。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2
33、.2钢丝绳的构造 起重机多用双绕钢丝绳，一般都是用捻绳机将若干根钢丝捻制成股，再以 绳芯为中心，由一定数量股合在一起，捻绕成螺旋状的绳。 （1）钢丝：起承受载荷的作用，钢绳的破断拉力大小主要取决于钢丝的抗 拉强度。钢丝通过冷拉拉丝获得很高的强度和耐弯折的韧性。另外，根据使用 环境条件不同对钢丝进行表面处理，使钢丝绳增强防腐蚀性。 （2）绳芯：对绳股起支承作用以减小钢丝间的接触应力，增加钢丝绳弹性 和韧性，贮存油润滑钢丝、减轻摩擦以提高使用寿命。绳芯材料有机纤维（如 麻、棉）、合成尼龙纤维、石棉芯（用于高温条件）或软金属等。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIE
34、SEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2.3钢丝绳的分类 在钢丝绳受力时，各层钢丝与钢丝之间互相跨越而形成接触， 处于互相紧密接触挤压状态。组成钢丝绳的钢丝直径的差别、股中 不同层钢丝的捻角、捻距等因素都会影响钢丝绳的性能。按股内钢 丝之间的接触状态可分为点接触、线接触和面接触钢丝绳。 （1）点接触钢丝绳（亦称普通型）：采用等直径的钢丝捻制而 成，由于各层钢丝的捻距不等，各层钢丝与钢丝之间交叉形成点接 触状态。在受拉力时，点接触处产主应力集中并导致磨损、压痕， 过早地使钢丝断裂而报废，寿命较低，起重机的工作机构一般不采 用。优点是制造工艺简单、价廉，
35、常作为捆绑吊索。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 （2）线接触钢丝绳：采用直径不等的钢丝捻制，将内外层钢丝适 当搭配，不同层的钢丝之间在全长上呈线接触状态，由于接触面积 较点接触钢丝绳的大，使受载时钢丝的接触应力降低。常见的有西 尔型（外粗式）、瓦林吞型（粗细型）和填充型（密集式）等。线 接触钢丝绳承载力强、挠性好、寿命较高，品种也愈来愈多。起重 机的工作机构应优先采用线接触钢丝绳。 （3）面接触钢丝绳（密封式）：通常以圆钢丝为股芯，用特殊方 法制造，使最外一层或几层采用异形断面
36、的钢丝，层与层之间呈面 接触状态。其特点是挠性好、强度高、耐腐蚀，但制造工艺复杂， 价格高，起重机上很少使用。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2.4钢丝绳的捻向 根据钢丝绳由丝捻成股的方向，与由股捻成绳的方向是否一致，可分为交 互捻或同向捻钢丝绳。根据绳股的捻向可分为右交互捻，左交互捻，右同向捻左 同向捻四种。 （1）交互捻钢丝绳（交绕绳）：丝捻成股与股捻成绳的捻制方向相反，在 钢丝绳受力伸长时，迫使股内钢丝相互压紧，产生阻抗转动的反力矩，使用中不 易扭转和松散，因而在起重
37、机的工作机构上得到了普遍的应用。为防止卸载后钢 丝绳带动吊钩滑轮组扭转打卷伤人，起升机构一般均采用交互捻钢丝绳。 （2）同向捻钢丝绳（顺绕绳）：丝捻成股与股捻成绳的方向相同，其挠性 好，但由于旋转性较强，散股的趋向大，且稳定性较差，容易扭结，在小的滑轮 槽中经过时，容易扭曲成拢状，使结构遭到破坏，一般只作为牵引绳或张紧绳。 （3）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，在起升高度较大的起重机上使用，并越来越受到重视。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05
38、2.2.5钢丝绳的特性 钢丝绳的特性主要表现在钢丝绳的破断拉力、耐扭 转弯折的韧性和对恶劣使用环境的耐腐蚀性，是由组成钢 丝绳的钢丝特性所决定。钢丝绳还具有很高的可靠性，在 规定的使用条件下，在规定的寿命期限内，当执行规定功 能时，极少发生无先兆突然整绳断裂的危险，表现出较好 的安全性。安全工程人员对起重机实施安全管理，就应该 认识钢丝绳，并对钢丝绳的性能和使用时的适用条件有个 基本了解。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2.5.1钢丝绳的强度 钢丝的抗拉强度所决定的钢丝绳的
39、破断拉力是钢丝绳最重要的 性能指标，而钢丝的抗拉强度是通过冷拔拉丝这个特殊制造工艺获 得的。 高抗拉强度可以提高钢丝承受动载荷和抗挤压能力，但随之韧 性降低、脆性增加，在重载且反复弯曲的使用条件下容易断裂。所 以，钢丝绳并不是抗拉强度越高越好，而需要综合考虑。通过实验 得知，抗拉强度在1550MPa850MPa之间的钢丝绳，其抗拉、抗 挤压、耐磨损，柔韧性综合特性较好，是起重机的工作机构优先选 择的用绳。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2.5.2钢丝绳的韧性 韧性是保证钢丝
40、绳可靠性的重要参数，是根据单根 钢丝的试验结果所决定。将单根钢丝360度连续地扭转和 180度不间断地反复弯折，直至断裂，根据试验钢丝不发 生断裂的耐受次数进行韧性分级，耐受次数越多，钢丝绳 的韧性就越好，等级也越高。按照国家标准，钢丝绳的韧 性分为特、三个等级。特级韧性最好，用于重要场 合，如载客电梯、矿井的载人提升机等；级韧性比特级 稍低，但可靠性也不错，一般作为起重机的各个工作机构 用绳；级韧性较低，但成本也低，常用于次要、更换频 繁的场合，如捆绑绳、吊索等。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2
41、010.07.05 2.2.5.3钢丝绳的耐腐蚀性 根据钢丝绳使用环境条件，按照钢丝是否进 行表面处理，可分为光面钢丝绳和表面镀锌钢丝 绳两种。光面钢丝绳的钢丝表面不做任何处理， 用于常规无腐蚀性环境的起重机用绳。表面镀锌 铜丝绳根据钢丝镀层的耐腐蚀性能分为三个等级 ，甲级用于严重腐蚀条件，乙级用于一般腐蚀条 件，丙级用于较轻腐蚀条件。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2.5.4钢丝绳的标记方法 钢丝绳的构造、钢丝之间的接触状态、捻制方法和 捻向、以及钢丝绳的机械特性和表面特
42、征，直接影响钢丝 绳的使用安全。这些参数和性能指标在钢丝绳的标记中得 到综合反映，是我们在选择、更换和使用钢丝绳的依据。 根据圆股钢丝绳的国家标准GB1102规定，以起重机 常用的右交互捻钢丝绳为例，我们来从下图认识钢丝绳技 术参数的标记方法。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 钢丝绳 6 37 15.0 1550 甲 镀 右交 此图为钢丝绳技术参数标记，其中： 钢丝绳的股数，起重机常用6股绳。 钢丝绳的结构型式， 点接触普通钢丝绳，标记“”； 线接触瓦林吞型钢丝绳（粗细式），标记
43、“W”； 线接触西尔型钢丝绳（外粗型），标记“X”； 线接触填充型钢丝绳（密集型），标记“T”； 每股钢丝数，起重机常用的6股绳一般每股钢丝有19根和37根两种。 钢丝绳的直径（mm）。 钢丝的公称抗拉强度b（MPa）。 钢丝的韧性等级，根据实际级别分别标记“特”、“”、“”。 钢丝表面经过镀锌处理，根据实际级别分别标记“甲”、“乙”、“丙”。 钢丝表面处理特征，表面不做处理的，标记“光”，或不加标记；表面镀锌处理的，标记“镀”。 钢丝绳的捻制方式和方向，右捻绳标记“右”；左捻绳标记“左”；交互捻标记“交”；同向捻标记“ 同”。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT
44、DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2.6.钢丝绳的选用 钢丝绳自身性能好，并不能保证在使用中不发生问题。我们 必须看到，起重机械使用的钢丝绳是一种易损件。 客观上钢丝绳本来受力就比较复杂，同时受到与钢丝绳配套 的有关设备状态的影响，某些作业条件使钢丝绳特别容易受到意 外的损伤、缺乏维护是钢丝绳寿命短的主要原因之一，特别是当 机械在腐蚀性环境中运转时更是如此。我们必须合理选择和使用 保养钢丝绳，保持钢丝绳的持续安全状态。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD
45、. 2010.07.05 钢丝绳的选用 钢丝绳的工作状态是随起重机械的特性和工作条件以及用途而变化的。钢丝绳 应满足两个基本条件，一是能够承受最大工作载荷的足够强度，二是有足够长的 寿命。 （1）钢丝绳承载能力 一般采用安全系数法，按所受最大工作静拉力计算选用钢丝绳。计算公式 为： F0Sn 式中：F0所选钢丝绳的破断拉力（N），可查钢丝绳性能手册获取； S钢丝绳最大工作静拉力（N）； n钢丝绳的安全系数。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 安全系数实质是安全储备的倍数，用在工作机
46、构上的钢丝绳根据机构的工作级 别确定，其他钢丝绳根据用途性质确定（见表1），工作级别越高、用途越重要 、要求钢丝绳寿命越长的地方，安全系数就越大。特别要注意，对于吊运熔化 或赤热金属、酸溶液、爆炸物、易燃物及有毒品等危险物品的起升用钢丝绳的 安全系数，一般应按比设计的工作级别高一级的工作级别选用。 表1 钢丝绳的安全系数 见表: 用途 起重机工作机构用钢丝绳其他用途钢丝绳 机构 工作 级别 M1 3 M4 M5 M6 M7 M8 支承 动臂 起重机 械自身 安装 揽风 绳 吊挂 和捆 绑 安全 系数 44.5 567842.53.56 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZG
47、PT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 （2）钢丝绳的弯曲比 钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减少而降 低，使用中的钢丝绳弯曲的曲率越小，钢丝被反复弯折得越厉害，受力情况越恶 劣，寿命就越低。所以，必须对按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径作出 限制，凡是工作级别高，要求钢丝绳寿命长的地方，都采用较大的弯曲比（见表 2）。对于设计要求轻巧和紧凑的流动式起重机，这个值可以取得较低。计算公 式为： D0minhd 式中：D0min按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径（mm ）； d钢丝绳直径（mm）； h滑轮或卷
48、筒直径与钢丝绳直径的比值。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 机构工 作级别 M1 M3 M4M5M6M7M8 流动式 起重机 卷筒h11416172022.42516 滑轮h216182022.4252818 表2 滑轮轮或卷筒的h值值 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 2.2.7.钢丝绳的固定 钢丝绳的始末端部位一般需要与其他零构件连接或 固定在起重机的其他结构上，
49、钢丝绳尾端的固定是关系 钢丝绳安全的重要环节。 钢丝绳的固定要求满足两个条件，一是连接或固定的 部位必须达到相应的强度和安全要求，二是连接或固定 方式与使用要求相符合。钢丝绳的固定有多种方法，针 对不同的使用条件和要求选择使用。 ZGPT Diesel MAN B&W Diesel ZGPT DIESEL HEAVY INDUSTRY CO.,LTD. 2010.07.05 使用检验合格的钢丝绳产品，保证其机械性能和规格符合设计 要求。必要时使用前应做受力计算，保证足够的安全系数。钢丝 绳的维护保养应根据起重机的用途、工作环境和钢丝绳的种类而 定。 在起重机械上的钢丝绳投入使用之前，应确保与钢丝绳工作 有关的各种装置已安装就绪并运转正常。对机械上有可能与钢丝 绳发生摩擦的部位应加以适当防护。 从卷轴或钢丝绳卷上抽放钢丝绳时，应在洁净的地方拖拉