2022年起重作业安全讲座.doc

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1、起重作业平安讲座作者简介：袁化临（女），首都经济贸易大学平安工程系平安工程专业教研室教授，硕士研究生导师。主要从事机械平安、起重平安、平安科学和平安专业教育理论等方面的教学和科研工作。编者按 特种设备在工业消费中必不可少，同时，又因其使用中的高风险性而成为平安监管工作中的重点与难点。本着为读者效劳的精神，本网已登载过锅炉压力容器平安讲座，遭到了广大读者的欢迎。从今天起，我们开场登载起重作业平安讲座，希望能对相关从业人员有所协助。一 起重机械的平安高风险特性 人类的消费活动和生活离不开对物质的需求，必定要进展大量的物料搬运，起重机械确实是用来进展物料搬运作业的机械设备。 在现代消费中，起重机械不

2、仅在物料运输领域起着重要作用，广泛用于输送、装卸、建筑工程和仓储等作业，而且直截了当参与消费工艺过程，例如，大型构件的锻造和热处理等工艺。起重机械的使用大大提高了劳动效率，同时减轻了劳动者的劳动强度。 近些年来，起重机械的功能又延伸、开展到各类游艺机中，那些与起重机工作原理类似的可升降、旋转的大型载人游艺机，以其运动多变、危险刺激的特点成为吸引游客的亮点，丰富了人们的娱乐生活，提高了人们的生活质量。使用任何机械都伴随着平安风险，以快速、高效和大吨位为开展目的的起重机械必定也面临越来越大的平安风险。依照不完全统计，在事故多发的作业中，起重事故的起数多、后果严峻、经济损失大，不断是平安监控的重点特

3、种设备。 起重机械的高风险是由它的特别运动方式和作业特点来决定。起重机械的作业特点是周期性的间歇作业，其工作原理是如此的：承载物料的取物装置借助庞大金属构造的支撑，通过多个工作机构的单独运动或组合运动把物料提升，并在空间一定范围内运移，然后按需要将物料安放到指定位置，空载回到原处，预备再次作业，从而完成一个物料搬运的工作循环。整个工作循环需要地面指挥人员、司索工和起重机司机等三方面人员的紧密配合协调完成。从职业平安和健康角度来看，起重作业概括起来有如下特点： 1物料的高势能 起重搬运的载荷质量大，一般都上吨重，有的高达几百吨。起重搬运过程是将重物悬吊在空中的运动过程。由于载荷质量大、位置高，因

4、而具有特别高的势能。一旦发生意外，高势能就会迅速转化为高动能。 2运动的多维性 与其他固定式机械不同的是，起重机在作业过程中需要整体挪动，同时起重搬运过程是借助多个机构的组合运动来实现。每个机构都存在大量构造复杂、形状不一、运动各异、速度多变的可动零部件，再加上吊载的三维空间的运移，如此构成了起重机械的危险源点多且分散的特点。 3作业的范围大 起重机庞大的金属构造横跨车间或作业场地，高居其他设备、设备和施工人群之上，起重机起吊物料，可实现带载情况下，起重机部分或整体在较大范围内挪动运转，在作业区域增大的同时，也使危险的妨碍范围加大。 4作业的群体性 起重作业的过程是通过地面司索工捆绑吊物、挂钩

5、、卸货，起重司机操纵起重机将物料吊起，按地面指挥要求，通过空间运转，将吊物放到指定位置的一系列环节组成。每一次吊运循环，都必须是多人合作完成，不管哪个环节出咨询题，都可能发生意外。 5作业条件的复杂性 在室内的起重机，地面设备多，人员集中；在室外的起重机，会受气象条件和场地限制；在夜间作业，会受作业范围内的采光条件妨碍。另外，物料的品种繁多，包括成件、散料、液体、固液混合等物料，形态各异。此外，流淌式起重机还涉及地形和四周环境等众多要素的妨碍。 总之，起重搬运这种特别的作业方式和起重机械特别的构造和运动方式本身就存在着诸多危险要素，平安咨询题尤其突出。随着人们平安认识的加强，对工作条件的平安期

6、望越来越高，起重机械的平安将更加遭到注重。 二起重机械的分类 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。 1 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。 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，其构造组成必定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。依照金属构造的类型不同，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。 3升降机 常见的有垂直升降机、电梯等。升降机类起重设备只有一个升降机构。由于出于平安性考虑，电梯配有完善的平安装置及其他附属装置，其复杂程度是轻小型起重设

7、备不能相比的，因而，列为单独一类。 在所有各类起重机械中，桥架类型起重机和臂架类起重机是使用量最大、功能最强的主体起重设备，如今，我们重点来认识一下起重机械设备中的这一大类别。 1桥架类型起重机 桥架类型起重机的最大特点，是以桥形金属构造作为主要承载构件，取物装置悬挂在能够沿主梁运转的起重小车内。桥架类型起重机通过起升机构的升降运动、小车运转机构和大车运转机构的水平运动，在矩形三维空间内完成对物料的搬运作业。桥架类型起重机依照构造方式不同还能够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

8、形主梁）等。 2臂架类型起重机 臂架类型起重机的构造特点是，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、旋转机构和运转机构等四大机构的组合运动，能够实如今圆形或长圆形空间的装卸作业。例如，流淌式起重机（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。 除了按构造类型分类外，起重机还能够按行驶功能分为有轨运转起重机和无轨运转起重机。有轨运转起重机装有车轮，能够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。无轨运转起重机的运转装置装备橡胶轮胎或履带，常见的各种流淌式起

9、重机，它们机动性好，能够在各种路面上长间隔行驶，灵敏转换作业场地。 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。也有许多起重机是专门为特定工作场所或某种工艺效劳的。例如，兑铁水起重机、脱锭起重机等冶金起重机，铸造起重机、锻造起重机等效劳于热加工的起重机，门座起重机、卸船机等专门用于港口装卸作业的起重机，用于仓储料库的堆垛起重机，还有专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消费的根底装备之一。起重机今后开展的方向是进一步增大起重功能，向大型化开展，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；加强

10、平安可靠性和作业的温馨性。三起重机的组成 起重机由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵操纵系统和金属构造组成。通过对操纵系统的操纵，驱动装置将动力能量输入转变为机械能，将作用力和运动速度传递给取物装置，取物装置把被搬运物料与起重机联络起来，通过工作机构单独或组合运动，完成物料搬运任务。可挪动的金属构造将各组成部分连接成一个整体，并承载起重机的自重和吊重。 1驱动装置 驱动装置是用来驱开工作机构的动力设备。几乎所有的有轨起重机、升降机、电梯等都采纳电力驱动。关于能够远间隔挪动的流淌式起重机（汽车起重机、轮胎起重机和履带起重机）多采纳内燃机驱动。人力驱动适用于一些轻小起重设备，也用作某些设备的辅助驱

11、动和意外事故状态下的临时动力。 2工作机构 起升机构、运转机构、变幅机构和旋转机构，被称为起重机的四大机构。起重机通过某一机构的单独运动或多机构的组合运动，到达搬运物料的目的。 起升机构是用来进展物料垂直升降的机构，是起重机最主要、最根本的机构。只要有起升机构，该机构就能够称为起重设备。 运转机构是用来实现水平搬运物料的机构。有些运转机构仅用来调整起重机的工作位置。 变幅机构是通过改变臂架的长度和仰角来改变作业幅度的机构。 旋转机构可使臂架绕着起重机的垂直轴线作回转运动，使起重机能够在环形空间内运移物料。变幅机构和旋转机构是臂架起重机特有的工作机构。 3取物装置 依照被吊物料不同的品种、形态、

12、体积大小，采纳不同品种的取物装置。成件的物品常用吊钩、吊环；例如粮食、矿石、化肥等散料常用抓斗、料斗抓取；液体物料使用盛筒、料罐等。关于特别的物料常采纳特种吊具，比方用起重横梁吊运长形物料，用电磁吸盘吊运导磁性物料，用旋转吊钩吊运钢卷以及专为集装箱设计的吊具等。防止吊物坠落，保证作业人员的平安和吊物不受损伤，是对取物装置的根本平安要求。 4操纵系统 操纵操纵系统包括各种操纵器、显示器及相关元件和线路，是起重机人机平安要求集中表达的界面。通过电气、液压系统，起重机司机能够操纵起重机的运动，保证起重作业任务的顺利进展，防止事故发生。 5金属构造 金属构造是起重机的重要组成部分。它是整台起重机的骨架

13、，将起重机各部分组合成一个有机的整体，并构成一定的作业空间，承受作用在起重机上的各种载荷和自重。金属构造的垮塌破坏，会给起重机带来极其严峻甚至灾难性的后果。 起重机与其他一般机器的明显区别是：起重机具有庞大、可挪动的金属构造，多机构进展组合工作。起重机有周期间歇式作业循环、起重载荷的不均匀性、各机构运动循环的不一致性和机构负载的不等时性等特点，而起重作业必须是多人参与、协调配合，这些都增加了作业的复杂性，即便在正常状态下进展操作时，起重机及其四周区域都有可能构成作业的危险区，成为平安防护的重点和难点。四起重事故类型及缘故分析 从起重作业过程分析可见，起重机械特别的构造方式和搬运的运动方式本身就

14、存在着诸多危险要素，危险要素是事故发生的起源。各种危险有显现的、潜在的，不同形态危险要素往往交错在一起，起重事故主 要类型有以下几种： 1.重物坠落的打击损害 重物坠落缘故有多种，常见缘故有吊具或吊装容器损坏、物件捆绑不牢而松散或滑落、挂钩不当发生脱钩、电磁吸盘忽然失电导致吸吊的物料坠落等。起升机构的零件发生毛病或损坏（特别是制动器失灵、钢丝绳或吊钩断裂等）都可能引发重物坠落的危险。另外，重物坠落还可能由于吊装的危险物料引发二次损害。例如，高温液体金属，易燃易爆、有毒、有腐蚀等危险品，它们都可能因物料的物理、化学特性导致烫伤、粉尘损害、有毒物损害等。 2.起重机丧失稳定性 起重机失稳可能有两种

15、情况：一是由于操作不当（例如超载、臂架变幅或旋转过快等）、支腿未找平或地基沉陷等缘故，导致起重机由于力矩不平衡而倾翻；二是由于坡度或风载荷作用，使起重机沿倾斜路面或轨道滑动，发生不应有的位移、脱轨或翻倒。 3.金属构造的破坏 庞大的金属构造是各类桥架起重机、塔式起重机和门座起重机的重要构成部分，作为整台起重机的骨架，不仅承载起重机的自重和吊重，而且构架了起重作业的立体空间。由于起重机的金属构造组成不同，金属构造破坏方式往往也不同，例如，桥式起重机和门式起重机的主梁下挠度超标或支腿垮塌，塔式起重机和门座起重机的坠臂、倒塔等。金属构造的破坏常常会导致严峻损害，甚至群死群伤的恶果。 4.人员高处跌落

16、损害 起重机的机体高大，一般桥式起重机的主梁高度都在十米以上，塔式起重机和门座起重机甚至高达几十米。为了获得作业现场清晰的观察视野，司机室往往设在金属构造的高处，特别多设备也安装在高处，塔式起重机转移场地时的拆装作业、起重机高处设备的维护和检修，以及平安检查测量，这些需要人员登高的场所和作业环节，都存在着人员从高处跌落损害的危险。 5.夹挤和碾轧损害 有些桥式起重机轨道两侧缺乏良好的平安通道，塔式起重机或汽车起重机的起重臂架作业回转半径与邻近的建筑构造之间的间隔过小，使起重机在运转或回转作业期间，对尚滞留在其间的其别人员造成夹挤损害。由于起重机整机的挪动性，运转机构的操作失误或制动器失灵引起溜

17、车可能对人员造成碰撞或碾轧损害，在道路上行驶的流淌起重机还可能发生交通事故。 6.触电损害 大多数起重机都是电力驱动，或通过电缆，或采纳固定裸线将电力输入，起重机的任何组成部分或吊物，与带电体间隔过近或触碰带电物体时，都能够引发触电损害。即便是流淌式起重机，在输电线附近作业时，触碰高压线的事故也时有发生。直截了当触电或由于跨步电压会造成电伤、电击事故。 7.其他机械损害 人体某部位与运动零部件接触引起的绞、碾、戳等损害，液压元件或管路破坏造成高压液体的喷射损害，运转零件破坏飞出物的打击损害，抽拉吊索引起的弹射损害等等，这些在一般机械上发生的损害方式，在起重机作业中都有可能发生。 五起重作业平安

18、风险分析 起重作业的平安风险，是指在利用起重机进展物料搬运或其他作业过程中，发生对人员损害事故的可能性（概率）和可能造成损害的严峻性（程度）这两个要素的综合指标。起重作业的平安风险由于涉及多种要素，定量分析需要大量的统计数据做根底，而目前我国在这方面存在特别大的材料缺口，进展定量分析有困难，因而，常常采取定性可能的方法来分析。 一、起重事故发生的可能性 1事故发生的时间特点 起重机“寿命”期间各个阶段都可能发惹事故，如起重机在执行其搬运功能，以及在运输、安装、调整、维修、拆卸，以及平安检查检验的各个环节的各种操作方式下，都可能发生。其中，起重搬运作业和起重机的拆装过程中发生的事故最多。事故不仅

19、在起重机的非正常工作状态可能发生，即便是正常工作状态下也有可能发生。 2人员面临的危险 起重作业涉及范围内的现场人员置身于庞大金属构造挪动区域里，地面人员一直处于可能发生重物坠落的危险区内。起重司机正常操作、高处设备的维护检修、起重机的拆装，以及平安检查等都需要人员面临高处作业的危险。 3危险事件的突发性 起重事故，特别是重物坠落和金属构造倾翻垮塌，多数没有前兆，无法像一般机械能够通过急停装置使危险事件抑制，在某些情况下根本没有避让空间或逃离通道。 4，高发事故的人员特征 统计数听说明，受损害的人员能够是司机、司索工、甚至许多与起重作业无关的人员。其中，司索工的损害比例最高，尤其是非正规就业的

20、、相对文化素养较低的民工群体是事故的高发人群。 二、起重事故后果的严峻程度 1事故群体化 起重搬运作业与一人一机在较小范围内的固定作业方式有特别大区别。 起重作业需要多人参与、协同配合，有些建筑工地或水利工地场所，在起重作业区域内集聚着大量施工人员，一旦发惹事故往往涉及许多人。 2事故后果严峻 起重事故不仅可能导致人员损害，还往往伴随着大面积设备设备的损坏。尤其是重物坠落和金属构造垮塌失稳，往往造成恶性事故。起重机制造业范围越大、起重吨位越高，可能造成事故后果的程度就越严峻。 3事故类型集中 机械损害事故是起重作业的主要事故类型，如重物坠落、平挤碾压、物体打击、起重机倾翻事故等。此外，还可能发

21、生触电或由物料造成的其他损害。在一台设备上可能发生的事故类型如此之多且集中，这在其他任何机械中都是罕见的。六起重机主要技术参数 起重机主参数是表示起重机主要技术功能指标的参数。是起重机设计的依照，也是起重机平安技术要求的重要依照。下面我们仅就与平安关系较大的起重机主参数介绍如下： 额定起重量Gn 是指起重机能平安吊起的物料连同可分吊具或属具质量的总和。关于吊钩起重机其额定起重量确实是其平安起吊物料的质量。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，同意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

22、目显示在起重机构造的明显位置上（这是起重机平安检查的内容之一），以提示操作者防止超载。需要说明的是，关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。明确这一点对平安操作起重机是特别重要的。 起升高度H 是指起重机运转轨道顶面，或地面到取物装置上极限位置的垂直间隔。有些起重机的取物装置同意下放到地面或轨道顶面以下，其下放的间隔称为下降深度。这时，起重机的起升范围即是起升高度和 下降深度之和，即吊具最高和最低工作位置之间的垂直间隔。在起重机实际作业中，不得超过起升高度同意值。由于超限度会使卷

23、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。 跨度S 是指桥式类型起重机运转轨道中心线之间的水平间隔。桥式类型起重机的小车运转轨道中心线之间的间隔，地面有轨运转的臂架式起重机的运转轨道中心线之间的间隔，都称为轨距。保持起重机的大车运转轨道的跨度和小车运转轨道的轨距平行，是起重机平安检查的内容之一。 幅度L 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间隔，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间隔。当臂架倾角最小，或小车位置与起重机回转中心间隔最大时的幅度为最大幅度，反之为最小幅度。关于臂架类型起重机

24、来说，不同幅度对应的平安起重量是不同的。 工作速度V 起重机工作机构在额定载荷下稳定运转的速度。包括起升速度Vq、大车运转速度Vk、小车运转速度Vt、变幅速度Vl和旋转速度。关于流淌式起重机在道路行驶状态下的工作速度，是用行走速度Vo 来描绘。当起重机的某一工作机构能够多挡位操作时，一般情况下，载荷越大，工作速度越低。关于臂架式起重机，应操纵其旋转速度，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。七 起重机工作级别 工作级别是表征起重机工作特性的一个重要概念。其划分原则是以起重机的寿命为标准，在荷载不同、作用频次不同的情况下，具有一样寿命的起重机划分在同一级别。划分工作级别的目的是为

25、设计、制造和用户的选用之间提供合理、统一的技术根底和参考标准，进而获得较好的平安和经济效果，使起重机的工作状态得到比拟精确的反映。 起重机工作级别又是关系起重机平安的一个重要依照，是平安检查、事故分析计算和确定零部件报废标准的依照。一般来说，工作级别不同，平安系数就不同，报废标准也不同。 起重机的工作级别、起重机金属构造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。 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说明起重机受载的轻重程度的指标，按名义载荷谱系数分为轻、中

26、、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（参见表1）。 表1：起重机工作级别的划分 见表 2.起重机金属构造工作级别 起重机金属构造工作级别按构造件中的应力状态的应力循环次数分为A1A8级（参考表1）。划分方式与起重机工作级别的划分方式一样。 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。载荷状态说明机构受载程度分为轻、中、重和特重四级。工作级别依照利用等级和载荷状态，按对角线原则，分为M1M8共8级（参见表2）。 表2：机构工作级别的划分 见表 这里，首先需要指出

27、，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。即便起重量一样的同类型起重机，只要工作级别不同，则零部件的平安系数就不一样。假如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，使毛病频发，甚至引起事故。 另外需要说明，起重机和金属构造的工作级别与机构工作级别是不同的。关于同一台起重机，由于各个工作机构受载的不一致性和工作的不等时性，即便是同一台起重机，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

28、更新时要特别留意。八起重机的载荷（一） 起重机在作业过程中，承受载荷品种复杂、载荷作用方向不同，这不仅表如今运转过程中起重机要遭到包括静载荷、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，即便是同类载荷也表现出多变的特征。遭到载荷作用的起重机械各承载零件和构造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。 起重机的载荷计算是起重机及其组成零、部、构件受力分析的原始依照，也是报废或事故缘故推断分析的重要依照。载荷状态推断得精确与否，将直截了当妨碍计算结果和事故结论的正确与否。因而，我们需要理解起重机上的载荷品种、各种载荷的作用

29、方向以及在不同工况下的载荷作用方式。 1.重力载荷 起重机的重力载荷包括自重载荷和起升载荷两大部分。 自重载荷包括起重机的金属构造、机械设备、电气设备等（不包括起升载荷）的重力载荷。载荷的作用方式及简化的力学模型能够分别考虑，一般情况下，起重机的机械设备和电气设备可视为集中载荷作用在 设备安装的位置中心，桁架的自注重为作用在构造节点上的集中载荷，箱型构造的自重作为均布载荷处理。自重载荷通常都比它的工作对象的重量大得多。 起升载荷指所有起升质量的重力，包括同意起升的最大有效物品、取物装置（包括下滑轮组吊钩、吊梁、抓斗、容器、起重电磁铁等）、悬挂挠性件以及其他在升降中的设备的重力。当起升高度小于5

30、0米时，起升钢丝绳的重量能够不计。 当起重机处于非运动的静止状态，即起重机不工作，或吊载停顿升降运动悬吊在空中的状态，或起重机处于稳定匀速运动状态时，起重机的自重载荷和起升载荷可作为静载荷处理。关于桥架类型的起重机，物料通过载重小车沿主梁水平运动时，小车自重及起升载荷则组成了挪动载荷。 2.动力载荷 动力载荷使起重机在运动状态改变时产生动载效应，动载效应使原有静力载荷值增加。 动力载荷包括在变速运动中，构造自重和起升载荷产生的惯性载荷；由于车轮通过不平坦轨道接头，或起重机的运动部分撞击缓冲器产生的冲击载荷；在惯性载荷和冲击载荷作用下，金属构造和工作机构的弹性系统产生振动的振动载荷等。 动力载荷

31、与工作速度（加速度）有关，与运动方向有关，与构造的方式和性质（诸如系统的质量分布、系统的刚度和阻尼等）有关，与起重机的使用条件和司机操作方法、操作技能的纯熟程度等多种要素有关。 3.自然载荷 自然载荷专指风、冰、雪、地震和温度变化等自然要素所造成的载荷。在室外工作的起重机，风载荷对起重作业的妨碍应该给予足够的注重。其他自然载荷在需要考虑时，可按有关标精确定或由用户提供有关材料进展计算。 4.其他载荷 桥架式类型起重机在大车运转过程中出现偏斜时，产生垂直作用于车轮轮缘或水平导向轮上的水平侧向力；轨道式起重机由于轨道安装误差或流淌式起重机由于行驶道路的坡度引起的坡度载荷；考虑起重机在运输、安装过程

32、中由于消费工艺的需要而产生的载荷，其方式和大小将由实际情况详细决定；起重机在投人使用前，或对使用期间的起重机做平安监测时，进展的超载动态试验及静态试验产生的试验载荷等。九起重机的载荷（二） 动载荷产生在起重机的运动状态改变时，动载效应使起重机受地球引力作用的重力载荷（包括自重载荷和起升载荷）的静载荷值增加。在进展起重机零、部、构件的设计、平安检验、平安防护装置的选择和起重事故的分析计算时，必须考虑动载荷的作用方向。 1. 垂直载荷 为了计算方便，垂直方向的动载效应通常用不同的动力系数i表示，关于不同工况产生的动载荷是通过动力系数与相应的静载荷的乘积计算获得。动力系数一般查阅起重机设计标准或有关

33、手册给定的范围，依照实际工况来选用确定，常用的动力系数和适用工况介绍如下： （1）起升冲击系数1 在起升质量忽然离地起升或下降制动时，起重机的自重载荷将产生沿其加速度相反方向的冲击作用。1是考虑了这种工况下的自重冲击系数，在进展载荷计算时，它仅与起重机自重载荷相乘。 （2）起升载荷动载系数2 在起升机构工作时，起升质量忽然离地起升或下降制动的情况下，被吊物品重力载荷将产生动态增大效应。2是考虑了这种工况下起升载荷的增大系数，在进展载荷计算时，它应与起升载荷相乘。2值的大小与起升速度、系统刚度及操作情况有关，一般起升速度越大，系统刚度越大，操作越猛烈，2值也越大。 （3）忽然卸荷冲击系数3 当抓

34、斗起重机和电磁吸盘起重机在卸货时，或当吊钩、钢丝绳意外断裂吊载坠落的起重事故发生时，会导致起升质量部分或全部忽然卸载，这将对构造产生动态减载作用。3是考虑了这种工况下的卸荷冲击系数。在进展金属构造和起重机抗倾覆的稳定性计算时，应考虑这种动态减载作用的妨碍。 （4）运转冲击系数4 当起重机或起重小车通过不平道路或轨道接缝时，沿着垂直方向会产生运转冲击载荷，4是考虑这种效应的运转冲击系数。运转冲击系数与起重机或小车的运转速度、轨道或道路情况有关。 2.水平载荷 水平载荷包括运转、回转和变幅机构在驱动力或制动力的变速作用下，起重机本身质量和起升质量产生惯性载荷，这个载荷仅涉及由刚体动力学求得的惯性力

35、，没有考虑弹性振动要素。水平载荷还包括轨道起重机沿轨道运转偏斜时产生水平侧向载荷和运转超行程的碰撞载荷等。由于各种水平载荷发生的机理不同，计算方法也各不一样。 （1）运转水平惯性力 运转机构变速时的惯性力，按产生水平运转惯性力的相应的质量与加速度乘积的1.5倍计算，1.5是考虑驱动力对起重机金属构造产生的动力效应的系数。运转惯性力的计算结果应按不大于主动车轮与钢轨间的粘着力取值。 （2）回转和变幅运动的水平力 臂架式起重机回转和变幅机构运动时，起升质量产生的水平力，由于遭到变幅和回转起制动时产生的惯性力、回转运动时的离心力，以及受司机操作方法等多种要素的综合妨碍，会产生附加水平力。一般按悬吊物

36、的钢丝绳对垂直线的偏摆角所引起的水平分力计算。 （3）起重机偏斜运转时的水平侧向力 桥式类型的起重机在大车运转过程中出现偏斜运转时，会产生垂直作用于车轮轮缘或水平导向轮上的水平侧向力。造成起重机偏斜运转的要素是特别复杂的，难以从理论上作定量分析，通常是用试验和统计方法归纳的经历公式近似计算。 （4）碰撞载荷 在起重机或起重小车超过行程限制与轨道终端止挡器发生撞击，或当同一跨度轨道上有多台起重机时，两台起重机之间的互相碰撞会产生碰撞载荷。碰撞载荷依照能量原理，按假定碰撞动能和完全为缓冲器所吸收的动能计算。十起重机的载荷（三） 保证起重机平安可靠作业的计算有两品种型：一类是寿命计算（包括疲劳、磨损

37、和发热），这类计算要按等效原则确定计算载荷；另一类是强度计算（包括材料的塑性破坏、脆性断裂、弹性失稳以及起重机的稳定性），这类计算应按在使用期内可能出现的最大载荷作为计算载荷。这就需要针对不同的零部件和构造件，依照起重机工作的特点，考虑各种载荷实际出现的概率，把可能同时出现的载荷按最不利的情况进展组合，并依照一定的原则进展计算。 1.载荷分类与载荷组合 作用在起重机上的载荷分为三类，即根本载荷、附加载荷与特别载荷。各类载荷组合是强度和稳定性计算的原始依照。 （1）根本载荷：一直或经常作用在起重机构造上的载荷，包括自重载荷、起升载荷、惯性水平载荷，以及考虑动载系数与相应载荷相乘的动载效应。关于抓

38、斗、电磁吸盘起重机，还应考虑由于忽然卸载的动态减载作用。只考虑根本载荷的组合为组合。 （2）附加载荷：起重机在正常工作状态下，构造所遭到的非经常性作用的载荷。它包括起重机工作状态下的最大风载荷、起重机偏斜运转侧向力、依照实际情况而考虑的自然载荷，以及某些工艺载荷等。考虑根本载荷和附加载荷的组合为组合。 （3）特别载荷：起重机处于非工作状态时，构造可能遭到的最大载荷，或者在工作状态下构造偶尔遭到的不利载荷。考虑根本载荷和特别载荷的组合，或三类载荷都考虑的组合为组合。 2.计算原则 为保证起重机平安、正常地工作，起重机的金属构造和机构的零部件应满足强度、稳定性和刚度的要求。强度和稳定性要求是指构造

39、构件在载荷作用下产生的内力不应超过许用的承载才能，刚度要求是指构造在载荷作用下产生的变形量不应超过许用的变形值，以及构造的自振周期不应超过许用的振动周期。计算的内容不同，对应的载荷组合类别也不同。 （1）寿命（耐久性）计算载荷第类载荷用来计算零部件或金属构造的耐久性、磨损或发热。按正常工作时的等效载荷进展计算。 工作级别是A6、A7、A8级起重机，关于受变载荷作用的机构零件和金属构造应做疲劳强度验算。 （2）强度计算载荷第类载荷用来计算零部件或金属构造的强度、受压和平面弯曲构件的稳定性、构造件的刚度、起重机的整体稳定性与轮压。按工作状态最大载荷进展强度计算。确定强度计算载荷时，应选取可能出现的

40、最不利的载荷组合。 （3）验算载荷第类载荷用来验算起重机的某些装置（如夹轨器）、变幅机构、支承旋转装置的某些零件和金属构造的强度和构件的稳定性，以及起重机的整体稳定性。按非工作状态最大载荷及特别载荷（安装载荷、运输载荷及冲击载荷等）进展强度验算。 在起重机事故处理时，由金属构造和机构的零部件破坏导致的事故，应进展必要的验算。验算时，按实际工况的发生载荷处理。 3.平安系数 起重机承载才能的计算方法有许用应力法和极限状态法两种。目前，许用应力法仍是主要采纳的方法，许用应力是按材料的强度极限考虑一定的平安储藏来获得。强度计算的根本条件是零构件危险截面的计算应力不得大于材料的许用应力，而材料的强度极

41、限与许用应力之比的倍数确实是平安系数。 平安系数的选择首先要确保平安、可靠，又要做到技术先进，经济合理。平安系数的取值既考虑材料的强度储藏、重要度、计算方法精确程度，又要考虑材料的不均匀性和可能存在的缺陷以及实际尺寸的误差等要素。 特别应该强调指出，起重机零构件的重要度是平安系数取值的重要依照。当起重机某些部分损坏会引起严峻的事故后果（例如引起物品坠落、臂架下落、起重机倾覆等情况发生）时，所涉及的此类零部件应有较高的平安系数；当起重机某些零部件在破坏以后仅使起重机停顿工作，而不会导致严峻后果的，则平安系数能够取低些。不同材料零构件的平安系数也有区别，一般锻件和轧制件可取较低值，铸件则应取较高值

42、。关于运输融化金属或危险物品等的起重机的重要零部件，其平安系数比常规取值应加大。另外，工作级别不同，平安系数也不同。 十一起重机取物装置的平安（上） 取物装置是将物料与起重机联络起来进展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转的起重小车内。 常常依照物料的形态、几何形状特点和装卸效率要求来配置取物装置，一般成件的物品常用吊钩、吊环，散料常用抓斗，液体物料使用盛筒、吊罐，还有针对特别物料的其他特种吊具，如电磁吸盘、旋转C型钩，以及集装箱专用吊具等。 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。

43、按形状有单钩和双钩之分，单钩常用于较小的起重量，起重量较大时多采纳双钩。吊钩在起重作业中，遭到频繁、冲击重载荷的反复作用，一旦出现毛病就可能导致重物坠落，造成严重人身伤亡或财产损失。因而，吊钩的根本平安要求确实是防止发生忽然断裂或脱钩，保证作业人员的平安和被吊运物料不受损害。吊钩平安功能需要正确的构造设计、合理选材、适宜 的制造方法来保证，同时在使用中要加强平安检查，发觉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平安状态。 吊钩的根本平安要求如下： （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，

44、一般采纳优质低碳冷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，因而一般不采纳高碳钢材料制造。 （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，由于本钱低，制造使用都特别方便，使用量特别大，缺点是一旦破坏即要整体报废。叠片式吊钩（板钩）是由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防止铸造缺陷，一般不同意使用铸造钩；由于无法防止焊接

45、产生的应力集中和可能产生裂纹，不同意焊接制造吊钩，也不同意用补焊的方法修复吊钩。 （3）吊钩的构造 以锻造单钩为例，吊钩能够分为钩身和钩柄两部分。 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。十二起重机取物装置的平安（下） 吊钩承载平安的强度计算 1.吊钩的危险断面 按平面弹性曲杆理论对吊钩的受载情况进展受力分析可知，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（参见以下图）。危险断面附近的吊钩状态是平安检查的重点。 （1）钩身水平AA断面