第一章起重基本知识 一、起重机构造与性能 二、力学基础知识 三、物体质量的计算方法 四、起重吊点的选择及物体绑扎 五、索具的联接和选取 六、常用起重器具的使用 七、起重作业基本安全操作方法 第二章起重安全管理制度 一、安全运行管理制度 二、交接班制度
三、起重作业人员基本要求 四、起重器具检查管理规定 五、起重装卸作业要求 六、高空作业要求 第三章起重安全操作规程
一、电动葫芦式行车操作工安全操作规程二、桥式起重机驾驶员安全操作规程 三、塔式驾驶员安全操作规程 四、叉车驾驶员安全操作规程 五、汽车吊驾驶员安全操作规程 六、起重指挥、司索人员安全操作规程 七、设备起重搬运安全操作规程
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第一章起重基本知识
一、起重机的构造与性能
1、起重机的主要技术参数与性能
起重机械是一种应用极为广泛的机械设备，起重机以间歇、重复的工作方式，通过吊钩或其他吊具起升、横向运行及纵向运行，在空间搬运物料的一种危险性较大的特种机械设备。起重机的性能主要是通过它的主要技术参数来表征的。
1.1额定起重量Gn
起重机允许起升物料的最大重量称为额定起重量，对于幅度可变的起重机，如塔吊，根据幅度规定起重机的额定起重量。起重机的取物装置本身（除吊钩组以外）的重量，一般应包括在额定起重量之中，如抓斗、挂梁、及各种辅助吊具的重量。
1.2起升高度H
起重机吊具最高和最低工作位置之间的垂直距离成为起重机的欺生范围，起重机吊具的最高工作位置与起重机水准地平面之间的垂直距离成为起重机的起升高度H。对起升高度的测量，以吊钩钩腔中心作为测量基准点。对其他吊具以闭合状态的最低点为基准。
1.3跨度s和轨距K
桥架起重机两端梁车轮踏面中心线间的距离〈即大车轨道中心线间距离〉称为起重机的跨度S.
起重机的跨度由安装起重机的厂房跨度而定.其关系如下式, S =L-2d
式中L一厂房跨度; d一厂房两侧柱子定位纵向轴线与起重机轨道中心线之间距离。 起重机跨度值应符合表1-1的数值。 表1-1电动桥式起重机跨度系列〈m〉 厂房跨度L 起重量3~50t 起重机跨度S 起重量80~250t 9 7.5 7 12 10.5 10 15 13.5 13 18 16.5 16 16 21 19.5 19 19 24 22.5 22 22 27 25.5 25 25 30 28.5 28 28 33 31.5 31 31 36 34 注：①表内起重机跨度S值,也适用于露天起重机.
②3~50t起重机两种跨度的选用,当厂房梁上需设安全通道时,跨度S值按7~31m系列选用,否则按7.5~31.5m系列选用。 ③特殊情况时,也可采用本表以外的非标准跨度值.桥式起重机两条小车运行轨道中心线间的距离称为起重机的轨距K。
1.4 幅度L
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臂架起重机置于水平场地时,空载吊具垂直中心线至回转中心线之间的水平距离称为起重机的幅度。
1.5工作速度i
工作速度也称额定工作速度,每一个工作机构都有各自的工作速度。
1）额定起升速度vn:是指起升机构电动机在额定转速时取物装置的上升速度(m/min)。 2）起重机(大车)运行速度vk:是指大革运行机构电动机在额定转速时,起重机的运行速度(m/min)。
3）小车运行速度vi:是指小车运行机构电动机在额定转速时,小车的运行速度(m/min)。 4）变幅速度vr:在稳定状态下,额定载荷在变幅平面内水平位移的平均速度.规定为离地平面l0m高度处,风速小于3m/s时,起重机在水平地面上,幅度从最大值至最小值的平均速度(m/min)。
5）起重臂伸缩速度:起重臂伸出(或回缩〉时,其尖部沿臂架纵向中心线移动的速度(m/min)。
6）行驶速度vo:在道路行驶状态下,起重机由自身动力驱动的最大运行速度(km/h). 7）回转速度n,在旋转机构电动机为额定转速时,起重机转动部分的回转角速度(最大幅度、带额定载荷) (r/min)。
2 起重机的基本构造
起重机是由四大基本机构—起升机构、运行机构、旋转机构、变幅机构和金属结构、电气系统以及各安全装置构成。由于起重机种类繁多,型式多种多样,其构造亦就各不相同。例如:桥式起重机是由起升机构、运行机构〈大、小车运行机构)和金属结构、电气系统及安全装置构成。
2.1起升机构
起升机构是由驱动装置、传动装置、制动装置和取物缠绕装置四种装置组成。 2.2运行机构
运行机构是由驱动装置、传动装置、制动装置和车轮装置组成。 2.3旋转机构
旋转机构是由驱动装置、传动装置、制动装置和旋转装置组成。 2.4变幅机构
变幅机构是由驱动装置、传动装置、制动装置、变幅装置组成。 2.5金属结构
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各种类型的起重机其金属结构的组成也各不相同,桥式起重机的金属结构是由主梁、端梁、走台及栏杆和司机室等组成。塔式起重机的金属结构是由塔身、塔帽、起重臂、平衡臂、走台及栏杆、司机室等组成。其它类型起重机其金属结构的组成各有所不同。
2.6电气系统
电气系统就是围绕着电动机利用导线将所需的控制电器和保护电器等组成一完整的系统。各种类型的起重机其电气系统大致是由主回路系统、控制回路系统及保护回路组成。起重机是依靠各机构来进行工作的,各机构依靠电动机来驱动,电动机的启动、制动、反转、调速则是依靠电气系统来进行控制的。
2.7安全保护装置
为提高起重机的安全性能，各类起重机根据其使用性能要求和使用场地的条件都应当装设必要的安全保护装置。它包括：
1）限位器：限位器是用来限制机构运行极限位置的一种安全防护装置。限位器有两种：一种是保护起升机构安全运行的上升和下降极限位置限制器,另一种是限制运行机构的运行极限位置限制器。
2）缓冲器：当运行极限位置限制器或制动装置发生故障时,由于惯性的原因,运行到终点的起重机或其上的小车,将与设在运行终点的止挡体相碰撞。设置缓冲器的目的就是吸收起重机或小车运动的动能,以减缓冲击。缓冲器设置在大车或小车与止挡体相碰撞的位置。在同一轨道上运行的起重机之间,以及同一起重机上双小车之间也应设置缓冲器。缓冲器的种类也较多,一般常用的有弹簧缓冲器,橡胶缓冲器和液压缓冲器。
3）防碰撞装置：对于同轨多台或多层设置的桥式起重机,容易发生碰撞。在作业情况复杂、运行速度较快时,凭司机判断避免事故是很困难的。为了防止起重机在轨道上运行时碰撞相邻的起重机,应在起重机上装设防碰撞装置。当起重机运行到危险距离范围时,防碰撞装置便发出警报,进而切断电源，使起重机停止运行，避免起重机之间的碰撞。
4）防偏斜和偏斜指示装置:大跨度的门式起重机和装卸桥的两边支腿,在运行过程中,由于种种原因会出现相对超前或滞后的现象,使起重机的主梁与前进方向发生偏斜,这种偏斜轻则造成大车车轮啃道,重则会导致桥架扭坏,甚至发生倒蹋事故.为了防止大跨度的门式起重机和装卸桥在运行过程中产生过大的偏斜,应在起重机上设置偏斜限制器或偏斜指示器、偏斜调整装置等,来保证起重机在运行中不出的支腿调整到正常位置,以防止桥架损坏造成事故.
当起重机偏斜达到一定量时,防偏斜和偏斜指示装置应能向司机发出信号或自动进行调整，当超过允许偏斜量时,应能使起重机自动断电停止运行。
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5）防风装置：露天工作的桥式类型起重机,必须安装可靠的防风夹轨器或锚定装置或铁鞋,以防止起重机被大风吹走、吹倒等严重事故的发生.防风装置应能独立承受非工作状态下的最大风力而不致被吹动。
6）超载限制器：超载作业所产生的过大应力,可使钢丝绳拉断、传动部件损坏,由于制动力矩相对不够而导致制动器失灵。超载作业对起重机结构危害很大,既会造成起重机主梁的下挠,上盖板及腹板出现裂纹、开焊,还会造成臂架和塔身折断的重大事故.由于超载破坏了起重机的稳定性,还会造成整机倾覆的恶性事故。
额定起重量大于20t的桥式起重机,大于10t的门式起重机、装卸桥、铁路起重机、门座起重机等应安装超载限制器。其它类型起重机必要时也应安装超载限制器。当载荷达到额定起重量的90%时,超载限制器应能发出提示性报警信号。当载荷超过额定起重量时,超载限制器应能自动切断起升动力源,并发出禁止性报警信号。
7）力矩限制器：动臂式起重机的工作特点是它的工作幅度可以改变。工作幅度是动臂式起重机的一个重要的参数。起重量对动臂式起重机的动臂销轴中心有一个起重力矩。如果起重量不变,当工作幅度愈大时,起重力矩就愈大.如果起重力矩不变,那么工作幅度减小时,起重量就可增加。当起重力矩大于允许的极限力矩时,就会造成臂架折断,甚至起重机倾覆。所以动臂式起重机均应安装力矩限制器,其综合误差不应大于10%,设置力矩限制器后,应根据其性能和精度情况进行调整或标定,当载荷力矩达到额定起重力短时,能自动切断起升或变帽的动力源,并发出禁止住报警信号。
8）幅度指示器:流动式、塔式和门座起重机应装设幅度指示器。幅度指示器是用来指示起重机吊臂的倾角以及在该倾角下的额定起重量的装置。它有多种形式,一种是电子力矩限制器,可随时正确显示幅度;另一种形式是用一个重力摆和雷刻度盘,盘上刻有相应倾角的起重量。当起重臂改变角度时,重力摆与吊臂的夹角发生变化,摆针则指向相应的起重量,操作人员可按照摆针指示的起重量安全操作。
9）联锁保护装置:进入桥式、门式起重机司机室的门和由司机室登上桥架的舱口门,应设置联锁保护装置。当门打开时,起重机不能接通电源。
10）防倾翻安全钩：单主梁桥式和门式起重机,在主梁一侧落钩的小车架上应设置防倾翻安全钩,在检修小车时,安全钩应保证小车不倾翻,保证维修工作安。
11）扫轨板和支撑架：在轨道上运行的桥式、门式起重机、装卸桥、塔式和门座起重机的大车运行机构上应设置扫轨板或支承架。它用来清除轨道上的障碍物，保证起重机安全运行。扫轨板距轨顶面不应大于10mm,支承架距轨顶面不应大于20mm,二者合为一体时,距轨
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顶面不应大于10m。
12）轨道端部止挡体:起重机运行轨道的端部及起重机罩上小车运行轨道的端部应设置轨道端部止挡体,其强度应具有防止起重机脱轨的良好性能,且止挡体应与大车和小车上设置的缓冲器能相互配合。
13）导电滑线防护板：起重机由裸线供电时,在大车滑线侧的端梁下,应设防护板,以防止吊具或钢丝绳与滑线的意外接触。当司机室位于大军滑线端时,通向起重机的梯子和走台与滑线间应设置防护板,以防止人员通过时发生触电事故.在多层布置的桥式起重机的下层起重机滑线应沿全长设置防护板。对裸滑线凡易发生触电的部位均应设置防护板。
除上述安全防护装置外,还有许多种安全防护装置,例如流动式起重机上的水平仪、防止吊臂后倾装置以及极限力矩限制装置等,这里不一一叙述。
对前述起重机构造性能有了初步了解之后,司索人员和指挥人员可正确地选择起重机械并指挥作业。当发现起重机有不符合技术要求或有故障时,应禁止司机操作,以确保安全,待故障排除后方可进行作业。
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二、力学基本知识
1 力的基本概念
1.1 力的概念
力的概念是人们在长期的生活和生产实践中经过观察和分析,逐步形成和建立的。当人们用手握、拉、掷、举物体时,由于肌肉紧张而感受到力的作用。这种作用广泛地存在于人与物及物与物之间。例如用手推小车,小车受了\"力\由静止开始运动,用锤子敲打会使烧红铁块变形等。人们从大量的实践中,形成力的科学概念,即力是物体间相互的机械作用,这种作用一是使物体的机械运动状态发生变化,称为力的外效应；另一个是使物体产生变形,称为力的内效应。
物体间相互的机械作用有两种：一种是直接接触作用,另一种是间接作用,即所谓的\"场力\"作用,如地球与地球表面上的物体间的作用,电磁铁的动、静铁芯间的磁力作用等。 1.2 力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称\"牛\国际符号是\"N\"。
〔注：在工程中,也经常采用工程单位制,以\"公斤力\"或\"吨力\"作为力的单位.它们的换算关系是:l公斤力〈1kgf〉=9·8牛〈N〉≈10牛〈N〉〕 1.3 力的三要素
实践证明,力作用在物体上所产生的效果,不但与力的大小和方向有关,而且与力的作用点有关.我们把力的大小、方向和作用点称为力的三要素.改变三要素中任何一个时,力对物体的作用效果也随之改变。
例如用手推一物体,如图2-1所示,若力的大小不同,或施力的作用点不同,或施力的方向不同都会对物体产生不同的作用效果。
图2-1 图2-2
在力学中,把具有大小和方向的量称为矢量。因而,力的三要素可以用矢量图〈带箭头的线段〉表示,如图2一2所示。
作矢量图时,从力的作用点A起沿着力的方向画一条与力的大小成比例的线段AB(如用lcm长的线段表示10ON的力,那么400N就用4cm 长的线段〉,再在线段末端B画出箭头,表示力
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的方向,文字符号用黑体字F表示,并以同一字母非黑体字F表示力的大小,书写时则在表示力的字母F加一横线表示矢量。 1.4 静力学的基本定理
在长期的生产实践中,人们经过经验的积累和实践的验证,逐步认识了力所遵循的客观规律,其中最基本的规律可归纳以下四条静力学定律： 1）两力平衡定律
图2-3
物体在两个力的作用下保持平衡的条件是:这两个力的大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上.如图2-3所示,用矢量式表示即：F1=-Fz
上述的平衡条件只适用于刚体(刚体是指在外力作用下可忽略几何形状改变的物体〉. 2）加减平衡力系定律
在任意一个已知力系上加上或者减去任意的平衡力系,不会改变原力系对刚体的作用效应.从上面的两条定律中,我们可以得出一个重要推论:作用在刚体上的力,其作用点可沿其作用线〈作用线即通过力的作用点,沿力的方向的直线)滑移到任何位置不会改变此力对刚体的作用效应,即为力的可传性.如图2-4所示.当力作用在A点,AB是力F的作用线,此时是推车,当力作用在B点时,则是拉车.只要力F的大小、方向不变,无论作用于A点或B点,其作用效果是完全相同的. 3）力的平行四边形法则
作用在物体上某一点的两个力,可以合成一个合力.其合力的大小与方向由这两个已知力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示,这个法则称为平行四边形法则.如图2-5所示,其矢量合成式为2页=FI+FZ 4）力的作用与反作用定律
力是物体间的相互作用,若将两物体间相互作用之一的受力称为作用力,则另一个就称为反作用力.两物体间的作用力与反作用力大小相等,方向相反且沿用一条作用线,分别作用在两个物体上.如图2-6中,一绳索的下端吊一重物,绳索给以重物的作用力为T,重物给绳索的反作用力为T',T和T'等值、反向、共线且分别作用于两个物体上.
图2-4
图2-5
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图2-6
应注意:作用力与反作用力是分别作用在两个相互作用的物体上,因此不能将作用力与反作用力看成一平衡力系而互相抵消。
2 力的合成与分解
2.1 力的合成
当一个物体同时受到几个力的作用时,如果找到这样的一个力,其产生的效果与原来几个力共同作用的效果相同,则这个力叫做原来那几个力的合力。求几个已知力的合力的方法叫做力的合成。
1）作用在同一直线上力的合成作用在同一直线上各力的合力,其大小等于各力的代数和,其方向与计算结果的符号方向一致。通常以X坐标轴方向为正〈+〉,反方向为负（-）。
例:求图2一7〈a〉所示之合力 解： R=F1+F2
=-40+(-30)=-70(N〉
答：合力R大小为7ON,方向指向左方。 求图2一7〈b〉所示之合力
解： R= F1+F2=40+〈-30〉=10〈N〉 答：合力R大小为1ON,方向指向右方.
2）两个共点力的合成作用于同一点并互成角度的力称为共点力,其合力可用图解法和三角函数法计算。
〈1〉图解法 例：已知F1、F2两力夹角为70°, F1即AB为800N,F2即AD为400N,求合力R〈AC〉为多少?
解：①力的平行四边形法则解法。取比例线段1cm代表200N,并沿力的方向将AB和AD二力按比例画出.取AB 长4cm代表800N,取AD长2cm代表400N,经过B点及D点分别作AD与AB的平行线交于C点,连结AC,量取AC 长5cm,表示合力AC为1000N,如图2-8所示。
图2-8
图2-7
由此可见,求两个互成角度的共点力的合力,可用表示这两个力的有向线段作邻边作平行四边形,其对角线就表示合力的大小和方向.这就叫做力的平行四边形法则。
②力的三角形法解:取比例线段lcm代表200N,沿力的方向将AB画出,AB 长4cm代表800N,从B点沿力的方向按比例画出BC长2cm,代表400N,连结AC,量取AC长5cm,表示合力AC〈R〉为1000N。如图2-9所示。
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图2-9
由此可见,求两个互成角度的共点力的合力,也可按矢量图法做出第一个力,由第一个力
的终点,按第二个力的大小和方向做第二个力,连接第一个力的起点和第二个力的终点即得两力的合力.合力的大小可用比例尺量得,合力的方向由第一个力的起点指向第二个力的终点,见图2-9所示,这就叫做力的三角形法则。
〈2〉三角函数法力的合成
除了上述的图解法,还可以根据力的三角形利用正弦定理和余弦定理计算出合力.如图2-10所示,两力F1、F2之间夹角为α,其合力R按下式计算.如
图2-10
例:如图2-10所示,已知F1=800N, F2=400N, F1与F2夹角为70°,求合力R。
答:合力为1009.4N。 2.2 力的分解
一个已知力〈合力〉作用在物体上产生的效果可以用两个或两个以上同时作用的力〈分力〉来代替。由合力求分力的方法叫做力的分解。例如分析物体放在斜面的受力时,常将物体的重力分解为沿斜面的下滑力和垂直于斜面的正压力。
1）图解法力的分解是力的合成的逆运算,同样可用平行四边形法则。把已知力作为平行四边形的对角线,平行四边形的两个邻边就是这个已知力的两个分力。已知两个分力的方向,求两个分力的大小,可通过这个已知力的作用点沿分力的方向〈即与合力R的夹角〉分别作直线A-I、A-Ⅱ ,再经过这个已知力的终点C分别作两个分力F1、F2作用线的平行线,与A一I、A-Ⅱ直线分别交于B、D两点,得一平行四边形ABCD-其两邻边AB、AD就是要求的两个分力。分力的大小可以用比例尺量得,分力
的方向由力的作用点A沿直线A-I、A-Ⅱ射出,如图2一11所示。 图2-11
2）三角函数法计算时,也可利用三角函数公式求力的分解,如图2-11所示。
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例：已知钢管重G=10000N,吊索长8m,两吊点间距离为4m,用二根钢丝绳吊装,求钢丝绳承受的拉力。如图2-12所示。
图2-12 图2-13
答:每根吊索承受的拉力为5164.7N。
一般用n根钢丝绳吊装一重物,如图2-13所示,计算钢丝绳的承受力,可采用下式：
式中：a一吊索与铅垂线间夹角；G一吊物的重力；n一吊索的根数；
K1一随吊索与吊垂线夹角α变化的系数,见表2-1.
例:已知一重物的重力为G =l0KN，使用两根吊索时,当吊索与吊垂线夹角α分别为0°、30°、45°、60°时,试求每根吊索受力的大小。
解：(1〉根据上式,并查表2-1将计算结果列于表2-2中。
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解(2):用图解法求当吊索与吊垂线间夹角α分别为0°、30°、45°、60°时,每根吊索受力情况,用平行四边形法则,如图2-14所示。
图2-15为两根吊索悬吊1000N的载荷,当两根吊索处于不同夹角时吊索受力变化的示意图。
图2-14
2.3 力的平衡条件
在介绍力的平衡条件前先介绍几个概念:
1） 力系 同时作用在同一个物体上的几个力称为力系。
2）平面力系 凡是作用线都在同一个平面内的力系,称为平面力系。 3）空间力系 凡是作用线在同一个平面的力系,称为空间力系。
图2-15
4）在这两类力系中,作用线交于一点的力系称为汇交力系；作用线任意分布的力系称为一般力系。
在两个或两个以上力系的作用下,物体保持静止或做匀速直线运动状态,这种情况叫做力的平衡。几个力达成平衡的条件是,它们的合力等于零。
3 力矩
力的作用可以改变物体的运动状态,或者使物体发生形变。力还可以使物体发生转动。当用扳手拧螺母,螺母就绕螺杆转动.力使物体转动的效果,不仅跟力的大小有关,还跟转动轴心到力的作用线的距离即力臂有关.物体转动的效应与力、力臂大小成正比.
如图2-16所示,若作用在扳手的力为F,力臂为L,拧螺母的转动效应的大小可用两者的乘积FL来度量。表示力对物体绕某点的转动作用的量称为力对点之矩,以M0表示.
力对点之矩为一代数量,它的大小为力F的大小与力臂L的乘积,它用正负号表示力矩在平面上的转动方向。一般规定= ± FL
力矩的国际单位为牛顿·米,简称牛·米,国际符号N·m。
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力使物体绕矩心逆时针方向旋转为正,顺时针方向旋转为负,如图2-17,计算公式如下：M0（F）
图2-16
三、物体质量的计算方法和重心估测
在起吊搬运各种设备或重物时,首先应该知道被起吊、搬运的设备或重物的重力,根据设备或重物的重力和外形等情况选择合适的起重机械,确定合理的施工方案。这样,就要求每个起重司索工都应掌握有关的面积、体积、密度、质量、重力及单位等基本概念和简单的计算方法。
1 面积体积的计算
1.1 面积计算 经常遇到的面积计算公式列在表3-1中。
表3-1 平面几何图形面积的计算公式 单位：㎡ 序号 1 名称 正方形 几何图形 计算公式 2 长方形 3 平行四边形 4 三角形 5 梯形 6 圆形 7 圆环形 8 扇形 在实际工作中,遇到的设备或物体不一定是我们上面所介绍的几种规则形状,往往是不规则的几何图形居多。当遇到不规则形状的物体时,我们可以把它们分割成几种规则或近似
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规则的图形,分别计算出结果,然后相加,就得到总面积。
如图3-1所示的图形,看上去不规则,但实际是由三个规则形状的图形所组成,梯形1、长方形2、半圆形3.在计算其面积时,可分别算出三个图形的面积,然后相加即可。 1.2 体积计算
要计算物体的质量,就需要知道物体的体积。几种常见的几何形体的体积计算公式列在中。遇到组合形体时,可分块计算再求和。
表3-2 常见的几何形体的体积计算公式 单位：m
3
图3-1
序号 1 名称 正方体 几何图形 计算公式 2 长方体 3 圆柱体 4 空心圆柱体 5 球体 6 圆台体 7 任意三棱体 8 四棱台 14/47
例:有一物体,其外形的尺寸如下图3-2所示,求它的体积。 解：从图中可知,物体是由一长方体和一四棱台所组成,求其体积时,可分别计算出长方体和四棱台的体积
长方体体积： Vl=abc=1×1×0.5=0.5(m3) 四棱台体积： V2=h/6[(2a+a1)b+(2a+a)b1]
=1/6[(2×1+0.5) ×1+2×0.5+1] ×0.5] =0.58(m3)
总体积：V=V1+V2=0.5+0.58=1.08(m3)
图3-2
2 物体质量的计算
2.1 密度
计算物体质量时,必须知道物体材料的密度。所谓密度就是指某种物质的单位体积内所具有的质量,其单位是kg/m3〈千克/米〉,各种常用物体的密度及每立方米的质量见表3-3。
表3-3 各种常用物体的密度及每立方米的质量表
物体材料 密度kg/m3 钢，铸钢 7.85×103 铸铁 （7.2~7.5）×103 铸铜，镍 （8.6~8.9）×103 铝 2.7×103 铅 11.34×103 铁矿 （1.5~2.5）×103 木材 （0.5~0.7）×103 粘土 1.9×103 2.2 物体质量的计算
每立方米体积的质量t 7.85 7.2~7.5 8.6~8.9 2.7 11.34 1.5~2.5 0.5~0.7 1.9 物体材料 每立方米体积的质量t 混凝土 2.4×103 2.4 碎石 1.6×103 1.6 水泥 （0.9~1.6）×103 0.9~1.6 砖 （1.4~2.0）×103 1.4~2.0 煤 （0.6~0.8）×103 0.6~0.8 焦炭 （0.35~0.53）×103 0.35~0.53 石灰石 （1.2~1.5）×103 1.2~1.5 造型砂 （0.8~1.3）×103 0.8~1.3 密度kg/m3 物体的质量等于构成该物体的材料密度与体积的乘积,其表达式为：m =ρV 式中：m—物体的质量； ρ—物体的材料密度； V—物体的体积。 例:试计算一块长为3m,宽为1m,厚为50mm的钢板质量。
解:计算体积时必须统一单位：长为3m,宽为1m,厚为5Omm,即0.05m. 查表3一3得知:钢材的密度 ρ=7.85×103kg/m3 计算体积:V=abc=3×l×0.05=0.15〈m3〉
计算质量: m=ρV =7.85×103×0.15=1.18×103〈kg〉 2.3 物体质量的估算法
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吊装作业中,在没有详细资料的情况下多是采用估算方法来确定物体的质量。为了安全起见,估算物体质量,一般须略大于实际质量。几种基本形状物体的质量估算法: 2.3.1 钢板质量的估算
在估算钢板的质量时,只须记住每平方米钢板1mm厚时的质量为7.8kg,就可方便地进行计算,其具体估算步骤如下:
1〉先估算出钢板的面积。
2〉再将估出钢板的面积乘以7.8kg,得到该钢板每毫米厚的质量。 3〉然后再乘以该钢板的厚度,得到该钢板的质量。 例：求长5 m,宽为2m,厚为1Omm的钢板质量。 解：（1)该钢板的面积为：5×2=10〈m2〉 （2）钢板每毫米厚质量为：10×7.8=78 （kg） （3）10mm厚钢板质量为: 78×10=780（kg） 2.3.2 钢管质量的估算
方法如下:
1〉先求每米长的钢管质量z
公式为:m1=2.46×钢管壁厚×〈钢管外径一钢管壁厚〉,式中:m1—每米长钢管的质量,单位为kg.
钢管外径及壁厚的单位： cm 2)再求钢管全长的质量.
例:求一根长5m,外径为l00mm,壁厚为10mm的钢管质量。 解：100mm=1Ocm；l0mm=lcm.
（1）每米长的钢管质量为：m1=2.46×1×〈10一1〉=2.46×9=22.14(kg ) （2）5m 长钢管质量为： m =5×m1=5×22.14=110.7〈kg〉 2.3.3 圆钢质量的估算
步骤如下:
1〉每米长圆钢质量估算公式为:m=0.6123d2
式中: m一每米长圆钢质量,单位为千克〈kg〉.d一圆钢直径,单位为厘米〈cm). 2〉用每米长圆钢质量乘以圆钢长度,得出圆钢的总质量.
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例:试求一根长6m,直径为lOcm的圆钢质量.
解:〈1〉每米长圆钢质量为:m1=0.6123×102=61.23〈kg〉 〈2〉6米长圆钢质量为: m=6×m1=6×61.23=367.38〈kg)
2.3.4 等边角钢质量的估算
步骤如下:
1〉每米长等边角钢质量的估算公式为:m1=1.5×角钢边长×角钢厚度。 式中：m1一每米长等边角钢的质量,单位为kg；角钢边长及壁厚的单位均为cm。 2〉用每米长角钢质量乘以角钢长度得出角钢的总质量。 例:求5m长,50×50×6等边角钢的质量. 解:边长5Omm=5cm；厚度6mm=0.6cm
(1〉每米长等边角钢质量m1=1.5×5×0.6=4.5〈kg〉 (2〉5m长等边角钢质量 m =5×m1=5×4.5=22.5〈kg〉
3 物体重力计算
物体所受的重力就是由于地球的吸引而产生的。重力的方向总是竖直向下的,物体所受重力大小G和物体的质量m成正比,用关系式G=mg表示。在地球表面附近,g通常取值为9.8N/kg,表示质量为lkg的物体受到的重力为9.8N。在已知物体的质量时,重力的大小可以根据上式的公式计算出来。
例:起吊一质量为5×103kg的物体,其重力为多少? 解:根据公式: G =mg=5×103×9.8=49×103〈N〉 答:物体所受重力为49×103N。
四、起重吊点的选择及物体绑扎
1 物体重心计算
由于地球的引力,物体内部各点都要受到重力的作用,各点重力的合力就是物体的重量,而合力的作用点就是物体的重心。
在生产、转运过程中构件的吊装、翻转以及各种物体的运输吊装,都遵循和运用物体重力与外力平衡的规律进行作业,否则由于吊点选择不当,起吊时物体就会失去平衡,发生翻倒或滑脱事故。因此,在起重作业中,确定被吊物体的重心位置是重要的基础环节。
几何形状简单的物体重心位置如：长方形物体的重心位置在其对角线的交点上；圆柱形
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物体的重心位置在其中间横截面的圆心上；三角形物体的重心位置在其三条中心线的交点上。
对于不规则形状的物体,可用悬挂法测定其重心位置。方法是用均质薄板〈纸板或薄铁板〉按比例画出不规则物体的截面形状,并剪下来,如图4-1所示。在薄板上任取一点A,用细绳悬挂起来,过A点画一垂线AA,。之后再另选-B点,悬挂起来,过B点画一垂线BB,。那么不规则物体的重心必然在两条垂线的交点O处。
如果物体是由两个或两个以上的基本几何图形组成,则重心位置可根据物理关系求得,其方法是先分别求出各基本图形的重心位置,然后用静力学力矩平衡的方法求出整个物体的重心位置。
例：试求图4-2所示物体的重心位置。〈设该物体密度相同〉。
解：1)设物体在XOY坐标系中,将其分成两个矩形Ⅰ和Ⅱ。(见图4-2所示〉
2)求Ⅰ和Ⅱ在X、Y轴的坐标尺寸。
矩形Ⅰ的重心坐标尺寸CⅠ为：XⅠ=1/2=0.5mm YⅠ=1/2+1=1.5mm 矩形Ⅱ的重心坐标尺寸CⅡ为：XⅡ=2/2=1mm YⅡ=1/2=0.5mm 矩形Ⅰ和Ⅱ的面积为： SⅠ=1×(2-1)=1㎡ SⅡ=2×1=2㎡ 3）求物体的重量
设物体材料的密度为ρ,物体的厚度为δ,则矩形Ⅰ、Ⅱ的重量分别为GⅠ = SⅠδρ, GⅡ = SⅡδρ物体的总重量为:
G = GⅠ+ GⅡ =δρ(SⅠ+ SⅡ)
4）求物体在X、Y轴的重心位置
设物体横截面重心尺寸为Xc、Yc，根据物体重力对X、Y铀的力矩平衡原理得： (1)对X轴: GXc- GⅠXⅠ-GⅡXⅡ=0 Xc=（GⅠXⅠ+GⅡXⅡ)/ G
=（SⅠδρXⅠ+SⅡδρXⅡ）/δρ(SⅠ+ SⅡ)
=（SⅠXⅠ+SⅡXⅡ）/ (SⅠ+ SⅡ)= (1×0.5+2×1)/(1+2)=0.83m
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图4-2 计算简图 图4-1悬挂法求重心
(1)对Y轴: GYc- GⅠYⅠ-GⅡYⅡ=0 Yc=（GⅠYⅠ+GⅡYⅡ)/ G
=（SⅠδρYⅠ+SⅡδρYⅡ）/δρ(SⅠ+ SⅡ)
=（SⅠYⅠ+SⅡYⅡ）/ (SⅠ+ SⅡ)= (1×1.5+2×0.5)/(1+2)=0.83m 答:物体的重心位置在坐标X=0.83mz Y=0.83m 点C上。见图4-2所示。
一般对于形状规则的物体,截面图形的形心即为重心。计算时可直接利用下列公式：
式中：2 物体的稳定
2.1 物体翻倒的受力状态
一般物体从静止到倾倒都要经过四种基本状态：稳定状态、稳定平衡状态、不稳定状态和倾覆状态(见图4-3)。
图4-3物体翻倒的四种状态
是物体各面积相应乘以其重心位置对X铀(Y轴)的距离的总和。
1）稳定状态:重力G与支反力R,大小相等,方向相反,作用线相同,通过物体支承的中点。(见图4一3a)。
2）稳定平衡状态:在外力F作用下,物体位置发生变化,支反力R发生位移,F力产生的倾翻力矩与重力G产生的抗倾翻力矩相平衡。(见图4-3b〉。
3）不稳定状态:此时重力作用线和支反力作用线通过支承面最边缘点,且大小相等,方向相反〈这是理论上的平衡状态)。在实际中这种状态不可能长时间存在,只要略有震动,物体就会向左或向右倾倒,又称为临界状态。(见图4-3c)。
4）倾覆状态：如果物体继续向右倾斜,此时物体重力G的作用线已超出物体支撑面之外，将产生一个由小到大的倾翻力矩M,物体失去平衡,处在倾覆状态.〈见图4-3d〉. 2.2、物体的稳定条件
对于起重司索作业来说,保证物体的稳定条件可从两个方面考虑。一是物体放置时应保证有可靠的稳定性,不倾倒。〈如图4-4a〉所示。二是吊装运输过程中,亦应有可靠的稳定性,保证正常吊运中不倾斜或翻转。〈如图4-4b〉所示。
放置物体时,物体的重心作用线接近或超过物体支承面边缘时(倾翻临界线〉,-物体是不稳定的。由此可知,物体的-重心越低,支承面越大,物体所处的状态越稳定。
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图4-4物体的稳定性
a〉放置物体时 b〉吊运输体时
b)
吊运物体时,为保证吊运过程中物体的稳定性,防止提升、运输中发生倾斜、摆动或翻转,应使吊钩吊点与被吊物重心在同一条铅垂线上。如图4-5所示。
例如:流动式起重机工作时也应有足够的稳定性.起重机的稳定性简单地说就是起重机的自重载荷G'和起吊载荷G对倾覆边的力矩之和要大于零,此条件可保证起重机不发生倾翻事故,如计算起重机稳定性简化示意图4-6所示。
即
图4-5吊钩的吊点应与被吊物重心在同一条铅垂线上
图4-6简化示意图
3 物体吊点选择的原则
在吊装各种物体时,为避免物体的倾斜、翻倒、转动，应根据物体的形状特点、重心位置,正确选择起吊点。使物体在吊运过程中有足够的稳定性，以免发生事故。 3.1 试吊法选择吊点
在一般吊装工作中，多数起重作业并不需要用计算法去准确确计算物体的重心位置,而是估计物件重心位置,采用低位试吊的方法来逐步找到重心,确定吊点的绑扎位置。 3.2 有起吊耳环的物件
对于有起吊耳环的物件，其耳环的位置及耳环强度是经过计算而确定的，因此在吊装过程中，应使用耳环作为连接物体的吊点.在吊装前应检查耳环是否完好，必要时可加保护性辅助吊索。
3.3 长形物体吊点的选择
对于长形物体，若采用竖吊，则吊点应在重心之上。用一个吊点时，吊点位置应在距起吊端0.3l(l为物体长度)处，见图4一7a〉。
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如采用两个吊点时，吊点距物体两端的距离为0.2l处，见图4一7b)。
采用三个吊点时，其中两端的吊点距两端的距离为0.13l处,而中间吊点的位置应在物体中心,见图4一7c〉。
采用四个吊点时，两端的两个吊点距两端的距离为0.095l,中间两个吊点的距离为0.27l处。
a) b) c)
图4一7
a〉一个吊点起吊位置 b〉两个吊点起吊位置图 c〉三个吊点起吊位置
3.4 方形物体吊点的选择
吊装方形物体一般采用四个吊点，四个吊点位置应选择在四边对称的位置上。吊点应与吊物重心在同一条铅垂线上，使吊物处于稳定平衡状态。提升前应做试吊，直到使吊物获得 L平衡为止，防止提升时发生滑动或滚动。 3.5 机械设备安装平衡辅助吊点
在机械设备安装精度要求较高时，
为了保证安全顺利地装配,可采用选择辅助吊点配合简易吊具调节机件平衡的吊装法。通常多采用环链手拉葫芦来调节机体的水平位置,见图4一8。
3.6 两台起重机吊同一物体时吊点的选择
物体的重量超过一台起重机的额定起重量时，通常采用两台起重机使用平衡梁吊运物体的方法。此方法应满足两个条件。
1）被吊装物体的重量与平衡梁重量之和应小于两台起重机额定起重量之和，并且每台起重机的起重量应留有1.2倍的安全系数。
2)利用平衡梁合理的分配载荷,使两台起重机均不能超载.
当两台起重机起重量相等时,即Gn1=Gn2,则吊点应选在平衡梁中点处，见图4-9所示。当两台起重机起重量不等时〈见图4-10〉,则应根据力矩平衡条件选择吊点距离a或b。
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在两台起重机同时吊运一个物体时,正确地指挥两台起重机统一动作也是安全完成吊装工作的关键。
图4-9起重量相同时的吊 图4-10起重量不同时的吊点
3.7 物体翻转吊点的选择
物体翻转常见的方法有兜翻,将吊点选择在物体重心之下〈见图4-11a〉,或将吊点选择在物体重心一侧〈见图4-11b〉。
物体兜翻时应根据需要加护绳，护绳的长度应略长于物体不稳定状态时的长度，同时应指挥吊车,使吊钩顺向移动，避免物体倾倒后的碰撞冲击。
对于大型物体翻转，一般采用绑扎后利用
图4-11物体兜翻
几组滑车或主副钩或两台起重机在空中完成翻转作业。翻转绑扎时,应根据物体的重心位置、形状特点选择吊点,使物体在空中能顺利安全翻转。
物体翻转或吊运时，每个吊环、节点承受的力应满足物体的总重量。对大直径薄壁型物体和大型街架结构吊装，应特别注意选择吊点是否满足被吊物件整体刚度或构件结构的局部稳定性要求,避免起吊后发生整体变形
图4-12辅助吊具法
或局部变形而造成的损坏.应采用临时加固法或采用辅助吊具法,见图4-12所。 4 吊装物体的绑扎法
a)薄壁构件临时加固吊装 b)大型屋架临时加固吊装
为了保证物体在吊装过程中安全可靠，吊装之前应根据物体的重量、外形特点、精密程度、安装要求、吊装方法，合理选择绑扎法及吊索具。绑扎的方法很多,应选择已规范化的绑
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扎方法。
4.1 柱形物体的绑扎方法
1）平行吊装绑扎法
平行吊装绑扎法一般有两种。一种是用一个吊点,仅用于短小、重量轻的物品。在绑扎前应找准物件的重心，使被吊装的物件处于水平状态，这种方法简便实用,常采用单支吊索穿套结索法吊装作业。同时根据所吊物体的整体和松散性,选用单圈或双圈结索法,见图4-14所示。
另一种是用两个吊点,这种吊装方法是绑扎在物件的两端，常采用双支穿套结索法和吊篮式结索法，见图4-14所示。
图4-13单双圈穿套结索法 a)单圈 b)双圈
图4-14单双圈穿套及吊篮结索法
a) 双支单双圈穿套及吊篮结索法 b) 吊篮式结索法
2）垂直斜形吊装绑扎法
垂直斜形吊装绑扎法多用于物件外形尺寸较长、对物件安装有特殊要求的场合。其绑扎点多为一点绑法〈也可两点绑扎〉。绑扎位置在物体端部,绑扎时应根据物件重量选择吊索和卸扣,并采用双圈或双圈以上穿套结索法，防止物件吊起后发生滑脱,见图4-15所示。 4.2 长方形物体的绑扎方法.
图4-15垂直吊装绑扎
长方形物体绑扎方法较多。应根据作业的类型、环境、设备的重心位置来确定。通常采用，平行吊装两点绑扎法。如果物件重心居中可不用绑扎，采用兜挂法直接吊装,如图4-16。 4.3 绑扎安全要求注意事项
1）绑扎用钢丝绳吊索,卸扣的选用要留有一定的安全裕量,绑扎前必须进行严格检查，如
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发现损坏应及时更换，未达到报废标准时，应在出现异常部位处做出明显标记，作为继续检查的重点。
2）用于绑扎的钢丝绳吊索不得用插接、打结或绳卡固定连接的方法缩短或加长。绑扎时锐角处应加防护衬垫,以
图4-16 兜挂法
防钢丝绳损坏造成事故。
3）绑扎后的钢丝绳吊索提升重物时,各分支受力应均匀,支间夹角一般不应超过90°,最大时不得超过120°。
4）采用穿套结索法,应选用足够长的吊索,以确保挡套处角度不超过120°,且在挡套处不得向下施加损坏吊索的压紧力。
5）吊索绕过吊重的曲率半径应不小于该绳径的2倍。 6）绑扎吊运大型或薄壁物件时,应采取加固措施。 7）注意凤载荷对物体引起的受力变化。
五、常用索具的联接和选取
在起重作业中,常使用绳索绑扎、搬运和提升重物，它与取物装置(如吊钩、吊环、卸扣等)组成各种吊具。常用的索具有钢丝绳、链条及自棕绳等。 1 白棕绳及尼龙绳 1.1 白棕绳的用途和特点
白棕绳是起重作业中常用的轻便绳索,具有质地柔软、携带方便和容易绑扎等优点，但其强度比较低。一般白棕绳的抗拉强度仅为同直径钢丝绳的10%左右，易磨损。因此，白棕绳主要用于绑扎及起吊较轻的物件和起重量比较小的扒杆缆风绳索。
白棕绳有涂油和不涂油之分。涂油的白棕绳抗潮湿防腐性能较好，其强度比不涂泊的要低，一般要低10%~20%；不涂油的在干燥情况下，强度高、弹性好，但受潮后强度降低约50%。白棕绳有三股、四股和九股捻制的，特殊情况下有十二股捻制。其中最常用的是三股捻制品。 1.2 白棕绳的受力计算
为了保证起重作业的安全, 白棕绳在使用中所受的极限工作载荷〈最大工作拉力〉应比试验时的破断拉力小，白棕绳的承载力可采用近似法计算。 白棕绳的安全系数见表5-1。
表5-1 白棕绳安全系数k
使用情况 地面水平运输设备 高空系挂或吊装设备 用慢速机械操作，环境温度40～50° 24/47
白棕绳的安全系数k 3 5 10 1）近似破断拉力 S破断=50d2〈N〉 2）极限工作拉力 S极限= S破断/k=50d2/k〈N〉 式中：S破断一近似破断拉力，单位N；
S极限一极限工作拉力〈最大工作拉力〉，单位N； d——白棕绳直径，单位mm； k——白棕绳安全系数。
例：设采用Ф16mm白棕绳吊装设备,试用近似法计算其破断拉力和极限工作拉力。 解：已知d=16mm,查表5-1，k =5 S破断=50d2=50×162=12800〈N〉 S极限= =50d2/k=50×162/5=2560〈N〉 常用自棕绳使用拉力参见表5-2。
1.3 白棕绳使用的注意要点
1）白棕绳一般用于重量较轻的捆绑、滑车作业及扒杆用绳索等。起重机械或受力较大的地方不得使用白棕绳。
2）使用于滑车组的白棕绳，为了减少其所承受的附加弯曲力，滑轮的直径应比臼棕绳直径大10倍以上。
3）使用中，如果发现白棕绳有连续向一个方向扭转的情况时，应抖直,有绳结的白棕绳不得穿过滑车或狭小的地方。
4）在绑扎各类物件时，应避免白棕绳直接和物件的尖锐边缘接触,接触处应加麻袋、帆布或薄铁皮、木片等衬物。
5）使用中，白棕绳不得在尖锐、粗糙的物件上或地上拖拉。
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6）白棕绳穿过滑轮时，不应脱离轮槽。
7）不允许将白棕绳和有腐蚀作用的化学物品(如碱、酸等)接触。应放在干燥的木板上和通风好的地方储存保管，避免受潮或高温烘烤。
8）白棕绳-容易局部损伤或磨损,也易受潮或化学侵蚀，为保证起重作业安全、可靠，避免隐患，使用前必须仔细检查，发现问题及时处理。
9）白棕绳严禁超负荷使用。 1.4 尼龙绳、绦纶绳
1）尼龙绳和绦纶绳的特点
尼龙绳和绦纶绳可用来吊运表面粗糙度精度要求高的机械零部件及有色金属制品。 尼龙绳和绦纶绳具有重量轻、质地柔软、弹性好、强度高、耐腐蚀、耐油、不生蛙虫及霉菌、抗水性能好等优点。其缺点是不耐高温，使用中应避免高温及锐角损伤。
2）尼龙绳的受力计算
近似破断拉力 S破断=110d2〈N〉 极限工作拉力 S极限= S破断/k=110d2/k〈N〉 式中：S破断一近似破断拉力，单位N；
S极限一极限工作拉力〈最大工作拉力〉，单位N； d——尼龙绳、绦纶绳直径，单位mm； k——尼龙绳、绦纶绳安全系数。
尼龙绳、绦纶绳安全系数可根据工作使用状况的重要程度选取，但不得小于6。 2 钢丝绳
2.1钢丝绳的用途和性能
钢丝绳是由高强度碳素钢钢丝围绕绳芯绕捻而成的，广泛应用于起重作业。起重吊运用钢丝绳通常是指起重滑车组使用的起重或牵引绳、立扒杆用的绑扎绳和缆风绳及吊具索具使用的钢丝绳。
钢丝绳具有以下优点：
1）重量轻、强度高、能承受冲击载荷. 2）挠性较好,使用灵活。
3）钢丝绳磨损后,外表会产生许多毛刺,易于检查。破断前有断丝预兆,且整根钢丝绳不会立即断裂。
4）起重作业用钢丝绳成本较低。
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钢丝绳的主要缺点是,刚性较大不易弯曲。起重作业选用的钢丝绳一般为点接触类型,如果配用的滑轮直径过小或直角弯折,钢丝绳易损坏,影响安全使用和缩短使用寿命。 2.2 钢丝绳的分类
1） 按捻绕次数分类
起重作业中使用的钢丝绳为圆股钢丝绳。钢丝绳是用直径相同的钢丝根据标准规定的数量按一定的排列方式,经机械绞捻成绳股,再将几根绳股围绕一根绳芯绕捻制成。按制造过程中绕捻次数不同,钢丝绳可分为三大类。
（1〉单绕捻钢丝绳:是由一层或几层钢丝，依次围绕一中心钢丝绕捻制成。单绕捻钢丝绳的构造简单，但刚性较大，挠性差,不宜作起重绳,一般可作为无运动的拉索。
（2〉双重绕捻钢丝绳z是先将一层或几层钢丝围绕一中心钢丝捻成绳股,再由几根绳股围绕绳芯绕捻而成。双重绕捻钢丝绳的挠性和耐磨性适中,在起重机械和起重作业中被广泛采用。
（3〉三重绕捻钢丝绳z是把若干根双重绕捻的钢丝绳作为绳股,再围绕绳芯捻制成绳，三重绕捻钢丝绳钢丝较细，每股股中心和绳中心都有柔软的绳芯,因此挠性好，适宜作捆绑绳。但是由于钢丝绳钢丝较细，工作时外层钢丝磨损较快，所以在起重作业中应用很少。
双重绕捻钢丝绳按照其股绕捻方向不同，可分为左旋和右旋钢丝绳两种。按照钢丝捻成股的方向和绳股捻成绳的方向不同可分为顺绕、交绕和混合绕钢丝绳三种，见图5-1。顺捻使用中易打结松散；交捻不易产生这种现象。
图5-l钢丝绳这绕圈
2）按接触状态分类
钢丝绳股内相邻层钢丝的接触状态有三种:
(1)点接触钢丝绳：也称普通结构钢丝绳。绳股内各层面钢丝互相交叉，呈点状接触。这种钢丝绳当其经过滑车、卷筒或绑扎受弯曲时,钢丝与钢丝的接触处产生很大的局部应力，钢丝容易破断，缩短了钢丝绳的使用寿命。但这种钢丝绳具有制造方便,挠性适中，制造成本低的特点，目前在各种起重机械和起重作业中使用较普遍。
(2〉线接触钢丝绳z也称复式结构钢丝绳。这种钢丝绳的钢丝直径不同,但各层钢丝的捻距相等，因此股中各层钢丝之间呈线状接触。根据结构不同有外粗式(X式)、粗细式(W式〉和填充式(T式〉三种。这种钢丝绳消除了点接触钢丝绳所具有的二次弯曲应力，降低了工作
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时的总弯曲应力，因此抗疲劳性能好,使用寿命比普通的点接触钢丝绳要高1~2倍。但相对造价高,在重要场合下被选用，是今后要逐步推广使用的钢丝绳。
〈3)面接触钢丝绳z也称密闭式钢丝绳。它的外层钢丝是预先加工成一定形状的异形钢丝，内包一束等径钢丝，采用特殊方法绕捻而成.它具有强度高，表面光滑，耐磨性好的优点。但不易弯曲、挠性差、造价高，一般只用于架空索道和缆索式起重机。 2.3 钢丝绳承载力估算
钢丝绳的钢丝抗拉强度分为五级：1400、1550、1700、1850、2000N/mm2。
选取抗拉强度1400N/mm2作为钢丝绳的近似破断拉力计算的依据，以此破断拉力除以安全系数，便得出钢丝绳的近似极限工作拉力。此方法偏于安全，未考虑钢丝绳的破损情况。6×19和6×37钢丝绳的主要技术参数见表5-3和表5-4。
表5-3 6×19（绳纤维芯〉钢丝绳主要技术参数〈GB1102〉
钢丝绳承载力估算方法如下： 近似破断拉力 S破断=500d2〈N〉
极限工作拉力 S极限= S破断/k=500d2/k〈N〉（也可近似取S极限=100d2〉 式中：S破断一钢丝绳的抗拉强度为1400N/mm2时的近似破断拉力，单位N；
S极限一钢丝绳的抗拉强度为1400N/mm2时的极限工作拉力〈最大工作拉力〉，单位N；
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d——钢丝绳直径，单位mm；k——钢丝绳安全系数（根据表5-5选取）。
表5-4 6×37（绳纤维芯〉钢丝绳主要技术参数〈GB1102〉
表5-5 钢丝绳的安全系数
使用情况 缆风绳用 用于手动起重设备 安全系数k 3.5 4.5 使用情况 用于机动起重设备 用作吊索、无弯曲、绑扎吊索 安全系数k 5～6 6～8 2.4 钢丝绳的选择
钢丝绳的规格、型号较多,选用及使用保养得当与否，对钢丝绳的使用寿命及起重作业的安全有直接的影响。因此，要根据起重作业的具体情况正确选择适当的品种和规格，使选择的钢丝绳既符合使用要求，又经济合理、安全可靠。
选择钢丝绳的原则有以下几个方面:
1)根据使用场合来选择 当钢丝绳作为缆风绳或拖拉绳使用时,由于钢丝绳不会弯曲,且不受到摩擦作用,故可选用6×19钢丝绳；当钢丝绳需要穿过滑车起吊重物时,可选用柔性较好的6×37钢丝绳；当用于捆绑重物起吊时,可选用柔性更好的6×61钢丝绳。钢丝绳的使用场合如图5-2所示。
图5-2钢丝绳的几种用途
a)作缆风绳用 b)穿过滑车作起吊用 c)作捆绑使用
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2)根据钢丝绳在起重作业中承受力的大小选择 按钢丝绳的许用拉力选用合适的钢丝绳直径。在一般情况下，可先采用估算公式进行钢丝绳破断拉力的计算，然后根据钢丝绳不同的使用场合选取不同的安全系数，这样便可知道钢丝绳的许用负荷。
用于绑扎的钢丝绳吊索是起重作业中必不可少的工具,与起重作业中其它用途钢丝绳相比具有它的特殊性。
在力学基本知识部分，我们学习了吊索的受力计算方法，根据吊重和吊索与吊垂线之间的夹角，可以计算出吊索所受的拉力。选择钢丝绳直径时，一般可根据钢丝绳受到的拉力，求出钢丝破断拉力总和，再查表找出钢丝绳的直径。钢丝绳直径测量方法见图5-3。用作绑扎得吊索的安全起重量，不仅与吊索的夹角有关，而且与绑扎时钢丝绳的曲率半径有关，一般曲率半径大于绳径的6倍以上时，起重能力不受影响；当曲率半径为绳径的5倍时，起重能力降到原起重能力的85%，4倍时降到80%，3倍时降到75%，2倍时降到65%，1倍时降到50%。此外，吊索的捆绑方式也影响安全起重量，如图5-4。
本公司常用钢丝绳为6×37+1型，吊索的基本结构型式为两端插接结成索眼的单肢吊索，常用规格为：Ф11、Ф13、Ф15、Ф17.5，按图5-2中所示绑扎方式，所用钢丝绳吊索的最大起重量，见表5-6。
图5-3钢丝绳直径的测量方法 a)正确测量法 b)错误测量法
a) b) c) d) e)
图5-2本公司常用钢丝绳吊索绑扎方式
a) 单根单圈方式 b) 单根双圈方式 c)单根兜挂方式 d)2根单挂方式 e)2单根兜挂方式
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表5-6 6*37+1型钢丝绳吊索最大起重量
规格(㎜) 理论破断力(N) 安全系数 吊索与吊垂线夹角α 0° 15° 30° 45° 60° 0° 15° 30° 45° 60° 0° 15° 30° 45° 60° 0° 15° 30° 45° 60° 最大吊重(㎏) 单根单圈 单根双圈 单根兜挂 2根单挂 710 1024 1394 1820 1522 2195 2987 3900 1960 1758 1436 1016 2926 2827 2535 2070 1464 3982 3848 3450 2818 1992 5200 5023 4504 3678 2600 2030 19670 1758 1436 1016 2926 2827 2535 2070 1464 3982 3848 3450 2818 1992 5200 5023 4504 3678 2600 2根兜挂 4060 3920 3516 287244 2032 5852 5654 5070 4140 2928 7964 7696 6900 5636 3984 10400 10046 9008 7357 5200 Ф11 60900 6 Ф13 87800 6 Ф15 119500 6 6 6 6 6 Ф17.5 156000 6 2.5 钢丝绳的联接
钢丝绳在起重作业中，可根据不同的用途和需要结成各种不同的绳结。但由于钢丝绳柔性较差，打结易损伤钢丝绳，因此在使用中应尽量避免打结，特别是在钢丝绳中部打结。钢丝绳的绳结基本上与白棕绳的绳结一样，除平结、活结、蝴蝶结、杠棒结、抬缸结外，都适用于钢丝绳，结法也基本相同。下面只介绍几种钢丝绳的绳结方法。
1）单帆结 由于钢丝绳的柔性较差，故在打结时就不能像棕绳那样，其打结步骤按图5-5所示a、b、c依次操作；在绳结中穿入一根短圆木或钢管，可以减少钢丝绳的损伤，如图5-54d)所示。
图5-5钢丝绳的单帆结
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2）套环结 套环结用于钢丝绳与吊环的连接，结绳方便、牢固。套环结的打结方法及步骤5-6所示a、b、c、d依次操作。
图5-6 套环结
3）对结（又称双套结，双十字结） 对结用于钢丝绳与钢丝绳端部的连接，也可用于钢丝绳端部的固定。对结的结法如下：首先把绳头圈成一个绳环，如图5-7a)所示；再把绳头从绳环中由下向上穿出，如图5-7 b)所示 ；然后把从绳环中穿出的绳头从绳的上面绕到下面，并再次从绳环中由下向上穿出，形成如图5-7 c)所示的绳结；最后把
绳头并拢，并用钢丝绳卡把绳头固定，如图5-7 d)所示。 也可用细铁丝把绳头扎紧，但此
方法固定绳头没有钢丝绳卡固定的紧。 2.6 钢丝绳使用中的安全要求：
1）起重作业用钢丝绳应选用安全规程规定的多股钢丝绳。 2）钢丝绳严禁超负荷使用。使用中要注意保护钢丝绳因滑轮偏角过大造成的损坏。
3）钢丝绳在使用过程中,如出现长度不够时,可采用卸扣连接。禁止用钢丝绳头穿细钢丝绳的方法接长。
4）钢丝绳使用一段时间后,必须加润滑油,并进行检查。 5）钢丝绳吊索的安全使用
（1）吊索两端插接连接索眼之间最小净长度不应小于该吊索钢丝绳直径的40倍。 （2）索眼绳端固定连接应避免一端相对另一端的扭转。
（3）直接挂入起重机械承载吊钩的硬索眼应与吊钩尺寸相适应,必须有足够的间隙,以确保硬索眼能挂入钩底。
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图5-7 对结
(4)钢丝绳插接连接的强度不小于该绳最小破断拉力的70%。 (5)吊索必须由整根绳索制成,中间不许有接头。 2.7 钢丝绳的报废标准
钢丝绳的损坏是由多种因素综合积累造成的,使用前必须经过认真细致地检查,才能作出正确判断。钢丝绳使用的安全程度由下列项目判定：
1）断丝的性质和数量 6股钢丝绳断丝主要发生在外表,钢丝绳表面可见断丝总数超过表5一7规定的数值则应报废。当吊运熔化或赤热金属、酸溶液、爆炸物、易燃物及有毒物品时,表5一7中断丝数应减少一半。
钢丝绳型号 6×19＋NF 6×19＋NF 表中：d为钢丝绳直径
2）断丝的局部聚集 如果断丝紧靠一起形成局部聚集,则钢丝绳应报废。如果断丝聚集在小于6d的长度范围内〈d为钢丝绳直径)或集中在任一支绳股里,即使断丝数比表5一7所列数值小,钢丝绳也应予以报废。
3）断丝的增加率 断丝增加率是指钢丝绳使用一段时间后出现断丝,随着断丝数逐渐增加,其时间间隔越来越短。这种情况下,为了判定断丝的增加率,应仔细检查并作记录,摸清\"规律\"确定钢丝绳的报废日期。
4）绳股断裂 当出现整股绳股断裂时,应立即报废。
5）由于绳芯损坏而引起的绳径减小当钢丝绳的纤维芯损坏或钢芯〈或多层结构中的内部绳股〉断裂而造成绳径显著减小时,钢丝绳应报废。
6）弹性减小 钢丝绳的弹性减小是较难发觉的,一般弹性减小伴随着下述现象: 〈1)钢丝绳直径减小； (2〉钢丝绳捻距伸长； 〈3)钢丝之间和绳股之间的空隙减小；(4〉钢丝绳明显的不易弯曲和直径减小,比起由于钢丝E磨损而引起的也要快得多。钢丝绳弹性减小会导致在动载作且用下突然断裂,凡发现弹性减小的情况,钢丝绳应立即报废。
7）外部及内部磨损 钢丝绳内部磨损是由于绳内各绳股和钢丝之间的摩擦而引起的。钢丝绳外部磨损是在压力作用下与滑轮和卷筒绳槽的接触摩擦产生的润滑不足和不清洁会加剧磨损,钢丝磨损达到其直径的40%时钢丝绳应报废,当钢丝绳直径相对公称直径减小7%或更大时未发现断丝也应报废。
8）外部和内部腐蚀 由于腐蚀,钢丝绳表面出现深坑,钢丝之间松弛,应报废。
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6d长度内断丝数 5 10 306d长度内断丝数 10 19 9）变形 钢丝绳的变形从外观上分,主要有以下几种:
(1)波浪形变形。当出现波浪形变形时,在钢丝绳长度大于25d的范围内若dl≥4/3d则钢丝绳应报废。 d—钢丝绳公称直径；d1—钢丝绳变形后包络的直径。矗圄 〈2)笼形畸变。笼形畸变的钢丝绳应立即报废。 〈3)绳股挤出。绳股挤出的钢丝绳应立即报废。 (4〉钢丝挤出。钢丝挤出严重的钢丝绳应报废。 (5〉绳径局部增大。绳径局部严重增大的钢丝绳应报废。 〈6〉扭结L严重扭结的钢丝绳应立即报废。
〈7)绳径局部减小。绳径局部严重减小的钢丝绳应报废。
(8〉部分被压扁。由机械事故造成的钢丝绳局部被压扁,严重的则钢丝绳应报废。 (9)弯折。产生弯折的钢丝绳应报废。
(10〉由于热或电弧作用而引起的损坏 钢丝绳经受了特殊热力作用其外表出现了可识别的颜色时,则钢丝绳应报废。
10）吊索有下列情况之一时,应维修或报废。
（1）无规律分布损坏z在6倍钢丝绳直径长度范围内,可见断丝总数超过钢丝绳中钢丝总数的5%；
（2）钢丝绳局部可见断丝损坏z有三根以上的断丝聚集在一起；
（3）索眼表面出现集中断丝或断丝集中在金属套管、插接处附近、插接连接绳股中； （4）钢丝绳严重锈蚀:柔性降低,表面明显粗糙,在锈蚀部位实测钢丝绳直径小于原公称直径的93%；
（5）因打结、扭曲、挤压造成的钢丝绳畸变、压破、绳芯损坏或钢丝绳压扁超过原公称直径的20%；
（6）钢丝绳的热损坏；
（7）插接处严重受挤压、磨损、金属套管损坏,或直径缩小到原公称直径的95%； （8）绳端固定连接的金属套管或插接部分滑出。 2.8 钢丝绳端部固定连接方法
1）索眼插接 钢丝绳吊索索眼的插接,至少穿插5次,环形吊索插接中心每侧至少插穿5次。在5次穿插中,其中前3次用全绳股穿插,后两次绳股钢丝约减少50%。插接时，除第一次穿插外，绳股要与绳的捻向相反，使绳股上下交替形成叉扣。当绳有纤维主芯时，主芯在随第一绳股进行第一次穿插后，将外露部分切掉。插接长度应大于钢丝绳直径的20倍，且不小
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于300㎜，连接强度不得小于钢丝绳破断力的75%。
2）用绳卡连接 用绳卡连接时应满足表5-8要求，同时应保证连接强度不得小于钢丝绳破断力的85%。绳卡压板应在钢丝绳长头一边；间距不小于钢丝绳直径的6倍。
表5-8
钢丝绳直径（㎜） 7～16 绳卡个数 3 短环链
3.1 环链的用途、构造与分级
1）环链在起重吊装作业或搬运作业中使用得很普遍。与钢丝
图5-8钢丝绳插接方法
3 19～27 28～37 38～45 4 4 6 绳相比,环链具有挠性好、破断拉力大、耐磨损等优点,一般用于环链电动葫芦和手动葫芦及吊具、索具等。环链的缺点是:自重大,在受力情况下,其薄弱环节有突然破断的危险,因此环链被用于起重机械起升速度较低的场合。
2）在起重作业中常用的环链是用圆钢弯制成椭圆形状焊接而成。环链成形后,须经热处理,以保证环链的强度、韧性和表面硬度。环链的材料一般为Q235B、20钢和2OMn2等。
根据环链各部分尺寸的不同,焊接环链可分为长环链与短环链两种。所谓短环链是链条的链环长度l≤5d〈d为制造链环所用圆钢直径〉,其宽度W≤3.5d的链条。如果链环的长度和宽度超过以上尺寸时,则为长环链。起重机械及起重作业一般只采用短环链,因为短环链在受到弯曲时的弯矩小,对于链条的强度是有利的。
3）按照GB4829-84《起重用短环链验收总则》要求,起重用短环链,根据成品的力学性能分为五级〈这个规定也适用于吊钩、吊环和卸扣〉见表5一9。
表5一9
等级 L(3) 在规定最小破断力作用下的平均应力MPa(n/㎜2) 315 3.2 短环链选用
起重作业中,环链使用最多的是起重吊链及索具。吊链索具的选用可根据工作载荷选取。所选用的吊链等级,可依次升高,从而获得强度相同而尺寸较小的吊链。见表5-10。
表5-10 M(4)级焊接吊链极限工作荷载 名义直径d(㎜) 8 9 最小破断力 kN 40.4 51 极限工作荷载 t 1.0 1.25 名义直径d(㎜) 12.5 14 最小破断力 kN 98.2 126 极限工作荷载 t 2.5 3.2 M(4) 400 P(5) 500 S(6) 633 T(8) 800 35/47
10 4.011.2 63 79 1.5 2.0 16 20 162 252 4.0 6.3 3.3 短环链安全使用注意事项
1)起重用短环链的选择应符合GB4829的要求.用作吊链时,吊链的名义质量等级与所用链条等级一致,单支吊链的极限工作载荷等于所用链条极限工作载荷。
2）链式吊索使用前,应先用单支极限工作载荷的2倍进行静载试验,试验时悬挂1Omin,无破裂或个别链环没有明显伸长,合格后可投入使用。
3）经常用于吊运熔化金属的链条必须定期作退火处理。
4）当用川极限工作载荷的拉力测量时,多支吊链的最长支和最短支有效长度差：当长度在2m以下时,不应通过6mm当长度在2㎜以上时，每1m不应超过3mm。
5）下端环、连接环和中间环的数量及内部尺寸应保证各环间转动灵活,蛋形或梨形环不得用作下端环。
6）吊链在高温环境里作业时,单支吊链极限工作载应符合表5-11的要求。
表5-11 高温环境下吊链选择
温度 等级 30＜t≤200 200＜t≤300 300＜t≤350 350＜t≤400 400＜t≤475 t≥475 高（低）温环境允许的极限工作荷载用常温时工作荷载的百分率表示 M(4) 100 100 85 75 50 不允许使用 M(4)级吊链在酸性介质中使用时,应采用下列保护措施： ①此时该吊链的极限工作载荷应不大于原极限工作载荷的50%； ②吊链使用后,应立即用清水彻底冲洗； ③吊链每天使用之前,应进行全面检查。
8）准备提升时,链条松弛部分应小心地收紧,链条应伸直,不得扭曲、打结或弯折。 9）用多支吊链通过载荷吊耳环孔连接时，一般分支间夹角不应超过60°〈与铅垂线夹角30°〉。
3.4 短环链的报废标准
起重用短环链出现下列情况之一时,应更换或报废： 1）链环发生塑性变形,伸长量达原长度量5%；
2）链环之间以及链环与端部配件连接接触部位磨损减少至原公称直径的80%；其它部位磨损减少到原公称直径的90%；
3）裂纹或高拉应力区的深凹痕,锐利横向凹痕；
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4）链环修复后,未能平滑过渡或直径减少量大于原公称2直径的10%； 5）扭曲、严重锈蚀以及积垢不能加以排除； 6）端部配件的危险断面磨损减少量达原尺寸10%； 7）有开口度的端部配件,开口度比原尺寸增加10%。
五、常用起重工具
1 吊钩
1.1 吊钩的用途和种类
吊钩是吊装作业中最常用的取物装置。是各类起重机上的重要组成部分,也是常用吊索、起重工具〈滑车〉、专用吊具上的重要组成部分。
吊钩有单钩和双钩两种。一般吊钩都是用整块钢材顺纤维的方向锻造加工而成的。小型吊钩一般为模锻,大型吊钩为自由锻。材料一般为DG20,DG2OMn等。有些场合也使用钢板叠在一起铆接而成的板钩,其材料一般是Q235或16Mn。集装箱专用吊具的搭钩根据其特殊性,是用4OCr钢锻造而成。
1.2 吊钩使用中应注意的问题
吊钩吊重的特点是由吊索和吊具的安全拴挂方式来实现的。正确的拴挂方式如图5一9。 吊钩应是正式专业厂按吊钩技术条件和安全规范要求生产制造的。产品应具有生产厂的质量合格证书,不具备这个条件的吊钩是不允许使用的。
在吊装作业前应检查吊钩的组件是否齐全,是否有裂纹、变形等现象。如果在起重作业中吊钩发生断裂,将造成重大事故。
图5一9正确与错误拴挂连接事例
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1.3 报废标准
吊钩出现下述情况之一时应报废: 1）表面有裂纹；
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）扭转变形超过10°；
5）危险断面或吊钩颈部产生塑性变形； 6）板钩衬套磨损达原尺寸的50%,应报废衬套； 7）板钩心轴磨损达原尺寸的5%时,则报废心轴。 2 吊环
吊环是吊装作业中的取物工具,它不仅是起重机上一个部件,而且可与钢丝绳、链条等组成各种吊具,在起重作业中取物方便,迅速安全可靠。
吊环一般是用20钢或16Mn钢制造,表面应光洁,不应有刻痕、锐角、接缝和裂纹等现象。 吊环使用安全要求
1）吊环使用时必须注意其受力方向，垂直受力情况为最佳，纵向受力稍差些，严禁横向受力。
2）吊环螺纹在旋转时必须拧紧,最好用扳手或圆钢用力扳紧，防止由于拧的太松而吊索受力时打转，使物件脱落,造成事故。
3）吊环在使用中如发现螺纹太长,须加垫片,然后再拧紧后方可使用。 4）使用两个吊环工作时,两个吊环面的夹角不得大于90°。 3 卸扣
卸扣又称卸甲或卡环，由于使用便捷安全可靠，是起重作业中广泛使用的连接工具。常作连接起重滑车、吊环或吊索一端绑扎物件用。 3.1 卸扣的种类
卸扣根据用途，可分为船用卸扣和一般起重用卸扣。起重用卸扣分为型和型两种如图5-10所示。
卸扣的销轴形式可分为以下几种： W型：带环眼和台肩的螺纹销轴.这是较常用的一种,用于拆卸频繁的场合。
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图5-10一般起重用锻造卸扣
X型：六角螺栓、六角螺母和开口销,用于可靠性高或不经常拆卸的场合。 Y型:沉头螺钉,用于外型受限制的场合。
卸扣是用整体毛坯件锻造而成。根据制造卸扣材料的强度极限〈破断力〉,可分为M〈4〉、S (6〉、和T〈8〉三级。 3.2 卸扣的选择
在使用旧规格卸扣时,可按旧的标准查取卸扣号码和许用负荷直接选用。在无法查找时,可按下式估算卸扣的许用负荷来选用。
G=60×d2〈N〉
式中：G—允许使用的负荷重量,单位KNz
d—卸扣弯曲部分直径,单位mm.
用新型卸扣时,应按新标准GB10603-89《一般起重用锻造卸扣》选用。 3.3 卸扫使用时的安全注意事项
1）卸扣在使用时,应注意作用在卸扣的受力方向,应符合受力要求,否则会使卸扣的使用承载能力大大下降,必须调整后使用。
2）卸扣不应超负荷使用。
3）在安装横销轴时,螺纹旋足后应回旋半扣,防止螺纹旋紧后受力方向相同,使销轴难以拆卸。
4）当卸扣任何部位产生裂纹、塑性变形、螺纹脱扣、销轴和扣体断面磨损达原尺寸的3%～5%时应报废。 4 其它索具工具设备 4.1 环链手拉葫芦
1）环链手拉葫芦的选用
环链手拉葫芦具有体积小、重量轻、操作简便、易携带等优点,是起重吊装作业中被广泛采用的手动起重工具之一。其选用参数见表5-12。
2）使用环链手拉葫芦安全注意要点
〈1〉使用前应检查吊钩、链条、轮轴及制动器等是否良好,传动部分是否灵活,并在传动部分加润滑油。
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注：1.起升高度是指下吊钩最低与最高工作位置方向的距离。
2.两钩间最小距离是指下吊钩上升至极限工作位置时,上下吊钩钩腔内缘的距离。
3.手拉葫芦的起重高度一般按标准起重高度制造,超过标准起重高度时,0.5～2t的起重高度可按0.5m递增,3～20t的距离高度可按1m递增,但最大起重高度不超过12m。
〈2〉手拉葫芦吊挂必须牢靠,起吊重量不得大于手拉葫的额定起重量。 〈3〉操作时,应先慢慢起升,待链条张紧后,检查手拉葫芦的各部分后正式起吊。 〈4〉操作者应站在与手链轮同一平面内拉拽手链条。
〈5〉拉链的人数应按手拉葫芦起重能力确定,即2t以下用1人拉链； 2t以上应由2人合力拉链。当拉不动时,应检查手拉葫芦是否损坏,严禁随意增加拉链人数。 〈6〉严禁将吊钩回扣到起重链条上起吊重物。 4.2 吊横梁
吊横梁也称平衡梁和铁扁担，用于设备、物件在吊装过程中既要保持水平又要避免物件被吊索压坏擦伤，并保证吊运过程中物件不产生过大的变形及损坏，如图5-11所示。吊横梁一般是由使用单位根据吊装物件情况自行设计制造,可制成钢管型、槽钢型和精架型等。
图5-11吊横梁l
吊横梁制造、使用应注意的问题：
(1)吊横梁设计制造的安全裕量不应小于额定起重量的4倍，其上的吊钩、索具等应对称分布、长短相等连接可靠。新制造的吊横梁应用1.25倍的额定载荷试验验证后方可投入使用。
(2)使用前，应检查吊横梁与起重机吊钩及吊索连接处是否正常。 （3）当吊横梁产生裂纹、永久变形、磨损、腐蚀严重时,应立即报废。 4.3 千斤顶
千斤顶是起重作业中常用的辅助工具,它结构简单，使用方便,工作时无振动冲击,多用于重物短距离升高和设备安装校正位置之用。千斤顶的顶升重量可以从1吨至几百吨，但升高一般只有200mm左右。齿条式千斤顶顶升行程较长，可达4OO㎜。
千斤顶按照其结构形式和工作原理的不同可分为齿条式千斤顶、螺旋式千斤顶和液压千
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斤顶三种。
千斤顶使用中应注意的要点：
(1)使用前应检查千斤顶是否有损坏,在进行无负荷试验后,方可投入使用。
(2)顶升重物前,千斤顶必须垂直放置。在顶升钢物件时,顶部接触处应衬垫防滑木板,防止千斤顶意外滑脱及重物坠落伤人。
(3)松软地面和脆性的水泥地面,不应直接放置千斤顶,应加垫枕木以增大压强,避免顶升重物时发生塌陷或倾斜。
(4)放松千斤顶时,应根据三类千斤顶的不同操作要求,使重物平稳下降。
(5)为防止长时间顶升重物意外下落,必要时应在顶升重物下面加木格,并做到随举随垫。落顶时随落随抽出垫木格,确保作业安全。
(6)当顶升重量较大的设备,采用几只千斤顶同时作业时,顶升和下降都必须有专人指挥,随时检查各个千斤顶的受力情况,统一动作防止个别千斤顶过载,保证设备的安全平稳。 4．4 扒杆
1）扒杆的用途、种类及特点
扒杆也称桅杆,是简易起重设备,一般须配以滑轮和卷扬机进行起重作业。常使用于施工场地狭窄，其它起重设备不便进入的场合或使用在起重作业量小,选用其它起重设备不经济的场合。由于扒杆安装拆除简便,起重量大等优点,因此扒杆在起重作业中被广泛使用。，
扒杆可分为独脚扒杆、人字扒杆、三角架扒抨和龙门扒杆四种型式。
独脚扒杆又分为独术扒杆、管式独脚扒杆和金属结构扒杆。独脚扒杆一般顶部绑扎固定有4～6根缆风绳及滑车组,底部设有一导向滑车,在导向滑车的相反方向,设有固定扒杆底脚的缆风绳。起重滑车上的绳索绕过导向滑车与卷扬机相连。为便于移动,扒杆底部设有底座。
人字扒杆可分为圆术人字和钢管人字扒杆。主要用于无需移动的重物升降或重物短距离的水平移动。人字扒杆将木杆或钢管绑扎成人字形,两杆底脚宽度为扒杆高度1/3。也可根据扒杆的起重量与施工现场空间条件适当增减。但底脚愈宽起重能力愈小。人字扒杆的前后两面各设有两根缆风绳,两根缆风绳之间的夹角为30°～50°。
三角架扒杆架设灵活、稳定可靠,不需缆风绳固定,可分为捆扎式和绞接式。捆扎式是由三根圆术或无缝钢管用钢丝绳将顶部捆扎在一起。绞接式用于钢管三角架扒杆。无缝钢管直径一般为70～l00mm,长度5m左右。三角架扒杆的承载能力比同类人字扒杆增加约1/2。起重量小时选用圆木三角架扒杆；起重量大时选用无缝钢管三角架扒杆。
龙门扒杆由两副独脚杆〈金属管状或格构式〉加上横梁组成。扒杆两侧设置4根缆风绳,
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在横梁上安装起重滑车组。门扒杆的优点是起重量大,工作平稳,安全可靠。
2）使用扒杆的注意事项
(1)扒杆的选材、制造、使用应留有足够的安全裕量。一般木制扒杆起重量不应超过1Ot。 (2)扒杆缆风绳必须按规定的绑扎法绑扎锁牢,保持长短一致受力均匀。 (3)扒杆脚必须绑扎牢固,可垫木板底。
(4)在土地上竖扒杆时,要把地面推平夯实,并垫以木格。
(5)在混凝土地面上竖扒杆时,应敲查水泥地面下面是否有空洞,并应垫以木格。 (6)在钢制平台上立扒杆时,在平台下面要加设支撑,以达到足够的强度。
(7)吊装前一般应进行试吊,起吊重物距地面100～200mm左右,悬吊2Omin。检查各捆绑处、固定处及滑车组、卷扬机等,正常后方可作业。 4.5 卷扬机
起重作业的原动力来自卷扬机。电动卷扬机比手摇卷扬机起重量大、速度快、使用灵活,在吊装作业中广泛使用。
电动卷扬机使用注意要点:
1)卷扬机应安装在平坦坚实的地方,与柱脚或地锚固定要牢固,露天作业时应有防雨设施。
2)卷扬机的操作者须经专业考试合格,持证上岗,应熟悉卷扬机的构造、性能及维护知识等。操作时应精力集中,熟悉信号,听从指挥。
3)卷扬机与第一导向轮对准,垂直于卷筒的中心轴线。二者间距离大于15e(e为卷筒长度),使卷扬机受力合理。
4)卷扬机定位钢丝绳应分别各自固定,不应一根绳作两处固定用。避免卷筒受力时卷扬机位置移动。
5)通电时,应检查控制手柄的零位和方向。
6）开车前应进行空负荷运转,制动器及各部件应灵敏可靠。
7）卷扬机停车后,应切断电源,控制器手柄放在零位,用保险闸制动刹紧.
8）在大型吊装作业和有危险的运输作业时,应设专人（操作者除外）监护卷扬机的运行情况,如发现异常现象应及时处理并报告指挥者。
9）采用多台卷扬机起吊设备时,要统一指挥,注意卷扬机的同步操作。 l0）卷扬机不得超载使用。
11）作业时卷筒上钢丝绳余留圈数不得小于3圈。
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12）卷扬机有下列情况之一时,必须更换或修理：卷筒壁厚已减少10%；筒体上有裂纹或其它受力部位有明显变形,卷筒轴的磨损度达到名义直径的3%～5%。
七、起重作业基本安全操作方法
1 起重方案的确定
起重工作是一项技术性强,危险性大,多工种人员互相配合,互相协调,精心组织,统一指挥的特殊工种作业,所以必须对作业现场的环境,重物吊运路线及吊运指定位置和起重物重量、重心、重物状况、重物降落点、起重物吊点是否平衡,进行分析,计算,正确制订起重方案,达到安全起吊和就位的目的。
起重作业的方案是依据一定基本参数和条件来确定的。具体实施方法和技术措施,主要依据如下:
1）被吊运重物的重量。一般情况下可依据重物的说明书、标牌、货物单来确定或根据材质和物体几何形状用计算的方法确定。
2）被吊运物的重心位置及绑扎。重物的形状和内部结构是各种各样的,不但要了解外部形状尺寸,也要了解其内部结构。例如：压力机和机床头重脚轻,重心偏向床头一端。大型电器箱,其重量轻,体积大,是薄板箱体结构,吊运时经不起挤压等。了解重物的形状、体积、结构的目的是要确定其重心位置,正确选择吊挂点及绑扎方法,保证重物不受损坏和安全吊运。
3）起重作业现场的环境。现场环境对确定起重作业方案和吊装作业安全有直接影响。现场环境是指作业地点进出道路是否畅通；地面土质坚硬程度；吊装设备、厂房的高低宽 窄尺寸；地面和空间是否有障碍物；吊运,司索指挥人员是否有安全的工作位置；现场是否达到规定的照度。 2 起重作业现场布置
起重作业的施工现场布置与使用的起重设备、起重作的方法和起重作业的安全性均有着密切的联系。布置施工场时应考虑以下内容：
1）施工现场的布置应尽量减少吊运距离与装卸次数。 2）应考虑设备的运输、拼装、吊运位置。
3）根据扒杆垂直起吊特点,应合理的选择扒杆竖立、动、拆除位置和卷扬机的安装位置。 4）选定流动式起重机的合适吊装位置,使其能变幅、转、升高,顺利完成吊装作业。 5）整个作业现场的布置必须考虑施工的安全和司索、指挥人员的安全位置及与周围物体的安全距离。
6）在易燃易爆区内作业,应遵守有关安全规定。
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3 起重设备的配备
1）根据吊运物体重量配备起重机设备,其额定起重能力必须大于物件的重量并有一定的余量，变幅功能的起重机在吊运物件时，此幅度的起重能力必须大于物件的重量；
2）根据吊运物件的高度及物件越过障碍物总高度（如安全规程要求的高度）,合理配备起重设备最大起升高度,以满足吊运高度的要求；
3）根据作业环境的综合情况,配备不同种类的起重机,例如：根据地面松软程度配备履带起重机或轮胎起重机（特殊情况下地面需铺设路基箱或忱木）；
4）根据吊运物体结构及特殊要求,进行配备,并严格遵守安全技术操作规程。例如:两台或多台起重机吊运同一重物时,钢丝绳应保持垂直,各台起重机的升降运行保持同步,各起重机所承受的载荷均不得超过各自额定起重能力的80%。 4.起重机的基本安全操作方法；
l)与指挥人员等密切配合
起重机司机对所从事工作的生产过程、特点、指挥信号的熟悉是非常重要的,否则,吊运工作就不能做到与地面的指挥人员、工作人员密切地配合。在几个人共同吊运一个物件的情况下,由于指挥人员经验不足或粗心大意等原因,按指挥信号可能会造成事故的场合,司机有责任制止和指出这种危险的做法。吊钩或钢丝绳一定要保持适当的高度,在把吊钩降落到指挥人员附近时,它的高度一定要超出指挥人员的头顶。只有在指挥人员已注视着吊钩的时候,同时发出指挥下降的信号时,司机才能把钩再落下来。千万不能将位置很低的吊钩或晃动着的钢丝绳开到没有注意的指挥人员身旁去。因为有时指挥人员在发出落钩的信号后,只顾弯腰捆扎物件,而没注意吊钧、钢丝绳等,这样,在捆扎完毕直立身子时可能撞在吊钩或钢丝绳上而造成事故。当指挥人员出现发出起吊信号而不注意被吊物件的失误时,司机不能操作起吊。在操作过程中,指挥人员未发出信号时不得开车。
2)准确吊运物件
在吊运物件时,首先要把吊钩准确地停在被吊物件的上方。为此,需用大、小车找正。找正时,要一边起钩,一边观察钢丝绳的受力情况。如果吊钩两边的绳子不是同时受力,就说明吊钩偏于后受力一边了,要调整吊钩位置,直到两侧绳子同时受力时,位置才找正了。在起吊过程中,当挂物件的绳子接近绷直时,要缓慢提升,并校正大小车的位置,防止物件吊起后晃动,或因吊挂不牢而跌落。不允许突然起吊物件。当物件快要落到预定位置时,也应一下一下地慢慢下降,以免使物件落位不稳,并引起起重机震动。
3)双吊钩起重机的操作
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在主、副钩换用时,不能在主、副钩达到同一高度后,再同时操作两吊钩。因为这样操作,司机不能同时顾到两个吊钩,容易忘掉起升的吊钩还在上升。如果此时上升的限位开关失灵,就会导致\"吊钩上天:'、钢丝绳拉断、滑轮挤坏、吊钩坠落、设备损坏和伤人的大事故。另外,在开动两个吊钩的同时,又开动大车或小车,上升的吊钩就会摇摆。由于司机忘记了上升的空钩,在接近极限位置时,吊钩就有可能顶在支持重锤水平的立杆土,在这种情况下,虽然上升限位开关没有失灵,但也不能起到作用,同样会发生\"吊钩上天\"的大事故。
4)稳钩操作
稳钩操作是使摇摆着的吊钩平稳地停于所需要的位置或使吊钩随起重机平稳运行的操作方法,稳钩是起重机司机的基本操作技术。吊钩有以下几种摇摆情况:横向摇摆、纵向摇摆、斜向摇摆、综合性摇摆、吊钩与被吊物件相互摇摆。吊钩摇摆可以简单地认为它是受两个方向力的作用:一个是垂直方向的力(吊具的重力),另一个是水平方向的力。如果使吊钩在水平方向的力消失,就能消除吊钩的摇摆,使其平稳。稳钩操作的要领是在吊钩摇摆到幅度最大而尚未往回摆的瞬间,把车跟向吊钩摇摆的方向(即钩向哪边摆,车就向哪边跟)。在向吊钩摇摆的方向跟车时,(大车或小车)就通过钢丝绳传给吊钩一个与吊钩回摆力方向相反的力,如果两力平衡就消除了吊钩的摇摆。事实上想用一次跟车的方法就消除吊钩的摇摆是困难的,但只要方法对头,摸索经验,也很容易掌握好稳钩的方法。跟车的距离应使吊钩的重心恰好处于垂直位置,摆幅大,跟车的距离就大；摆幅小,跟车的距离就小,并且跟车的速度不宜太慢。横向游摆时跟大车稳钩；纵向摇摆时跟小车稳钩；斜向或综合性游摆时,应同时跟大、小车稳钩。以上是停车时常用的稳钩方法。
起重机要作长距离运行时,通常先把起重机开动一下,使吊钩产生人为的游摆,在吊钩向起重机运行方向游摆时,再第二次开车,并且根据吊钩的游摆情况逐渐加速,使吊钩随起重机平稳地运行。这是常用的稳钩方法。
5)物件翻身操作
物件的翻身操作是起重机司机经常遇到的。如果操作不当,很容易出事故。翻身操作必须保证以下要求:①地面人员的人身安全；②起重机不受冲击和振动；③被翻物件本体不受碰撞；④翻身区域(范围)内其他物体(或设备)不被碰撞。
物件翻身操作有兜翻、游翻和带翻三种:兜翻又叫兜底翻。是将翻身用的钢丝绳扣挂在被翻物体的底部或侧面的下角部位,吊钩应垂直往上起升,边起钩边校正小车,使吊钩始终处于垂直状态,被翻物件重心超过吊钩中心位置时,就会自己翻倒过去。在被翻物件自行翻倒过去的瞬时,不论翻物用的钢丝绳松紧程度如何,都要立即向下落钩,以免起重机和钢丝绳受冲
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击而受损伤。
兜翻主要用于不怕碰撞的毛坯件之类的物体。加工后的精密件是不准用兜翻的。兜翻时,要特别注意绳扣兜挂的位置,一定要兜挂在被翻物件的底部或两侧的下角部位,不能兜挂在侧面的中部,以防起重机受振。在兜翻形状稍为复杂的物件时,一定要估计到被翻物件在自行翻转后,发生连续翻动的可能性,因为连续翻转除会造成起重机受振作卡,还可能涉及翻物区域的人身和设备安全。
游翻主要用于扁体物体的翻转。如大型的齿轮毛坯等。其操作方法是把被翻物体吊起后,开车造成人为的摇摆,在被翻物件摆到幅度最大的瞬间迅速落钩,同时向田开车,被翻物件在下部着地后,上部就在惯性力的作用下继续向前倾倒。这时吊钩一直要顺势往下落,同时还要开车进行校正,使吊钩在游翻过程中保持垂直,要使被翻物件恰好处于垂直或接近垂直的瞬间着地,这是游翻的操作关键。游翻操作容易将游翻场地撞坏,所以其使用受到场地等条件的限制,使用不广。
带翻是将钢丝绳扣挂好,使被翻物件边起边趋向立着位置,全部吊起后再立着落地,继续落到下面压紧地面,而钢丝绳还是绷紧的程度,然后向要翻的方向开车,把被翻物件带倒,在被翻物件趋于自行倾倒时要顺势落钩,同时根据需要走车,使吊钩保持垂直。
带翻实际上是用斜拉的方法进行物件翻身,斜拉物件是正常操作,是工艺过程中所必须的,斜拉的角度一般为30左右,如大于50,就不能进行带翻操作,必须改变吊挂方法或采取别的措施,否则会加剧钢丝绳及其导绕系统的非正常磨损,甚至发生钢丝绳跳槽。可采用不同的吊挂方法和在被翻物件下面垫枕木来改变重心位置。在操作过程中,应尽可能使吊钩保持垂直,因吊钩不垂直时钢丝绳容易跳槽,从而酿成事故。
翻物件时捆绑得当,司机操作得当,可以减轻地面人员的劳动强度,提高劳动生产率,对起重机也不会有不良影响。如果捆绑操作不当,不但费力、费时,而且还会造成不安全因素和质量事故,以致造成起重机损坏(包括降低起重机某些零部件的使用寿命)。
6)特殊操作
所谓特殊操作指的是当起升机构制动器突然失灵时的应急操作。起升机构制控器扳回零位后吊钩不能停止运动的情况称为制动器失灵。
制动器的突然失灵,会使吊钩快速下降,导致重大的设备事故和人身事故。每个司机都应有高度的责任感,注意预检预修,杜绝制动器突然失灵事故的发生。当制动器突然失灵时,司机应沉着、冷静,采取合理措施,尽量减小或消除可能造成的事故和损失。
操作熟练、精神集中的驾驶员在制动器突然失灵的一瞬间,就能立即发觉。制动器突然
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失灵后,应立即进行一次点车或反车操作。点车和反车操作后,如果失效情况继续存在,就应根据物件当时所处的情况,采取机动有效的应急措施,并发出警告信号O如果工作物接近地面,落下去也没有什么危险,就应把制动器扳到下降的最后一挡,用正常操作方法,把所需物件放下去。不允许让其自由坠落。如果在原位置把物件直接落下去会造成事故,就要当机立断地开反车,把控制器手柄逐级地转到上升方向的最后一档(要特别注意,这时不能一下子把控制手柄转到最后一档,因为动作过快会使过电流继电器动作)。在把控制器手柄转到上升方向的同时,要根据具体情况,把大、小车(或扭杆)开到安全位置,将物件落下去。在采取上述措施时,如果上升一次,大、小车(或扭杆)还不能将车开到安全位置,就要反复地升降一、二次。
上述的应急操作,对于起重机制动器的机械部分损坏所导致的制动器失灵是有效的。如果是电气原因所造成的制动器失灵,就绝不能用上述方法。因此在作点车或反车操作后,失灵情况依然存在,而升降机构又不能正常开动时,就应立即判断为电气故障。这时应迅速拉开保护箱的闸刀开关,使起升机构制动器的电磁铁断电、制动器抱闸。
如果制动器突然失效后,司机不知所措、胡乱应付,不但不能减小损失,而且可能导致比直接坠落更为严重的事故。
除由于电气、机械原因所引起的制动器失灵的情况外,还会发生制动器\"假失灵\"的情况。制动器\"假失灵\"主要有以下两种情况:
①操作失误。停车时控制器没有正确地停到零位。这时制动器电磁铁没有断电,起重机并没有停车。但司机误认为已经\"停车\所以把这时发生的负荷迅速下降的现象认为是制动器失灵了。操纵控制器手柄方法的不正确是造成这种情况的根本原因,缺乏实际操作经验的司机,不容易迅速找到发生这种情况的原因。因为在进行点车或反车操作后,发生制动器\"假失灵\"的原因已经被消除了。
②具有两级反接制动的PQR6402控制屏的下降接触器发生不能闭合的故障时,在由反接制动级转换到再生下降级时,由于制动接触器是闭合的(制动器松闸),而电动机并不通电,所以吊钩就会自由坠落。遇到这种情况要立即停车。这种吊钩自由坠落的情况,通常也叫制动器\"假失灵\"。但是它发生在控制器位于再生下降位置,控制器扳回零位后,失灵情况就不存在了。它和制动器的真正失灵是不同的。
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