起重机械基础知识

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起重机械基础知识

2024-07-15 06:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

起重机起升机构的制动器被装设在机构中与卷筒作刚性连系的环节上,一般安装在机构中的第一根驱动轴上。这种安装法保证了制动器具有较小的外廓尺寸。1、制动器有关要求

1.1 GB/T 3811―2008《起重机设计规范》6.1.1.3节

(1)起升机构每套独立的驱动装置至少应装设1个支持制动器;吊运液态金属及其他危险物品的起升机构,其每套独立的驱动装置至少应装设2个支持制动器.(2)在对安全性要求特别高的起升机构中,为防止因起升机构的驱动装置一旦损坏而出现特殊的事故,应在钢丝绳卷筒上装设机械式制动器作安全制动用。此安全制动器在机构失效或传动装置损坏导致物品超速下降,下降速度达到额定速度的1.5倍前自动起作用。

1.2 TSG Q0002―2008《起重机械安全技术监察规程―桥式起重机》第六十七条:

(1)吊运熔融金属或发生事故后可能造成重大危险或损失的起重机的起升机构,其每套驱动系统必须设置2个独立的工作制动器(又称支持制动器)。

(2)采用电动葫芦作为起升机构吊运熔融金属的起重机,其制动器的设置应当符合以下要求:

当额定起升质量大于5t时,电动葫芦除设置1个工作制动器外,还必须设置1个安全制动器,安全制动器应当设置在电动葫芦的低速级上,当工作制动器失灵或传动部件破断时,能够可靠地支持住额定载荷;当额定起升质量小于或等于5t时,电动葫芦除设置工作制动器外,也宜在低速级上设置安全制动器,否则电动葫芦应当按1.5的倍额定起重量设计,或者使用单位选用的起重机的额定起重机量应当是最大起重量的1.5倍,并且用起重量标志明确许用的最大起重量。

注:《起重机械安全技术规程》明年实施,TSG Q0002―2008《起重机械安全技术监察规程―桥式起重机》明年作废,

1.3 GB/T 6067.5-2014《起重机械安全规程 第5部分:桥式和门式起重机》9.5安全制动器

9.5.1吊运熔融金属的起重机,主起升机构(电动葫芦除外)传动链设置两套驱动机构且输出轴无刚性连接或设置一套驱动机构时,均应在钢丝绳卷筒上设置安全制动器。对于额定起重量不大于16t且大于5t的吊运熔融金属的起重机,电动葫芦除设置一个工作制动器外,还应在电动葫芦低速级上设置安全制动器;如果额定起重量不大于5t,电动葫芦除设置一个工作制动器外,还宜在电动葫芦低速级上设置安全制动器,否则电动葫芦应按1.5倍额定起重量设计。

9.5.2岸边集装箱起重机的变幅机构应设置安全制动器。

9.5.3 桥式抓斗卸船机的变幅机构应设置安金制动器。

1.4 TSG 51―2023《起重机械安全技术规程》2.5.6节:

(1)动力驱动的起重机械(液压缸驱动除外),其起升、变幅、运行、回转机构都应当装设可靠的制动装置;在运行机构、回转机构的传动装置中有自锁环节的特殊措施,能够确保不发生超过许用应力的运动,可以不用制动器;(2)需要控制下降制动距离的起重机械,其制动距离一般可控制为不大于1min内稳定起升距离的1/65;(3)制动器应当便于检查、调整,制动衬片应当能够方便更换,常闭式制动器弹簧应当是压缩式的;(4)具有制动功能的电动机,制动应当平稳、可靠,制动面保证接触良好,制动环磨损后可以调节和更换;制动部分的装配应当保证电动机起动及制动时的轴向窜动为1.5mm~3mm,并且保证运转时制动环不与制动面相擦;(5)起升机构每一套独立的驱动装置应当装设至少一个工作制动器;工作制动器应当是机械常闭式,制动轮(盘)应当装在与传动机构刚性联接的轴上。而吊运熔融金属、易燃易爆化学品或者危险品的起升机构,每套驱动系统应当至少装设两套独立工作制动器;(6)一般起升机构(通常为M5级及以下级别)工作制动器的制动安全系数不低于1.5,重要起升机构(通常为M6级及以上级别)不低于1.75;吊运熔融金属、易燃易爆化学品或者危险品的起升机构,每个工作制动器的制动安全系数不低于1.25,如两套驱动系统彼此有刚性联系,则每个工作制动器的制动安全系数不低于1.10;驱动系统采用行星差动减速器的,每个工作制动器的制动安全系数不低于1.75;具有液压制动作用的液压传动起升机构,制动安全系数不低于1.25;机械式停车设备升降运动制动器的制动安全系数不低于1.75;(7)安全制动器的安全系数不低于1.5,对于架桥机安全制动器的安全系数不低于1.75;(8)安全制动器应当装设手动释放装置;(9)防爆环境使用的起重机械应当采用防爆型制动器,腐蚀环境使用的起重机械应当采用防腐型制动器;(10)施工升降机吊笼载有1.25倍额定载荷以额定速度向下运行,或者吊笼载有额定载荷以超速保护装置的动作速度向下运行的情况下,制动器均应当能够使吊笼停止,曳引式施工升降机的制动器应当能够使曳引机停止运转。2、制动器安全系数

我国大部分的起重机制动器是轮毂式制动器结构,其工作原理是: 在制动过程中,以电磁力或者油泵力为动力,利用电磁的吸、放,或者油泵的起停,来制动制动器的弹簧,用以将制动片离开或夹在制动轮上,从而进行制动器的开闸以及制动。

起升机构制动器的制动力矩应保证支持住额定起重量的1.25 ~1.75 倍,这里的1.25 ~1.75就是安全系数。

3、制动器有工作级别吗

起重机按工作级别可分为A1 ~A8,机构工作级别相应分为Ml ~M8,而制动器却没有相应的分级。究其原因主要有两个方面:

一方面,为了满足起重机间歇动作的特点,将机构工作级别划分为不同等级,而制动器无需这一概念,不同工作级别的起重机只需使用相应制动器即可满足要求。

另一方面,起重机对应不同荷载其工作级别会发生相应变化,而制动器的唯一指标是制动力矩,因为具有一定的制动力矩,所以无论何种工作级别的结构,都无需分级,使用相应力矩的制动器就可以。

4、制动器制动的是电机还是重物

制动器供电或断电是随电机供电而供电工作,随电机断电而断电的,这就保证了在任何时候停电都会使闸瓦抱紧制动轮而制动。只有机械制动器才能保证停电的时候重物不掉下来。

起升机构的制动器是按制动力矩来进行计算的,即能够保证以一定的制动安全系数制动住货物的重量,使它保持静止的状态。某些还需验算制动行程,实际工作中按要求的制动安全系数来确定的制动力矩,同时也能保证必要的制动行程。

从以上分析可知道,虽然工作制动器安装在电机的输出端,但制动器不是用来制动电机的,制动器工作时,电机是不工作的;制动器是用来制动重物的,因此制动器的选择是根据重物来选择的,而不是电机的输出扭矩来选择的。

5、制动器的校核计算

由第4节可知,制动器的选型(制动力矩)主要是由重物产生的力矩决定的。因此,起升机构制动器的制动转矩必须大于吊重产生的静转矩,应满足下式要求:

式中:kz—制动安全系数,查相关标准规范,如TSG 51―2023《起重机械安全技术规程》Q—额定起升载荷,单位NQ0—吊具自重,当起升高度较大,钢丝绳自重不能忽略时,还须考虑钢丝绳重量,,单位N。抓斗、电磁铁的自重计入Q内。D0—卷筒的卷绕直径,单位m。D0=D+d,D为卷筒槽底直径,d为钢丝绳直径。η—机构总效率,一般取η=0.85-0.9。包括滑轮组效率、减速机效率等。m—滑轮组倍率;i—减速机的减速比。注:制动器在制动过程中,机构的总效率对制动是有利的,属于有利因素,可以降低选择制动器的制动力矩,因此是乘以机构总效率。机构总效率在计算其他方面校核计算的时候,是不利因素,要除以。6、检验师考题解析

一台QD15-13.5A6通用吊钩桥式起重机,吊钩和动滑轮组重量q=3.0kN, 倍率m=3,起升电动机额定转速ne=950 r/min,减速器的减速比i=31.5,卷筒绳槽底直径D=440mm,钢丝绳直径d=18㎜,起升机构总效率η=0.9。请计算:

(1)起升速度是多少?

(2)选择的起升机构制动器的制动转矩应不小于多少?

(3)如果起升速度提高为16.5m/min,此时减速器的减速比应为多少?

解析:(1)起升速度与什么有关?好多人惯性思维,与重物的重量有关,这是不对的,重物的重量大小,只影响启(制)动时间,不影响速度,也就是说,起升速度不管吊不吊重物,速度大小是不变的。电机的额定转速是按照每分钟多少转ne来标定,电机出来接减速机,因此要除以减速比i,接着连接卷筒,每转一周的周长是πD0,再接着连接钢丝绳和滑轮组,钢丝绳滑轮组是另一种形式的减速机,滑轮组的倍率就相当于减速机的减速比,因此,还要除以倍率m。D0=D+d=40+18=458 ㎜v=neπD0/(im)=950×3.14×458/(31.5×3)=14.46 m/min注意单位是,每分钟多少米。(2)起重机工作级别和机构工作级别是相互关联的。工作级别是按起重机的利用等级和载荷状态划分的。一台起重机各机构的工作级别可以各不相同,起重机整机及其金属结构的工作级别是按其主起升机构的工作级别而定的。起重机的工作级别决定了起重机的使用条件和工作环境,而机构工作级别则决定了起重机的各个机构的使用条件和工作环境。在选择起重机时,需要同时考虑起重机工作级别和机构工作级别,以确保起重机的安全性和可靠性。整机A6,起升机构需在m6以上。所以制动器的安全系数选1.75。则制动器的制动转矩:

注意单位统一,15t为150kN,kN变成N,要乘以1000,458mm=0.458m.(3)单纯的起升速度提高,进需要改变减速比即可,降低减速比即可提高起升速度。但是及设计中,任何参数的改变,都会涉及相关部件的改变,是牵一发动全身的事情,所以该问题仅仅是考察速度的计算,在计算机设计或者实际检验中,这种情况是不允许的,比如速度提高,电机功率会提高,电机大小会改变,重量会改变,动载系数会改变,接着主梁的承载力提高,主梁结构要改变,自重要增加,涉及的轮子,支腿的安全系数会降低,所以,该提问是不符合实际工况的。不考虑实际,进考虑做题。起升速度提高为16.5m/min,减速器的减速比:



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