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                   起重作業(yè).安全講座

      起重作業(yè)安全講座(9)--起重機(jī)取物裝置的安全

   取物裝置是將物料與起重機(jī)聯(lián)系起來進(jìn)行物料吊運的執(zhí)行裝置。大多數(shù)取物裝置通過撓性卷繞系統(tǒng)或剛性構(gòu)件懸掛在可沿主梁運行的起重小車上。
  常常根據(jù)物料的形態(tài)、幾何形狀特點和裝卸效率要求來配置取物裝置,一般成件的物品常用吊鉤、吊環(huán),散料常用抓斗,液體物料使用盛筒、吊罐,還有針對特殊物料的其他特種吊具,如電磁吸盤、旋轉(zhuǎn)C型鉤,以及集裝箱專用吊具等。
   吊鉤組是起重機(jī)上應(yīng)用最普遍的取物裝置,它由吊鉤、吊鉤螺母、推力軸承、吊鉤橫梁、滑輪、滑輪軸以及拉板等零件組成。按形狀有單鉤和雙鉤之分,單鉤常用于較小的起重量,起重量較大時多采用雙鉤。吊鉤在起重作業(yè)中,受到頻繁、沖擊重載荷的反復(fù)作用,一旦出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致重物墜落,造成重大人身傷亡或財產(chǎn)損失。因此,吊鉤的基本安全要求就是避免發(fā)生突然斷裂或脫鉤,保證作業(yè)人員的安全和被吊運物料不受損害。吊鉤安全性能需要正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計、合理選材、適宜的制造方法來保證,并且在使用中要加強(qiáng)安全檢查,發(fā)現(xiàn)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的缺陷要及時報廢更新,使取物裝置保持持續(xù)安全狀態(tài)。
     一、吊鉤的基本安全要求如下:
  (1)吊鉤的材料
   起重機(jī)吊鉤除承受物品重量外還要承受起升機(jī)構(gòu)起動與制動時引起的沖擊載荷作用,它應(yīng)該具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較好的沖擊韌性,一般采用優(yōu)質(zhì)低碳鎮(zhèn)靜鋼或低碳合金鋼制造。由于機(jī)械強(qiáng)度高的材料往往脆性也大,通常對應(yīng)力集中和裂紋缺陷敏感,所以一般不采用高碳鋼材料制造。
  (2)吊鉤的制造工藝
   按制造方法分有模鍛鉤和疊片鉤。模鍛吊鉤為整體鍛造,由于成本低,制造使用都很方便,使用量非常大,缺點是一旦破壞即要整體報廢。疊片式吊鉤(板鉤)是由切割成形的多片軋制鋼板疊片鉚接而成,在鉤口上裝護(hù)墊以減小對鋼絲繩磨損,同時使疊片均勻受力,由于板鉤破壞僅限于個別鋼板,一般不會同時整體斷裂,故工作可靠性較整體鍛造吊鉤好,主要用于大起重量或冶金起重機(jī)(如鑄造起重機(jī))上。
  由于鑄造在工藝上難以完全避免鑄造缺陷,一般不允許使用鑄造鉤;由于無法防止焊接產(chǎn)生的應(yīng)力集中和可能產(chǎn)生裂紋,不允許焊接制造吊鉤,也不允許用補(bǔ)焊的辦法修復(fù)吊鉤。
  (3)吊鉤的結(jié)構(gòu)
   以鍛造單鉤為例,吊鉤可以分為鉤身和鉤柄兩部分。
  鉤身制成彎曲形狀,并留有鉤口以方便掛、取吊索、吊鏈。該區(qū)段是承受吊物載荷的主要部分,最常見的截面形狀是梯形。
 鉤柄常制有螺紋,它借助與之相配合的螺母將整個吊鉤懸掛在動滑輪組的橫梁上。
    二、吊鉤承載安全的強(qiáng)度計算
   1.吊鉤的危險斷面
   按平面彈性曲桿理論對吊鉤的受載狀況進(jìn)行受力分析可知,吊鉤危險斷面主要在三個部位:水平斷面A—A、垂直斷面B—B和鉤柄螺紋根部C—C斷面(參見下圖)。危險斷面附近的吊鉤狀態(tài)是安全檢查的重點。
               
 (1)鉤身水平A—A斷面
   起升載荷對A—A斷面的作用為偏心拉力,所以該斷面受到彎曲和拉伸組合應(yīng)力作用。斷面內(nèi)側(cè)應(yīng)力為最大拉應(yīng)力,斷面外側(cè)為最大壓應(yīng)力,A—A斷面是吊鉤受力最大的斷面。
 (2)鉤身垂直B—B斷面:
   受力雖然不如A—A斷面大,卻是吊索強(qiáng)烈磨損的部位,隨著斷面面積減小,承載能力逐漸下降。在操作時應(yīng)注意控制系物吊索分支的夾角,分支的夾角越大,斷面受力就越大,也就越容易發(fā)生脫鉤。
 (3)鉤柄尾部的螺紋部位C—C斷面
   螺紋根部應(yīng)力集中,還會受到腐蝕,容易在缺陷處斷裂。
  2.吊鉤的計算載荷和安全系數(shù)
   在進(jìn)行承載安全的強(qiáng)度計算時,吊鉤受到的載荷不能僅按最大起升質(zhì)量的靜力作用計算,而應(yīng)該考慮由于起升質(zhì)量突然離地起升或下降制動,重力載荷將產(chǎn)生的動態(tài)增大效應(yīng),吊鉤的計算載荷必須在靜載荷基礎(chǔ)上乘以起升載荷動載系數(shù)φ2。一般起升速度越大,起升系統(tǒng)的剛度越大,司機(jī)操作越猛烈,φ2值也越大,其取值在1.0~2.0范圍內(nèi)。
   在對吊鉤進(jìn)行強(qiáng)度校核時,應(yīng)該注意安全系數(shù)n的取值。對于鉤身,一般用途的起重機(jī)n為1.3,用于吊運熔化金屬等危險品的起重機(jī)n為2.5;而對于鉤柄螺紋部位,通常n取4。
   三、吊鉤的安全檢查與報廢
  1.安裝使用前的檢查:吊鉤應(yīng)有制造廠的檢驗合格證明,必要時應(yīng)對吊鉤進(jìn)行材料化學(xué)成分檢驗和必要的機(jī)械性能試驗。使用前應(yīng)測量吊鉤的原始開口度尺寸。
   2.表面檢查:通過目測、觸摸檢查吊鉤的表面狀況。吊鉤表面應(yīng)該光潔、無毛刺、無銳角,不得有裂紋、折疊、過燒等缺陷,吊鉤缺陷不得補(bǔ)焊。
  3.內(nèi)部缺陷檢查:主要通過探傷檢查吊鉤的內(nèi)部狀況。吊鉤不得有內(nèi)部裂紋、白點和影響使用安全的任何夾雜物等缺陷,必要時,應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部探傷檢查。
   4.安全裝置:有條件的,特別是用于大起重量時,應(yīng)該安裝防止吊物意外脫鉤的安全裝置。
  5.吊鉤出現(xiàn)下列情況之一時應(yīng)予報廢:
(1)裂紋;
(2)危險斷面磨損達(dá)原尺寸的10%;
(3)開口度比原尺寸增加15%;
(4)鉤身扭轉(zhuǎn)變形超過10°;
(5)吊鉤危險斷面或吊鉤頸部產(chǎn)生塑性變形;
(6)吊鉤螺紋被腐蝕;
(7)疊片鉤襯套磨損達(dá)原尺寸的50%時,心軸磨損達(dá)原尺寸的5%時,應(yīng)更換襯套或心軸。

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