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                         起重作業.安全講座

            起重作業安全講座(9)--起重機取物裝置的安全

         取物裝置是將物料與起重機聯系起來進行物料吊運的執行裝置。大多數取物裝置通過撓性卷繞系統或剛性構件懸掛在可沿主梁運行的起重小車上。
        常常根據物料的形態、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,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C型鉤,以及集裝箱專用吊具等。
         吊鉤組是起重機上應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。吊鉤在起重作業中,受到頻繁、沖擊重載荷的反復作用,一旦出現故障就可能導致重物墜落,造成重大人身傷亡或財產損失。因此,吊鉤的基本安全要求就是避免發生突然斷裂或脫鉤,保證作業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構設計、合理選材、適宜的制造方法來保證,并且在使用中要加強安全檢查,發現超過標準規定的缺陷要及時報廢更新,使取物裝置保持持續安全狀態。
           一、吊鉤的基本安全要求如下:
        (1)吊鉤的材料
         起重機吊鉤除承受物品重量外還要承受起升機構起動與制動時引起的沖擊載荷作用,它應該具有較高的機械強度和較好的沖擊韌性,一般采用優質低碳鎮靜鋼或低碳合金鋼制造。由于機械強度高的材料往往脆性也大,通常對應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(如鑄造起重機)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生的應力集中和可能產生裂紋,不允許焊接制造吊鉤,也不允許用補焊的辦法修復吊鉤。
        (3)吊鉤的結構
         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力作用。斷面內側應力為最大拉應力,斷面外側為最大壓應力,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,也就越容易發生脫鉤。
       (3)鉤柄尾部的螺紋部位C—C斷面
         螺紋根部應力集中,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
         在進行承載安全的強度計算時,吊鉤受到的載荷不能僅按最大起升質量的靜力作用計算,而應該考慮由于起升質量突然離地起升或下降制動,重力載荷將產生的動態增大效應,吊鉤的計算載荷必須在靜載荷基礎上乘以起升載荷動載系數φ2。一般起升速度越大,起升系統的剛度越大,司機操作越猛烈,φ2值也越大,其取值在1.0~2.0范圍內。
         在對吊鉤進行強度校核時,應該注意安全系數n的取值。對于鉤身,一般用途的起重機n為1.3,用于吊運熔化金屬等危險品的起重機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:吊鉤應有制造廠的檢驗合格證明,必要時應對吊鉤進行材料化學成分檢驗和必要的機械性能試驗。使用前應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,吊鉤缺陷不得補焊。
        3.內部缺陷檢查:主要通過探傷檢查吊鉤的內部狀況。吊鉤不得有內部裂紋、白點和影響使用安全的任何夾雜物等缺陷,必要時,應進行內部探傷檢查。
         4.安全裝置:有條件的,特別是用于大起重量時,應該安裝防止吊物意外脫鉤的安全裝置。
        5.吊鉤出現下列情況之一時應予報廢:
      (1)裂紋;
      (2)危險斷面磨損達原尺寸的10%;
      (3)開口度比原尺寸增加15%;
      (4)鉤身扭轉變形超過10°;
      (5)吊鉤危險斷面或吊鉤頸部產生塑性變形;
      (6)吊鉤螺紋被腐蝕;
      (7)疊片鉤襯套磨損達原尺寸的50%時,心軸磨損達原尺寸的5%時,應更換襯套或心軸。

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