007--机电工程起重技术

2023年二建机电学习笔记--007--机电工程起重技术，起重机械分为小型起重设备（千斤顶、电动葫芦、手拉葫芦、卷扬机）、起重机（毕桥索）。

机电工程起重技术

• 起重机械分类
  • 小型起重设备（千斤顶、电动葫芦、手拉葫芦、卷扬机）
  • 起重机（毕桥索）
    • 臂架：塔式（塔吊）、流动式（轮式、履带、汽车、随车、全地面）、桅杆、（半）门座、铁路、悬臂
    • 桥架：梁式、桥式、（半）门式
    • 缆索
    • 其他类型起重机
      • 桅杆起重机
      • 门架起重机
        • 门架起重机与门式式起重机的区别是： 1、门式起重机是箱式的，也就是用铁板焊接成箱式，再组合在一起的。门架式起重机一般是钢结构的花架式组合在一起，用螺栓连接在一起的。 2、两者虽都是起重机，但是门式起重机所载的重量，它的额定起重量是要高于门架式起重机的重量的。 3、门式起重机统称龙门吊，门式起重机为单主梁门吊。门架式起重机为双主梁门吊。
• 起重机械使用要求
  • 小型
    • 千斤顶
      • 1)千斤顶应定期维护保养，使用前应进行检查。 2)螺旋千斤顶及齿条千斤顶的螺杆、螺母的螺纹及齿条磨损超过20%时，不得继续使用。 3)液压千斤顶用油油质应清洁，油量不得低于额定值。作业环境温度在5℃以上时，应采用10号机油，作业环境温度在-5℃及以下时，应采用锭子油或变压器油。 4)千斤顶底部支承面应坚实，顶部的工作面积应核算工件局部的稳定性，千斤顶必须安放在稳固平整结实的基础上，通常应在底座下垫以木板或钢板，以加大承压面积，防止千斤顶下陷或歪斜；应使其头部与被顶物全面接触，防止出现点接触或线接触的情况。 5)使用千斤顶时，应随着工件的升降随时调整保险垫块的高度。 6)用多台千斤顶同时工作时，应采用规格型号一致的千斤顶，动作协调，升降平稳且每台千斤顶的荷载不应超过其额定荷的80%。 7)使用千斤顶作业时应使作用力通过其承压中心。
    • 卷扬机
      • 1.采用电动慢速卷扬机。 选用卷扬机的主要参数有额定载荷、容绳量、钢丝绳直径和额定速度。 卷扬机安装在平坦、开阔、前方无障碍离吊装中心稍远一些的地方，使操作人员能直视吊装过程，同时又能接受指挥信号。 用桅杆吊装时，卷扬机与桅杆之间的距离必须大于桅杆的长度； 由卷筒到第一个导向滑车的水平直线距离应大于卷筒长度的25倍，且该导向滑车应设在卷筒的中垂线上，以保证卷筒的入绳角小于2°。 tan(1°)=0.01745 tan(夹角)=0.5【卷筒的一般长度】/25=0.02 0.02>0.01745 单侧夹角大于1度，两侧夹角大于2°。 所以是25倍数关系。取的是一个冗余近似值。 2.卷筒上的钢丝绳不能全部放出，余留不应少于4圈的钢丝绳，最外一层钢丝绳应低于卷筒两端凸缘一个绳径的高度。【放完或太少，摩擦力不够，可能放出去，收不回了，空打转】
    • 手拉葫芦的使用要求
      • 1)使用前须检查起升结构的完好性，运转部分的灵活性及润滑是否良好，拉链应灵活自如，不许有跑链、掉链和卡滞现象。 2)葫芦在使用时，应将链条摆顺，且两吊钩受力在一条轴线上。 3)手拉葫芦放松时，起重链条不得放尽，且不得少于3个扣环。 4)使用手拉葫芦起重作业时，应逐渐拉紧，经检查确认无问题后再进行起重作业 5)手拉葫芦吊挂点承线能力不得低于1.05倍的手拉芦额定载荷。 6)采用多台葫芦起重同一工件时，操作应同步且单台葫芦的最大载荷不应超过其额定载荷的70% 7)手拉葫芦在垂直、水平或倾斜状态使时，手拉葫芦的施力方向应与链轮方向一致，以防卡链或掉链。 8)一般情况下起重量3吨以下手拉葫芦应由一人施力拉动葫芦，再大者由2人施力，如遇拉不动时，应查找原因，切不可增加拉链人数。 9)为了使手拉链非施力边能顺利进出链轮槽中，必要时可用1人以手导正方向避免卡滞。 10)如承受负荷的手拉葫芦需停留较长时间，必须将手拉链绑在起重链上，以防自锁装置失灵。 11)葫芦作业环境应清洁，不得有杂物进入转动部位。 12)已经使用3个月以上或长期闲置未用手拉葫芦，应进行拆卸、清洗、检查并加注润滑油，对于存在缺件、结构损坏或机件严重磨损等情况必须经修复或更换后方可使用。
    • 起重滑车
      • 1.起重吊装中常用的是HQ系列起重滑车(通用滑车)。动、定(静)滑车的最小距离不得小于1.5m； 跑绳进入滑轮的偏角不宜大于5°； 2.穿绕方法：顺穿、花穿、双抽头穿法； 3.当滑车的轮数超过5个时，跑绳应采用双油头方式。若采用花穿的方式，应适当加大上、下滑轮之间的净距；
  • 流动式
    • 一般使用要求
      • 单台起重机吊装的计算载荷应小于其额定载荷
      • 起重机应根据其性能选择合理的工况
      • 起重机吊装站立位置的地基承载力应满足使用要求
        • 1、流动式起重机必须在水平坚硬地面上进行吊装作业。 吊车的工作位置（包括吊装站位和行走路线）的地基应根据给定的地质情况或测定的地面耐压力为依据，采用合适的方法（一般施工场地的土质地面可采用开挖回填夯实的方法）进行处理。 2、处理后的地面应做耐压力测试，地面耐压力应满足吊车对地基的要求。
      • 超起工况作业时，应满足超起系统改变工作半径（伸缩、旋转）必备的场地和空间需要
      • 吊臂与设备外部附件的安全距离不应小于500mm
      • 起重机、设备与周围设施的安全距离不应小于500mm
      • 提升的最小高度应使设备底部与基础或地脚螺栓顶部至少保持200mm的安全距离
      • 两台起重机作主吊吊装时，吊重应分配合理，单台起重机的载荷不宜超过相关起重规范规定的额定载荷比例。 必要时应采取平衡措施。如：应限定起升速度及旋转速度。
      • 9)多台起重机械的操作应制定联合起升作业计划，还应包括仔细估算每台起重机按比例所搬运的载荷。基本要求是确保起升钢丝绳保持垂直状态。
    • 参数及应用（指作为选择吊车和制订吊装技术方案的重要依据的吊车性能数据）
      • 流动式起重机(以下简称吊车)的基本参数指作为选择吊车和制订吊装技术方案的重要依据的吊车性能数据，主要有最大额定起重量、最大工作半径(幅度)、最大起升高度。在特殊情况下，还需要了解起重机的最大起重力矩、支腿最大压力、轮胎最大载荷、履带接地比压和抗风能力。 主要： 最大额定起重量 最大工作半径（幅度） 最大起升高度 特殊： 最大起重力矩 支腿最大压力 轮胎最大载荷 履带接地比压 抗风能力
    • 起重机特性曲线：即起重能力曲线和起升高度曲线。 反映流动式起重机的起重能力随臂长、工作半径的变化而变化的规律 和 反映流动式起重机的起升高度随臂长、工作半径变化而变化的规律的曲线。 大型吊车特性曲线已图表化。 例如，吊车各种工况下的作业范围（或起升高度一工作范围）图和载荷（起重能力）表等。
      • 三一重工STC800E-1汽车起重机载荷（起重能力）表及作业范围（或起升高度一工作范围）图
    • 流动式起重机选用步骤（机艺验，两头参）
      • 收集吊装技术参数
        • 根据设备或构件的重量、吊装高度和吊装幅度收集吊车的性能资料。
      • 选择起重机
        • 根据吊车的站位、吊装位置和吊装现场环境，确定吊车使用工况及吊装通道。
      • 制订吊装工艺
        • 根据吊装的工艺重量、吊车的站位、安装位置和现场环境、进出场通道等综合条件，按照各类吊车的外形尺寸和额定起重量图表，确定吊车的类型和使用工况。
      • 安全性验算
        • 验算在选定的工况下，吊车的支腿、配重、吊臂和吊具、被吊物等是否与周围建筑物的安全距离。
      • 确定起重机工况参数
        • 按照上述步骤进行优化。
• 吊具分类
  • 吊具是用于吊运物品的装置。
  • 按照与起重机械连接方式：可分吊具、固定吊具
  • 按照取物方式：夹持、吊挂、托叉、吸附、抓斗
• 吊索：（柔性元件，可分为钢丝绳环索、缆式环索） 吊耳：（用于提升设备的吊点结构，可分为吊盖式、管轴式、板式） 卸扣：略
  • 左图：缆式环索 右图：钢丝绳环索
  • 左图：吊耳（管轴式） 中图：吊耳（板式） 右图：卸扣
• 吊具使用要求
  • 吊索
    • 吊索钢丝绳的安全系数与被吊设备、构的精密(重要)程度及吊索捆绑方式有关，其数值应符合相关规范的要求。
      • 钢丝绳安全系数³6（值越大越好）：钢丝绳的安全系数 = 钢丝绳最小破断拉力 ¸ 全部工作载荷
    • 钢丝绳环索（吊装带）四不用
      • 禁吊标志处绳端露出且无法修复 绳股产生松弛或分离，且无法修复 钢丝绳出现断丝、断股、钢丝挤出、单层股钢丝绳绳芯挤出、钢丝绳直径局部减小、绳股挤出或扭曲、扭结等缺陷 无标牌
  • 地锚（全埋式、半埋式、压重式、利用已有建筑物式）
    • 全（半）埋式地锚：适用于有开挖条件的场地。全埋式地锚可以承受较大的拉力，多在大型吊装中使用。
    • 压重式活动地锚：适用于地下水位较高成土质较软等不便深度开挖的场地。小型压，式活动式地锚承受的力不大，多在中、小型工程的吊装中使用。
    • 利用已有建筑物（混凝土基础、混凝土构筑物等）作为地锚：在利用己有建筑物作为地锚前，须取得建筑物设计单位书面认可。
    • 地锚的结构形式、使用范围及要求
      • 1)地锚埋设地点应平整、不集水，以免集水浸泡回填土壤，降低地锚的许用拉力。 2)地锚基坑前方，坑深2.5倍的范围内和基坑两侧2m的范围内不得有地沟、电缆地下管道等构筑物和设施以及临时开挖沟渠等。 3)地锚基坑应用素土分层(每层250mm~300mm回填并夯实，填土应高出地面400mm，回填后应用标牌注明地锚的编号及其承能力。 4)各式地锚均应有足够大的安全裕度以保证起重工作安全。 5)不能使用腐朽或有损伤的圆木为地锚材，使用周期较长时，木料应用沥青浸渍法防腐。 6)地锚拖拉绳与地面的夹角要小，一般最大不超过30°。 7)当选择建筑物或构筑物做地锚时，必须进行许用拉力的核算，并应征得有关单位的同意。 8)用厂房混凝土柱或钢柱做地锚时，其棱应用方木或锯开的钢管弧瓦保护后再捆绑地锚拖拉绳。 9)在多揽风绳受力系统中，宜全部采用刚性地锚(即受力后不产生位移的地锚如厂房柱脚、设备基础等)，或全部采用埋置式地锚。两种兼用式须采取防止埋置式地锚发生位移的措施。 10)为减少埋置式地锚的位移量，可用预拉法，即预先按等于或大于揽风绳工作荷载时的拉力值进行预拉紧，在保持一段时间后，再恢复至初拉力的数值。 11)重要的地锚均须经试拉后，方可投入使用。重要的地锚应在揽风绳上装设测力计，并派人记录其受力值和变化情况，还应观察地锚的稳定状态，如出现危及安全的异常情况时，应立即采取措施，以保安全。
• 各种规范对卷扬机跑绳、吊索安全系数及起重机吊装的要求
• 常用吊装方法（滑旋悬抬推顶顶【花萱萱抬腿顶顶】）
  • 滑移法：主要针对自身高度较高、卧态位置待吊、竖立就位的高耸设备或结构。 例如，石油化工厂中的塔类设备、火炬塔架等设备或高耸结构，以及包括电视发射塔、桅杆、钢结构烟囱塔架等。
  • 吊车抬送法：应用广泛，适用于各种设备和构件。
  • 旋转法：又称扳转法吊装。旋转法有单转和双转两种方式。
  • 无锚点推吊法：适用于施工现场障碍物较多，场地特别狭窄，周围环境复杂，设置缆风绳、锚点困难，难以采用大型桅杆进行吊装作业的基础在地面的高、重型设备或构件，特别是老厂扩建施工。
  • 集群液压千斤顶整体提升（滑移）法：适用于大型设备与构件（例如：整体移房、整体移动大型压缩机） 如左图：上海杨浦区内有着78年历史的原英商正广和大楼将在20天内整体平移38米，这也是上海迄今为止最大的建筑平移工程。根据计划，这栋高六层、建筑面积达7000平米的“上海市优秀历史建筑”将被324台千斤顶“抬起”，再由28台平移千斤顶完成向西平移5.388米和向北平移33.258米，最后再逆时针旋转1度。
  • 高空斜承索吊运法：适用于在超高空吊运中、小型设备、山区的上山索道，如上海东方明珠高空吊运设备。
  • 液压顶升法：油罐的倒装、电厂发电机组安装等
• 吊装专项施工方案管理
  • 设备吊装方案编制的基本原则
    • 1.以吊装安全为前提 保证设备吊装安全应为编制方案的前提，吊装的安全性应贯穿于方案的始终。设备吊装，特别是工艺复杂的大型设备吊，从起吊开始到安全就位，要经历数个吊装步骤，闯过道道技术难关。诸多的环节变化着的条件都可能转化为危及吊装安全的因素。因此，必须以科学的态度对待设备吊装方案的编制。在吊装工艺方法选择、起重设备的选型和能力的核算、吊装安全技术措施采用等几个关键问题上，必须满足吊装工艺方法安全可靠，科学合理并有效使用 2.以技术可靠、工艺成熟为基础 在编制吊装方案时，选择吊装工艺方法是个核心的技术问题，而吊装方法的技术可靠性和工艺的成熟程度又是应首先应虑的。一般的做法是:以设备的形状、尺寸质量等参数为主要条件，结合吊装场地的作业环境和吊装机械的能力等初拟数种可采用的工艺方法，继而从多方面进行可行性比较，从中选优。选择时应以安全为前提以技术可靠、工艺成熟为基础，再兼顾其他。 3.以吊装效益应为追求目标 设备吊装的经济效益如何，是吊装成果的综合反映，会受一些因素直接或间接的影响。一般讲由于科学的组织吊装施工而缩短工期：采用先进的吊装工艺方法；使用大型高效的吊装机械设备，提高机械化程:利用已有的各种条件，减少吊装机械的使用量等都可促成吊装经济效益的提高。使用大型高效的吊装机械，必然会提高吊装效率而缩短工期，但其经济上不一定有理性，要对可能缩短的工期和增加的机械使用费权衡对比。
  • 危大工程与超危大工程
    • 非常规起重设备、方法包括：
      • 采用自制起重设备、设施进行起重作业； 2台(或以上)起重设备联合作业； 流动式起重机带载行走； 采用滑轨、滑排、滚杠、地牛等措施进行设备水平位移； 采用绞磨、卷扬机、葫芦、液压千斤顶等进行提升； 人力起重工程。
        • 地牛
        • 绞磨
• 吊装专项施工方案审批
  • • 对于超过一定规模的危大工程，施工单位应当组织召开专家论证会对专项施工方案进行论证。 实行施工总承包的，由施工总承包单位组织召开专家论证会。 专家论证前专项施工方案应当通过施工单位审核和总监理工程师审查。 专项施工方案经论证需修改后通过的，施工单位应根据论证报告修改完善后，重新履行审批手续。 专家应当从地方人民政府住房城乡建设主管部门建立的专家库中选取，符合专业要求且人数不得少于5名，与本工程有利关系的人员不得以专家身份参加专家论证会。