張文剛 趙明沖
摘要:文章主要針對橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和重要零部件的選材,重點(diǎn)介紹了橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)、吊具、鋼絲繩、滑輪、卷筒、齒輪和減速器等。
關(guān)鍵詞:起重機(jī);金屬結(jié)構(gòu);零部件;材料
起重機(jī)械通常具有龐大的結(jié)構(gòu)和比較復(fù)雜的機(jī)構(gòu),若完成一個起升運(yùn)動,需要一個或幾個水平運(yùn)動,起重機(jī)的主要零部件較多。起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的重要組成部分,起重機(jī)械的其他重要零部件有吊具、鋼絲繩及索具、滑輪、卷筒、齒輪和減速器、制動裝置、聯(lián)軸器、車輪和軌道等。材料的選擇對起重機(jī)械的可靠性、安全性起到重要作用。
1.起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的常用材料
起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu),選擇鋼材時主要考慮結(jié)構(gòu)的重要性、載荷特征、應(yīng)力狀態(tài)、連接方式和起重機(jī)工作環(huán)境溫度及鋼材厚度等因素。起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的主要承載結(jié)構(gòu)的構(gòu)件宜采用力學(xué)性能不低于GB/T700中的Q235鋼和GB/T699中的20鋼材;當(dāng)結(jié)構(gòu)需要采用高強(qiáng)度鋼材時,可采用力學(xué)性能不低于GB/T1591中的Q345、Q390和Q420鋼材。工作級別為A7、A8的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu),宜采用平爐鎮(zhèn)靜鋼Q235C或特殊鎮(zhèn)靜鋼Q235D,需要減輕結(jié)構(gòu)自重時,可采用16Mn或15Mn可。
2.起重機(jī)主要零部件的常用材料。
中小起重量起重機(jī)的吊鉤是鍛造的,大起重量起重機(jī)的吊鉤采用鋼板鉚合,為板鉤。隨著鍛壓能力的提高,目前大起重量起重機(jī)的吊鉤也有采用鍛造的。鍛造吊鉤材料一般選用強(qiáng)度較高、韌性較好的20號優(yōu)質(zhì)碳素鋼加工而成。板鉤通常選用16Mn或Q235等普通碳素鋼或低合金鋼制造,板鉤由每塊厚30mm的成型鋼板鉚合制成。鋼絲繩由鋼絲和繩芯組成,鋼絲要求有很高的強(qiáng)度和韌性,通常由含碳量0.5%~0.8%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成,而且含硫、磷量不應(yīng)大于0.035%。表面狀態(tài)分光面、鍍鋅、鍍鉛;繩芯分為有機(jī)芯、石棉芯、金屬芯?;?,通常用HT200灰鑄鐵或ZG270-500鑄鋼澆鑄后經(jīng)機(jī)加工而成對于直徑較大的滑輪可采用焊接滑輪。有時采用鋁合金的滑輪又經(jīng)濟(jì)又能減輕重量,熱扎滑輪在國內(nèi)外也有使用,目前還有采用鋁合金或尼龍繩槽作為襯墊的方法。此外,用球墨鑄鐵代替鑄鋼,工藝性較好。對鋼絲繩壽命也有利。使用時不易破碎。
卷筒的材料—般采用強(qiáng)度不低于HT200的灰鑄鐵。重要卷筒可以采用高強(qiáng)度鑄鐵或球墨鑄鐵。大型卷簡多用Q235鋼板彎卷成筒型焊接而成。齒輪的材質(zhì)—般采用中碳鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或高頻淬火處理。要求較高的齒輪采用低碳合金鋼經(jīng)滲碳、齒面淬火等處理,從而獲得較高性能。聯(lián)軸器齒輪的材料—般采用45鋼或ZG55ll,齒面經(jīng)高頻淬火處理,提高硬度和增加耐磨性。制動器中制動輪通常由鑄鋼制造,轉(zhuǎn)速不高的制動輪也可以用組織細(xì)密的鑄鐵制造,制動臂可用鑄鋼或鋼板制造。車輪的材料一般采用ZG430-640鑄鋼。為了提高車輪表面的耐磨強(qiáng)度和壽命,踏面進(jìn)行表面熱處理,要求表面硬度為HB300-350,淬火深度不少于20mm。
3.金屬結(jié)構(gòu)的聯(lián)接
金屬結(jié)構(gòu)的常用聯(lián)接方式主要有焊接、螺栓聯(lián)接、銷軸聯(lián)接等,焊接是最廣泛的一種聯(lián)接方法。螺栓聯(lián)接主要分普通螺栓聯(lián)接和高強(qiáng)螺栓聯(lián)接,普通螺栓—般為六角頭螺栓,以碳素鋼Q235~J造。高強(qiáng)螺栓分摩檫型和承壓型,由中碳鋼或合金鋼等經(jīng)淬火并回火后制成,我國采用的高強(qiáng)螺栓分8.8級和10.9級兩類,8.8級高強(qiáng)螺栓常用材料為經(jīng)過熱處理的40B、4,5或35鋼,10.9級高強(qiáng)螺栓常用材料是20MntiB和35VB鋼等,兩者的螺母和墊圈均采用45號鋼經(jīng)熱處理后制成。重要軸、銷軸宜采用力學(xué)性能不低于45號鋼的材料,調(diào)質(zhì)后硬度一般應(yīng)為HB200~280,配合面的表面粗糙度Ra應(yīng)不大于1.6um。
起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的特種設(shè)備,在材料日益發(fā)展的今天,選擇正確優(yōu)質(zhì)的材料是保證起重機(jī)械安全運(yùn)行的基礎(chǔ),以上介紹了一些關(guān)于起重機(jī)械常用材料類型,希望在起重機(jī)械制造過程中能加大對材料使用隱患的排除,從而在一定意義上保障設(shè)備的安全運(yùn)行。
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作者簡介:
張文剛(1980.1—),男,山東省特種設(shè)備檢驗研究院臨沂分院,工程師,大學(xué)學(xué)歷,學(xué)士學(xué)位,從事起重機(jī)械的檢驗工作。
趙明沖(1984.1—),男,山東省特種設(shè)備檢驗研究院臨沂分院,青島大學(xué)機(jī)械工程自動化專業(yè)畢業(yè),助理工程師,大學(xué)學(xué)歷,學(xué)士學(xué)位,從事起重機(jī)檢驗工作。