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章节：第一章第一节教学目的：1，了解建筑机械的基本概念与基本知识2，掌握钢丝绳的结构与性能3，熟悉钢丝绳的使用注意事项重点：钢丝绳的结构与性能难点：使用注意事项教学方法：讲授法与图片展示课时:两节常用建筑机械欣赏机械是机器与机构的总称，什么是机器？什么是机构？在人类漫长的发展历史中，人们为减轻和免除繁重的劳动，生产出比手工操作更高质量的产品，发明了多种多样的机器。机器都有以下特点：（1）人为的实物的组合体。（2）各实物之间有确定的相对运动,能传递和变换运动（3）能变换能量或完成有用的机械功。构件即是机构的组成元件，又是机构的运动单元。零件是机械的制造单元。只要若干个零件固定地装配成一体，彼此间不再有相对运动，就只是一个构件。第一节建筑机械的基本知识一、机械系统的组成现代机械通常为一个机械系统，它主要由动力机、传动装置和工作机三个主要部分组成。动力机：机械系统的动力部分。将自然界的能源或其它形式能转变为机械能，如电动机、内燃机。工作机：机械系统的执行部分。利用机械能改变材料或工作的形状和位置，以进行生产或达到其它的预定目的。传动装置：将动力机输出的机械能传到工作机的部分。1）机械传动：摩擦、齿轮、链条、带等。2）流体传动：液压、气压、液力或气液组合。3）电力传动：通常与机械或流体传动结合使用。二、标准化、通用化和系列化1、标准化：对产品（零件、部件、机械）的型号、规格、构造、尺寸、材料、加工质量、检验标准和画法等制定的统一规定和要求。2、通用化：同一种形式和规格的零部件能在机械的不同部位乃至在不同机械中通用。3、系列化：同一类型产品的规格按一定规律分档，形成系列化产品，以减少产品的规格，且能满足各种不同的需要。1.钢丝绳的特性与种类1.1特性强度高，承载能力大，过载能力强，弹性好，耐冲击，自重小；挠性较好，运行平稳，高速运动时噪音小；工作可靠，不会突然断裂。由于上述特点，钢丝绳广泛应用于起重机的各个机构及其他使用场合.1.钢丝绳的特性与种类1.2构造与类型（1）构造钢丝：优质碳素钢经热轧、冷拔和热处理而成直径：0.5-2mm；强度：1400-2000N/mm2钢丝分级：特级：反复弯曲和扭转的次数较多，韧性好；A级：反复弯曲和扭转的次数一般，韧性较好；B级：韧性一般（1）构造由丝捻制成股，再由股绕绳芯捻制成绳。绳芯的作用：支撑和固定绳股的作用，并可用作贮存润滑油和增加钢丝绳的挠性。根据适用的不同场合，绳芯又可分为以下几种：金属芯：用软钢丝制成，可耐高温并能承受较大的挤压应力。因挠性较差，只适用于高温或多层缠绕的场合。有机芯：常用浸透润滑油的麻绳制成，也有采用棉芯的。因易燃，不可用于高温场合。石棉芯：用石棉绳制成，耐高温。合成纤维芯：用合成纤维制成，强度高。1.钢丝绳的特性与种类（2）类型按捻绕次数分：单绕绳：由若干断面相同或不同的钢丝一次捻制而成。僵性大，绕性差，易松散，不宜用作起重绳，可作张紧绳用，密封钢丝绳一般只用作承载绳，其他场合较少采用。双绕绳：先由钢丝绕成股，再由股绕成绳。双捻绳挠性好，制造也不复杂，起重机广泛采用。三绕绳：把双绕绳作为股，在由几股捻成绳。挠性好，制造工艺复杂、成本高，钢丝较细、易磨断。（2）类型按捻向分：同向捻：由钢丝绕成股和由股绕成绳的绕向相同，外观上股中钢丝与绳轴线成一个较大角度。它的挠性好、寿命长，但有强烈扭转的趋势，容易自行松散、打结。仅适用于沿刚性导轨提升或牵引并经常保持张紧的地方，不宜用作起重绳。（2）类型交互捻：由钢丝捻成股的捻制螺旋方向与由股捻成绳的捻制螺旋方向相反。外观上钢丝基本顺着绳的轴线方向。这种钢丝绳股与绳的扭转趋势能起到一定的抵消作用，起吊重物时不易扭转和松散，因而被广泛用作起重绳。但股间外层钢丝接触状况较差、易磨损、寿命短、挠性较差。混合捻：由两种相反绕向的股捻成的钢丝绳。性能介于同向捻和交互捻之间，制造困难。（2）类型按股的形状分类：圆形股；异型股（2）类型按股中相邻二层钢丝的接触状态分：点接触：：绳股中各层钢丝直径相同，每层钢丝节距不同。反复弯曲时钢丝容易磨损折断。线接触：钢丝直径不同，但每层钢丝的节距相同，外层钢丝位于内层钢丝的沟槽中。钢丝间接触应力小、磨损小、钢丝绳寿命长；钢丝绳有可能选用较小的直径。（2）类型线接触型又分为：外粗型（西鲁型、S型）：股中同一层钢丝的直径相同，不同层钢丝的直径不同，内层细，外层粗。钢丝绳耐磨，挠性稍差。粗细型（瓦林吞型、W型）：外层采用粗、细两种钢丝，粗钢丝位于内层钢丝的沟槽中，细钢丝位于粗钢丝之间。这种钢丝绳断面填充率较高，挠性较好，承载能力大，是起重机常用的钢丝绳。填充型（Fi型）：在股中外层钢丝形成的沟槽中，填充细钢丝，断面填充率更高，承载能力大、挠性好。（2）类型面接触：绳股中钢丝与钢丝之间是面接触，接触应力小、磨损小、强度大，但其挠性较差。一般也做成双捻钢丝绳。不宜作起升绳，在索道、缆索起重机中用做承载索。（2）类型按钢丝表面处理分：光面钢丝钢丝绳；镀锌钢丝钢丝绳按钢丝绳股的数目分：6股绳；8股绳；18股绳按绳芯种类分：有机芯；石棉芯；金属芯1.钢丝绳的特性与种类1.3钢丝绳标记代号采用英文字母与数字相结合的方法表示。（1）钢丝的表面状态光面钢丝：NAT；A级镀锌钢丝：ZAA；B级镀锌钢丝：ZBB（2）钢丝绳芯用代号标记天然纤维芯：NF；合成纤维芯：SF；金属丝绳芯：IWR；纤维芯（天然或合成）：FC1.3钢丝绳标记代号（3）捻向捻制方向用两个字母（Z或S）表示。第一个字母表示绳的捻向，第二个字母表示股的捻向。Z：右；S：左。1.钢丝绳的特性与种类1.4钢丝绳全称标记法结构形式：由钢丝绳的外部向中心标记，按层次逐层标明总股数，其后在括号内标明股的结构，每股的结构由外向中心进行标记，标明该股的逐层钢丝根数。股的每层钢丝用“+”隔开，之后再用“+”把绳芯隔开。实例：1.5钢丝绳简称标记将全称标记中股的总数与每股的钢丝总数用““隔开，其后再用”+”与芯的代号隔开。对于线接触钢丝绳，在钢丝总数后标出结构代号。2.钢丝绳的选择（1）钢丝绳的受力特征受载时，钢丝绳中产生拉伸应力、弯曲应、挤压应力以及钢丝绳捻制时的残余应力等。当钢丝绳绕过滑轮时，受到交变应力作用，使金属材料产生疲劳，最终由于钢丝绳与绳槽、钢丝绳之间磨损而破断。试验表明：钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳的影响很大；钢丝绳绕过绳轮时，绳轮与钢丝绳接触面间的压力和相对滑动，使钢丝绳磨损断。接触应力越大，断丝越迅速；点接触钢丝绳，强度损失要比线接触型大，抗疲劳性能也差。所以线接触钢丝绳比点接触钢丝绳寿命长；当钢丝绳一个捻距间的断丝数达到全部钢丝的10%时，继续使用，绳的断丝速率明显加快，短时内即出现断股；当其他条件相同时，选用的钢丝绳安全系数越高，其使用寿命越长。2.钢丝绳的选择（2）钢丝绳的破段原因主要原因是超载和磨损。它与钢丝绳在滑轮、卷筒上的穿绕次数有关；还与它所穿过滑轮或卷筒的直径有关。一般要求滑轮（卷筒）直径与钢丝绳直径之比D/d大于20~30。此外，钢丝绳的破断还与工作类型、使用环境（温度、腐蚀性气体）、保管、使用状况有关。2.钢丝绳的选择（3）钢丝绳的选择包括类型和直径的选择。类型的选择：绕经滑轮和卷筒工作机构的钢丝绳应优先选用线接触钢丝绳；根据工作环境选择表面形态；结合使用条件和要求确定类型。钢丝绳的搬运：钢丝绳装卸时，应采用吊车装卸，以免造成绳盘损坏和乱卷现象。地面搬运时，钢丝绳不允许在凹凸不平的地面上滚动，使钢丝绳表面压伤。没有外包装的钢丝绳搬运时，钢丝绳表面不许粘有影响使用的石块、粘土异物等。钢丝绳的储存：存放在干燥通风的仓库内，防止阳光直射或热气燥烤;库房内钢丝绳不能多层堆放，若钢丝绳长期大量存放时，应经常进行检查防止生锈发现生锈后，应急时处理并重新涂润滑油，如锈蚀严重，该段钢丝绳作报废处理；若钢丝绳放在室外时，应放在干燥的地面上，用木板垫起，并用遮雨布盖好。钢丝绳的固定编结法绳卡法楔形套筒法钢丝绳的固定圆锥套筒灌铅法铝合金压头固定钢丝绳使用注意事项不易立即高速运转新钢丝绳不要立即高速、重载下直接使用。要在低速、中载条件下运行一段时间，使新绳适应使用状态后，再逐步提高钢丝绳运行速度和加大提升载荷，即新钢丝绳在进行高速、重负荷作业前必须经过初期磨合阶段。严禁钢丝绳跳槽钢丝绳和滑轮配合使用时，必须注意防止钢丝绳从轮槽中跳出。如果钢丝绳脱落了轮槽后还在继续使用，钢丝绳将会产生挤压变形、扭结、断丝、断股，严重缩短钢丝绳的使用寿命，如果发生断绳现象，往往会带来灾难性的后果。严禁钢丝绳挤压变形钢丝绳在使用时不能受到强烈挤压，以免钢丝绳变形，导致结构破坏而出现早期断丝（这时钢丝表层将出现马氏体这一脆性层组织）、断股甚至断绳，显著降低钢丝绳使用寿命并危及作业安全。严禁高速运行时和其它物体摩擦钢丝绳在高速运行时，应避免与非匹配轮槽外的其它物体发生摩擦。因为在高速情况下，钢丝绳与这些物体相互运行时所产生的瞬间摩擦热，可导致钢丝表层出现马氏体组织，这种组织上的变化无法通过肉眼辨别，然而却是引起钢丝早期断裂的主要原因。严禁钢丝绳散乱缠绕钢丝绳在卷筒上缠绕时，应尽可能排列整齐。如果散乱缠绕，则钢丝绳在工作时由于相互挤压也会出现导致钢丝绳结构破坏，产生早期断丝，直接影响钢丝绳使用寿命。严禁钢丝绳过载使用钢丝绳如果过载使用，则将急速加剧其被挤压变形的程度，内部钢丝之间及外部钢丝与匹配轮槽之间的磨损程度，对作业安全性带来严重危害，同时缩短滑轮使用寿命。严禁钢丝绳受到剧烈的冲击和震动钢丝绳使用过程中，如果运行速度频繁发生急剧变化，将造成冲击载荷。每次冲击虽然只是瞬间加载，但隐含着极大的危害性。冲击载荷超过钢丝绳允许使用的工作应力时就会产生断绳现象。即使冲击载荷不一定导致钢丝绳断裂，但会严重缩短钢丝绳的使用寿命。对于已经使用了一段时间的钢丝绳，与新绳相比，由于伸缩性较小，耐冲击性会更低。运转速度运转速度越低，钢丝绳的损伤越小。随着运转速度的加快，钢丝绳的损伤相应增加。为此，应避免在运行中速度急剧变化，避免突然地、剧烈地加载以及猛烈地刹车，这样可以减少钢丝绳的损伤。在中等运转速度最大负荷下工作与在高速运转中等负荷下工作相比，钢丝绳的寿命要长得多。防腐涂抹防护油，钢丝绳在使用中应做到不沾水，不再积水和潮湿的沙土中穿过，应尽可能的在干燥的环境下使用钢丝绳，在容易生锈的条件下推荐使用镀锌钢丝绳。钢丝绳的安全系数用途起重机工作机构用钢丝绳其他用途钢丝绳机构工作级别M1---M3M4M5M6M7M8支撑动臂起重机械自身安装揽风绳吊挂和捆绑安全系数44.5567842.53.56滑轮、卷筒直径与钢丝绳直径的比值机构工作级别M1--M3M4M5M6M7M8流动式起重机卷筒1416172022.42516滑轮16182022.4252818钢丝绳的报废a．断丝的性质和数量；b．绳端断丝；c．断丝的局部聚集；d．断丝的增加率；e．绳股断裂；f．由绳芯损坏而引起的绳径减小；g．弹性减小；h．外部及内部磨损；i．外部及内部腐蚀；j．变形；k．由于热或电弧造成的损坏。所有的检验均应考虑以上各项因素并遵循各自的标准。因为，钢丝绳的损坏往往是由各个因素综合积累造成的，这就应由主管人员判别并决定钢线绳是报废还是继续使用。在所有情况下，检验人员应弄清钢丝绳的损坏是否由机构上的缺陷所造成，如果是这样，应建议在换新钢丝绳之前消除这缺陷。在一个捻距内断丝数达钢丝绳总丝数的10％。如绳6×19＝114根丝，当断丝数达12根丝时即应报废更新，如绳6×37＝222根丝，当断丝数达22根丝时即应报废更新。对于由粗细丝组成的钢丝绳，断丝数的计算是细丝一根算一根，粗丝一根算1.7根。断丝的性质和数量断丝的增加率在某些使用场合，疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因，断丝则是在使用一个时期以后才开始出现，但断丝数逐渐增加