第四章起重吊點(diǎn)的選擇及物體綁扎_圖文

1、第四章:起重吊點(diǎn)的選擇及物體的綁扎第一節(jié)物體重心的計(jì)算在起重作業(yè)中,設(shè)備的起重搬運(yùn)吊裝都需考慮到物體的重心,在吊裝作業(yè)中,重心位置的不正確會造成鋼絲繩受力不均,甚至設(shè)備在吊裝過程中有發(fā)生傾覆的危險(xiǎn)。由于地球的引力,物體內(nèi)部各點(diǎn)都要受到重力的作用;物體上各質(zhì)點(diǎn)重力的合力,就是物體的重量,各質(zhì)點(diǎn)重力的合力作用點(diǎn)就是物體的重心。也即物體的重心是物體各部分重量的中心。一個(gè)物體不論處在什么地方,不論放置位置如何,它的重心在物體內(nèi)部的位置是不會改變的。物體的重心可用合力矩定理求得它的坐標(biāo)位置。P59幾何形狀簡單的物體重心位置如下:長方形物體的重心位置在其對角線的交點(diǎn)上;圓柱形物體的重心位置在其中間橫斷面的

2、圓心上;三角形物體的重心位置在其三條中線的交點(diǎn)上。 對于不規(guī)則的形狀的物體,可用懸掛法測定其重心的位置。方法是用勻質(zhì)薄板(紙板或薄鐵板按比例畫出不規(guī)則物體的截面形狀,并剪下來,如圖41所示。在薄板上任取一A點(diǎn),用細(xì)繩懸掛起來,過A點(diǎn)畫一垂線A A。之后再另選一B點(diǎn),懸掛起來,過B點(diǎn)畫一垂線BB。那么不規(guī)則物體的重心必然在兩條垂線的交點(diǎn)o處。如果物體是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基本幾何圖形組成,則重心的位置可根據(jù)物理關(guān)系求得,其方法是先分別求出各基本圖形的重心位置,然后用靜力學(xué)力矩平衡的方法求出整個(gè)物體的重心位置。 例如:試求出圖42所示物體的重心位置(設(shè)該物體密度勻質(zhì)。解:(1設(shè)物體在XOY坐標(biāo)系中,

3、將其分成兩個(gè)矩形和(見圖42所示。求和的坐標(biāo)尺寸。矩形的重心C坐標(biāo)尺寸為:1 1 1.5(mY=+=12矩形的重心C坐標(biāo)尺寸為:2=1(mX=21=0.5(mY=2矩形和的面積為:S=1×(2-1=1(2mS=2×1=2(2m(3求物體的質(zhì)量設(shè)物體材料的密度為,物體的厚度為,則矩形和的質(zhì)量分別為G =S ,G =S 。物體的總質(zhì)量為:G= G + G =(S + S (4求物體在X 、Y 坐標(biāo)軸的重心位置設(shè)物體橫截面重心坐標(biāo)為X c 、Y c ,根據(jù)物體重力對X 、Y 軸的力矩平衡原理得:1對X 軸:GX c -G X -G X =0X c =G X G X G 2211+

4、=(212211S S X S X S +=212211S S X S X S +=21125.01+ =35.2=0.83(m 2對Y 軸:GY c -G Y -G Y =0Y c =G Y G Y G 2211+=(212211S S Y S Y S +=212211S S Y S Y S +=35.025.11+ =35.2=0.83(m 答:物體的坐標(biāo)位置在坐標(biāo)X=0.83m ,Y=0.83m 點(diǎn)C 上。如圖42所示。一般對于形狀規(guī)則的物體,截面圖形的形心即為重心。計(jì)算時(shí)可直接利用下列公式:X c =S X S i i ;Y c=SY S ii 式中,i i XS和i i Y S是物體

5、各面積乘以其相應(yīng)重心位置對X 軸和Y軸的距離的總和。第二節(jié)物體的穩(wěn)定一、物體翻倒的受力狀態(tài) 一般物體從靜止到翻倒都要經(jīng)過4種基本狀態(tài):穩(wěn)定狀態(tài)、穩(wěn)定平衡狀態(tài)、不穩(wěn)定狀態(tài)和傾覆狀態(tài)(見圖42。二、物體的穩(wěn)定條件 對于起重司索作業(yè)來說,保證物體的穩(wěn)定條件可以從兩個(gè)方面考慮。一是物體放置時(shí)應(yīng)保證有可靠的穩(wěn)定性,不傾倒(如圖44a所示。二是吊裝運(yùn)輸過程中,亦應(yīng)有可靠的穩(wěn)定性,保證正常吊運(yùn)中不傾斜和翻轉(zhuǎn),(如圖44b所示。放置物體時(shí),物體的重心作用線接近或超過物體支承面的邊緣時(shí)(傾倒臨界線,物體是不穩(wěn)定的。由此可知,物體的重心越低,支承面越大,物體所處的狀態(tài)越穩(wěn)定。吊運(yùn)物體時(shí),為保證吊運(yùn)過程中物體的穩(wěn)定

6、性,防止提升運(yùn)輸中發(fā)生傾斜、擺動或翻轉(zhuǎn),應(yīng)使吊鉤吊點(diǎn)與被吊物重心在同一條鉛垂線上,(如圖41所示。 例如:流動式起重機(jī)工作 時(shí)也應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性。起重機(jī)的穩(wěn)定性簡單的說就是起重機(jī)的自重載荷G和起吊載荷G對傾覆邊的力矩之和要大于零,此條件可保證起重機(jī)不發(fā)生傾翻事故。(圖46是計(jì)算起重機(jī)穩(wěn)定性的簡化示意圖。第三節(jié)起重吊點(diǎn)選擇的原則在吊裝各種物體時(shí),為避免物體的傾斜、翻倒、轉(zhuǎn)動,應(yīng)根據(jù)物體的形狀特點(diǎn)、重心位置,正確選擇起吊點(diǎn)。使物體在吊運(yùn)過程中有足夠的穩(wěn)定性,以免發(fā)生事故。一、試吊法選擇吊點(diǎn)在一般吊裝工作中,多數(shù)起重作業(yè)并不需用計(jì)算法去準(zhǔn)確計(jì)算物體的重心位置,而是估計(jì)物件的重心位置,采用低位試吊的方

7、法來逐步找到重心,確定吊點(diǎn)的綁扎位置。二、有起吊耳環(huán)的物件對于有起吊耳環(huán)的物件,其耳環(huán)的位置及耳環(huán)的強(qiáng)度是經(jīng)過計(jì)算而確定的,因此在吊裝過程中,應(yīng)用耳環(huán)作為連接物體的吊點(diǎn),在吊裝前應(yīng)檢查耳環(huán)是否完好,必要時(shí)可加保護(hù)性輔助吊索。三、長方形物體吊點(diǎn)的選擇對于長形物體,若采用豎吊,則吊點(diǎn)應(yīng)在重心之上。用一個(gè)吊點(diǎn)時(shí),吊點(diǎn)的位置擬在距起吊端的0.3L(L為桿件的長度處(如圖43。兩個(gè)吊點(diǎn)時(shí),吊點(diǎn)分別距桿件兩端的距離為0.21L處(如圖43。三個(gè)吊點(diǎn)時(shí),其中兩端的兩個(gè)吊點(diǎn)位置距各端的距離為0.13L,而中間的一個(gè)吊點(diǎn)位置則在桿件的中心(如圖43。四個(gè)吊點(diǎn)兩端的兩個(gè)吊點(diǎn)位置距各端的距離為0.095L,然后將兩

8、吊點(diǎn)的距離三等分,即可得到中間兩個(gè)吊點(diǎn)位置。中間吊點(diǎn)的間距為0.27L(圖5-4。 (a一個(gè)吊點(diǎn)起吊位置;(b兩個(gè)吊點(diǎn)起吊位置;(c三個(gè)吊點(diǎn)起吊位置 拖拉長物體時(shí),應(yīng)順長度方向拖拉,綁扎點(diǎn)應(yīng)在重心的前端;橫拉時(shí),兩個(gè)綁扎點(diǎn)應(yīng)在距重心等距離的兩端。四、方形物體吊點(diǎn)的選擇P86吊方形物體一般采用四個(gè)吊點(diǎn),四個(gè)吊點(diǎn)的位置應(yīng)選擇在四邊對稱的位置上。吊點(diǎn)應(yīng)與吊物重心在同一條鉛垂線上,使吊物處于穩(wěn)定平衡狀態(tài),提升前應(yīng)作試吊,直到吊物獲得平衡為止,防止提升時(shí)發(fā)生滑動或滾動。五、機(jī)械設(shè)備安裝平衡輔助吊點(diǎn)(圖4-4P87 六、兩臺起重機(jī)吊同一物體時(shí)吊點(diǎn)的選擇物體的重量超過一臺起重機(jī)的額定起重量時(shí),通常采用兩臺起

9、重機(jī)使用平衡梁吊運(yùn)物體的方法。此方法應(yīng)滿足兩個(gè)條件:1、被吊物體的重量與平衡梁重量之和應(yīng)小于兩臺起重機(jī)額定起重量之和,并且每臺起重機(jī)的起重量應(yīng)留有1.2倍的安全系數(shù)。2、利用平衡梁合理地分配載荷,使兩臺起重機(jī)均不能超載。當(dāng)兩臺起重機(jī)起重量相等時(shí),則吊點(diǎn)應(yīng)選在平衡梁中點(diǎn)處(圖5-7。 當(dāng)兩臺起重機(jī)重量不對等時(shí)(見圖5-8,則應(yīng)根據(jù)力矩平衡條件選擇起吊點(diǎn)的距離a 或b 。Gl Gn a 2= 或 G l Gn b 1= 在兩臺起重機(jī)同時(shí)吊運(yùn)一個(gè)物體時(shí),正確地指揮兩臺起重機(jī)統(tǒng)一動作也是安全完成吊裝工作的關(guān)鍵。七、物體翻轉(zhuǎn)吊運(yùn)的選擇 P88物體翻轉(zhuǎn)常見的方法有兜翻,將吊點(diǎn)選擇在物體重心之下(圖45a

10、,或?qū)⒌觞c(diǎn) 選擇在物體重心一側(cè)(圖45b 。物體兜翻時(shí)應(yīng)根據(jù)需要加護(hù)繩,護(hù)繩的長度應(yīng)略長于物體不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的長度,同時(shí)指揮吊車,使吊鉤順向移動,避免物體傾倒后的碰撞沖擊。對于大型物體翻轉(zhuǎn)吧,一般采用綁扎后利用幾組滑車或主副鉤或兩臺起重機(jī)在空中完成翻轉(zhuǎn)作業(yè)。翻轉(zhuǎn)綁扎時(shí),應(yīng)根據(jù)物體的重心位置、形狀特點(diǎn)選擇吊點(diǎn),使物體在空中能順利安全翻轉(zhuǎn)。 物體在翻轉(zhuǎn)或者吊運(yùn)時(shí),每個(gè)吊環(huán)、節(jié)點(diǎn)承受的力應(yīng)滿足物體的總重量。對大直徑薄壁型物體和大型桁架結(jié)構(gòu)吊裝,應(yīng)特別注意選擇吊點(diǎn)是否滿足被吊物件整體剛度或構(gòu)件結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性要求,避免起吊后發(fā)生整體變形或局部變形而造成損壞。應(yīng)采用臨時(shí)加固法或采用輔助吊具法(圖4-7 第

11、三節(jié)吊裝物體的綁扎方法為了保證物體在吊裝過程中安全可靠,吊裝之前應(yīng)根據(jù)物體的重量、外形特點(diǎn)、精密程度、安裝要求、吊裝方法,合理選擇綁扎方法及吊索具。綁扎的方法很多,應(yīng)選擇已規(guī)范化的綁扎方法。一、柱形物體的綁扎方法1、平行吊裝綁扎法平行吊裝綁扎法一般有兩種。一種是用一個(gè)吊點(diǎn),僅用于短小、重量輕的物品。在綁扎前應(yīng)找準(zhǔn)物件的重心,使被吊裝的物件處于水平狀態(tài),這種方法簡便實(shí)用,常采用單支吊索穿套結(jié)索法吊裝作業(yè)。同時(shí)根據(jù)所吊物體的整體和松散性,選用單圈或雙圈結(jié)索法(圖4-8。 另一種方法是用兩個(gè)吊點(diǎn),這種吊裝方法是綁扎在物件的兩端,常采用雙支穿套結(jié)索法和吊籃式結(jié)索法(圖49。 a、雙支單雙圈穿套結(jié)索法b

12、、吊籃式結(jié)索法2、垂直斜形吊裝綁扎法 外形尺寸較長、對物件安裝有特殊要求的場合。其綁扎點(diǎn)多為一點(diǎn)綁法(也可兩點(diǎn)綁扎。綁扎位置在物體端部,綁扎時(shí)應(yīng)根據(jù)物件重量選擇吊索和卸扣,并采用雙圈或雙圈以上穿套結(jié)索法,防止物件吊起后發(fā)生滑脫(圖4-10。二、長方形物體的綁扎方法長方形物體綁扎方法較多,應(yīng)根據(jù)作業(yè)的類型、環(huán)境、設(shè)備的重心位置來確定。通常采用平行吊裝兩點(diǎn)綁扎法,如果物件重心居中可不用綁扎,采用兜掛法直接吊裝(圖4-11。 三、綁扎安全要求注意事項(xiàng)1、綁扎用鋼絲繩吊索,卸扣的選用要留有一定的安全余量,綁扎前必須進(jìn)行嚴(yán)格檢查,如發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換,未達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)在出現(xiàn)異常部位處做出明顯標(biāo)記,作

13、為繼續(xù)檢查的重點(diǎn)。2、用于綁扎的鋼絲繩吊索不得用插接、打結(jié)或繩卡固定連接的方法縮短或加長。綁扎時(shí)銳角處應(yīng)加防護(hù)襯墊,以防鋼絲繩損壞造成事故。3、綁扎后的鋼絲繩吊索提升重物時(shí),各分支受力應(yīng)均勻,支間夾角一般不應(yīng)超過90°,最大時(shí)不得超過120°。4、采用穿套結(jié)索法,應(yīng)選用足夠長的的吊索,以確保擋套處角度不超過120°,且在擋套處不得向下施加損壞吊索的壓緊力。5、吊索繞過被吊重物的曲率半徑應(yīng)不小于該繩徑的2倍。6、綁扎吊運(yùn)大型或薄壁物件時(shí),應(yīng)采取加固措施。7、注意風(fēng)載荷對物體引起的受力變化。四、設(shè)備掛繩捆綁及設(shè)備主體的保護(hù)一、設(shè)備掛繩的要求(1一般機(jī)械設(shè)備用單鉤起吊時(shí)

14、,吊鉤須通過設(shè)備重心,若用雙鉤起吊,則兩鉤至重心的距離應(yīng)與其承受的重量成比例。(2起吊鋼絲繩應(yīng)選取適當(dāng)?shù)拈L度,吊索之間夾角不宜太大,一般不應(yīng)超過60°,對薄壁及精密零件夾角應(yīng)更小,在吊裝薄壁重物時(shí),還須對其進(jìn)行加固處理,以防止物體變形。(3設(shè)備在吊運(yùn)過程中應(yīng)始終保持平穩(wěn),不得產(chǎn)生傾斜,鋼絲繩不允許在吊鉤上滑動。(4對于加工后的工件或完成油漆后的設(shè)備在吊裝時(shí),不得擦傷工件表面或造成漆皮脫落。二、設(shè)備主體保護(hù)在起吊繩索與機(jī)體接觸部位,應(yīng)用襯袋、橡膠、木塊等隔離襯墊物保護(hù)或?qū)摻z繩吊索用橡膠管套好,這樣使用方便,可省去加墊操作時(shí)間。對于精密設(shè)備或設(shè)備安裝集中的場合,可制作專用工具如平衡梁、

15、專用吊索等起吊,提高工作效率和吊裝質(zhì)量。三、捆綁、起吊注意事項(xiàng)在對設(shè)備進(jìn)行綁扎時(shí),要合理地選擇綁扎點(diǎn),綁扎點(diǎn)選擇的主要依據(jù)是設(shè)備的重心,即要找到設(shè)備或重物的重心位置。同理,設(shè)備的吊裝、翻身及吊裝用鋼絲繩受力分配等都要考慮設(shè)備的重心位置,重心是物體重量的中心,物件的全部重量都集中在重心上。當(dāng)用一根繩索來起吊物體時(shí),繩子的綁扎點(diǎn)應(yīng)在與重心成一條垂線的上方,以使物體穩(wěn)定;用兩根或兩根以上的繩索來起吊時(shí),繩索的會合點(diǎn)(即吊鉤或繩索延長線的交點(diǎn),應(yīng)與物體重心在一條直線上,且位于重心之上。物體吊點(diǎn)選擇的原則:(1有吊耳或吊環(huán)的物件,其吊點(diǎn)要用原設(shè)計(jì)的吊點(diǎn);(2塔類設(shè)備吊裝,吊耳宜在設(shè)備重心上1m2m處對稱兩側(cè)位置;(3吊運(yùn)設(shè)備或物體時(shí),如果沒有規(guī)定的吊點(diǎn),要使吊點(diǎn)或吊點(diǎn)連線與重心鉛垂線的交點(diǎn)在重心之上,綁扎點(diǎn)要針對構(gòu)件的形狀具體選擇:平吊長形物體如圓木、電桿、樁等,兩吊點(diǎn)的位置應(yīng)在重心的兩端;吊鉤通過重心,如豎吊物件,則吊點(diǎn)應(yīng)在重心之上;對于勻質(zhì)細(xì)長桿件的吊點(diǎn)位置按以下規(guī)定確定:一個(gè)吊點(diǎn)時(shí),吊點(diǎn)的位置擬在距起吊端的0.3L(L為桿件的長度處(如圖43。兩個(gè)吊點(diǎn)時(shí),吊點(diǎn)分別距桿件兩端的距離為0.21L處(如圖43。三個(gè)吊點(diǎn)時(shí),其中兩端的兩個(gè)吊點(diǎn)位置距各端的距離為0