淺談橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和重要零部件常用材料

張文剛 趙明沖

摘要：文章主要針對(duì)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(gè)起升運(yùn)動(dòng)，需要一個(gè)或幾個(gè)水平運(yùn)動(dòng)，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(dòng)裝置、聯(lián)軸器、車輪和軌道等。材料的選擇對(duì)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(shí)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(shí)，可采用力學(xué)性能不低于GB/T1591中的Q345、Q390和Q420鋼材。工作級(jí)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(shí)，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(hào)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。滑輪，通常用HT200灰鑄鐵或ZG270-500鑄鋼澆鑄后經(jīng)機(jī)加工而成對(duì)于直徑較大的滑輪可采用焊接滑輪。有時(shí)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(guó)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(duì)鋼絲繩壽命也有利。使用時(shí)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(jiǎn)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(dòng)器中制動(dòng)輪通常由鑄鋼制造，轉(zhuǎn)速不高的制動(dòng)輪也可以用組織細(xì)密的鑄鐵制造，制動(dòng)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(guó)采用的高強(qiáng)螺栓分8.8級(jí)和10.9級(jí)兩類，8.8級(jí)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(jí)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(hào)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(hào)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(duì)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(jiǎn)介：

張文剛（1980.1—），男，山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)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(yàn)工作。

趙明沖（1984.1—），男，山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院臨沂分院，青島大學(xué)機(jī)械工程自動(dòng)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(yàn)工作。