第四章起重吊点的选择及物体绑扎.docx

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第四章起重吊点的选择及物体绑扎

第四章：

起重吊点的选择及物体的绑扎

第一节物体重心的计算

在起重作业中，设备的起重搬运吊装都需考虑到物体的重心，在吊装作业中，重心位置的不正确会造成钢丝绳受力不均，甚至设备在吊装过程中有发生倾覆的危险。

由于地球的引力，物体内部各点都要受到重力的作用；物体上各质点重力的合力，就是物体的重量，各质点重力的合力作用点就是物体的重心。

也即物体的重心是物体各部分重量的中心。

一个物体不论处在什么地方，不论放置位置如何，它的重心在物体内部的位置是不会改变的。

物体的重心可用合力矩定理求得它的坐标位置。

P59

几何形状简单的物体重心位置如下：

长方形物体的重心位置在其对角线的交点上；圆柱形物体的重心位置在其中间横断面的圆心上；三角形物体的重心位置在其三条中线的交点上。

对于不规则的形状的物体，可用悬挂法测定其重心的位置。

方法是用匀质薄板（纸板或薄铁板）按比例画出不规则物体的截面形状，并剪下来，如图4—1所示。

在薄板上任取一A点，用细绳悬挂起来，过A点画一垂线AA′。

之后再另选一B点，悬挂起来，过B点画一垂线BB′。

那么不规则物体的重心必然在两条垂线的交点o处。

如果物体是由两个或两个以上的基本几何图形组成，则重心的位置可根据物理关系求得，其方法是先分别求出各基本图形的重心位置，然后用静力学力矩平衡的方法求出整个物体的重心位置。

例如：

试求出图4—2所示物体的重心位置（设该物体密度匀质）。

解：

（1）设物体在XOY坐标系中，将其分成两个矩形Ⅰ和Ⅱ（见图4—2所示）。

求Ⅰ和Ⅱ的坐标尺寸。

矩形Ⅰ的重心

坐标尺寸为：

YⅠ

1.5（m）

矩形Ⅱ的重心CⅡ坐标尺寸为：

XⅡ=

=1（m）

YⅡ=

=0.5（m）

矩形Ⅰ和Ⅱ的面积为：

SⅠ=1×（2-1）=1（

）

SⅡ=2×1=2（

）

（3）求物体的质量

设物体材料的密度为

，物体的厚度为

，则矩形Ⅰ和Ⅱ的质量分别为GⅠ=SⅠ

，GⅡ=SⅡ

。

物体的总质量为：

G=GⅠ+GⅡ=

（SⅠ+SⅡ）

（4）求物体在X、Y坐标轴的重心位置

设物体横截面重心坐标为Xc、Yc，根据物体重力对X、Y轴的力矩平衡原理得：

1）对X轴：

GXc-GⅠXⅠ-GⅡXⅡ=0

Xc=

=

=

=

=

=0.83（m）

2）对Y轴：

GYc-GⅠYⅠ-GⅡYⅡ=0

Yc=

=

=

=

=

=0.83（m）

答：

物体的坐标位置在坐标X=0.83m，Y=0.83m点C上。

如图4—2所示。

一般对于形状规则的物体，截面图形的形心即为重心。

计算时可直接利用下列公式：

Xc=

；Yc=

式中，

和

是物体各面积乘以其相应重心位置对X轴和Y轴的距离的总和。

第二节物体的稳定

一、物体翻倒的受力状态

一般物体从静止到翻倒都要经过4种基本状态：

稳定状态、稳定平衡状态、不稳定状态和倾覆状态（见图4—2）。

二、物体的稳定条件

对于起重司索作业来说，保证物体的稳定条件可以从两个方面考虑。

一是物体放置时应保证有可靠的稳定性，不倾倒（如图4—4a）所示。

二是吊装运输过程中，亦应有可靠的稳定性，保证正常吊运中不倾斜和翻转，（如图4—4b）所示。

放置物体时，物体的重心作用线接近或超过物体支承面的边缘时（倾倒临界线），物体是不稳定的。

由此可知，物体的重心越低，支承面越大，物体所处的状态越稳定。

吊运物体时，为保证吊运过程中物体的稳定性，防止提升运输中发生倾斜、摆动或翻转，应使吊钩吊点与被吊物重心在同一条铅垂线上，（如图4—1）所示。

例如：

流动式起重机工作时也应有足够的稳定性。

起重机的稳定性简单的说就是起重机的自重载荷G′和起吊载荷G对倾覆边的力矩之和要大于零，此条件可保证起重机不发生倾翻事故。

（图4—6）是计算起重机稳定性的简化示意图。

第三节起重吊点选择的原则

在吊装各种物体时，为避免物体的倾斜、翻倒、转动，应根据物体的形状特点、重心位置，正确选择起吊点。

使物体在吊运过程中有足够的稳定性，以免发生事故。

一、试吊法选择吊点

在一般吊装工作中，多数起重作业并不需用计算法去准确计算物体的重心位置，而是估计物件的重心位置，采用低位试吊的方法来逐步找到重心，确定吊点的绑扎位置。

二、有起吊耳环的物件

对于有起吊耳环的物件，其耳环的位置及耳环的强度是经过计算而确定的，因此在吊装过程中，应用耳环作为连接物体的吊点，在吊装前应检查耳环是否完好，必要时可加保护性辅助吊索。

三、长方形物体吊点的选择

对于长形物体，若采用竖吊，则吊点应在重心之上。

用一个吊点时，吊点的位置拟在距起吊端的0.3L（L为杆件的长度）处（如图4—3）。

两个吊点时，吊点分别距杆件两端的距离为0.21L处（如图4—3）。

三个吊点时，其中两端的两个吊点位置距各端的距离为0.13L，而中间的一个吊点位置则在杆件的中心（如图4—3）。

四个吊点两端的两个吊点位置距各端的距离为0.095L，然后将两吊点的距离三等分，即可得到中间两个吊点位置。

中间吊点的间距为0.27L（图5--4）。

（a）一个吊点起吊位置；（b）两个吊点起吊位置；（c）三个吊点起吊位置

③拖拉长物体时，应顺长度方向拖拉，绑扎点应在重心的前端；横拉时，两个绑扎点应在距重心等距离的两端。

四、方形物体吊点的选择P86

吊方形物体一般采用四个吊点，四个吊点的位置应选择在四边对称的位置上。

吊点应与吊物重心在同一条铅垂线上，使吊物处于稳定平衡状态，提升前应作试吊，直到吊物获得平衡为止，防止提升时发生滑动或滚动。

五、机械设备安装平衡辅助吊点（图4-4）P87

六、两台起重机吊同一物体时吊点的选择

物体的重量超过一台起重机的额定起重量时，通常采用两台起重机使用平衡梁吊运物体的方法。

此方法应满足两个条件：

1、被吊物体的重量与平衡梁重量之和应小于两台起重机额定起重量之和，并且每台起重机的起重量应留有1.2倍的安全系数。

2、利用平衡梁合理地分配载荷，使两台起重机均不能超载。

当两台起重机起重量相等时，则吊点应选在平衡梁中点处（图5--7）。

当两台起重机重量不对等时（见图5--8），则应根据力矩平衡条件选择起吊点的距离a或b。

或

在两台起重机同时吊运一个物体时，正确地指挥两台起重机统一动作也是安全完成吊装工作的关键。

七、物体翻转吊运的选择P88

物体翻转常见的方法有兜翻，将吊点选择在物体重心之下（图4—5a），或将吊点选择在物体重心一侧（图4—5b）。

物体兜翻时应根据需要加护绳，护绳的长度应略长于物体不稳定状态时的长度，同时指挥吊车，使吊钩顺向移动，避免物体倾倒后的碰撞冲击。

对于大型物体翻转吧，一般采用绑扎后利用几组滑车或主副钩或两台起重机在空中完成翻转作业。

翻转绑扎时，应根据物体的重心位置、形状特点选择吊点，使物体在空中能顺利安全翻转。

物体在翻转或者吊运时，每个吊环、节点承受的力应满足物体的总重量。

对大直径薄壁型物体和大型桁架结构吊装，应特别注意选择吊点是否满足被吊物件整体刚度或构件结构的局部稳定性要求，避免起吊后发生整体变形或局部变形而造成损坏。

应采用临时加固法或采用辅助吊具法（图4--7）

第三节吊装物体的绑扎方法

为了保证物体在吊装过程中安全可靠，吊装之前应根据物体的重量、外形特点、精密程度、安装要求、吊装方法，合理选择绑扎方法及吊索具。

绑扎的方法很多，应选择已规范化的绑扎方法。

一、柱形物体的绑扎方法

1、平行吊装绑扎法

平行吊装绑扎法一般有两种。

一种是用一个吊点，仅用于短小、重量轻的物品。

在绑扎前应找准物件的重心，使被吊装的物件处于水平状态，这种方法简便实用，常采用单支吊索穿套结索法吊装作业。

同时根据所吊物体的整体和松散性，选用单圈或双圈结索法（图4--8）。

另一种方法是用两个吊点，这种吊装方法是绑扎在物件的两端，常采用双支穿套结索法和吊篮式结索法（图4—9）。

a、双支单双圈穿套结索法b、吊篮式结索法

2、垂直斜形吊装绑扎法

垂直斜形吊装绑扎法多用于物件

外形尺寸较长、对物件安装有特殊要

求的场合。

其绑扎点多为一点绑法

（也可两点绑扎）。

绑扎位置在物体

端部，绑扎时应根据物件重量选择吊

索和卸扣，并采用双圈或双圈以上穿

套结索法，防止物件吊起后发生滑脱

（图4--10）。

二、长方形物体的绑扎方法

长方形物体绑扎方法较多，应根据作业的类型、环境、设备的重心位置来确定。

通常采用平行吊装两点绑扎法，如果物件重心居中可不用绑扎，采用兜挂法直接吊装（图4--11）。

三、绑扎安全要求注意事项

1、绑扎用钢丝绳吊索，卸扣的选用要留有一定的安全余量，绑扎前必须进行严格检查，如发现损坏应及时更换，未达到报废标准时，应在出现异常部位处做出明显标记，作为继续检查的重点。

2、用于绑扎的钢丝绳吊索不得用插接、打结或绳卡固定连接的方法缩短或加长。

绑扎时锐角处应加防护衬垫，以防钢丝绳损坏造成事故。

3、绑扎后的钢丝绳吊索提升重物时，各分支受力应均匀，支间夹角一般不应超过90°，最大时不得超过120°。

4、采用穿套结索法，应选用足够长的的吊索，以确保挡套处角度不超过120°，且在挡套处不得向下施加损坏吊索的压紧力。

5、吊索绕过被吊重物的曲率半径应不小于该绳径的2倍。

6、绑扎吊运大型或薄壁物件时，应采取加固措施。

7、注意风载荷对物体引起的受力变化。

四、设备挂绳捆绑及设备主体的保护

一、设备挂绳的要求

（1）一般机械设备用单钩起吊时，吊钩须通过设备重心，若用双钩起吊，则两钩至重心的距离应与其承受的重量成比例。

（2）起吊钢丝绳应选取适当的长度，吊索之间夹角不宜太大，一般不应超过60°，对薄壁及精密零件夹角应更小，在吊装薄壁重物时，还须对其进行加固处理，以防止物体变形。

（3）设备在吊运过程中应始终保持平稳，不得产生倾斜，钢丝绳不允许在吊钩上滑动。

（4）对于加工后的工件或完成油漆后的设备在吊装时，不得擦伤工件表面或造成漆皮脱落。

二、设备主体保护

在起吊绳索与机体接触部位，应用衬袋、橡胶、木块等隔离衬垫物保护或将钢丝绳吊索用橡胶管套好，这样使用方便，可省去加垫操作时间。

对于精密设备或设备安装集中的场合，可制作专用工具如平衡梁、专用吊索等起吊，提高工作效率和吊装质量。

三、捆绑、起吊注意事项

在对设备进行绑扎时，要合理地选择绑扎点，绑扎点选择的主要依据是设备的重心，即要找到设备或重物的重心位置。

同理，设备的吊装、翻身及吊装用钢丝绳受力分配等都要考虑设备的重心位置，重心是物体重量的中心，物件的全部重量都集中在重心上。

当用一根绳索来起吊物体时，绳子的绑扎点应在与重心成一条垂线的上方，以使物体稳定；用两根或两根以上的绳索来起吊时，绳索的会合点（即吊钩）或绳索延长线的交点，应与物体重心在一条直线上，且位于重心之上。

物体吊点选择的原则：

（1）有吊耳或吊环的物件，其吊点要用原设计的吊点；

（2）塔类设备吊装，吊耳宜在设备重心上1m～2m处对称两侧位置；

（3）吊运设备或物体时，如果没有规定的吊点，要使吊点或吊点连线与重心铅垂线的交点在重心之上，绑扎点要针对构件的形状具体选择：

①平吊长形物体如圆木、电杆、桩等，两吊点的位置应在重心的两端；吊钩通过重心，如竖吊物件，则吊点应在重心之上；对于匀质细长杆件的吊点位置按以下规定确定：

一个吊点时，吊点的位置拟在距起吊端的0.3L（L为杆件的长度）处（如图4—3）。

两个吊点时，吊点分别距杆件两端的距离为0.21L处（如图4—3）。

三个吊点时，其中两端的两个吊点位置距各端的距离为0.13L，而中间的一个吊点位置则在杆件的中心（如图4—3）。

四个吊点两端的两个吊点位置距各端的距离为0.095L，然后将两吊点的距离三等分，即可得到中间两个吊点位置。

中间吊点的间距为0.27L（图5--4）。

②吊方形物体时，若用四根绳索绑扎，则四根绳索的位置应在重心的四边。

③拖拉长物体时，应顺长度方向拖拉，绑扎点应在重心的前端；横拉时，两个绑扎点应在距重心等距离的两端。

起重吊点的选择及物体绑扎

（a）一个吊点起吊位置；（b）两个吊点起吊位置；（c）三个吊点起吊位置