浅谈桥门式起重机金属结构和重要零部件常用材料

张文刚 赵明冲

摘要：文章主要针对桥门式起重机金属结构和重要零部件的选材，重点介绍了桥门式起重机金属结构、吊具、钢丝绳、滑轮、卷筒、齿轮和减速器等。

关键词：起重机;金属结构;零部件;材料

起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，若完成一个起升运动，需要一个或几个水平运动，起重机的主要零部件较多。起重机钢结构是起重机的重要组成部分，起重机械的其他重要零部件有吊具、钢丝绳及索具、滑轮、卷筒、齿轮和减速器、制动装置、联轴器、车轮和轨道等。材料的选择对起重机械的可靠性、安全性起到重要作用。

1.起重机金属结构的常用材料

起重机金属结构，选择钢材时主要考虑结构的重要性、载荷特征、应力状态、连接方式和起重机工作环境温度及钢材厚度等因素。起重机金属结构的主要承载结构的构件宜采用力学性能不低于GB/T700中的Q235钢和GB/T699中的20钢材;当结构需要采用高强度钢材时，可采用力学性能不低于GB/T1591中的Q345、Q390和Q420钢材。工作级别为A7、A8的起重机金属结构，宜采用平炉镇静钢Q235C或特殊镇静钢Q235D，需要减轻结构自重时，可采用16Mn或15Mn可。

2.起重机主要零部件的常用材料。

中小起重量起重机的吊钩是锻造的，大起重量起重机的吊钩采用钢板铆合，为板钩。随着锻压能力的提高，目前大起重量起重机的吊钩也有采用锻造的。锻造吊钩材料一般选用强度较高、韧性较好的20号优质碳素钢加工而成。板钩通常选用16Mn或Q235等普通碳素钢或低合金钢制造，板钩由每块厚30mm的成型钢板铆合制成。钢丝绳由钢丝和绳芯组成，钢丝要求有很高的强度和韧性，通常由含碳量0.5%～0.8%的优质碳素钢制成，而且含硫、磷量不应大于0.035%。表面状态分光面、镀锌、镀铅;绳芯分为有机芯、石棉芯、金属芯。滑轮，通常用HT200灰铸铁或ZG270-500铸钢浇铸后经机加工而成对于直径较大的滑轮可采用焊接滑轮。有时采用铝合金的滑轮又经济又能减轻重量，热扎滑轮在国内外也有使用，目前还有采用铝合金或尼龙绳槽作为衬垫的方法。此外，用球墨铸铁代替铸钢，工艺性较好。对钢丝绳寿命也有利。使用时不易破碎。

卷筒的材料—般采用强度不低于HT200的灰铸铁。重要卷筒可以采用高强度铸铁或球墨铸铁。大型卷简多用Q235钢板弯卷成筒型焊接而成。齿轮的材质—般采用中碳钢经调质处理或高频淬火处理。要求较高的齿轮采用低碳合金钢经渗碳、齿面淬火等处理，从而获得较高性能。联轴器齿轮的材料—般采用45钢或ZG55ll，齿面经高频淬火处理，提高硬度和增加耐磨性。制动器中制动轮通常由铸钢制造，转速不高的制动轮也可以用组织细密的铸铁制造，制动臂可用铸钢或钢板制造。车轮的材料一般采用ZG430-640铸钢。为了提高车轮表面的耐磨强度和寿命，踏面进行表面热处理，要求表面硬度为HB300-350，淬火深度不少于20mm。

3.金属结构的联接

金属结构的常用联接方式主要有焊接、螺栓联接、销轴联接等，焊接是最广泛的一种联接方法。螺栓联接主要分普通螺栓联接和高强螺栓联接，普通螺栓—般为六角头螺栓，以碳素钢Q235～J造。高强螺栓分摩檫型和承压型，由中碳钢或合金钢等经淬火并回火后制成，我国采用的高强螺栓分8.8级和10.9级两类，8.8级高强螺栓常用材料为经过热处理的40B、4，5或35钢，10.9级高强螺栓常用材料是20MntiB和35VB钢等，两者的螺母和垫圈均采用45号钢经热处理后制成。重要轴、销轴宜采用力学性能不低于45号钢的材料，调质后硬度一般应为HB200～280，配合面的表面粗糙度Ra应不大于1.6um。

起重机械是现代工业不可或缺的特种设备，在材料日益发展的今天，选择正确优质的材料是保证起重机械安全运行的基础，以上介绍了一些关于起重机械常用材料类型，希望在起重机械制造过程中能加大对材料使用隐患的排除，从而在一定意义上保障设备的安全运行。

参考文献：

[1]闪淳昌《起重机司机》（第二版）北京：中国劳动社会保障出版社，2002：93-96

[2]国家经贸委安全生产局组织编写  《起重机司机》 北京：气象出版社，2002 ：217-222

[3]GB/T3811-2008 《起重机设计规范》北京：中国标准出版社，2008：34

作者简介：

张文刚（1980.1—），男，山东省特种设备检验研究院临沂分院，工程师，大学学历，学士学位，从事起重机械的检验工作。

赵明冲（1984.1—），男，山东省特种设备检验研究院临沂分院，青岛大学机械工程自动化专业毕业，助理工程师，大学学历，学士学位，从事起重机检验工作。