浅谈起重机的工作级别

左一凡+韩喜庆

摘要： 起重机的工作级别是衡量起重机作业繁重程度的重要指标，其划分依据取决于起重机的利用等级和荷载应力。合理地划分起重机工作级别是保证起重机、结构及其零部件设计的基础，同时也能为机械使用者提供不同级别的起重机的性能参数，以便于用户在作业管理中对起重机进行科学地设计或操控，以避免设计不当或人为操作不规范而缩短机械寿命。在本文中，将详细介绍起重机工作级别的分级依据，并结合实例验算分析起重机使用是否合理。

Abstract： The work level of crane is an important index to measure the heavy degree of crane operation. The basis of its classification depends on the utilization level and load stress of cranes. Reasonable division of work level is the foundation to ensure crane， the structure and components design， and can also provide different levels of performance parameters for machinery users， who will scientifically design or control the crane in the operation management， so as to avoid shortening the life of machine because of improper design or nonstandard manual operation. In this paper， the classification criteria of crane work level will be introduced in detail， and the rationality of crane usage will be analyzed with examples.

關键词： 起重机；工作级别；设计

Key words： crane；work level；design

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）20-0230-02

1 起重机工作级别的分级

在选择起重机进行生产作业时，为了使机械适应不同的工况和作业要求，在设计和选用起重机、结构及其零部件时，需要对起重机零部件划分工作级别。分级方法大致为整机分级、机构分级、结构件或机械零件的分级。

1 起重机整机的工作级别

1.1 起重机的使用等级

起重机的设计预期寿命，即起重机从开始使用到报废时完成的总工作循环数。“一个工作循环”，即从地面起吊一个物品开始，到开始起吊下一物品时，包括起重机、小车中途停歇和正常运行在内的全过程。

起重机的使用等级是按表1所示，将起重机可能完成的总工作循环数细分为U0、U1、U2……U9 10个等级。

1.2 起重机的起升载荷状态级别

起重机的起升载荷状态级别，即该起重机最初设定的服务年限内各起升载荷值及其对应的起吊次数，这在一定程度上取决于起重机的额定起升载荷值和总的起吊次数之间的比值。起重机设有多种载荷状态。在实际工况下，可对不同的载荷状态划分工作级别以便于灵活使用。

一般来说，起重机的载荷状态可划分为Q1～Q4四个级别。表2给出了4个载荷谱系数KP，不同的取值代表者不同的载荷状态级别。

1.3 起重机整机的工作级别

起重机的工作级别按等寿命原则划分，即起重机在不同载荷级别和不同使用等级下具有相同的寿命，则划归为一组（Ai），使得在工作级别表中形成“对角线”排列原则。根据起重机的10个使用等级和4个载荷状态级别。如表3所示，起重机整机的工作级别可划分为8个级别。

2 机构工作级别

机构工作级别是将每个机构视为一个整体，从整体上综合评定其载荷标准和运转频繁状况。各个机构的受载条件和运转情况都不相同，对单个机构的评定结果并不能反映出所有零部件的工作级别。基于10个使用等级以及4类载荷状态，可将单一的机构划分为8个级别，其受载状态和运转频繁情况详见表见表4。

以寿命等级为基准对机构的工作级别进行划分，在不同的受载状态和作用次数下寿命相同的机构可划分在同一组（Ei），使其以对角线的形式有序地排列在工作级别表中。根据机构的使用等级和应力级别，可按表5将其划分为8个级别。

起重机工作级别的划分是以金属结构的疲劳设计理论为依据。对于同一工作级别，同一载荷状态级别的起重机，可认为其结构的设计预期寿命是相同的。

2 实例分析

例如某起重厂生产一台MG10-35A6的通用门式起重机，起升速度Vq=14.2m/min，其起升机构所选电机型为S3：25%，额定功率：26kW。

PN===25.7kW，PN—电动机的稳态起升功率（kW），PQ—起升重量（N）。

所选电机功率26>25.7看似合理，但根据起重机工作级别的划分，此台起升机构工作级别应为M6，按表6应选接电持续率为S3：40%，接电持续率与对应的输出功率可按下式换算：= =P=20.6kW<25.7kW

式中JCN —额定接电持续率；JC—实际接电持续率；P—接电持续率为JC时的输出功率（kW）；PN—额定接电持续率为JCN时的输出功率（kW）。

经过换算后，电机的功率在接电持续率为S3：40%下小于起升机构所需功率。此电机选用不合理，即起升机构选用不合理。

3 小结

起重机的工作级别与机构工作级别、结构件的工作级别，起重机静态刚性，钢丝绳的安全系数，卷筒、滑轮的卷绕直径与钢丝绳的工程直径比，起升机构减速器的设计预期寿命，结构件的疲劳强度等有着非常密切的联系，只有合理的划定起重机工作级别，才能在此基础上设计出符合使用要求，有合适的生产率，有足够的安全度和适当的预期寿命并且节能的起重机，才能为起重机安全检查、事故分析计算和报废标准确定的依据。

参考文献：

[1]GB/T3811-2008，起重机设计规范[S].

[2]辽宁省安全科学研究院编制 起重机械电气安全技术检验[M].大连：大连理工大学出版社.

[3]李发海，王岩.电机与拖动基础[M].北京：清华大学出版社.

[4]王文华.起重机工作级别的合理选用[J].机械设计与制造，1989（01）：21-22.