起重机械安全技术规程(TSG 51—2023).docx
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1、起重机械安全技术规程1总则1.1 目的为了保障起重机械的安全使用,预防和减少事故,保护人民生命和财产安全,促进经济社会发展,根据中华人民共和国特种设备安全法特种设备安全监察条例,制定本规程。1.2 适用范围本规程适用于特种设备目录范围内的起重机械。起重机械的生产(设计、制造、安装、改造、修理,下同)、使用和检验检测等应当符合本规程的规定。房屋建筑工地和市政工程工地用起重机械的安装、使用的监督管理,由建设行政主管部门依照有关法律、法规的规定执行。1.3 信息化管理起重机械生产单位、使用单位、检验检测机构和监管机构应当按照特种设备信息化管理要求,搭建信息化平台或者在相应的信息化平台上及时填报有关信
2、息。2设计1 .1基本要求主要包括设计文件、金属结构、工作机构、主要零部件、控制系统(电气、液压、气动)、司机室、通道、平台、梯子、栏杆、安全保护装置、特殊用途起重机等。设计总要求如下:(1)符合法律法规、安全技术规范的规定和相关标准的要求;(2)符合使用条件和合同的要求;(3)应当考虑在其预期生命周期不同阶段所预见到的危险,采用相应措施,消除或者减小其风险;(4)应当考虑其在所有预定工况下具有足够的强度、刚度和稳定性;(5)设计文件应当明确起重机械设计使用年限;(6)设计文件应当正确、完整、统一。起重机械设计应当符合本规程2.12.9条以及起重机械设计专项要求(见附件A)的规定。2 .2设计
3、文件主要包括设计任务书、设计图样、设计计算书、安装及使用维护保养说明等。3 .2.1设计任务书设计任务书至少包括设计依据、产品功能、使用环境和主要技术参数等内容。4 .2.2设计图样设计图样至少包括总图、主要结构件图、主要零部件图、装配图、控制系统原理图、图样明细表、外购件明细表和标准件明细表等,制图、审核、批准等签字应当齐全。5 .2.3设计计算书设计计算书应当至少包括以下内容:(1)载荷和载荷组合的分析与计算;(2)整机结构和主要结构件及其连接的强度、刚度与稳定性设计计算。存在整机倾覆可能的,进行自由独立状态下的整机抗倾覆稳定性计算,包括受载平面内和侧向两个方向的抗倾覆稳定性计算;(3)工
4、作机构部件的设计计算或者选型计算,主要包括电动机、减速器、制动器、联轴器、钢丝绳、吊具、卷筒、滑轮、链条、链轮、曳引轮、车轮、螺杆(螺母)、齿轮齿条副、开式齿轮、齿形带、回转支承等;(4)电气系统的设计计算或者选型计算,主要包括低压电器元件(如断路器、接触器、熔断器等)、电缆、变频器、电阻器等;(5)液压系统的设计计算或者选型计算,主要包括液压系统的动力元件、执行元件、控制元件、储能元件、液压辅件等;(6)气动系统的设计计算或者选型计算,主要包括气动系统的动力元件、执行元件、控制元件、储能元件、气动辅件等;(7)安全保护装置的设计计算或者选型计算,主要包括起重量限制器、起重力矩限制器、防坠安全
5、器、抗风防滑装置、安全钳、下行超速保护装置、高度限制器等;(8)根据起重机械使用等级、载荷状态和使用条件等,明确设计使用年限。6 .2.4安装及使用维护保养说明安装及使用维护保养说明应当满足安装、使用、修理、维护保养等工作的需要,至少包括以下内容:(1)产品概述;(2)主要技术性能参数、用途、对使用环境的要求及其设计使用年限;(3)总图、控制系统原理图等;(4)安装说明及其要求;(5)贮存、运输、维护保养的说明以及易损件更换清单;(6)使用操作规程,对司机、指挥等作业人员的要求;(7)基础荷载图(轮压等)或者基础载荷参数,大车运行轨道要求,流动式起重机作业场地的承载能力和刚度要求,履带起重机地
6、面水平度要求;(8)安全注意事项,至少包括安全警示标志的位置,风险防范以及避免误操作说明,对可能造成环境污染的物品处理说明等。2.3主要金属结构主要包括主要结构件、主要结构件材料、主要结构件设计、焊接、静态刚度、螺栓和销轴连接、结构件表面处理等。涉及升降机和机械式停车设备设计专项要求见本规程附件A中A1。2. 3.1主要结构件主要结构件包括主梁、端梁、支腿、小车架、标准节、臂架、门架、象鼻架、人字架、货厢、钩梁、桅杆、立柱、横梁、纵梁等。3. 3.2主要结构件材料(1)主要结构件的材料选择应当考虑在预定工作环境下结构的重要性、载荷特征、应力状态、连接方式、工作环境温度、腐蚀、磨损、冲击、疲劳、
7、脆性老化、焊接性能及钢材厚度等因素。(2)主要结构件应当采用镇静钢,力学性能不低于GB/T700-2006碳素结构钢要求的Q235或者GB/T6992015优质碳素结构钢要求的20钢;(3)在T形、十字形和角形焊接的连接节点中,当板件钢材厚度大于40mm,并且沿板厚方向有较高撕裂拉力(包括较高约束拉应力)作用时,该部位板件钢材宜具有厚度方向抗撕裂(Z向)性能的合格保证,其沿板厚方向断面收缩率应当不小于GB/T5313-2010厚度方向性能钢板规定的Z15级允许限值;钢板厚度方向承载性能等级,应当根据节点形式、板厚、熔深或者焊缝尺寸、焊接时节点拘束度以及预热、后热情况等综合确定;(4)厚度大于5
8、0mm的钢板用于焊接承载构件并且作拉伸、弯曲等受力构件时,需要增加横向取样的拉伸和冲击韧性的检验,并且符合设计要求。4. 3.3主要结构件设计设计时,应当合理选用材料、结构型式和构造措施,符合结构件在运输、安装和使用过程中的强度、刚度、稳定性和其他有关安全性方面的要求;露天工作的起重机械结构应当有防止积水的措施;(2)优先采用主要结构件最优化设计、轻型新材料选择、结构联接方式优化等有效的轻量化措施,减轻起重机械自重,减小外形尺寸,减小吊运盲区,扩大使用范围;(3)设计文件中,应当注明材料牌号,必要时还应当注明材料的力学性能、化学成分以及其他的附加保证项目的要求;应当注明所要求的焊缝形式、尺寸、
9、焊缝质量等级以及对焊接作业的要求。5. 3.4焊接6. 3.4.1焊接材料焊接所采用的焊条、焊丝和焊剂应当保证焊缝与母材综合机械性能相当。7. 3.4.2焊接连接设计与构造要求应当选择合理的焊缝形式,并且对焊接质量提出要求,以符合强度与疲劳的设计要求;(2)动载比较严重和受力比较复杂的焊接连接,应当采取措施减小或者消除焊接内应力;(3)由疲劳强度控制的焊接连接,应当采用降低疲劳应力的措施,如改善焊接接头形式、降低应力集中等级等。2.3.4.3焊缝质量2.3.4.3.1外观主要结构件焊缝的外观应当没有目测可见的裂纹、气孔、固体夹杂、未熔合和未焊透等缺陷。关键焊缝表面质量应当达到GB/T19418
10、-2003钢的弧焊接头缺陷质量分级指南中规定的B级,并且在设计文件中予以明确,其余焊缝应当达到C级。2.3.4.3.2无损检测主要结构件焊缝质量需要采用一种或者多种无损检测进行检查时,相应检测方法以及要求如下:(1)射线检测(RT)达到GB/T37910.12019焊缝无损检测射线检测验收等级第1部分:钢、银、钛及其合金中规定的质量等级2级;(2)超声波检测(UT)达到JB/T105592018起重机械无损检测钢焊缝超声检测中规定的1级;(3)磁粉检测(MT)达到GB/T269522011焊缝无损检测焊缝磁粉检测验收等级中规定的1级;(4)渗透检测(PT)达到GB/T269532011焊缝无损
11、检测焊缝渗透检测验收等级中规定的1级。2.3.5静态刚度起重机械主要受力结构的弹性变形不应当导致以下情况:(1)起重机械或者小车与周围物体、结构发生碰撞;(2)小车运行机构在承受试验载荷时,不能正常运行,不能可靠起、制动;(3)对起重机械和小车轨道产生过大的横向力或者妨碍起重机械正常运行;(4)机构传动装置引起部件磨损增加、性能下降、过度振动或者制动失效等;(5)影响原结构设计、计算模型的有效性。2.3.5.1桥式起重机、门式起重机(架桥机除外)静态刚度低定位精度(注2-1)要求的桥式起重机、门式起重机,或者具有无级调速控制特性的桥式起重机、门式起重机,或者采用低起升速度和低加速度能够达到可接
12、受定位精度的桥式起重机、门式起重机,主梁跨中位置的静态刚度要求不大于S500(注22);(2)使用简单控制系统就能够达到中等定位精度的桥式起重机、门式起重机,主梁跨中位置的静态刚度要求不大于S/750;需要高定位精度的桥式起重机、门式起重机,主梁跨中位置的静态刚度要求不大于S/1000;(3)主梁有效悬臂长度位置的静态刚度不大于L/350或者Z350(注2-3)o注2-1:定位精度要求的实现取决于不同调速控制系统的完善程度和不同静态刚度指标的互补性匹配,而可接受定位精度是指低等与中等之间的定位精度。注2-2:S跨度,mo注2-3:&、L2一有效悬臂端长度,m。2.3.5.2架桥机静态刚度架桥机
13、主梁跨中位置的静态刚度不大于S400(注2-4),架桥机导梁(简支)跨中位置的静态刚度不大于57600(注2-5);对于铁路车辆式架桥机,隧道内架梁的架桥机以及定点起吊的架桥机主梁跨中位置的静态刚度不大于5300o非导梁过孔式架桥机,设计时应当控制过孔时架桥机悬臂端静态刚度,使架桥机能够在设计规定的支承跨度和纵向坡度条件下顺利过孔;对于起重小车在主梁悬臂作业时,架桥机悬臂端静态刚度应当不大于L350(注2-6)。注24:S主梁的支承跨度,mo注2-5:S一导梁支承跨度,m1,注2-6:L悬臂端有效长度,m2. 3.5.5履带式起重机臂架头部位移桁架臂在对应工作幅度起吊额定载荷,在臂架头部施加数
14、值为2%额定载荷的水平侧向力时,不同臂架组合的臂架头部侧向水平位移应当不大于整个臂架组合长度的2%,单个臂架的侧向水平位移应当不大于单个臂架长度的2%o箱型臂在相应工作幅度起吊额定载荷,并且在臂架端部施加数值为5%额定载荷的水平侧向力时,臂架头部在回转平面内的水平静位移应当不大于0.07Zc2;当反245m时,式中系数0.07取值为050.15。2.1.1 3.5.6铁路起重机底架刚度在相应工作幅度起升额定载荷,并且在臂架端部施加数值为5%额定载荷的水平侧(切)向力时,臂架端部在回转平面内的水平(侧向)静位移应当不大于0.07(Z100)202.3.6 螺栓和销轴连接(1)螺栓和销轴的连接应当
15、满足静强度和疲劳强度的设计要求;(2)高强度螺栓的连接应当在设计文件中注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接类型,螺栓副的排列数量、排列方式、拧紧力矩及摩擦型连接摩擦面抗滑移系数值等;(3)高强度螺栓连接处钢板表面应当平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污;(4)设计布置高强度螺栓时,留有必需的施拧空间;(5)承受交变载荷、动载以及连接面滑动将导致严重后果的螺栓连接应当进行预紧,确保连接面不会分离,并且有防止螺栓连接松动的措施;(6)采用销轴连接时,应当有可靠的轴向定位或者防脱措施;连接销轴轴端采用焊接挡板时,挡板的厚度和焊缝应当有足够的强度,挡板与销轴应当有足够的重合面积。2.3.7 结构
16、件表面处理金属结构件在涂装前应当进行表面预处理;主要结构件应当达到GB/T8923.12011涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级中规定的Sa2或者S3级,其他结构件应当达到Sa2级或者SN级。2.4主要工作机构主要包括起升机构、运行机构、回转机构、变幅机构、臂架伸缩机构等。涉及爬升机构、传动机构、存取交换和循环机构等专项设计要求见本规程附件A中A2o2.4.1 起升机构按照规定的使用方式应当能够平稳地起升和下降额定载荷,并且可靠地悬停;(2)应当采取必要的措施保证钢丝绳(或者链条)正常工作;(3)采用钢绞线悬
17、挂承载的液压提升装置作为起升机构的提升系统时,钢绞线不应当出现缠绕、交叉、错位,以及钢绞线之间受力不均等现象;夹具应当具备常闭式的锁定功能,牢固锁定承载的钢绞线,并且具有可靠的自锚性能、良好的松锚性能;应当装设电气互锁装置,保证每根钢绞线上、下两组夹具在运动过程中至少保持1组夹具处于闭合状态,实现制动。2.4.2运行机构按照规定的使用方式应当能够使整机和小车平稳地启动和停止。2.4.3回转机构按照规定的使用方式应当能够平稳地启动和停止。2.4.4变幅机构对于动臂变幅的,动臂变幅机构在起升机构悬吊额定载荷时,应当能够使臂架提升、下降或者保持静止,但对不允许带载变幅的变幅机构应当能够使臂架保持静止
18、;对于牵引小车变幅的,小车轮应当有轮缘或者设有水平导向轮,但对偏心牵引的小车只能采用水平导向轮。2.4.5臂架伸缩机构伸缩机构应当能够在操作者控制下使臂架各外伸臂段平稳地伸缩到规定的臂长,并且可靠地支撑各伸出臂段;(2)单缸插销伸缩机构每节臂的臂长选择不应当少于2个臂位;(3)单缸插销伸缩机构应当能够根据伸缩缸的载荷状态控制油缸的工作压力,缸销、臂销油缸应当有机械互锁装置。2.5主要零部件主要包括卷筒、滑轮、吊具、车轮、减速器、制动器等。涉及钢丝绳、起重用短环链以及升降机和机械式停车设备专用零部件等专项要求见本规程附件A中A3o2.5.1卷筒(1)铸铁卷筒材料的力学性能应当不低于GB/T943
19、92010灰铸铁件中的HT200,铸钢卷筒材料的力学性能应当不低于GB/T37400.62019重型机械通用技术条件第6部分:铸钢件中的ZG270-500;卷筒不得有影响使用性能的铸造缺陷,如裂纹、缩孔、夹渣等;焊接卷筒材料的力学性能应当不低于GB/T7002006中的Q235B,焊接卷筒的重要焊缝不得有裂纹、未焊透和未熔合等缺陷;(2)焊接卷筒体的环向对接焊缝和纵向对接焊缝经外观检查合格后,应当做无损检测,环形对接焊缝进行不少于50%检验,用射线检测时其验收等级不低于GB/T37910.12019中的2级,用超声波检测时其验收等级不低于JB/T105592018中的1级;纵向对接焊缝进行20
20、%的检验,并且至少保证卷筒两端各16Omm范围内做检验,用射线检测时其验收等级不低于GBZT37910.12019中的3级,用超声波检测时其验收等级不低于JB/T105592018中的2级;(3)卷筒在机械加工之前,应当消除内应力;(4)只缠绕一层钢丝绳的卷筒,应当有绳槽;多层缠绕的卷筒,应当采用排绳装置或者便于钢丝绳自动转层缠绕的凸缘导板结构等措施;多层卷绕的卷筒,应当有防止钢丝绳从卷筒端部滑落的凸缘;当吊具处于工作位置最高点时,凸缘应当超出最外面一层钢丝绳,超出高度应当不小于钢丝绳直径的1.5倍(塔式起重机则为2倍);(5)塔式起重机起升卷筒及动臂变幅卷筒均应当配置防钢丝绳脱出卷筒的装置,
21、该装置与卷筒侧板顶部之间的间隙应当不大于钢丝绳直径的20%O2. 5.2滑轮滑轮应当有防止钢丝绳脱出绳槽的装置或者结构,在滑轮罩的侧板和圆弧顶板等处与滑轮本体的间隙应当不超过钢丝绳直径的0.5倍;(2)人手可触及的滑轮组,应当装设滑轮罩壳;对可能摔落到地面的滑轮组,其滑轮罩壳应当具有足够的强度和刚度;(3)铸铁滑轮材料的力学性能应当不低于GB/T94392010中的HT200,铸钢滑轮材料的力学性能不低于GB/T37400.62019中的ZG270500,焊接滑轮或者轧制滑轮材料的力学性能不低于GB/T15912018中的Q355B;(冶金桥式起重机的滑轮不允许采用铸铁滑轮或者尼龙滑轮。2.1
22、 .3吊具起重机械吊具分为不可拆分吊具与可拆分吊具,包括吊钩、集装箱吊具、抓斗、起重电磁铁、真空吸盘、夹钳等。2.5 .3.1吊钩(1)不得采用铸造吊钩;锻造吊钩材料的力学性能应当不低于GB/T714-2015桥梁用结构钢中的Q345qD;叠片式吊钩材料的力学性能应当不低于GB/T15912018低合金高强度结构钢中的Q355B,当环境温度低于-20C时应当不低于Q355D;(3)锻造吊钩表面应当光洁,无裂纹、折叠等缺陷;锻造吊钩内部应当无裂纹、白点等影响使用安全的缺陷,超声波检测质量等级应当不低于GB/T37400.152019重型机械通用技术条件第15部分:锻钢件无损探伤中的H级;锻造吊钩
23、的缺陷不9允许补焊;(4)叠片式吊钩各钩片应当采用正火状态钢板;各钩片表面应当无锈蚀和氧化皮,无表面裂纹和内部开裂,有缺陷的钩片不得使用;钩片叠装时必须贴紧,各钩片间的缝隙应当不大于0.5mm;钩片主要受力面上不允许有焊接现象;叠片式吊钩的缺陷不允许补焊;(5)使用条件或者操作方法可能会导致物品意外脱钩时,吊钩应当装设防物品意外脱钩的装置。2.6 .3.2集装箱吊具旋锁应当选用屈服极限不低于450MPa的优质钢材制造;旋锁热处理加工后,头部工作面硬度不低于320HB,应当进行无损检测,不得有裂纹,不得修补;(2)应当有完善的安全保护和信号显示装置,确保吊具与集装箱间联系可靠、联锁有效;(3)应
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