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如何计算起重机起重能力:计算公式、计算表和例题解析

起重机起重能力计算分步指南:计算总载荷,查阅实际半径处的额定载荷,计算净起重量及起重性能表中的百分比,交叉核对力矩,附带可打印的计算表以及来自三份BOB-LIFT起重性能表的示例。

Achord Chan 16 分钟阅读

本文目录
  1. 起重机起重能力计算公式
  2. 旧的“计算方法”究竟意味着什么
  3. 6个步骤教你如何计算起重机起重能力
  4. 起重机起重能力计算表
  5. BOB-LIFT 起重性能表中的示例
  6. 支腿设置与地面
  7. 起重机起重能力计算中的常见错误
  8. 常见问题
  9. 本指南的编写过程
  10. 获取适用于您吊装作业的起重性能表
如何计算起重机起重能力:计算公式、计算表和例题解析

起重机起重能力是指起重机在一次架设中能够吊起的最大总载荷:在给定的工作半径、动臂长度和支腿展开状态下,具体数值如其起重性能表所示。要计算实际起重作业中的起重能力,需将吊臂尖端下方悬挂的所有物体重量相加,确定实际工作半径下的额定载荷,并计算本次起重作业占该额定载荷的比例,因为铭牌上的吨位仅适用于最有利的位置——即靠近立柱的位置。

自2003年以来,我们一直在徐州制造随车起重机。本指南将分步介绍如何计算起重机起重能力,内容包括一个计算公式、一张可打印并像计算器一样填写的空白计算表,以及三个摘自我们自身起重性能表的计算示例。

关键要点

  • 总载荷 = 被吊物 + 吊钩或吊钩滑轮组 + 吊索 + 卸扣 + 吊梁 + 任何附件。吊臂尖端以下的每一公斤都计入总载荷。
  • 请使用起重作业最大半径处的额定载荷值。若半径值介于起重性能表两行之间,应采用半径更大的那一行。切勿向上插值。
  • 净起重量 = 额定载荷 − 吊装装置重量。即吊钩上可悬挂的最重物品。
  • 起重性能表容量的百分比 = 总载荷 ÷ 额定载荷 × 100。根据美国规定,在最大半径下,若起重重量超过额定起重量的75%,某些情况下将触发重量核查。
  • “载荷 × 半径”可作为有用的交叉核对方法,但最终以起重性能表为准。

起重机起重能力计算公式

没有一个固定的数值能准确描述起重机的起重能力,因为起重能力会随着半径、动臂长度、动臂角度和支腿配置的变化而持续变化,因此起重机起重能力公式实际上是一种比较方式,而非一个常数。以下这三行内容涵盖了几乎所有起重机起重性能表的计算方法:

  • 总载荷 = 物品重量 + 吊装装置重量(吊钩或吊钩滑车、吊索、卸扣、吊梁、连接件)。
  • 净起重量 = 该半径下的额定载荷 − 吊装装置重量。
  • 起重性能表承载能力的百分比 = 总载荷 ÷ 该半径下的额定载荷 × 100。

只有当总载荷不超过额定载荷时,起重机才位于起重性能表范围内,这意味着百分比为100或以下。美国职业安全与健康管理局(OSHA)的建筑起重机规定将额定载荷定义为“制造商在特定工作条件下允许的最大工作载荷”,例如“设备配置、半径、吊臂长度及其他使用参数” (29 CFR 1926.1401)。这就是为什么绝不能仅凭型号名称来计算起重能力的原因。

旧的“计算方法”究竟意味着什么

您可能会看到,起重机的起重能力可通过载荷重量法、半径法、结构强度法或稳定性法来确定。这些并非四种可选的计算方法,而是四项独立的限值,制造商已将其中每一项都纳入了起重性能表中。

  • 负载重量: 这是您的责任。您必须了解所吊载物的总重量。
  • 半径: 这也是您的责任。起重性能表中针对不同的半径和动臂配置给出了不同的额定值。
  • 结构强度: 这是制造商的责任。在靠近立柱的位置,动臂、液压缸和回转底座通常决定承重极限。
  • 稳定性: 起重性能表中已包含相关数据。在更远的位置,通常由倾覆载荷决定承重极限。美国通用工业法规规定,对于卡车和轮式起重机,无论支腿完全伸出还是未使用支腿,其额定载荷上限均为倾覆载荷的85%(29 CFR 1910.180(c)(1)(i))。

因此,操作员或起重作业规划人员无需重复进行结构或稳定性计算:只需确定总载荷和半径,然后查阅起重性能表并进行对比即可。独立的结构分析仅适用于特殊起重作业,应由制造商或合格的工程师负责。

6个步骤教你如何计算起重机起重能力

对于每次起重作业,请按此顺序完成各个步骤;如果任何一步出现问题,请调整配置并重新开始。我们在《如何阅读起重机起重性能表》一文中对起重性能表本身进行了说明;本页则重点介绍计算方法。

步骤 1:计算总载荷

首先从物品本身入手,参考送货单、铭牌上的重量,或根据其尺寸进行计算,然后加上完整的吊装装置。美国职业安全与健康管理局(OSHA)指出,负载是指物体本身以及“用于固定负载的设备,例如滑轮组、绳索、吊带、卸扣以及任何其他辅助连接装置” (29 CFR 1926.1401)。这包括横梁、抓斗、吊篮或起重夹具。如果起重性能表或手册要求扣除其他项目(例如收起的吊臂),也应一并扣除。我们的起重机吊钩指南解释了为何吊钩滑车应计入其中。

美国法规还规定了如何确定重量。操作人员必须核实载荷是否在额定起重量范围内,一种被认可的方法是采用“由行业认可的来源(如载荷制造商)提供的重量,或采用行业认可的计算方法(如根据测量尺寸和已知的每英尺重量来计算钢梁的重量)” (29 CFR 1926.1417(o)(3)(i))。猜测并不属于其中之一。

步骤 2:求最坏情况下的半径

半径是指从起重机回转中心到吊钩的水平距离。应在起吊位置、卸载位置以及货物向外移动的任何中间点进行测量,然后取最大值。从3 m处起吊、在7 m处卸载的作业,即为7 m的起吊作业。

步骤 3:查阅该半径处的额定载荷

请在起重性能表中找到您实际将要使用的吊臂配置对应的半径值。如果该半径位于两个列出的半径值之间,请将半径值向上取整,并采用较大半径对应的额定值;切勿取两行数据的中间值,也切勿采用高于起重性能表所列的数值。当操作接近极限时,请使用公斤单位,因为磅单位的数据通常经过了四舍五入处理。

步骤 4:计算净起重量

净起重量是指额定载荷减去所有吊具的重量,它回答了每位买家都会提出的实际问题:被吊物本身能有多重?如果起重性能表显示额定载荷为1,600 kg,而吊具重50 kg,那么在该半径下起重机的净起重量为1,550 kg。净起重量总是低于起重性能表上的数值,而在臂展较长且额定载荷较小的情况下,这一差距尤为关键。

步骤 5:计算起重性能表容量的百分比

将总载荷除以额定载荷,再乘以100。该起重机载荷百分比表明本次起重作业占用了多少可用额定载荷,超过100即为超载,严禁进行起重作业。美国法规明确规定:“设备不得超出其额定载荷进行操作” (29 CFR 1926.1417(o)(1))。

该规则中有一项阈值以数字形式给出。如果操作员无法获得可靠的重量数据,而是使用载荷称重装置、载荷力矩指示器或额定载荷限制器开始起重作业,则操作员必须检查该载荷是否“超过起重作业中将使用的最长半径下最大额定载荷的75%”。如果超过,则应停止起重作业,直至通过步骤1中的方法核实重量(29 CFR 1926.1417(o)(3)(ii))。

其他安全裕度更多是现场操作惯例,而非法律规定。当起重作业接近起重性能表限值时,许多承包商会要求提供书面起重方案或进行额外核验,因为风力、摆动负载或重量不确定等因素都会降低有效安全裕度,而具体触发条件则由贵公司的起重作业规程决定。

步骤 6:与起重力矩进行交叉核对

将总载荷(单位:吨)乘以半径(单位:米),即可得到起重力矩(单位:t·m),这可作为快速合理性检查:如果结果出乎意料地大,则说明需要重新核对。但是,请不要将起重机的最大力矩除以半径来计算起重能力。如下例所示,这种简便方法得出的数值往往高于起重性能表中的数值。我们关于起重机起重力矩的文章对此进行了说明。

起重机起重能力计算表

请打印此计算表或将其复制到电子表格中,根据您的载荷、现场勘测数据以及起重机性能表填写相关信息,然后按照右侧说明进行计算。它的工作原理类似于起重机起重能力计算器,但会将所有数值都显示出来,以便他人进行核对。

行应填写内容获取方式
A物品重量(kg)送货单、铭牌或根据尺寸计算得出
B吊钩或吊钩滑轮组(kg)标称重量或起重机说明书
C吊索、卸扣、吊梁、附件(kg)标称重量或供应商数据
D总载荷(kg)A + B + C
E最不利工况半径(m)吊装半径、回转半径和卸料半径中的最大值
F起重性能表中采用的半径(m)将E向上取整至表中下一个半径值
GF点处的额定载荷(kg)适用于您当前动臂和支腿配置的起重性能表
H净起重量(kg)G − B − C
I占起重性能表额定载荷的百分比D ÷ G × 100 (不得超过100)
J起重力矩(t·m)D ÷ 1,000 × E,仅供交叉核对
K支腿与地面按起重性能表假设设置;地面坚实平整; 垫块已就位
空白起重机起重能力计算表。第I行是最终结果;第J行仅供逻辑核对。

BOB-LIFT 起重性能表中的示例

下文中的额定载荷直接取自我们自己的技术图纸,而这些工况则是为演示该方法而虚构的,因此每项都标注为“示例场景”。

型号吊臂类型最大起重能力最大起重力矩起重性能表中的额定载荷(半径 / kg)
SQ5ZA3折臂式5,000 kg10.5 t·m2.1 m / 5,000; 4.45 m / 2,350; 6.2 m / 1,600; 8.05 m / 1,100
SQ10SA4伸缩式10,000 kg25 t·m动臂长度表,参见示例2
SQ12ZA6折臂式12,000 kg27 t·m2.25 m / 12,000; 4.7 m / 5,450; 6.4 m / 3,500; 8.19 m / 2,500; 10.1 m / 1,850; 12.2 m / 1,400; 14.5 m / 1,000
来源:BOB-LIFT 各型号的尺寸图和起重性能表。

示例 1:SQ5ZA3 折臂吊,工作半径 5.8 m

示例场景(仅供说明,并非客户记录):作业人员必须将一个重1,250 kg、装载着铺路石的托盘从工作半径3.5 m处的卡车货厢中卸下,并将其放置在距回转中心5.8 m处的人行道上。两条链式吊索、卸扣和吊钩的总重量为50 kg。

  1. 总载荷:1,250 + 50 = 1,300 kg。
  2. 最坏情况下的半径:5.8 m,即着陆点。
  3. 起重性能表半径:5.8 m 介于 4.45 m 和 6.2 m 之间,因此采用 6.2 m。额定载荷:1,600 kg.
  4. 净起重量:1,600 − 50 = 1,550 kg。
  5. 百分比:1,300 ÷ 1,600 × 100 ≈ 81。
  6. 力矩校核:1.3 t × 5.8 m = 7.5 t·m,低于 10.5 t·m 的最大值。

该起重机的载荷值完全在起重性能表范围内。但请注意第6步中提到的陷阱:将10.5 t·m除以5.8 m得出的结果约为1,810 kg,这超过了起重性能表在6.2 m半径下允许的1,600 kg。因此,以起重性能表为准。

示例 2:配备吊梁的 SQ10SA4 直臂随车吊

直臂随车吊的起重性能表按动臂长度和动臂角度列出了额定参数。以下摘录自SQ10SA4型号起重性能表,每个单元格给出了工作半径(m)/起升能力(kg):

动臂角度5.6 m动臂9.02 m动臂12.44 m动臂15.87 m动臂
30°4.3 / 5,7007.6 / 2,70010.5 / 1,81013.5 / 1,300
40°3.8 / 6,3006.8 / 3,1009.3 / 1,95012.0 / 1,500
50°3.2 / 8,7005.7 / 3,6007.8 / 2,45010.0 / 1,850
60°2.4 / 10,0004.4 / 4,3006.1 / 3,0007.8 / 2,170
摘自 SQ10SA4 起重性能表,BOB-LIFT 技术图纸。完整表格的范围为0°至75°。

示例场景(仅供说明,非客户记录):四根钢梁,每根长6 m,每米重95 kg,需放置在距回转中心7.2 m处。根据美国规则允许的尺寸计算,钢梁总重为4 × 6 × 95 = 2,280 kg。吊钩组、两条吊索和一根吊梁共增加180 kg的重量。

  1. 总载荷:2,280 + 180 = 2,460 kg。
  2. 最坏情况半径:7.2 m。
  3. 起重性能表半径:使用 9.02 m长动臂时,7.2 m位于 6.8 m和 7.6 m两行之间,因此采用 7.6 m。额定载荷:2,700 kg。
  4. 净起重量:2,700 − 180 = 2,520 kg。
  5. 百分比:2,460 ÷ 2,700 × 100 ≈ 91。
  6. 力矩校核:2.46 t × 7.2 m = 17.7 t·m,低于 25 t·m 的最大值。

起重能力虽在起重性能表范围内,但已接近上限。如果卡车停放时使半径不超过6.8 m,额定载荷将升至3,100 kg,此时起重能力约占起重性能表容量的79%。现在假设有一面墙迫使作业人员改用12.44 m的吊臂。在7.8 m处,该吊臂的额定载荷为2,450 kg,低于2,460 kg的总载荷。起重作业因超出10 kg而失败,且失败的原因仅在于将吊梁的重量计入了总载荷。这就是为什么在每次计算中都必须将吊装配置纳入考量。

BOB-LIFT SQ8SA5 直臂随车吊位于工厂测试工位,其吊臂陡峭地抬起,越过悬挂在吊索上的黑色测试砝码,操作员戴着安全帽坐在驾驶座上
一台直臂随车吊位于我们的测试工位,吊臂陡峭地抬起,从而保持较短的作业半径。操作员戴着安全帽。

示例 3:SQ12ZA6 折臂吊在长臂作业中

示例场景(仅供说明,并非客户记录):一捆重1,100 kg的屋顶桁架(重量取自供应商的送货单),需吊装至距回转中心11.6 m的屋顶上。吊索、卸扣和吊钩的总重量为60 kg。

  1. 总载荷:1,100 + 60 = 1,160 kg.
  2. 最坏情况半径:11.6 m.
  3. 起重性能表半径:11.6 m介于 10.1 m和 12.2 m之间,因此采用 12.2 m。额定载荷:1,400 kg.
  4. 净起重量:1,400 − 60 = 1,340 kg.
  5. 百分比:1,160 ÷ 1,400 × 100 = 约 83。
  6. 力矩校核:1.16 t × 11.6 m = 13.5 t·m,仅为最大值27 t·m的一半。

这正是“力矩捷径”最容易误导人的地方。将27 t·m除以11.6 m,得出的结果约为2,330 kg。起重性能表中允许的载荷为1,400 kg,因为在最大伸展时,吊臂自身的重量会占用起重机很大一部分承载能力。一台12 t的起重机,在12.2 m作业半径下,其起重能力仅为1.4 t。关于折臂吊的额定起重量如何随作业半径增加而降低,请参阅我们关于折臂吊起重能力的页面。

四个计算示例占起重性能表的百分比
计算示例占起重性能表的百分比。虚线标记的是 29 CFR 1926.1417(o)(3)(ii) 中使用的 75 这一数值。起重性能表数据源自 BOB-LIFT 图纸;百分比由 BOB-LIFT 整理。

支腿设置与地面

起重性能表仅适用于其计算所依据的特定配置。如果起重机停放在部分伸出的支腿上、软地上或斜坡上,起重性能表中的数据将不再适用,您的计算在开始前即已失效。美国通用工业规则指出,稳定性裕度会受到“轨道、风力或地面条件”等因素的影响,并补充道:“用户应将所有这些因素都考虑在内” (29 CFR 1910.180(c)(1)(iv))。

我们的图纸中给出的支腿跨度范围(从收起状态到完全伸展状态)如下:SQ5ZA3 型为 2,272–5,122 mm,SQ10SA4 型为 2,290–5,990 mm,SQ12ZA6 型为 2,316–5,706 mm。除非您的起重机有单独的缩短跨度起重性能表,否则请按完全伸展状态进行规划。施工规则还规定,除非地面条件“坚实、排水良好且平整”,足以满足制造商的支撑和找平要求,否则不得使用起重机(29 CFR 1926.1402(b))。

红色BOB-LIFT SQ12SA4直臂随车吊安装在工厂测试底盘上,前方有一根红色支腿,立柱旁放置着标有“5 t”字样的黑色测试配重
我们徐州工厂测试底盘上的一台SQ12SA4起重机,前景中有一根支腿,立柱旁放置着测试配重。

每个支腿垫板下方的地面都需要单独计算。我们的指南起重机支腿与地面承压详细介绍了垫板尺寸的确定方法。回转性能同样重要,因为某些起重机的后方和侧面额定载荷不同;我们关于随车起重机回转的文章详细介绍了各工作区域。

起重机起重能力计算中的常见错误

  • 只看铭牌吨位: 10 t起重机仅在最短半径时才能吊起 10 t的负载。
  • 忽略吊装配置: 如示例 2 所示,在长臂作业时,吊梁或抓斗可能会导致原本合格的作业变成不合格。
  • 仅在起吊点测量半径: 卸料点通常位于更远的位置。
  • 向上插值: 读取两行之间的数值,而非将半径向上取整。
  • 将最大力矩除以半径: 这会在长臂作业时高估起重能力。
  • 忽略吊臂配置: 在直臂随车吊上,在相同半径下,较长的吊臂额定起重量较低。
  • 针对实际不会使用的配置进行计算: 例如支腿部分伸出、斜坡或松软地面等情况。

在英国,《起重作业与起重设备条例》规定,每项起重作业都必须由“合格人员妥善规划”、“得到适当监督”并“以安全的方式进行” (LOLER 1998, regulation 8)。英国健康与安全执行局(HSE)关于起重作业的规划与组织的指导文件中,列举了超载、倾覆和额定载荷降低等风险,这些都是计划中应予以考虑的。填写完整的计算表是证明已完成规划工作的简便方式。

常见问题

起重机的起重能力计算公式是什么?

总载荷在工作半径范围内不得超过额定载荷。总载荷包括被吊物以及吊钩、吊索、卸扣和附件。额定载荷应根据起重机在该半径、吊臂配置和支腿设置下的起重性能表确定。

起重机的净起重量是多少?

净起重量是指在该半径处的额定载荷减去所有吊具的重量。这是您可以吊起的最重物体。以SQ12ZA6型起重机为例,在12.2 m半径处,额定载荷为1,400 kg,加上60 kg的吊具重量,其净起重量为1,340 kg。

如何计算起重机的额定起重量百分比?

将总载荷除以所用起重性能表半径处的额定载荷,再乘以100。1,300 kg的总载荷对应1,600 kg的额定载荷,约占起重性能表容量的81%。超过100即为过载。

起重机的安全载荷百分比是多少?

法定限值即起重性能表本身所示:绝不能超过100%。当操作员依赖称重设备而非已知重量时,美国法规29 CFR 1926.1417(o)(3)(ii)规定,在最长半径处,必须以额定载荷的75%作为需核验重量的基准点。任何更低的规划裕度均由贵公司或作业现场自行设定,而非由统一规则规定。

有没有可以使用的起重机起重能力计算器?

本页上的计算表就是其中之一。输入货物重量、吊装配置、半径和起重性能表额定值,它就会给出总载荷、净起重量和百分比。任何计算器的准确性都取决于您输入的起重性能表,因此请务必使用您自己起重机随附的起重性能表。

本指南的编写过程

本文是对我们先前关于起重机起重能力计算方法的文章的更新。我们根据BOB-LIFT提供的SQ5ZA3、SQ10SA4和SQ12ZA6型号的尺寸图及起重性能表,整理出了额定载荷、起重力矩和支腿跨度。文中的计算示例仅供说明,其中涉及的百分比和力矩均由我们根据这些起重性能表计算得出。引文摘自29 CFR 1910.180、1926.1401、1926.1402和1926.1417的官方eCFR文本,以及legislation.gov.uk和HSE网站。照片拍摄于我们的徐州工厂。产品运营总监 Achord Chan 于 2026 年 11 月审阅了本指南。本指南不能替代您的起重机操作手册、由合格人员制定的起重方案或您工作所在地的法律法规。

在发货前,每台 BOB-LIFT 起重机都会安装在我们的测试工位上,并在带载状态下进行起升、回转和支腿功能的测试。我们的起重机载荷测试指南详细说明了交货后的测试流程,而随车起重机检查清单则涵盖了确保该起重性能表有效性的日常检查项目。

获取适用于您吊装作业的起重性能表

请将您最重的货物、吊装配置以及所需的起重半径发送给我们,我们将根据相应的起重性能表进行计算,并为您推荐合适的起重机。浏览我们的 折臂吊和直臂随车吊,每款均附有图纸和起重性能表。每台起重机均享有整机12个月的保修期,常用备件将在48小时内发货,我们的服务团队将在12小时内回复。联系我们获取报价。

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