门式起重机柔性支腿稳定性分析
李向东;夏明睿;梁章
【摘要】This paper takes the flexible legs of a 300 t-43 m gantry crane as the object of study and analyzes the stability of the flexible legs by theoretical calculation and finite element simulation analysis.Its stability meets the requirement.The three factors of affecting the stability of the flexible legs (section properties,slenderness ratio and wall thickness) are actively explored and the law of affecting the stability of flexible legs is found.These provide the basis for door crane safety evaluation research.%以某工厂300t-43m门式起重机柔性支腿为研究对象,运用理论分析计算和有限元仿真分析2种方法对柔性支腿稳定性进行分析,校核了柔性支腿稳定性满足要求.对影响柔性支腿稳定性的3个因素(截面特性、长细比、壁厚)进行了积极探讨,找出影响柔性支腿稳定性因素的规律,为门式起重机安全评估研究提供依据.
【期刊名称】《机械制造与自动化》
【年(卷),期】2013(042)004
【总页数】4页(P84-87)
【关键词】门式起重机;柔性支腿;有限元分析;稳定性
【作者】李向东;夏明睿;梁章
【作者单位】江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003;江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003;江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003
【正文语种】中文
【中图分类】TH213.4
0 引言
在实际工程中，由于间歇、重复、循环、频繁的起动制动的工作特点，易使得门式起重机发生局部失稳从而导致整机倾覆［1］。考虑到门式起重机的柔性支腿长细比大于刚性支腿，当小车吊重承载在柔性支腿侧时，柔性支腿更容易发生压弯失稳事故［2-3］。不同于传统的设计实验方法，将利用有限元法结合理论分析计算对柔性支腿的稳定性进行分析，校核了门式起重机柔性支腿的稳定性。并对影响柔性支腿稳定的因素进行了研究，找出影响柔性支腿稳定性因素的规律。
1 柔性支腿稳定性理论分析计算
柔性支腿截面参数特性如表1所示。
表1 柔性支腿截面参数特性S/mm2 Iz/mm2 Iy/mm2 Iyz/mm2 Ip/mm2 19 436.16 1.064 ×104 1.064 ×104 0 2.128 ×1010 R1/mm R2/mm ωz ωy σ/（N/mm2）650 662 1.15 1.28 235
表中:S——构建的毛截面面积;
Iz、Iy——截面对主轴的惯性矩;
Ip——极惯性矩。
选取柔性支腿最为危险的工况进行计算，即上小车位于柔性支腿侧承载200 t，下小车运行距上小车12 m承载100 t起吊重物，此时柔性支腿承载压力为最大。取距柔性支腿顶端0.45 L处为柔性支腿的危险截面，通过材料力学计算公式［4］，求的柔性支腿一侧所受的压力sin 75°=1 417 500 N。选取坐标系如图1所示，距原点为x的任意截面的挠度为ω，弯矩M的绝对值为Fω。若只取压力F的绝
对值，则ω为正时，M为负;ω为负时，M为正。即M与ω的符号相反，所以M=－Fω
图1 建立坐标系
在门式起重机平面y－z平面内，危险截面的弯矩:
在柔性支腿平面x－y平面内，危险截面的弯矩:
由上面计算可知:
F1=1 417 500 N，Myz=0.807 9×107N.mm，
Mxy=2.462 1×107N·mm，R1=662 mm
Iz=Iy=1.064 ×1010mm2
代入式（1）、式（2）进行计算:
1）门式起重机y－z平面内
2）柔性支腿x－y平面内
由以上计算可知，柔性支腿承载的轴心力和弯矩均小于材料的许用应力，故柔性支腿在实际工况中不会发生整体失稳。
2 柔性支腿稳定性有限元分析
采用Hypermesh软件对柔性支腿进行网格划分［5］，选用20 mm shell单元，规定单元长宽比为1～3、翘曲角0°～10°、扭曲角55°～90°、雅克比率为 0 ～0.7，设定壳单元厚度为12 mm，共划分57 558个单元、93 626个节点。设定物理参数:材料的弹性模量E=210 GPa，泊松比μ=0.3，密度ρ=7 917 kg/m3。建立了柔性支腿有限元模型。
由于柔性支腿上的大车行走机构的约束主要是在车轮上，则按照使用的实际情况，车轮沿轨道方向（y）的位移约束放开，水平方向（x）和垂直方向（z）的位移约束要加上，在最端头一组车轮增加y向的约束，旋转约束全部放开。柔性支腿承受的载荷有额定起升载荷PQ、上、下小车自重PG1、主梁自重PG2。
按照上面的约束和载荷，运用特征值求解方法［6］，得出柔性支腿整体失稳的前六阶失稳模态，前六阶失稳模态振型如图2—图7。
图2 一阶失稳模态
图7 六阶失稳模态
通过前六阶屈曲模态云图可以知道，其失稳方式均为柔性支腿两边支撑柱的屈曲失稳，最容易失稳的第四阶、第五阶模态是柔性支腿的纵向失稳。因为柔性支腿的上端与下端均为铰接，且纵向的有效长度最长，其一阶稳定性系数为λ=5.076 6，由此可见柔性支腿满足整体稳定性要求，满足设计要求。
3 柔性支腿稳定性影响因素研究
通过改变支腿的截面特性、长细比、壁厚来研究影响整体稳定性的因素。
1）壁厚t变，截面外半径R2性支柱单侧长度l对整体稳定性的影响。柔性支腿壁厚t不变，通过改变支腿截面的外半径R2，以及柔性支腿单侧长度l来研究对整体稳定性的影响程度，如表2所示。
表2 长细比对稳定性的影响R2/mm l/mm 长细比/λ稳定性系数/C 一阶屈曲模态662 38 092 57.5 5.076 立柱纵向630 38 800 61.6 4.832 600 39 500 65.8
4.051 570 40 300 70.7 3.321 540 41 000 7
5.9 2.943 510 41 800 81.9 2.224
480 42 600 88.75 1.329弯曲450 43 400 96.5 0.781
通过以上计算可以知道，改变构件的长细比对整体稳定性的影响是很大的，随着柔性支柱长度的增加，截面外半径的减小，柔性支腿的长细比越来越大，稳定性系数也越来越小，由于柔性支柱的一阶模态为纵向压弯，所以改变支腿的长度l更能影响整体稳定性。从表中计算结果可知，当长细比λ由57.5升到96.5时，柔性支
柱的稳定性由5.076直接降到0.781，发生整体性失稳。
2）长细比λ不变，壁厚t对整体稳定性的影响。
长细比λ不变，改变柔性支腿壁厚t，研究对柔性支腿稳定性的影响，如表3所示。通过表3可知，随着板厚的增加，壁厚t由12 mm增加到30 mm时，稳定性系数平稳增长，由5.076增长到10.72，可以看出柔性支腿的稳定性不断在提升。但是考虑到板厚变化所导致的毛截面积A的变化，继而影响毛截面本身所受的内应力，从而对稳定性系数有一定的影响。可见，板厚通过改变自身的受力状况对于柔性支腿失稳的影响也是不能忽视的。
表3 壁厚对整体稳定性的影响R2/mm l/mm 壁厚t/mm 稳定性系数/C 一阶屈曲模态662 38 092 12 5.076 662 38 092 15 5.769 662 38 092 18 6.564 立柱纵
向弯曲662 38 092 21 7.021 662 38 092 24 8.678 662 38 092 27 9.529 662
38 092 30 10.72
通过改变柔性支腿壁厚t，长细比λ，可以绘出影响因素与门式起重机稳定性系数
C的曲线图，以此找出影响门式起重机稳定性因素的规律。图8为长细比与稳定
性系数的关系曲线图，图9为柔性支腿壁厚与稳定性系数的关系曲线图。
4 结语
针对某工厂300 t－43 m门式起重机柔性支腿，通过理论分析计算得到柔性支腿
所承载轴心力和弯矩小于材料的许用应力，利用有限元法分析得到柔性支腿前六阶稳定性系数，其中一阶稳定性系数为λ=5.076 6，从而校核了柔性支腿稳定性满足要求。进一步通过改变支腿的截面特性、长细比、壁厚来研究影响柔性支腿稳定性的因素，可知柔性支腿的稳定性系数随着长细比的增大而减小，随着柔性支腿壁厚的增加而增大。
参考文献:
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门式起重机主梁、支腿受力分析 一、主梁内力分析（主梁按简支梁计算） 1、垂直载荷引起的主梁内力 ⑴ 垂直固定载荷引起的内力计算 主梁的均布载荷为： 2 124 q zm L M q =⨯ 1 2 Z zm Q q L = 式中： L — 起重机跨度 Zm q — 主梁均布载荷 ⑵ 移动载荷引起的内力计算（图4—2） 12GX G P P P ϕϕ=+ 式中： GX P — 小车自重 G P — 起重量： 1ϕ — 冲击系数： 1 1.05ϕ= 2ϕ — 动力系数： 4 1.1ϕ= max 14C M PL = 12 C Q P =
图 4—2 2、水平载荷引起的内力 ⑴ 大车制动时引起的惯性载荷 ① 主梁自重惯性力 1 10 s m Zm q q = ② 小车自重及起重量惯性力 110 s P P = ③ 弯矩 2 124 s s q m L M q =⨯ 114 s s P M LP = ⑵ 小车制动引起的水平惯性力 ① 水平惯性力 ()1 7D HX G GX T n P P P n =+ 式中：
GX P — 小车自重： G P — 起重量： ② 最大弯矩 T HX M P h = 式中： h — 龙门架平面投影高度： ⑶ 风载荷引起的水平力（只计垂直于主梁平面的风载荷） ① 工作状态正常风载荷 w P Cp A =ⅠⅠ 式中： C — 风力系数；C = 1.2 p Ⅰ— 工作状态风压；2 150/p N mm =Ⅰ A — 起重机构件垂直于风向的实体面积； 0A A ϕ= 0A — 起重机构件外形轮廓面积； ϕ — 起重机构件迎风面充实系数； ② 工作状态最大风载荷 w P Cp A =ⅡⅡ 式中： p Ⅱ—— 工作状态最大风压；2250/p N mm =Ⅱ w P Cp A =ⅡⅡ ③ 弯矩
门式起重机柔性支腿稳定性分析 李向东;夏明睿;梁章 【摘要】This paper takes the flexible legs of a 300 t-43 m gantry crane as the object of study and analyzes the stability of the flexible legs by theoretical calculation and finite element simulation analysis.Its stability meets the requirement.The three factors of affecting the stability of the flexible legs (section properties,slenderness ratio and wall thickness) are actively explored and the law of affecting the stability of flexible legs is found.These provide the basis for door crane safety evaluation research.%以某工厂300t-43m门式起重机柔性支腿为研究对象,运用理论分析计算和有限元仿真分析2种方法对柔性支腿稳定性进行分析,校核了柔性支腿稳定性满足要求.对影响柔性支腿稳定性的3个因素(截面特性、长细比、壁厚)进行了积极探讨,找出影响柔性支腿稳定性因素的规律,为门式起重机安全评估研究提供依据. 【期刊名称】《机械制造与自动化》 【年(卷),期】2013(042)004 【总页数】4页(P84-87) 【关键词】门式起重机;柔性支腿;有限元分析;稳定性 【作者】李向东;夏明睿;梁章 【作者单位】江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003;江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003;江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003
目录 引言 (3) 第一章 16/3.2门式起重机设计参数 (5) 第二章总体设计 (6) 2.1.主梁几何尺寸和性质 (6) 2.2支腿几何尺寸和性质 (6) 2.3.下横梁几何尺寸和性质 (7) 2.4.整体尺寸如下图所示 (7) 第三章主梁设计计算 (8) 3.1．主梁参数的确定 (8) 3.1.1.主梁尺寸 (8) 3.1.2.截面几何性质 (8) 3.2．主梁载荷计算 (10) 3.2.1.静载荷计算 (10) 3.2.2.移动载荷计算 (10) 3.2.3.小车制动时的惯性力 (11) 3.2.4.大车制动时的惯性力 (12) 3.2.5.风载荷计算 (12) 3.2.6.主梁扭转载荷 (13) 3.3．垂直平面内的主梁内力计算 (14) 3.3.1.主梁均布载荷引起的内力 (14) 3.3.2.移动载荷引起的主梁内力 (15)
3.4．水平平面内的主梁内力计算 (17) 3.4.1.小车位于跨中时 (17) 3.4.2.小车位于悬臂端时 (18) 3.5．主梁验算 (19) 3.5.1.弯曲应力验算 (19) 3.5.2.主梁疲劳强度校核 (21) 3.5.3.主梁稳定性校核 (22) 3.5.4.主梁拱度验算 (26) 第四章支腿设计计算 (28) 4.1支腿参数确定 (28) 4.2门架平面内的内力计算 (29) 4.2.1.由主梁均布载荷产生的内力 (29) 4.2.2.由移动载荷产生的内力 (29) 4.2.3.由风载荷产生的内力 (30) 4.3支腿平面内的支腿内力计算 (31) 4.3.1.垂直载荷作用在支腿平面 (31) 4.3.2水平载荷作用在支腿顶部 (31) 4.3.3.风载荷载荷作用在支腿平面 (32) 4.3.4.马鞍自重载荷作用在支腿平面 (32) 4.4支腿验算 (32) 4.4.1.支腿强度验算 (32) 4.4.2.支腿稳定性验算 (34) 4.5下横梁稳定性验算 (36) 第五章螺栓连接设计计算 (38) 1.主梁接头处螺栓连接强度校核 (38) 第六章整机抗倾覆性计算 (39) 参考文献 (40) 总结 (41)
摘要 起重机的出现大大提高了人们的劳动生产效率和经济效益，以前需要很多人力物力才能搬运的大型物体，现在用起重机就能轻易的达到效果，尤其是在小范围的搬运过程中,起重机的作用相当明显。随着现代化工业的发展，起重机械已经成为现代生产不可缺少的重要设备之一。 起重机属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。通过吊钩或其它吊具起升、下降或升降与运移物料的机械设备，又称行车、吊车、天车等. 根据它起吊物品不同及单位时间内有效工作循环数的不同，起重机又可以分轻级、中级、重级、超重级等不同的工作类型。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。本次设计主要对单主梁龙门起重机进行设计与分析。包括起升机构、运行机构和钢结构进行合理设计及正确计算。 关键词：工作循环，工作类型，龙门起重机
ABSTRACT Summary of cranes appear greatly improved labor productivity and economic benefits that previously might have required a lot of manpower and material resources to handling large objects, now with a crane can easily achieve the desi red effect, especiall y on a small scale in the handling process, crane's role is quite visible. With the development of modern industry, lifting appliances have become indispensable to modern production, one of important equipment. A crane is a crane, is a circular, intermittent motion machine. By lifting hooks or other lifting, descending, or lifting and transporting materials, machinery and equipment, also known as driving, crane, crane, etc. According to its different lifting items and the different work cycles per unit of time, crane band and light, medium, heavy, excess levels in different types of work. A work cycle includes: access devices from access to lift items, then move horizontally to the designated place is lowered, then reverse movement, tak e the device home, so that for the next cycle. This design for design and analysis of Dan Zhuliang gantry cranes. Including the hoisting mechanism, running a mechanism and design of steel structures sensible and accurate calculations. KEY WORDS: cycle of work, t ype of work, gantry crane
提梁机柔性支腿相关特点总结 梁场的布置情况与作业方式不同，此类起重机的跨度和起升高度也不同,为适应不同的要求结构形式也有差异。提梁机多都采用箱形双梁，支腿采用A行结构，与主梁刚性连接。为改善支腿的受力情况，支腿与主梁的连接也可采用一侧刚性，一侧为柔性的结构。柔性支腿与主梁的连接，通常采用三种形式：（1）假想铰（2）球铰（3）圆柱铰。老式设计一般用的是球铰，可用推力向心球面滚子轴承来实现。这样，整个门架为一个静定系统，消除由吊重所产生的侧向推力；大车歪斜运行时静定门架系统的受力状态也比较明确。随着近代大型结构分析软件的普遍应用，柔性支腿与桥架的连接，一般都采用假想铰，也就是一侧的支腿设计成柔性的结构 国内门机是这样规定的《起重机械设计手册》中对于跨距大于35米的龙门式起重机，为了补偿主梁变形对起重机的影响，将门式起重机的支腿作成一边是刚支腿，一边是柔性支腿。这样的门式起重机最大跨距可达200米。但是国外门机不论跨距大小都是一边是刚支腿，一边是柔性支腿. 设计成一刚一柔可以较好的解决啃轨现象，柔性腿通常是做成铰接结构，释放掉弯矩，刚性腿单独承受水平力产生的弯矩，通常较粗 1,补偿主梁在制作和使用当中产生的变形对起重机的影响； 2,补偿大车行走中不同步而引起的大车车轮啃轨现象； 3,补偿起重机行走平行度不足的各种制造、安装机械误差。 之所以一刚一柔，这样设计最主要的原因是消除温度和钢板的延展性对起重机钢结构造成的影响 主要目的是为了解决起重机大车运行时两侧不同步问题。而引起的大车车轮啃轨现象；设计成一刚一柔可以较好的解决啃轨现象，柔性腿通常是做成铰接结构，释放掉弯矩，刚性腿单独承受水平力产生的弯矩，通常较粗。 我们研究支腿模型，对支腿进行抗倾覆稳定性校核。提梁机机属于门式起重机，因为没有悬臂，只需演算横向（大车运行方向）工况（暴风侵袭）的自身
设计摘要： 本次设计为32/5tA型双梁门式起重机结构设计。门式起重机实现港口货场装卸作业效率，减轻工人劳动强度，改善工人操作条件。是货场重要的起重运输机械。A型双梁门式起重机主要由双主梁、两刚支腿、两柔支腿以及马鞍、上下横梁组成门式起重机的主要金属结构。 关键字：A型门式起重机结构跨中悬臂 1
Abstract： The design for the 32 t A dual-beam structure design gantry crane；Gantry crane to achieve operating efficiency of the port loading and unloading freight yard，Workers to reduce labor intensity and improve conditions for workers to operate；Gantry crane was lifting the freight yard important transport machinery；A dual-beam gantry crane mainly from two main beam，two rigid outrigger，two flexible outrigger，two the saddle and beams of top and bottom gantry crane of the main metal structure. Keywords： A dual-beam gantry crane Metal structure Middle of span Cantilever 2
电动葫芦门式起重机结构及优化分析 摘要：针对于起重机设备的功能应用，更好的强化起重运输行业发展优势， 在实际应用环节占据较大比例。结合当前科学技术的蓬勃发展，相对应的做出起 重机结构分析，对于具体功能优化方面，表现出卓越的研究意义。本文主要分析 对象为电动葫芦门式的起重机，知晓该起重机基本结构的同时，加以探究其实际 的承载能力，从而综合性的展开论述，总结出机械结构的优化方案，更好的做出 设计指导，逐步实现电动葫芦门式起重机结构优化设计的核心目标。 关键词：电动葫芦门；起重机；结构优化 电动葫芦门形式的起重机，在实际应用中具有较强优势，占地面积很小，通 用效果佳，整体起重机使用更加便捷，所以，逐步拓宽了其在起重行业的应用范围。结合数据统计结果，我国起重机的年度需求量超过200亿，进一步加快了起 重机行业的发展速率，此时，更加深入的关注起重机结构，知晓其基本的设计特点，提出更加科学的起重机结构优化设计策略。起重机自身表现出的功能性，促 使其结构相对复杂，所以设计阶段的工作量巨大，在宏观绿色设计的政策指引下，强化现代设计理论应用，确保起重机发挥工作价值的同时，整体结构更加轻便， 且设计更加节省材料。对此，传统的设计方案表现出一定的局限性，积极的应用 现代技术，提出适宜的结构设计优化策略，顺应宏观行业技术的发展需要，将电 动葫芦式起重机予以创新性研究，秉持满足基本起重需要的设计原则，更好的落 实起重机结构的设计优化工作。 一、综合论述起重机基本结构 （一）起重机承载能力 起重机主要使用在室外环境中，受到较强的工作环境限制。具体结合起重机 实际的功能应用，在承载能力中涵盖四个内容，进一步提升起重机主梁门架的承 载量，在评估起重机自身重力外，还应当知晓起重的荷载额度。当然，作为牵引 的小车自身具有质量，在惯性作用的影响下，此时也承担了一定额度的载荷数值。
毕业设计
400t梁场门式起重机设计 摘要 本设计以梁场门式起重机结构设计为设计目标，内容包括主梁、支腿、上下横梁等结构的设计。重点为部分结构的载荷计算及载荷组合。其设计很好的体现了结构力学、材料力学在金属结构件和起重机运输中的重要运用。我国的铁路工业进入了快速发展的轨道，梁场门式起重机因其在露天作业环境中有其它类型起重机无法替代的优势，因此对其进行研究、创新，使其结构更合理，使用更方便，具有重要的战略和现实意义。 关键词：门式起重机、金属结构、载荷计算
ABSTRACT The desig n Beam field gantry crane desig n goals for desig n, in clud ing the main beam, legs, upper and lower beams and other structures. Focus on part of the structure of the load and load comb in ati ons. Good in dicati on of the desig n of structural mechanics, mechanics of materials in the metal structure and the importanee of tran sport used cran esChi na'railways in dustry has en tered a rapid developme nt track, Beam field gantry crane in its operating environment in the open air there are other types of cranes can not be replaced advantage, so its research, innovation, its structure is more reas on able, More convenient, has importa nt strategic and practical sig nifica nee. Key word: Gantrycranes, metal structure, load calculation
使用门式起重机的注意事项 作为一种大型的起重机械，起重机可以说在我国的工业行业中占据着不可替代的位置。其中，门式起重机一起适应面广泛、通用性强的特点，深受广大企业的青睐，由于门式起重机具有很大的作业范围，对于场地的利用率也相对较高，所以在港口和货场都得到了十分广泛的应用。那么，在日常使用门式起重机的时候，都应当了解哪些内容，以及注意哪些事项呢?下面，就让我们一起来了解一下吧。 第一、什么是门式起重 门式起重机又被称为龙门吊，是桥式起重机的一种，其主要进行装卸作业，作业地为出于室外的货场等地。门式起重机的金属结构和门形框架极为相似，两条支脚安置于承载的主梁之下，这样就可以在地面轨道之上直接进行行走，在主梁的两端也存有能够外伸的悬臂梁。正是由于门式起重机所具有的这些特点，使其可以在货场或港口等较为空旷的室外进行作业。 第二、门式起重机的形式分类门式起重机的分类可以根据门框结构形式、主梁形式、主梁结构、用途形式这四大类进行分类。 1、根据门框结构形式分，可以氛围门式起重机和悬臂门式起重机。门式起重机可以分为全门式起重机和半门式起重机。悬臂门式起重机又可以分为双悬臂门式起重机和单悬臂门式起重机。 2、根据主梁形式可以分为单主梁门式起重机和双主梁门式起重机。门式单梁起重机的结构比较简单，且制造和安装也比较方便，但是其整体的刚度要稍微差一些;而双主梁门式起重机具有跨度大、稳定性好的特点，其承载能力也比单主梁门式起重机要强，但是，其造价也会相应的增大。 3、根据主梁结构可以分为桁架梁、箱梁和蜂窝梁。桁架梁具有很好的抗风性，自重较轻，造价也不高，但其刚度较小，需要对焊点进行频繁的检测以保证使用顺畅。箱梁的刚度大且具有很高的安全性，但是其缺点是自重打、造价高、抗风性不好。蜂窝梁适用于起重量大并且需要频繁使用的场地。
门式起重机概述 尊敬的用户： 感谢您选用本产品，在使用之前，请认真阅读本使用说明书，否则，可能因使用不当或由于对本产品了解不够，致使设备损毁或危及人身安全，造成不必要的损失或令人不愉快的经历。在使用过程中，如出现质量问题，请与我们（河南卫华重型机械股份有限公司）驻当地的服务网点联系，或直接与我们崔经理联系，并盼望您对本产品提出改进意见。 一、产品概述 通用门式起重机（以下简称起重机）是一种桥架通过两侧支腿及地梁支承在地面轨道上的桥架型起重机。是使挂在起重机吊钩或其它取物装置上的重物在空间实现垂直升降和水平移动的起重设备。它广泛适用于工矿、码头、铁路等露天作业的仓库、料场的装卸、搬运工作，其取物装置为吊钩、抓斗或电磁吸盘（起重电磁铁），可同时使用其中二种或三种。该起重机设计制造过程严格依照：GB/T14406-93《通用门式起重机》；GB3811-83《起重机设计规范》；GB6067-85《起重机械安全规程》等国家标准及相关特种设备制造安全监察规程。1、起重机的分类： （1）、按金属结构（机构数量）的型式分： 1）、按金属结构组成可分为实腹箱形梁式和桁架式两种； 2）、按主梁结构型式可分为双梁、单主梁两种，门架结构的型式有双悬臂、单悬臂和无悬臂三种。 3）、根据起升机构数量可分为单小车结构、双小车结构和多小车结构。 4）、按支腿数目可分为门式起重机和半门式起重机（代号：MB） （2）、按起重机主梁型式、取物装置、小车配置等特征，划分为如下种类： 1）、箱式双主梁：吊钩门式、代号MG，双小车吊钩门式ME，抓斗门式MZ，电磁门式MC，抓斗吊钩门式MN，抓斗电磁门式MP，三用门式MS。 2）、箱式单主梁：吊钩门式、代号MDG，双小车吊钩门式MDE，抓斗门式MDZ，电磁门
东方重工900t门机柔性腿安装方案 作者：侯利斌 来源：《中国科技纵横》2013年第06期 【摘要】随着海洋资源开发的热潮，大型船舶的需求不断增加，应运而生的大型造船门式起重机需求持续增长。本文以东方重工900t×230m门式起重机为例来介绍大型龙门起重机柔性腿的现场安装方案，旨在有效地降低柔性腿在现场安装的风险和成本。为以后更大跨度和更大起重吨位的龙门起重机安装提供借鉴。 【关键词】柔性腿划线 A字头安装 900t门机柔性腿总重430t，总长约71m，分为A字头、柔腿管和下横梁三部分，现场安装时分两步进行。 1 划线 1.1 柔性腿侧端面 主梁端面中心线最上端（距上端面2米）与最下端（距下端面2米）共2点；柔性腿A字头端面中心线，最上端（距A字头上端面1.5m）与最下端（距A字头上端面4.5m）共2点；柔性腿下横梁端面中心线，中心1点。 以上点用明显标记，以便检测时使用。具体见示意图（如图1）。 1.2 柔性腿正面 柔腿A字头上2个点，柔性腿管上2个（距顶面20m和60m），下横梁上1个。其余和端面测量线位置高度一致。 2 安装 2.1 安装柔性腿A字头 （1）先划出A字头顶面的十字中心线，将下支座定位并焊接到A字头，将橡胶体和上支座放到下支座上；柔性铰的铰轴连接板与主梁连接部分焊接到主梁上，并把铰轴和柔腿连接板与主梁连接板安装到一起（见图4中的3号焊缝位置）。 （2）利用履带吊将A字头翻身，柔性腿A字头就位时，下部预先放置好聚四氟乙烯滑移板。并对A字头进行立放加固（采用焊人字撑杆的办法）。
（3）利用卷扬机与滑轮组，将A字头沿滑道滑移至大梁端头下方（如图2）。 （4）调整大梁高度至合适位置，（利用塔架提升大梁的顶升系统）。 （5）如图4所示，将A字头柔性铰上支座与大梁底部的柔性铰安装中心线对齐，检查横向纵向的中心线与轨道中心线是否平行和垂直，合格后对柔性铰上支座外圈（1号位置）进行焊接，然后将主梁提升一段距离（约500mm），进行上支座内圈（2号位置）的焊接，待焊接冷却后，将主梁放下，架设经纬仪、水平仪检测安装精度。位置、标高均合格后，进行铰轴连接板与柔性支腿焊接（4号焊缝位置）（如图3）。 2.2 柔性腿管的安装 2.2.1 连接柔性腿下横梁与行走机构 两台吊车抬吊柔性腿下横梁，移至两组行走机构中间，然后缓慢下放进行与行走机构的对位、打轴，并打好支撑固定在轨道上（如图4）。 2.2.2 连接柔性腿下横梁、柔性腿管、A字头，如图5所示 利用两台履带吊车先吊起一只柔腿管，利用预先焊在柔腿管内部的导向板，进行柔腿管下端与下横梁之间的对位；然后再进行柔腿管上端与A字头的对位（这时柔腿管上端与A字头之间并不完全合拢，需留有150mm的空隙，并在柔腿管上拉三根临时缆风绳，以保证柔腿管在空中的稳定性和安全性）。然后再利用两台吊车吊装另外一只柔腿管，同样利用柔腿管内侧导向板进行与下横梁、A字头的对位，然后合适的下放大梁，使柔腿管下端与下横梁、上与A 字头合拢，最后与之焊接好，完成柔腿管的吊装。柔性腿A字头与柔性腿管用码板固定，柔性腿管与下横梁为部分焊接。以上就完成了柔性腿的全部安装工作。 3 安装过程中需要注意的问题 （1）行走机构的支撑固定要在柔性腿安装工程全部结束后方能拆除。过程中，要有专人对其滑移的通过性及本身的结构可靠性进行检查。 （2）安装柔腿管时，先调整两根柔性腿管与A字头的接口（上接口），调整好后可先完成焊接。之后调整行走机构与下横梁的位置，使柔性腿管下口与下横梁上口对正，然后焊接固定。 通过采用上述方案实施柔性腿安装，一定程度上缩短了柔性腿安装所需的时间、降低了安装难度，进而减少了主梁在空中悬挂的时间，有效地降低了整机安装的风险和成本。 参考文献：
二、梁的刚度验算 （一）刚性不足的影响 衡量结构刚性（也称刚度）的指标是结构的抗变形能力和结构的自振频率。前者是指静 态而言，称为静态刚性；后者是指动态而言，称为动态刚性。结构的刚性虽不像强度和稳定性那样直接地决定着结构的承载能力，但刚性太差会影响结构的使用性能和恶化构件的工作条件，从而间接地影响到结构的承载能力。因此结构的刚性问题对起重机及其结构的正常使用与安全作业也是十分重要的。 ISO22986：2007明确指出：“结构过大的柔性会影响起重机的安全使用”，因此，弹性 变形和振动应予以一定的限制。规定：“起重机不得因结构的弹性变形而产生下列问题： （1）引起起重机或小车与周围物体或结构相碰撞； 在运输和安装过程中，可能因刚性不足而造成弯曲变形； （2）妨碍小车小车在带载（载荷不超过动态试验载荷）情况下的正常运转和制动； （3）妨碍小车小车在带载（载荷不超过动态试验载荷）情况下安全地停留在某一作业 位置； （4）引起过大的大车偏斜运行侧向力，甚至妨碍大车的正常运行； （5）引起机构驱动装置的不同轴，引起零件过早报废、运行时过大的摩擦或制动器失 效等。 桥架结构作为弹性系统，受载后必然产生弹性下挠变形，小车轨道随之产生坡度。如果 起重机刚性设计得太小，使得产生的坡度超过一定的限度，造成小车爬坡打滑或溜车现象，就将会影响小车的正常运行。 （二）起重机的刚性指标要求 1、起重机的静态刚性 对不同类别的起重机静态刚性，分别讨论如下： （1）电动桥式和门式起重机 ①跨中位置 自行式小车（或电动葫芦）位于桥架跨中时，由额定起升载荷和小车（或电动葫芦）自 重载荷在主梁跨中产生的垂直静挠度f 与起重机跨度S 的关系推荐为： 对低定位精度要求的起重机，或具有无级调速控制特性的起重机、采用低起升速度和 低加速度能达到可接受定位精度要求的起重机：f ≤S 500 1； 对使用简单控制系统能达到中等定位精度要求的起重机：f ≤S 750 1； 对需要高定位精度的起重机：f ≤ S 1000 1。 ②有效悬臂长度位置 自行式小车（或电动葫芦）位于桥架主梁有效悬臂长度位置时，由额定起升载荷及小车（或电动葫芦）自重载荷在该处产生的垂直静挠度1f 与有效悬臂长度1S 的关系，推荐为： 1f ≤1350 1S 。 （2）塔式起重机 在额定起升载荷（有小车时还应包括在臂端的小车自重载荷）作用下，塔身在其与臂架连接处（或臂架与转柱的连接处）产生的水平静位移ΔL 与塔身自由高度H （连接处至支
受限区域门式起重机安装施工技术分析 摘要：受限区域的场地限制，大吨位箱体式起重机安装时无处固定缆风绳， 存在倾倒倾覆等安全隐患。综合中国中铁四局钢结构建筑有限公司制造分公司现 场实际情况及人为因素，制定至上往下的安装方案，为现场技术人员提供参考。 关键词：受限区域，门式起重机，无固定缆风绳安装。 1工程概况 1.1项目概况 中铁四局钢结构建筑有限公司制造分公司100t*33m门式起重机，为双主梁、大T位、小跨度门式起重机。该机主要由门架结构、起升小车、大车运行机构、 电气设备等组成。其中门架结构主要由双主梁、箱型刚性腿、箱型柔性腿和行走 机构四大部分组成。主梁结构通过螺栓与刚性腿、柔性腿连接。司机室固定在刚 性腿内侧。小车轨道在主梁上平面，行走轨道。在厂内轻钢车间与网架车间之间 长166m、宽37m区域内安装二台起重量为100/20T、跨度33米、起升高度12.5米、整机自重约150t的箱体式门式起重机，用于大型钢构件翻身、大型成品构 件存储、箱式和桁架式桥梁的预拼装。 1.2门式起重机概况 100t门式起重机跨度为33m，起升高度为12.5m，最大额定起重量为 100t/20t，起重机自重为149.848t，最大轮压为332KN。门式起重机构件参数见 表1，图1。 表1 单台100t门式起重机构件参数表
图1 100t门式起重机（单位：mm） 1.3 施工平面图 下图黄色区域为新增两台100T龙门吊的安装区域，位于网架车间东侧与轻 钢车间西侧，该区域北侧有高4.5米高气体管道桥架，南侧为厂区车辆行走道路。
图2 龙门吊安装位置平面图 2.风险源分析及预防措施 100T龙门吊安装过程中风险源较多。各工序风险因素及防范措施见表3：表2各工序风险因素及防范措施
门吊（门式起重机）讲座（一） 考虑到教程具有一定的严肃性，第一堂课索性按照《门式起重机GB 6974．13-86》进行讲解。 门式起重机GB 6974．13-86 Lifting appliances-Vocabularym-Portal bridge cranes 本标准规定了门式起重机的专用名词术语。与其他起重机械通用的名词术语见相应的标准。 门式起重机(portal bridge crane)的定义：桥架通过两侧支腿支承在地面轨道或地基上的桥架型起重机。又称龙门起重机。 桥架一侧直接支承在高架或高建筑物的轨道上，另一侧通过支腿支承在地面轨道或地基上时为半门式起重机。 门式起重机的专用名词术语及其定义(或说明)如下所示。 1门式起重机的分类 1．1按主梁分 1.1.1双梁门式起重机double girder gantry crane有两根主梁的门式起重机 1.1.1.1框架型门式起重机gantry crane with saddle
在侧门架(同一侧轨道的支腿)上方用Ⅱ形梁使支腿联接起来的门式起重机 1.1.2单主梁门式起重机single girder gantry crane有一根主梁的门式起重机 1.1.3可移动主梁门式起重机gantry crane with movable girder
主梁可沿桥架纵向移动的门式起重机 1．2按悬臂分 1.2.1无悬臂门式起重机non-cantilever gantry crane 桥架两侧都没有悬臂的门式起重机 1.2.2单悬臂门式起重机gantry crane with cantilever 桥架一侧有悬臂的门式起重机
桥、门式起重机检验标准 1、主梁跨中上拱度的检验 （1）桥式起重机主梁跨中上拱度的检验 ①检验内容 对桥式起重机主梁跨中上拱度进行检验。 ②检验方法 用直径为φ0.49-0.52mm钢丝，150N拉力按图一拉好，其位置应在主梁上盖板宽度中心。当小车轨道铺设完时，钢丝允许偏离一段距离，但以避开轨道压板为宜。然后在将两根等高的测量棒分别置于端梁中心处，并垂直于端梁盖板和钢丝，测量主梁在筋板处的上盖板表面与钢丝之间的距离，找出拱度最高点，该点测量值为h1，测量棒长度为h，钢丝自重修正值为Δ（见表1），则实测拱度值为F=h-h1-Δ 图一拉钢丝法测量拱度示意图 1.拉力150N 2.滑轮 3.等高测量棒 4.φ0.49-0.52钢丝 5.钢丝固定器 表1 钢丝自重修正值 起重机跨度 m 10.5 10 13.5 13 16.5 16 15.5 19.5 19 18.5 22.5 22 21.5 25.5 25 24.5 28.5 28 27.5 31.5 31 30.5 34.5 34 33.5 钢丝下垂修正值mm 1.5 2.5 3.5 4.5 6 8 10 12 14
此外，检测上拱度还可采用水准仪或激光直线仪。水准仪法测量仪器本身精度高，可做到用一种仪器，同一放置位置测量多项指标，如大、小车轨道高低差、拱翘度等。特别是对单梁起重机（在用）用其他方法不能测量，只能用水准仪测量。其缺点是测量时有盲区，受支架振动影响大。 激光直线仪一般由激光器、望远镜、支座、高度位移传感器等组成。其工作原理是把激光发射管的单色激光束射入望远镜内，经缩小发散角聚焦后，发射到接受靶（传感器）上。测量时，将光靶置于被测位置，由位移传感器的触头跟踪激光光点，将测量信号经应变仪输入光标示波器记录，或输入微机分析计算，打印出测量数据并绘制测量曲线。 使用这种仪器，可以测量主梁上拱度、上翘度、下挠度、大小车轨道直线度、同一截面轨道高低差、小车轨道局部平面度等多项指标。这种方法与拉钢丝测量法和水准仪测量法比较，具有不必考虑修正值、不受使用环境光线影响、支架底座容易位移等影响。 ③ 检验标准 F=（10004 .1~10009.0）S （mm ） 最大上拱度在跨中S/10的范围内。 （2）门式起重机主梁跨中上拱度的检验 ①检验内容 对门式起重机主梁跨中的上拱度进行检验 ②检验方法 用垫架将主梁垫平，使两端座板处上盖板的标高相互差Δh ≤2mm 。如果是双主梁结构，垫架应置于主梁座板正下方，如图2所示。如果是单主梁结构，垫架支撑中心线置于主梁座板外侧700mm 处，如图3所示。检验前，轨道、栏杆、走台等零部件与主梁应组装完毕。检验时，将水准仪放在适当位置上，将座尺分别置于两座板处上盖板上，偏离主腹板，以避开轨道压板为宜。用水准仪测得两零点处h 0 值（h 0为两零点处的平均值）。将座尺分别置放在跨中三个大隔板的上盖板处，偏离主腹板，以离开轨道压板为宜。用水准仪找到拱度最高点，该点的测量值为h 或h 10或h 20。那么实测的拱度：
目录 摘要.................................................................. 错误!未定义书签。Abstract：............................................................ 错误!未定义书签。第一章总体计算 0 一、总图及主要技术参数 0 （一）主要技术参数 0 （二）总图 0 二、稳定性计算 (2) （一）工作状态稳定性计算 (2) 第二章主梁计算 (7) 一、载荷荷及力计算 (7) （一）移动载荷及力计算 (7) （二）静载荷及力计算 (7) （三）风载及力计算 (8) （四）大车紧急制动惯性力F大惯及力计算 (9) 二、主梁截面几何参数计算 (11) （一）主梁截面图 (11) 三、载荷组合及强度稳定性验算 (13) （一）载荷组合 (13) （二）弯曲应力验算 (14) （三）主梁截面危险点验算 (14) （四）.主梁疲劳强度计算 (16) （五）稳定性验算 (17) （六）验算跨中主、副板上区格的稳定性。 (18) 第三章支腿设计计算 (23) 一、支腿简图 (23) （一）刚性支腿 (23) （二）柔性支腿 (24) 二、支腿截面几何参数设计计算 (26) （一）刚性支腿截面I-I (26)
（二）刚性支腿截面II-II ...................................................... 26 （三）柔性支腿截面I-I ........................................................ 27 （四）柔性支腿截面II-II ...................................................... 27 三、载荷以及力计算 (28) （一）主梁自重对刚柔腿的作用见下图 ........................................... 28 （二）计算载荷对刚柔支腿的作用 ............................................... 28 （一）马鞍和支腿自重对刚、柔腿的作用 ......................................... 29 （二）大车运行方向风载荷以及惯性力对刚、柔腿的作用 ........................... 29 （三）载荷组合 (37) （四）刚性腿截面I-I 和II-II 柔性腿截面'I I -和'II II -的强度I I -σII II -σ和'I I -σ' II II -σ计算 (39) 第四章门型架的计算 0 一、载荷及力计算 .................................................................. 0 二、强度计算 ...................................................................... 3 参考文献 .............................................................................. 5 致 .................................................................................... 6 附录2：外文翻译 .. (7)