通常而言，带吊车的结构大多是工业厂房的排架结构，近来也多用于多层工业厂房的框架，这种可移动荷载的空间整体分析在结构设计中显的越来越重要。目前有这种功能的计算软件很少，PKPM软件首先在TAT 和SATWE中实现了吊车荷载的空间计算，这为我们结构设计提供了更先进的设计工具。这里我们来看看在软件中怎样实现这一功能。
一．模型处理
首先在PMCAD的建模中，由于吊车荷载作用在吊车柱的牛腿上，因此在牛腿处应该增设一个标准楼层，并且在沿吊车轨迹方向应定义布置框架梁，如吊车柱在吊车运行轨迹方向没有框架梁，也应把吊车梁作为两端铰接梁输入（如图一），吊车荷载的移动顺序是通过轨迹上的梁所确定的，这是吊车运行轨迹方向必须布置梁的原因。
当吊车柱之间设有交叉支撑时，必须考虑支撑的作用，这样在吊车柱的设计中，可适当减少吊车柱在支撑布置方向的长度系数。
此外，在吊车荷载作用的有牛腿的楼层一般没有楼板，所以应考虑该层的节点为“弹性节点”，即不受刚性楼板假定的制约。即使是多层工业厂房，在吊车柱的外边有楼板，也要按“弹性楼板”考虑，或者不考虑楼板的存在和作用，这样可以比较安全地求出水平刹车力对上下梁的影响。同时由于设置了多个“弹性节点”后，结构的固有自由度增加，需要增加“计算振型个数”且振型分析也应该采用“总刚模型”分析方法。
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这样我们就可以在高层版SATWE“特殊构件补充定义”或高层版TAT“特殊荷载查看和定义”中选择“吊车荷载”定义并布置（如图三.四）。软件要求根据吊车的形式，给出最大轮压对柱的作用及最小轮压对柱的作用，这是一个综合的作用反力，它是需要通过对吊车梁、柱的影响线分析才能得到的（如果觉得手工计算烦琐，可利用STS软件中“吊车定义”菜单功能由程序计算），不论该吊车运行轨道上有几部吊车，均按此方式给出。位于一对轨道内的吊车荷载称为第一组吊车荷载（不论该对轨道内有几部吊车），第二对吊车轨道则可以定义为第二组吊车荷载等等。
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二．结构计算
在计算控制参数中需要将“吊车荷载计算”选项打钩。
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龙门起重机计算说明书 一龙门起重机的结构形式、有限元模型及模型信息。 该龙门起重机由万能杆、钢管以及箱形梁组成。上部由万能杆拼成，所有万能杆由三种型号组成，分别为2N1,2N4,2N5,所有最外围的竖杆由2N1组成，其他竖杆由2N4组成，所有斜杆由2N5组成,其他杆均为2N4；龙门起重机两侧下部得支撑架由钢管组成，钢管的型号为φ219?6、φ83?5,其中斜竖的钢管为φ219X6，其他钢管为φ83X5；龙门起重机上部和下支撑架之间由箱型梁连固接而成，下支撑架最下端和箱型梁相固连。所有箱型梁由厚为6mm的钢板焊接而成。 对龙门起重机进行建模时，所选单元类型为Link8、Pipe16、Shell63三种单元类型。有限元单元模型见图1。模型的基本信息见下： 关键点数 988 线数 3544 面数 162 体数 0 节点数 1060 单元数 3526 加约束的节点数 48 加约束的关键点数 0 加约束的线数 0 加约束的面数 12 加载节点数 18 加载关键点数 18 加载的单元数 0 加载的线数 0 加载的面数 0 二结构分析的建模方法和边界条件说明。 应力分析采用有限元的静力学分析原理，其建模方法采用实体建模法，采用体、面、线、点构造有限元实体。其中所有箱形梁用面素建模，其余用线素建模，然后在实体上划分有限元网格，具体见单元图。对于边界条件和约束条件，是在支撑架下的箱型梁的底面两端加X,Y,Z三方向的约束以模拟龙门起重机的实际情况。载荷分布有4种情况：工作时的吊重、小车自重、风载荷、考虑两度偏摆时的水平惯性力，具体见下。 三载荷施加情况。 （1）工作时的吊重 工作时的吊重为40t,此载荷分布在小车压在轨道的4个位置，每个位置为10t。由于小车在轨道上移动，故载荷的分布位置随小车的移动而改变，由于小车移动速度慢，我们只把吊重载荷的施加作两种情况处理：在最左端（或最右
建筑塔式起重机事故分析及其预防示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
建筑塔式起重机事故分析及其预防示范 文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 近年来，随着城市建设的快速发展和高层建筑物的增 加，塔式起重机(以下简称塔机)的使用越来越普遍，重大伤 害事故的发生率也在不断提高。因此，针对起重机械使用 安全状况包括建筑工程建设工地使用的起重机械安全状 况，各有关单位联合对在用的塔机进行了全面的检验检 查，对存在的问题、隐患和已发生的事故进行全面的总结 和分析，提出相应的补救或预防措施，以供参考。 1 塔式起重机事故或隐患的分类及预防 1．1制造质量的问题 (1)结构的材质质量和焊接质量问题结构件的质量问题 包括构件的材料质量与焊接质量。
①起重机材料质量问题包括材质的正确选用及材料质量保证(材质宏观质量和化学成份微观质量)，特别是起重机金属结构的关键件用材，比如：平衡臂架、起重臂架、塔身标准件、拉杆、转台、小车架和底架等。20xx年某台QqZ25型塔式起重机在其塔身主弦杆断裂处取样检验的材料质量分析中，其角钢的厚度测量有多处未达到材料厚度标准的规定，且金相检验表明，其材料存在大量硅酸盐、氧化物夹杂。当这些缺陷遇热影响区、高应变速率及高应力集中等特定因素时，这些因素对内在缺陷的扩展直至材料破坏起到了重要的作用。20xx年某台塔机，从塔身标准件主肢角钢折断的断口分析中，发现角钢的材质存在严重问题：所用材质冶金质量太差，夹杂物多、杂质元素过多、存在夹层和明显的纵向裂纹。由于多次刷涂油漆，安装人员和检验人员在安装、检验的宏观目测过程中很难发现缺陷。
质量技术监督研究 Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２０１２年第３期（总第２１期） ＮＯ．３．２０１２Ｇｅｎｅｒａｌ Ｎｏ．２１ 基于有限元法的门座起重机结构强度分析 黄文翰 （福建省特种设备检验研究院，福建 福州 ３５０００８） 摘要：采用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对门座式起重机建立整体结构计算分析有限元模型，进行了两种危险工况下 的应力计算，并通过将有限元计算结果与实测应力结果进行比较，验证了有限元计算结果的可靠性，为门座式起重机的强度分析提供了可行的有限元参考方法。 关键词：门座式起重机；有限元；强度分析 随着贸易经济高速发展和港口货物吞吐量不断增长，门座起重机由于其良好的工作性能和通用性，成为港口装卸作业不可缺少的重要设备。门座起重机的整体金属结构作为主要的承载部件，由于其露天、腐蚀性的工作环境以及较高的使用频率和工作强度，易产生疲劳裂纹、腐蚀等缺陷，影响结构强度和刚度等力学性能，并危及起重机使用安全。因此，分析门座起重机的金属结构强度并为生产和维修提供依据，具有十分重要的意义。传统的门座起重机结构分析多采用力学计算方法，由于其设计变量较多，受力复杂，因此计算量大且较多采用经验简化或估算，势必影响计算结果的准确性。有限元分析方法具有建模方便快捷、计算结果准确的突出优点，日益成为起重机结构强度分析广泛使用的分析方法［１］。 １ ＳＤＭＱ１２６０／６０Ｅ型门座起重机概况 本文分析的ＳＤＭＱ１２６０／６０Ｅ门座起重机由某水工 机械厂１９９０年制造安装，用于某电站建设施工，１９９８年起移至某造船厂用于造船用部件和材料的吊运。该起重机自重约３７７ｔ（含压重５６ｔ），结构大体可分为上部旋转部分和下部运行部分（见图１），旋转部分包括臂架系统（由象鼻梁、吊臂、大拉杆、小拉杆、变幅拉杆等组成）、人字架、平衡重、转柱、转台等，通过起升、变幅、旋转运动实现在环形圆柱体空间升降物品；运行部分主要是由门架和运行台车组成［２］。其中转柱、门架和臂架系统是门座起重机最重要的承载构件。 图１ 门座式起重机结构简图 收稿日期：２０１２－０５－０９ 基金项目：本文工作受国家质检总局科技计划项目（编号：２０１０ＱＫ０４８）资助 作者简介：黄文翰，男，福建省特种设备检验研究院宁德分院副院长，工程师，检验师，硕士 DOI:10.15902/https://www.doczj.com/doc/756286212.html,ki.zljsjdyj.2012.03.012
PKPM吊车荷载计算 时间:2007-05-21 00:00来源:https://www.doczj.com/doc/756286212.html,/s/blog 作者:admin 点击: 5814次 通常而言，这为我们结构设计提供了更先进的设计工具。这里我们来看看在软件中怎样实现这一功能。一．模型处理首先在PMCAD的建模中，在吊车荷载作用的有牛腿的楼层一般没有楼板，也要按"弹性楼板"考虑，需要增加"计算振型个数"且振型分析也应该采用"总刚模 通常而言，带吊车的结构大多是工业厂房的排架结构，近来也多用于多层工业厂房的框架，这种可移动荷载的空间整体分析在结构设计中显的越来越重要。目前有这种功能的计算软件很少，PKPM软件首先在TAT和SATWE中实现了吊车荷载的空间计算，这为我们结构设计提供了更先进的设计工具。这里我们来看看在软件中怎样实现这一功能。 一．模型处理 首先在PMCAD的建模中，由于吊车荷载作用在吊车柱的牛腿上，因此在牛腿处应该增设一个标准楼层，并且在沿吊车轨迹方向应定义布置框架梁，如吊车柱在吊车运行轨迹方向没有框架梁，也应把吊车梁作为两端铰接梁输入（如图一），吊车荷载的移动顺序是通过轨迹上的梁所确定的，这是吊车运行轨迹方向必须布置梁的原因。当吊车柱之间设有交叉支撑时，必须考虑支撑的作用，这样在吊车柱的设计中，可适当减少吊车柱在支撑布置方向的长度系数。 此外，在吊车荷载作用的有牛腿的楼层一般没有楼板，所以应考虑该层的节点为"弹性节点"，即不受刚性楼板假定的制约。即使是多层工业厂房，在吊车柱的外边有楼板，也要按"弹性楼板"考虑，或者不考虑楼板的存在和作用，这样可以比较安全地求出水平刹车力对上下梁的影响。同时由于设置了多个"弹性节点"后，结构的固有自由度增加，需要增加"计算振型个数"且振型分析也应该采用"总刚模型"分析方法。 这样我们就可以在高层版SATWE"特殊构件补充定义"或高层版TAT"特殊荷载查看和定义"中选择"吊车荷载"定义并布置。软件要求根据吊车的形式，给出最大轮压对柱的作用及最小轮压对柱的作用，这是一个综合的作用反力，它是需要通过对吊车梁、柱的影响线分析才能得到的（如果觉得手工计算烦琐，可利用STS 软件中"吊车定义"菜单功能由程序计算。季深PS:最大轮压及最小轮压应该由吊车厂家提供）。不论该吊车运行轨道上有几部吊车，均按此方式给出。位于一对轨道内的吊车荷载称为第一组吊车荷载（不论该对轨道内有几部吊车），第二对吊车轨道则可以定义为第二组吊车荷载等等。 二．结构计算在计算控制参数中需要将"吊车荷载计算"选项打钩。 （转载自https://www.doczj.com/doc/756286212.html,/9529027_d.html
起重机金属结构设计知识点 第一章 1.由型钢和钢板作为基本元件,按一定的规律用焊接（或铆接、螺栓连接）的方法连接起来,能够承受载荷的结构件称为金属结构。 2. 金属结构的作用（简答） 作为机械的骨架,支承起重机的机构和电气设备,承受各部分重力和各机构的工作力。 将起重机的外载荷和各部分自重传递给基础。 3. 按照组成金属结构基本元件的特点，起重运输机金属结构可分为杆系结构和板结构。 按起重运输机金属结构的外形不同，分为门架结构、臂架结构、车架结构、转柱结构、塔架结构等。 按组成金属结构的连接方式不同，起重运输机金属结构分为铰接结构、刚接结构和混合结构。 起重运输机金属结构，按照作用载荷与结构在空间的相互位置不同，分为平面结构和空间结构。 4按结构件中的应力状态（名义应力谱系数）和应力循坏次数（应力循环等级）金属结构的工作级别分为A1～A8级。 5对起重机金属结构的基本要求：（简答） （1）金属结构必须坚固耐用。即具有足够的强度、刚度和稳定性。（2）自重轻，省材料。（3）设计合理，结构简单，受力明确，传力直接。（4）便于制造、运输、安装、维修。（5）成本低，外形美观。 第二章 1. 起重运输机金属结构主要构件所用的材料有碳素钢、合金钢。金属结构的支座常用铸钢。 2 起重机金属结构工作的特点及材料的要求： （1）工作繁重、承受动载及冲击载荷、工作环境恶劣。 （2）满足设计要求，同时考虑加工性、可焊性、低温脆断、时效性、防腐性等。 3 结构钢：按冶炼方法的不同，结构钢分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。按脱氧程度分类：镇静钢（符号Z，省略）；沸腾钢（符号F）；半镇静钢（符号b）。 5.如：ZG 230 - 450 铸钢屈服限抗拉强度(MPa)
建筑力学作业 平面一般力系实际工程的应用——塔吊分析 1.塔吊介绍 塔吊，即塔式起重机。机身 很高，像塔，有长臂，轨道上 有小车，可在轨道上移动，工 作面很大，主要用于建筑工地 等处。塔吊一般用于建筑施工、 货物搬运、部分事故现场处理 等场合，主要作为材料、货物 等的高空运输或质量较大物体 的运送的工具。 塔吊一般由外套架、回转轴承、塔冒、平衡臂、平衡臂拉杆、起重臂（吊臂）、起重臂拉杆、电源、支架、变幅小车，起重吊钩、驾驶室等几部分组成。 塔吊一般用于建筑施工、货物搬运、部分事故现场处理等场合，主要作为材料、货物等的高空运输或质量较大物体的运送的工具。
如下图，塔吊可简化为所示主体结构模型 塔吊主体结构模型 塔吊结构图 根据塔吊的组成、用处及发展历程，我们可以对塔吊的结构有一个更加深入的了解。如下图1-2塔吊的主体结构模型图所示，塔吊的各个部分均已经标出在图上。
2.塔吊静力学分析 对塔吊整体为研究对象． 要保证机身满载是平衡而不向右倾倒，则必须 ∑M B=0, W2(a+b)-F A b-W1-W max l max=0； 限制条件F A≥0． 再考虑空载时的情形，这时W＝0. 要保证机身空载时平衡而不向左倾倒，则必须满足平衡方程： ∑M A＝0， W2 a+F B b-W1(b+e)=0； 限制条件F B≥0．
1)对塔吊的平衡臂，由平衡条件得： ∑F x =0, F 1cos θ=F x ； ∑F y =0, F 1sin θ+F y =W 2+m 1g ； ∑M=0， (F 1sin θ-W 2)l 1=m 1gl 2； 2)如左图塔吊吊臂，由平衡条件得 ∑Fx=0, F x =F 2cos α+F 3cos β； ∑F y =0, F 2sin α+F 2sin β+F `y =m 2g+W ； ∑M=0, F 2sin αl 3+F 3sin βl 4=m 2gl 5+Wl ． 3)如右图塔吊吊帽与拉杆的受力情况，则由共点力的平衡条件可得平衡方程如下： ∑Fx=0, F 1cos α= F 2cos β+ F 3cos γ ∑F y =0, F 1sin α+F 2sin β+ F 3sin γ=F L 1
汽车起重机转台的有限元分析及优化 摘要：汽车起重机的转台是用来安装吊臂、起升机构、变幅机构、回转机构、上车发动机、司机室、液压阀组及管路等的机架。转台通过回转支承安装在起重机的车架上，为了保证起重机的正常工作，转台应具有足够的刚度和强度。对于汽车起重机，为了有较好的通过性和较低的成本，应尽量减小转台的外形尺寸及重量。 随着计算机辅助工程（CAE）技术在工业应用领域中的广度和深度的不断发展，它在提高产品设计质量、缩短设计周期、节约成本方面发挥了越来越重要的作用。目前CAE分析的对象已由单一的零部件分析拓展到系统级的装配体，如挖掘机、汽车起重机等整机的仿真，而且，CAE分析不再仅仅是专职分析人员的工作，设计人员参与CAE分析已经成为必然。 关键词：汽车起重机；转台；有限元分析 1.引言 1.汽车起重机转台作为起重机三大结构件之一，负责起重机上车和底盘之间力 的传递。在现今高强板大量使用的情况下，如何简化结构、减少重量是起重机设计的难题之一。经典ANSYS有限元分析界面是用板壳单元在ANSYS里面建模并进行计算，但是存在建模过于复杂，难以修改，模型无法导出的问题，属于验证性计算，而使用ANSYS Workbench Enviroment（AWE）则可以用PRO/E 软件建立模型，再导入AWE进行计算，且在PRO/E中修改模型后再次导入可以保留之前设置的边界条件，设计效率成倍提高。 ANSYS Workbench Enviroment（AWE）作为新一代多物理场协同CAE仿真环境，其独特的产品构架和众多支承性产品模块为整机、多场耦合分析提供了非常优秀的系统级解决方案。具体来讲，AWE具有的主要特色如下： 1.强大的装配体自动分析功能
1 引言 近年来，国内在门座起重机设计和制造上，已有很大的提高。但在现代的港口中，还有很多服役达十多年的门座式起重机仍承担着港口繁重的吊装业务。在门座式起重机进行生产作业的过程中，由于许许多多无法避免的因素使起重机出现各种破坏及故障，以至降低或失去其预定的功能。由于起重机体积大、造价高，不可能一发生故障就即时更换，因此很多起重机普遍存在严重裂纹但仍服役生产第一线，给安全生产带来了极大隐患，甚至造成严重的以至灾难性的事故，致使生产过程不能正常运行而造成巨大的经济损失。“门座起重机风险评估”的研究已成为是国内许多检验机构正在努力探讨的一个研究课题，而找出主要部件的受力最危险点和应力集中区则是这项课题研究的重要基础。 2 门座起重机的结构模型简化 由于门座起重机结构复杂，对门座起重机金属结构进行建模分析时不可能将所有因素都考虑进去，因此必须对其金属结构进行合理有效的简化，建立一个既能方便分析计算，又尽可能的与实际使用工况相符的有限元模型。基于对门座起重机结构的认识，本文主要对港口门座起重机进行了如下的假设和简化： （1）门座起重机模型是参照图纸尺寸建立的，为方便建模计算，其中一些加强筋，肋板等细部结构，在不影响分析结果的可靠性的前提下做适当的简化。 （2）鉴于门座起重机结构复杂，在建立臂架模型分析时对电机、钢丝绳、铰轴等结构做适当的简化处理。 （3）臂架上的梯子结构，均匀分布于臂架整体结构，对分析影响不大，在建模分析时不予考虑，最后采用密度补偿法来考虑其自重对臂架结构的影响。 （4）建模分析时，只考虑门座起重机结构的自重及起吊重量，不考虑风载、地震载荷等附加载荷的影响。 3 门座起重机结构参数 本文以某单位一台45t-60m港口门座起重机为研究对象，对其进行有限元建模、有限元模 门座起重机结构与力学分析 Analysns of structure and mechanics of prortale crane 张 健 （福建省特种设备检验研究院莆田分院 福建莆田 351100）摘要：如何准确高效的对门座起重机金属结构进行受力分析，进而判断疲劳裂纹等危险隐患的存在，正成为检验检测领域当前迫切需要解决的问题之一。本文以一台门座起重机的主要受力部件受力分析为例，分析计算了臂架结构、筒体和底座行走机构这三个主要受力部件在各种极限工况下最危险状况，为有限元分析计算及“门座起重机风险评估”的研究奠定了基础。 关键词：门座起重机，模型简化，危险工况，力学分析 中国分类号：TS213.4
第六章总装车间 1．钢结构安装施工部署 1.1施工方案的制订 1、施工安排 本厂房由1到44轴线，总长240米，在26轴线处设有变形缝，宽度方向有三跨组成，跨度分别为18米、24米、24米。钢结构安装平面顺序分两个施工区进行，从1轴线到26轴线为一区，26A轴线到44轴线为二区。安装施工主要分成三个吊装流水线进行。空间顺序是先安装钢柱，后安装屋架梁、支撑、和檩条，最后安装屋面板和墙面板。 各流水线分别为：第一流水线用2台臂长为15.05米的12T汽车吊分别行驶在A—D跨之间和H—M跨之间同时工作，每停机一次吊装两根钢柱，对A、D、H和M轴线钢柱进行吊装。待柱测量校正好后，进行柱间支撑的安装；第二流水线待排架柱安装完成后，选用三台吊车吊装屋架梁，A—D跨选用20T汽车吊，臂长选用25.2米。D—H跨选用12T汽车吊，臂长选用21.4米。H—M跨选用25T汽车吊，臂长选用27.95米。中间穿插进行屋面和墙面檩条等构件的安装；第三流水线施工为屋面和墙面围护板的安装，屋面板吊装选用2台12T汽车吊。生活用房钢结构及构件卸车和拼装选用8T汽车吊，由于汽车吊机动灵活，可承担大部分构件的装卸和转运。 2、施工计划 在钢结构施工前期准备工作时，制作机具、吊具、胎架及埋件等。钢构件吊装前构件进场。1—44轴线钢柱安装和校正主控11天，屋架拼接、安装和屋面支撑及檩条安装主控24天，屋面和墙面围护施工插入进行，板总安装时间和收尾工作约为40天。钢结构安装总工期控制为60天的时间。 3、超长构件分段 超长构件只有钢屋架。钢屋架单跨最大约24米长，分段按原设计在连接点处以高强螺栓连接，分段在加工厂制作好后运到吊装位置拼装。 4、施工顺序
浅析塔式起重机钢结构损坏原因及维修 [摘要]塔式起重机的现场安全生产管理极其重要，施工过程中发生钢结构损坏应及时修复，平时必须做好塔式起重机钢结构的维护保养工作，发现钢结构受损，必须排除事故隐患，确保安全生产顺利进行。 [关键词]塔式起重机；钢结构；损坏原因；维修 塔式起重机在建筑施工中已成为必不可少的施工机械设备，塔机在建筑施工中的现场安全生产管理工作中极其重要。长期以来，人们在维护塔机时只重视对传动及电气设备的养护，而忽视了对钢结构的检查及修复，给施工带来各种事故隐患。在此我们结合多年来的实际经验，谈谈塔机的钢结构在施工使用中的损坏原因及维修。 1 钢结构的损坏形式及原因 1．1表面锈蚀
塔机的工作环境比较恶劣，经常在含酸碱等腐蚀性气体灰尘下作业，加上运行过程中的碰撞及防锈油漆的自然老化、脱落，使表面失去保护，加上维护保养工作不及时，造成局部腐蚀氧化，不同程度地出现表面锈蚀现象，降低钢结构强度，久而久之使塔机的钢结构变形。 1．2裂纹 实践证明，虽然裂纹不一定导致断裂，发现裂纹不及时修复，塔机长期带患工作，往往是断裂的初期阶段，尤其是过渡性及危险性裂纹，具有进一步扩展的危险，及时发现并处理是很重要的。一般裂纹主要产生在焊接部位及应力集中的地方，如塔身下部、下支座、回转塔身、塔顶联接耳板等，通常在复合受力最大处。 如果机构启动和制动过猛、越级换速、反车作紧急制动，使塔机钢结构增大冲击力，过大的惯性可导致塔机钢结构的焊缝开裂，处理不及时，会引发较大的危险事故。在浙江某工地的qtz31．5塔机，由于司机操作不当，起升机构启动过猛，并且超载工作，使塔
机前后摆动很大，使塔机上支座内的筋板全部开裂，幸亏发现得早，及时处理，未发生重大事故。 1．3变形 包括局部弯曲变形和扭曲、偏心。根据金属结构检验要求，杆 件沿全长纵向轴线的直线度公差为1／750；使用中主弦杆变形量应 不大于3‰～5‰；腹杆变形量不大于2～4mm；杆件连接螺栓孔距误差不超过装配间隙的1／2；且螺孔的圆度误差不超过装配间隙的l ／2；当超过上述范围即视为变形。变形原因有：①由于碰撞、敲打 等原因，造成钢结构局部弯曲变形；②由于连接螺栓松动，使得螺 孔磨损成椭圆，造成各节臂、杆件之间偏心产生附加弯曲力矩；③ 误动作造成钢结构意外碰撞变形．如操作机构失灵使吊臂失控后仰，与塔身相撞会引起严重变形；④长期超载使用，使钢结构产生屈服 变形(永久变形)。 如顶升时不注意调整上部结构的平衡，没有将顶起部份的重心 落在顶升油缸上，使顶部结构失去平衡乃至重心偏移较大，爬升架 的导轮对标准节主弦杆的压力太大，使塔身主弦杆发生弯曲变形， 塔机钢结构产生失稳而造成事故。
毕业设计（论文） 文献综述 题目轨道式龙门起重机 专业机械设计制造及其自动化 班级06级1班 学生陈成 指导教师周老师 西南交通大学 2010-4-27 年
1、轨道式集装箱龙门起重机国内发展现状 在我国集装箱港口的装卸作业中，通常采用岸边集装箱起重机加轮胎式集装箱龙门起重机的装卸方案，以轮胎式集装箱龙门起重机作为后方堆场的主要装卸机械。几年，随着港口的发展，轨道式集装箱龙门起重机在港口的使用越来越多。其电控系统、管理系统等方面以达到现有的港口机械水平，完全能满足现代港口集装箱的需要。 目前我国已能批量生产具有上个世纪90年代国际先进水平的岸边集装箱起重机和轮胎式集装箱龙门起重机，轨道式集装箱龙门起重机的研究与开发能力也越来越强。 由于大车行走和小车行走属于一般负载，没有特殊要求，因此变频器在V/F模式下即可正常工作，不需要做特殊设置就能投入使用，而主副钩吊属于重型负载，要求起钩和松钩都能保证不溜钩，上下行平稳迅速，要求在直流制动后马上投入制动器进行制动。 2、轨道式集装箱龙门起重机国外发展现状 长期以来，轨道式集装箱龙门起重机仅小车运行机构采用交流驱动，近年来，起升机构和大车运行也相继采用了交流驱动技术，这样减少了维护和修理费，降低了营运成本。日本三井公司最早成功地采用了交流变频调速装置，解决了起升机构位势负载和车轮支承压力变化导致车轮转速变化的关键技术，达到了集装箱堆6层作业的使用要求。派纳公司将其在自动控制领域所拥有的丰富经验成功地应用在大型轨道式集装箱龙门起重机上，满足了现代化集装箱堆场对自动化控制的需要。欧洲联合码头公司应用光缆传输技术，可靠地将轨道式集装箱龙门起重机与港站管理计算机联网，实现了无人装卸作业和堆场全盘自动化。 据统计，欧洲作为传统上的轮胎式集装箱龙门起重机的大订户，1995年订购的轨道式集装箱龙门起重机多达58台，从一个侧面反映出轨道集装箱龙门起重机的市场潜力和应用前景。另一方面，从世界一些著名的港口的发展趋势看，轨道式集装箱龙门起重机将向大型化、高效化、自动化方向发展。 目前，一些先进设计思想逐渐被采用，一些先进设计手段也被引入轨道式集装箱龙门起重机领域。如果有限元分析、结构优化设计、机电液一体化技术、CAD设计模块化技术、可靠性设计方法、机械结构动态设计等。这些方法在轨
吊车梁设计 3.3.1设计资料 P 轮压P 图3-1 吊车轮压示意图 吊车总重量：8.84吨，最大轮压：74.95kN ，最小轮压：19.23kN 。 3.3.2吊车荷载计算 吊车荷载动力系数05.1=α，吊车荷载分项系数40.1=Q γ 则吊车荷载设计值为 竖向荷载设计值 max 1.05 1.474.95110.18Q P P kN αγ=??=??= 横向荷载设计值 0.10()0.108.849.8 1.4 3.032 Q Q g H kN n γ?+??==?= 3.3.3内力计算 3.3.3.1吊车梁中最大弯矩及相应的剪力 如图位置时弯矩最大
A 图2-2 C 点最大弯矩Mmax 对应的截面位置 考虑吊车来那个自重对内力的影响，将内力乘以增大系数03.1=w β，则最大弯矩好剪力设计值分别为： 2 22.max 274.95(3.75 1.875)273.107.5c k l P a M kN m l ωβ?? ∑- ? ????-??==?=???? ? 2max ()2110.18(30.125) 2 1.0387.07.5 c w l P a V kN l β-??-==?=∑ 3.3.3.2吊车梁的最大剪力 如图位置的剪力最大
图2-3 A 点受到剪力最大时截面的位置 3.5 1.03110.18( 1)179.606 A R kN =??+=，max 179.69V kN =。 3.3.3.3水平方向最大弯矩 max 3.3312.688.6110.18 c H H M M kN m P = =?=?。 3.3.4截面选择 3.3. 4.1梁高初选 容许最小高度由刚度条件决定，按容许挠度值(500 l v = )要求的最小高度为：6min 0.6[][]0.6600050020010360l h f l mm v -≥=????=。 由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩 6 33max 1.2 1.2312.68101876.0810200 M W mm f ??===? 梁的经济高度为：300563.34h mm ==。取600h mm =。 3.3.4.2确定腹板厚度 0600214576h mm =-?=。 按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为： 3 max 01.2 1.2179.6910 2.34576160 w v V t mm h f ??===?? 2.40 3.5 w t mm ===。取6w t mm =。 3.3. 4.3确定翼缘尺寸 初选截面时: 01111 (~)(~)576115.2~1925353 b h mm ≈=?=
塔式起重机结构的静力学分析 摘要：强度和振动特性是设计塔式起重机的金属结构的重要指标。文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,指出了极限吊重情况下静态极限强度的位置,并分析了塔式起重机的振动频率和振型,为研究塔式起重机的其他动力响应提供了依据。
关键词：塔式起重机静力学分析有限元 ANSYS 引言：塔式起重机（tower crane）简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。当起重臂架绕塔式起重机的回转部分作360°回转、吊重载荷沿起重臂架运行并升降时以及由于驱动控制系统电机抖动等原因，都会使塔式起重机引起振动。在此情况下，吊重荷载等动荷载对塔式起重机结构所引起的内力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大，有时甚至大得多。由于塔式起重机结构及构件承受的动荷载一般都很大，而且加载次数较为频繁，更容易产生疲劳破坏。作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危 险作业。目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。 塔机的强度和振动频率是影响塔机寿命和稳定性的重要因素，因此对塔式起重机进行静力学和振动的研究是十分要必要的。本文利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对塔式起重机ＱＴＺ630进行建模，分析了三种加载在塔式起重机上的 典型的工况，得出了塔式起重机在三种工况下的静力学应力和应变云图，找出塔式起重机各个工况下的危险位置，为其塔机的改进提供参考。提取出塔机的前５阶振动模态，为其他动力学响应提供研究依据。 1.塔式起重机的结构及性能参数 1.1塔式起重机的结构 塔式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分组成。 机械部分主要是指起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构、行走机构、架设机构等等，这些机构根据工作需要或有或无，但起升机构是必不可少的。 金属结构是构成起重机械的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。金属结构主要由门架、塔身、其中避、塔顶与塔顶撑架、平衡臂、转台等组成，其中门架是起重机的基础，所有物机和压重均装于其上。门架由两个侧架和一个长方形平台组成。塔身结构也成为塔架，是塔式起重机结构的主题，主要指自底架以上的垂直塔桅部分，它支撑着塔式起重机上部结构的全部重量，并将其转至底架和台车，进而分布给轨道基础。 电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。 在结构的力学分析中，主要分析塔身、塔臂和塔顶的杆件受力。 1.2性能参数 起重能力：Rmax =50 m ，Q =1.2 t R=2~15.44 m ，Q=5 t 起升速度： 100/80/50/40/5 m/min 回转速度： 0.6/0.4 r/min 变幅速度： 45/16 m/min 2.创建塔式起重机的有限元模型 塔机的金属结构主要包括塔顶、起重臂架、平衡臂、变幅小车、吊钩以及上下转台等组成．根据塔机设计规范的规定，建立塔机结构几何模型过程中，忽略结构阻尼，不考虑非线性关系和过渡圆角．为了有限元建模更加合理，应考虑：模型能全面准确地反映塔机结构特点；模型受力应与塔机在工作时外载荷作用
第1章绪论 1.1 概述 起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称吊车。属于物料搬运机械。起重机的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的。 架型起重机的雏形。14世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。19世纪前期，出现了桥式；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动。19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机。20世纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构，它们大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转，是由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。 起重机是减轻笨重的体力劳动、提高工作效率、实现安全生产的起重运输设备。在国民经济各部门的物质生产和物资流通中，起重机作为关键的工艺设备或主要的辅助机械，应用十分广泛。 图1.1 双悬臂集装箱龙门起重机
图1.2 无悬臂集装箱龙门起重机 长期以来，龙门起重机仅小车运行机构采用交流驱动，近年来，起升机构和大车运行也相继采用了交流驱动技术，这样减少了维护和修理费，降低了营运成本。最近日本三井公司成功地采用了交流变频调速装置，解决了起升机构位势负载和车轮支承压力变化导致车轮转速变化的关键技术，达到了集装箱堆场作业的使用要求。德国派纳公司将其在自动控制领域所拥有的丰富经验成功地应用在大型轨道吊上,满足了现 代化集装箱堆场对自动化控制的需要。 1.2 集装箱龙门起重机的分类和特点 1.2.1 集装箱龙门起重机的分类 集装箱龙门起重机是用于集装箱堆场的车辆装卸、集装箱的堆码、拆垛和转运的专用机械。集装箱龙门起重机分为轮胎式集装箱龙门起重机和轨道式集装箱龙门起重机。 1.2.3 轨道式集装箱龙门起重机的特点 轨道式集装箱龙门起重机是集装箱码头货场进行装卸、堆码集装箱的专用机械。它由两片双悬臂的门架组成，两侧门腿用下横梁连接，两侧悬臂用上横梁连接，门架通过大车运行机构在地面铺设的轨道上行走。在港口多采用双梁箱型焊接结构的轨道式集装箱龙门起重机，个别采用L型单梁箱型焊接结构。在集装箱专用码头上，岸边集装箱起重机将集装箱从船上卸到码头前沿的拖挂车上，拖到堆场，用轨道式集装箱龙门起重机进行装卸堆码作业，或者相反。轨道式集装箱龙门起重机结构较为简单，操作容易，维修方便，有利于实现自动化控制。
吊车梁设计 3、3、1设计资料 轮用p 轮圧P 3500 图3-1吊车轮压示意图 吊车总重量:8、84吨，最大轮压：74、95kN,最小轮压：19、23kN。3、3、2吊车荷载计算 吊车荷载动力系数a = 1.05,吊车荷载.分项系数北=1.40 则吊车荷载设计值为 竖向荷载设计值P = ?化狀=1.05xl.4x74.95 = 110.18RN 横向荷载设计值H = °10 (g + ^ = 1 .4X0-10X8-84X9-8 = 3.03W n 2 3、3、3内力计算 3、3、3、1吊车梁中最大弯矩及相应得剪力 如图位置时弯矩最大
图2-2 C 点最大弯矩Mmax 对应得裁面位置 考虑吊车来那个自重对内力得影响，将内力乘以增大系数J3W = 1.03,则最大 弯矩好剪力设计值分别为: V 虛=A 工片"=1.O3X 2汕。叫（3-0」25）=咖N 3. 3、3. 2吊车梁得最大剪力 如图位置得剪力最大 al 6000 3000 >p al 3000 2x74.95x(3.75 —1?875尸 7.5 x 0㈢=73.1ORN ?加 7.5 6000
图2-3 A 点受到剪力最大时戒面得位置 /?4 =1.03x110.18x(一 + 1) = 179.60W , V^ax = 179.69RN 。 6 3、3、3、3水平方向最大弯矩 IT O O M H = — M ； = ——— x 312.68 = 8.6W ? m 。 P max 110.18 3、3、4截面选择 3. 3、 4. 1梁高初选 容许最小高度由刚度条件决定，按容许挠度值(v = —)要求得最小高度 500 为：^nun > o.6[ /]/[-] = 0.6 X 6000 X 500 X 200 X1 O'6 = 360/7/nz 。 v 由经验公式估算梁所需要得截而抵抗矩 = L2X312-68X ， °6 =1876.08x10-^ 200 梁得经济高度为M = 7卿- 300 = 563.34mm 。取h = 600mm 。 3. 3、 4. 2确定腹板厚度 //0 = 600-2x14 = 576mm 。 按抗剪强度要求计算腹板所需得厚度为: = 1.2X 179.69X 10^234_ 576x160 3> 3、4. 3确定翼缘尺寸 初选截面时： Z??~ —)/?0 ~ —)x576 = 115.2 ~ 192mm 处= 2.40加叫 3.5 取 / = 6/77/7? o 3.
起重机设计应严格执行“起重机设计规范”等有关的技术法规。我在多年起重机钢结构设计中经常要使用钢结构设计规范” GBJ1-89。在使用中应注意： 1 ，许用应力按“起重机设计规范”选取。“起重机设计规范”的制定是按半概率分析，许用应力法而来的。“钢结构设计规范”的制定是按全概率分析。极限状态设计法，分项系数表达式而来的。两者是不同的。如：起重机 2 类载荷（最大使 用载荷）的许用应力：180Mpa。钢结构设计规范”强度设计值（第一组）：215Mpa。不能用错！ 2 ，杆件的计算方法可用“钢结构设计规范”。因按全概率分析导出的公式，则结果与实际接近。 3 ，起重机钢结构计算中按不同的起重机工作制度，按不同的载荷组合，按不同的静载分析外力，按动载的实际发生，查表确定动载系数。然后计算杆件的内力。而建筑钢结构则不同：应用分项系数表达式进行分析，如：静载乘以分项系数。恒载：1.2；动载：1. 4 来进行计算。两者的计算方法是不同的。 所以在设计起重机钢结构时，一定要注意规范的合理使用，否则是有危险的！在运输机械中，半挂车与全挂车钢结构也是同样。方法近似起重机设计。由于我国道路状况的原因。其设计中选用动载系数一般在： 1.8－2.5。其疲劳系数一般为：1.2 －1.4 。挂车在土路上行走，车速：40 公里/ 小时时。动载系数可达：3 －4。 所以不同的钢结构，要注意其特点：挂车计算中： 1 ，动载大； 2 ，钢结构杆件应力集中现象十分显著。 3 ，低周疲劳现象明显。 挂车钢结构的计算方法： 1 ，静应力值乘以动载系数小于许用应力值。 2 ，材料的屈服强度值与静应力值之比大于许用安全系数值在起重机钢结构设计中经 常要在选用行架式还是格构式杆件上拿不定主意（外 观基本一样）。我认为： 1 ，梁结构应选用行架式。其内部的各杆全部是二力杆。受力明确。上下弦杆按弯矩图规律分配。腹杆按剪力图规律分配。计算方法：节点法和截面法。对杆件的轴线相交要求严格。节点处的偏差最大3 毫米。 2 ，立柱结构当弯矩较大（与轴向力比较）时，选用行架式。 3 ，立柱结构当轴向力较大（与弯矩比较）时，选用格构式。格构式对杆件的轴线相交无要求。制造容易。计算方法：整体虚轴长细比的计算，整体压弯杆的计算，腹杆最大剪力的确定（计算剪力与实际剪力进行比较），单杆件稳定性的计算，焊缝计算电动葫芦行架式龙门起重机主梁的计算方法：现在有不少电动葫芦行架式龙门起重机主梁是正三角形。是由一片主行架和两片副行架组成。如何计算各杆件的内力？ 1 ，应用刚度分配理论进行计算。一般主行架分配0.9 2 －0.97 的外载。其 余由两片副行架承受。 主行架的分配系数：（腹杆截面不计） K = E*A1/ （E*A1+E*A2 ） 式中：E—钢的弹性模量， A1 －主行架上下弦杆的截面积。 A2 －两片副行架上下弦杆的截面积上式化简：
吊车梁最大弯矩点 内力计算 1．计算吊车梁的内力时，由于吊车荷载为动力荷载，首先应确定求各内力所需吊车荷载的最不利位置，再按此求梁的最大弯矩及其相应的剪力、支座最大剪力，以及横向水平荷载作用下在水平方向所产生的最大弯矩M T（当为制动梁时）或在吊车梁上翼缘的产生的局部弯矩M H（当为制动桁架时）。 2．常用简支吊车梁，当吊车荷载作用时，其最不利的荷载位置、最大剪矩和剪力，可按下列情况确定： (2)两个轮子作用于梁上时（图8-4） 最大弯矩点（C）的位置为：a2= a1/4最大弯矩为：（8-6） 最大弯矩处的相应剪力为：（8-7） (2)三个轮子作用于梁上时（图8-5） 最大弯矩点（C）的位置为：最大弯矩为：（8-8） 最大弯矩处的相应剪力为：（8-9） (3)四个轮子作用于梁上时（图8-6） 最大弯矩点（C）的位置为： 最大弯矩为：（8-10）
最大弯矩处的相应剪力为：（8-11） 当时 最大弯矩及其相应剪力均与公式（8-10）及公式（8-11）相同，但公式中的应用代入 （4）六个轮子作用于梁上时（图8-7）： 最大弯矩点（C）的位置为： 最大弯矩为：（8-12） 最大弯矩处的相应剪力为：（8-13） 当及时，最大弯矩点（C点）的位置为： 其最大弯矩及相应剪力均与公式（8-12）及公式（8-13）相同，但公式中的应用代入 （5）最大剪力应在梁端支座处。因此，吊车竖向荷载应尽可能靠近该支座布置（图8-4b）至图8-7b），并按下式计算支座最大剪力： (8-14) 式中n—作用于梁上的吊车竖向荷载数。
选择吊车梁截面时所用的最大弯矩和支座最大剪力，可用吊车竖向荷载作用下所产生的最大弯矩和支座最大剪力乘以表8-2的（为考虑吊车梁等自重的影响系数）值，即 (8-15) (8-16) 3.吊车横向水平荷载作用下，在水平方向所产生的最大弯矩，可根据图8-4（a）至图8-7(a)所示荷载位置采用下列公式计算： 当为轻、中工作制（A1-A5）吊车梁的制动梁时，(8-17) 当为重级或特重级工作制（A6-A8）吊车梁的制动梁时，(8-18) （2）吊车横向水平荷载作用下制动桁架在吊车梁翼缘所产生的局部弯矩可近似地按下列公式计算（图8-8）： 当为起重量Q≥75t的轻、中级工作制吊车的制动桁架时 (8-19) 当为起重量Q≥75t的重级工作制（特重级不受起重量限制）吊车的制动桁架时 (8-20) 当为起重量Q≤50t的轻、中级工作制吊车的制动桁架时 (8-21) 当为起重量Q≤50t的重级工作制（特重级不受起重量限制）吊车的制动桁架时 (8-22)
第一篇基础知识 第七章起重机的工作原理与构造 本章要求熟悉汽车式起重机泵驱动装置、支腿、回转、伸缩、变幅、起升机构的构造及其工作原理。熟悉履带式起重机的构造及工作原理。了解起重机的类型, 掌握起重机的技术 参数。了解起重机上机电路,掌握起重机系统的液压原理。 第一节起重机的类型及技术参数 一、起重机类型 按构造类型起重机械可分为轻小型起重设备、起重机和升降机三大类。 1、轻小型起重设备 轻小型起重设备一般只有一个升降机构, 常见的有千斤顶、电动或手拉葫芦、绞车、滑车等。其特点是轻便,结构紧凑,动作简单。 2、起重机 当起重设备除了具有起升机构以外, 还有其他运动机构时, 其结构组成必然比单机构的轻小型起重设备复杂得多, 我们称这类起重设备为起重机。根据金属结构的类型不同, 起重机可分为桥架类型起重机和臂架类型起重机两大类别。其特点是可以使挂在起重吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降和水平运移。即起重机对重物能同时完成垂直升降和水平移动,在工业和民用建筑工程中作为主要施工机械而得到广泛应用。起重机种类繁多, 在建筑施工中常用的为流移动式起重机, 包括:塔式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机等。常用起重机的特点和适用范围见表 1 - 1。 表 1-1 用起重机的特点和适用范围
3、升降机 常见的有垂直升降机、电梯等。升降机类起重设备只有一个升降机构。由于出于安全性考虑, 电梯配有完善的安全装置及其他附属装置, 其复杂程度是轻小型起重设备不能相比的, 所以,列为单独一类。 在所有各类起重机械中, 桥架类型起重机和臂架类起重机是使用量最大、功能最强的主体起重设备,现在,我们重点来认识一下起重机械设备中的这一大类别。