起重机金属结构设计知识点

第三节起重机的基本结构组成不论结构简单还是复杂的起重机，其组成都有一个共同点，起重机由三大部分组成，即起重机金属结构、机构和控制系统。

图1—2所示为桥架型起重机基本组成部分(不包括控制系统)，图1—3所示为臂架型起重机基本组成部分(不包括控制系统)。

图1—2 桥架型起重机简图1—桥架2—大车运行机构3—小车架4—起升机构5—小车运行机构6—俯仰悬臂图1—3 臂架型起重机简图1—门架(或其它底架) 2—塔架3—臂架4—起升机构5—变幅机构6—回转机构7—起重运行机构(或其它可运行的机械)一、起重机的金属结构由金属材料轧制的型钢和钢板作为基本构件，采用铆接、焊接等方法，按照一定的结构组成规则连接起来，能够承受载荷的结构物称为金属结构。

这些金属结构可以根据需要制作梁、柱、桁架等基本受力组件，再把这些金属受力组件通过焊接或螺栓连接起来，构成起重机用的桥架、门架、塔架等承载结构，这种结构又称为起重机钢结构。

起重机钢结构作为起重机的主要组成部分之一，其作用主要是支承各种载荷，因此本身必须具有足够的强度、刚度和稳定作为起重作业人员不必苛求掌握起重机钢结构的强度、刚度和稳定性如何设计，如何进行试验检测验证，重要的是起重机司机能善于观察、善于发现起重机钢结构与强度、刚度和稳定性有关的隐患与故障，以利及时采取补救措施。

例如起重机钢结构局部或整体的受力构件出现了塑性变形(永久变形)，有了塑性变形即为出现了强度问题，有可能是因超载或疲劳等原因造成的；起重机钢结构的主要受力构件，如主梁等发生了过大的弹性变形，引起了剧烈的振动，这将涉及刚性问题，有可能是超载或冲击振动等原因造成的；带有悬臂的起重机钢结构，由于吊载移到悬臂端发生超载或是吊载幅度过大，将会发生起重机倾翻，这属于起重机的整体稳定性问题。

这些都是与起重机钢结构结构形式、强度、刚度及稳定性密切相关的基本知识。

以下将简要地介绍有关几种典型起重机钢结构的组成与特点。

1．通用桥式起重机的钢结构通用桥式起重机的钢结构是指桥式起重机的桥架而言，如图1—4所示。

设计起重机教学知识点起重机是一种广泛应用于工程领域的重要设备，它在各个行业的生产、建设和运输过程中起着重要的作用。

设计起重机的教学知识点是培养和提高学生对起重机原理、结构、安全使用和维护保养等方面的理解和技能。

本文将介绍设计起重机教学的主要知识点，以及教学内容的合理组织。

一、起重机的原理和结构设计起重机教学的第一个知识点是起重机的原理和结构。

学生需要了解起重机的工作原理，包括力学、电气、液压等方面的知识。

同时，他们还需要了解起重机的主要结构部件，如起重机臂、支腿、顶车机构等。

通过深入了解起重机的原理和结构，学生能够更好地理解起重机的工作过程，为后续学习奠定坚实的基础。

二、起重机的安全使用起重机的安全使用是设计起重机教学中不可忽视的一个重要内容。

学生需要了解起重机的安全操作规程，学习正确的起重机操作技巧。

此外，他们还需要了解起重机操作中可能遇到的危险和事故，并学习防范和处理相应风险的方法。

通过系统学习起重机的安全使用知识，学生能够提高自己的安全意识和应对突发情况的能力。

三、起重机的维护保养起重机的维护保养对于保证其正常使用和延长使用寿命至关重要。

在设计起重机教学中，学生需要学习起重机的常见故障分析和排除方法，了解起重机的日常维护保养工作。

他们需要了解起重机各个部件的检修周期及方法，学会正确使用维修工具和设备。

通过学习起重机的维护保养知识，学生能够提高起重机的可靠性和稳定性，减少故障发生的可能性。

四、起重机的电气控制起重机的电气控制是设计起重机教学的重要内容之一。

学生需要学习起重机电气控制系统的基本原理和工作过程，掌握起重机电气元件的选择和使用方法。

此外，他们还需要学习电路图的理解和绘制技巧，以及故障诊断和排除的方法。

通过学习起重机的电气控制知识，学生能够熟练掌握起重机的操作和调试，提高起重机的工作效率和安全性。

五、起重机的智能化应用随着科技的进步，起重机的智能化应用已经成为一个研究热点。

在设计起重机教学中，学生需要学习起重机的智能化控制技术，了解起重机智能化系统的基本原理和应用场景。

第三章载荷与载荷组合金属结构是承载结构，根据用途和机型不同，所承受的外载荷也不相同。

准确的确定载荷值、科学的进行载荷组合及正确的进行结构分析与设计，是保证机械装备具有可靠的承载能力和良好的使用性能的重要前提条件。

第一节载荷的分类金属结构承受的外载荷，可按以下方法分类。

一、按其作用性质、工作特点和发生频度划分（1）常规载荷在起重机正常工作时始终和经常发生的载荷，包括由重力产生的载荷，由驱动机构或制动器的作用使起重机加（减）速运动而产生的载荷，及因起重机结构的位移或变形引起的载荷。

在防强度失效、防弹性失稳及有必要时进行的防疲劳失效等验算中，应考虑这类载荷。

（2）偶然载荷在起重机正常工作时不经常发生而是偶然出现的载荷，包括由工作状态的风、雪、冰、温度变化、坡道及偏斜运行引起的载荷。

在防疲劳失效的计算中通常不考虑这些载荷。

（3）特殊载荷在起重机非正常工作时或不工作时的特殊情况下才发生的载荷，包括由起重机试验、受非工作状态风、缓冲器碰撞及起重机（或其一部分）发生倾翻、起重机意外停机、传动机构失效及起重机基础受到外部激励等引起的载荷。

在防疲劳失效的计算中也不考虑这些载荷。

二、按其作用效果与时间变化相关性划分（1）静载荷对结构产生静力作用而与时间变化无关的载荷，如自重载荷与起升载荷的静力作用。

（2）动载荷对结构产生动力作用而与时间变化无关的载荷，如由于机械设备不稳定运动，各种质量产生的惯性力和由于机械装备工作时产生的碰撞、冲击作用等。

第二节载荷的计算机构的载荷值需在设计之初进行确定和计算，而准确确定载荷值将直接影响结构设计的精度、机械装备的安全可靠程度和使用性能。

以下介绍确定各类载荷的计算原则和方法。

一、载荷计算原则1）起重机的载荷计算与载荷组合，主要用于验证起重机结构件的防强度失效、防弹性失稳和防疲劳失效的能力，以及起重机的抗倾覆稳定性和抗风防滑移安全性。

2）起重机能力验算时应注意计算模型与实际情况的差异。

起重机械金属结构特点及构造介绍
下面本店铺为大家带来关于起重机械金属结构特点及构造介绍的相关内容，以供参考。

起重机械的金属结构是以金属材料轧制的型钢（如角钢、槽钢、工字钢、钢管等）和钢板作为基本构件，通过焊接、铆接、螺栓连接等方法，按一定的组成规则连接，承受起重机的自重和载荷的钢结构。

金属结构的重量约占整机重量的40%～70%左右，重型起重机可达90%；其成本约占整机成本的30%以上。

金属结构按其构造可分为实腹式（由钢板制成，也称箱型结构）和格构式（一般用型钢制成，常见的有根架和格构柱）两类，组成起重机金属结构的基本受力构件。

这些基本受力构件有柱（轴心受力构件）、梁（受弯构件）和臂架（压弯构件），各种构件的不同组合形成功能各异的起重机。

受力复杂、自重大、耗材多和整体可移动性是起重机金属结构的工作特点。

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第十章塔式起重机的金属结构塔式起重机是各种工程建设，特别是现代化工业与民用建筑中主要的施工机械。

金属结构是塔式起重机的重要组成部分，通常，其重量占整机重量的一半以上，耗钢量大。

作为整机的骨架，起重机的各种工作机构及零部件安装或支承在金属结构上，金属结构承受起重机的自重以及工作时的各种外载荷。

因此，合理设计塔式起重机的金属结构，对减轻整机自重，提高性能，扩大功用和节省钢材都有重要意义。

第一节塔式起重机的金属结构及计算载荷塔式起重机金属结构的基本组成构件包括：塔身、塔头或塔帽、起重臂架、平衡臂架（或活动支撑）、回转支承架、底架、台车架等（图10-1）。

对于特殊的塔式起重机，由于构造上的差异，部件也有所增减。

图10-1 上回转式塔式起重机图10-2 下回转式塔式起重机1—行走台车；2—门架；3—塔身；4—臂架；5—平衡臂架；6—塔顶；7—塔帽。

为了获得大的起升高度和工作幅度，臂架都连接在塔身的上端。

平衡臂或活动支撑是为了减少塔身所承受的较大弯矩，通常连接在臂架反侧的塔身上端，塔身下端固定在底架上。

一、塔身结构塔式起重机种类繁多，塔身结构亦有多种型式。

按照塔身和臂架之间的相互关系，塔式起重机可分为上回转式和下回转式两大类（图10-1、10-2），其中，上回转式又可分为普通上回转式和自升式（图10-3）两种。

图10-3（a）附着式图10-3(b) 内爬式（c）筒体式图10-3 自升式塔式起重机所谓上回转式塔式起重机，就是将回转部分装设在塔机的上部，塔身固定不动，这种塔身主要承受轴向力和弯矩。

由于上部旋转，塔身不转，所以塔身的受力情况随臂架的不同方位而变化，塔身杆件应按最不利载荷工况计算。

所谓下回转式塔式起重机，其回转部分设置在塔机的下部，臂架直接铰接在塔身的上端，塔身与臂架一起回转。

工作机构和平衡重安装在塔身下端的旋转平台上，转动塔身的头部构造依起重机的型式而变化。

如果牵引绳能保证在臂架的各种倾角位置都平行于塔身，并且又能合理确定塔顶尺寸和变幅钢丝绳的缠绕参数时，则起升质量与臂架自重只在塔身上产生轴向压力，塔身受力情况好。

起重机械金属结构目录1、典型金属结构的识别2、主要受力焊缝及缺陷（裂纹）的识别3、金属结构件螺栓和销轴连接型式及常见缺陷一、典型金属结构的识别（一）授课要求：1、了解起重机械（桥、门式起重机、塔式起重机、门座起重机等）的主要组成；2、了解（薄壁箱型结构、桁架结构）主要受力结构件基本型式、组成、作用及基本要求，受力模式，材料选用原则等；3、了解主要受力构件缺陷（失稳、腐蚀、裂纹、变形）及报废条件。

4、了解《起重机械安全监察规定》中主要受力结构件的制造要求（二）情景例题1、根据下图（通用桥式起重机薄壁箱型结构图）指出各序号所指结构件名称，并根据图中轨道布置位置说出该主梁的型式。

①和②的作用分别是什么起重机主要受力结构件可否委托加工，有何规定参考答案：①大加筋板（横向加劲肋）②小加筋板（短横向加劲肋）③上盖板④水平加筋板（纵向加劲肋）⑤腹板⑥下盖板型式：正轨箱型梁①大加筋板的作用：保持腹板的局部稳定性。

②小加筋板的作用：使小车的轮压更直接地传到腹板上去，并进一步增加腹板的局部稳定性。

制造单位不得将主要受力结构件（主梁、主副吊臂、主支撑腿、标准节，下同）全部委托加工或者购买并用于起重机械制造。

主要受力结构件需要部分委托加工或者购买的，制造单位应当委托取得相应起重机械类型和级别资质的制造单位加工或者购买其加工的主要受力结构件并用于起重机械制造。

2、如图为桥式起重机主梁结构图。

请问为什么主梁端部下盖板向上倾斜水平加筋板的作用并说明一般情况下上、下盖板的厚度有什么不同，为什么答：为了减轻重量，根据主梁的受力特点做成等强度梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线形。

但为制造方便，通常腹板中部为矩形，两端做成梯形，同时使下盖板两端向上倾斜。

水平加筋板也是为了增加腹板的局部稳定性。

同时也有利于对腹板不平度的控制。

一般情况下上盖板厚度大于下盖板，因为上盖板受压，下盖板受拉，由于上盖板受压要考虑受压构件的局部稳定性，即考虑稳定系数，所以一般情况下上盖板厚度大于下盖板。

起重机总体设计及金属结构设计龙门式起重机的总体设计包括以下内容：确定总体方案，选择主要参数，确定计算载荷，计算压轮和稳定性。

起重机的设计参数是指：起重量Q(t)、跨度L(m)起升高度H(m)起升速度q V (m/min)、小车运行速度o V (m/min)和工作级别等。

起重机的设计参数是指：有无电源(交流或直流)、工作地点(室内或室外)、最大行程以及工作环境(温度、湿度、有无煤气或酸气)等。

其它要求：如起重机所占空间的限制、司机室的型式(敞开式或封闭式)、司机室的位置(在桥梁中间或一端)、司机室的高度、操纵方式(手动、电动，遥控)等。

龙门起重机的总体方按和基本参数确定：龙门起重机广泛用于各种工矿企业、交通运输和建筑施工。

主要在露天贮料场、建筑构件加工场、船坞、电站、港口和铁路货站等处，用其装卸及搬运货物、设备以及建筑构件安装等。

一、门架的结构型式：采用板梁结构。

由于板梁结构制造方便，采用这种型式的门式起重机占多数。

门架可制成双腿(全门架)，门架主梁与支腿的选择是刚性连接的。

门架采用双梁。

门架结构是板梁式箱形结构。

双梁箱形结构门架的支腿制成“八”字型。

二、门架的主要尺寸的确定： 箱行结构箱行主梁的截面以矩形截面。

门式起重机的主梁高度L H )201~151(=：当采用两条刚性支腿时，取L H )251~151(=，H B )31~21(=，采用单箱型时，取H B )1~32(=。

对于支腿，腿高h 由所要求的门架净空尺寸确定。

刚性支腿的上部连接按箱形结构宽度H b ≥(主梁高度)确定；柔性支腿的上、下部和刚性支腿的下部连接按门架下横梁宽度及具体结果确定。

考虑到起重机沿大车轨道方向稳定性的要求，门式起重机的轮距o L K )61~41(=，o L 为主梁全长。

三、门式起重机的载荷及其组合： 1．载荷作用在门式起重机上的载荷有：起重载荷、门架自重、小车重量、电气设备及司机室等自重；小车惯性力(由大、小车制动时产生的)，大车惯性力(大车制动时产生的)、大车偏斜倾向力及风力等。