门式起重机基本结构

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。

门式起重机主要由以下部分组成：
1.大臂组：门式起重机的主要工作部分，由斗轮、斗架、斗和升降机构组成。

大臂组可沿着门式结构长轴方向行走，同时可以上下移动，实现对货物的起重和放置。

2.塔架组：门式起重机的支撑部分，由立柱、横梁、斜撑等构件组成。

塔架组在安装大臂组时，应根据实际需求进行调节，以确保起重机可靠性和安全性。

3.起重机机构：门式起重机的核心部分，主要由鼓轮、钢丝绳、滑车等部分构成。

起重机机构能够将大臂组牵引并提起货物，通过滑车和钢丝绳的协调作用，实现对货物的升降、悬挂和转动等操作。

4.行走机构：门式起重机的移动部分，通常由驱动装置、齿轮机构和车轮等部分组成。

行走机构能够将整个起重机绕轴旋转，并按需自由行走。

此外，门式起重机还有一些其他的组成部分，例如金属结构（如桥架、臂架和门架等）等。

金属结构是门式起重机的骨架，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。

（一）桥式起重机门式起重机桥（门）式起重机主梁、端梁、平衡梁（支腿）、小车架不应有裂纹和明显变形; 腐蚀超过原厚度的10%应予报废。

主梁跨中上拱度应为：（0.09%〜0.14%） S,且最大上拱度应控制在S/10范围内; 主梁跨中的下挠值应控制在跨度1/700范围内；端梁有效悬臂处的上翘度应为:（0.9/350〜1.4/350） L1或L2 （S：表示跨度；LI、L2：表示有效悬臂长度）。

刚性支腿与主梁在跨度方向的垂直度应为hlWHl/2000（hl：表示下沉深度；H1：表示起升高度）。

通用门式起重机跨度极限偏差应为：当SW26m时，△s=±8mm,相对差不应大于8mm；当S>26m时，△s=±10mm,相对差不应大于10mm。

行走机构应符合下列规定：接头处的高低差不应大于1mm；接头处的头部间隙不应大于2mm；接头处的侧向错位不应大于1mm；对正轨箱形梁及半偏轨箱形梁，轨道接缝应放在筋板上，允许误差不应大于15mm；两端最短一段轨道长度应放在不小于1.5m处加挡铁；轨道纵向坡度不应超过0.5%；固定轨道的螺栓和压板不应缺少，垫片不应窜动，压板应固定牢固；轨道不应有裂纹或严重磨损等影响安全运行的缺陷；传动系统的驱动轮应同向同步转动。

制动及安全装置应符合下列规定：运行终点应设置四套终点止挡架和灵敏、有效的行程限位装置；各限位器应齐全、灵敏、有效；导绳器移动应灵活，自动限位应灵敏可靠；外露传动部分防护罩（盖）应完好齐全；应装有防雨罩；进入起重机的门和司机室到桥架上的门，应设有电器连锁保护装置，当任何一个门打开时，起重机所有机构均应停止工作；大车轨道铺设在工作面或地面时，起重机应设置扫轨板；扫轨板距轨面不应大于10mm；应设置非自动复位型的紧急断电开关，并保证司机操作方便；在主梁一侧落钩的单主梁起重机应设置防倾翻安全钩；小车正常运行时，应保证安全钩与主梁的间隙适宜，运行不应有卡阻；吊运炽热金属的起升机构应装两套高度限位器，两套开关动作应有先后，并应控制不同的断路装置或采用不同的结构形式，功能应可靠、有效；桥式起重机司机室位于大车滑线端时，通向起重机的梯子和走台与滑线间应设置防护板；滑线端的端梁下，应设置防护板。

门式起重机结构的设计与分析作者：谢益忠来源：《科学与财富》2014年第06期摘要：门式起重机是我国应用范围相当广的起重机械之一，其迎风面积小和结构轻巧的特点面对频繁的拆卸、维修、安装都显得尤为重要，对于承受起重机运行荷载及其自重更是目前较为合理和经济的形式。

本文通过对我国现有门式起重机结构设计的参考，设计了一种桁架结构门式起重机结构。

该结构主要采用管桁结构，由无缝钢管焊接而成，无高强螺栓而采用的是销轴连接方式，且同时运用于大车轨道的连接，达到了抗风性能强、维护简便、排水便利的优点，减轻了啃轨对轨道造成的破坏。

关键词：门式起重机；设计与分析；有限元分析；瞬态分析一、门式起重机结构设计本文采用桁架作为起重机的主体结构，其迎风面积小和结构轻巧的特点面对频繁的拆卸、维修、安装都显得尤为重要，对于承受起重机运行荷载及其自重更是目前较为合理和经济的形式。

如图1所示，本门式起重机的主梁采取倒三角管桁架结构，再与由无缝钢管焊接组成的刚性支腿和柔性支腿通过销轴连接而成，具有抗风性能强、维护简便、排水便利的优点，再加上销轴比高强螺栓更加经济节约，施工起来快捷方便，成为了目前前景较好的结构形式。

其次，台车和横梁之间采取的十字轴连接形式，当出现啃轨现象时，整机会偏斜运动，十字连接轴受到偏斜力会在垂直方向稍稍转动，减轻了啃轨对轨道造成的破坏。

起重小车在上主弦的腹杆结构上运行，上主弦承受起小车的水平荷载和风荷载，保证了强度和稳定性。

之所以该结构采用刚柔结合的支腿形式，主要目的还是考虑大跨度门式起重机造成的温度变形影响，同时，为满足桁架刚度及我国规定的运输净空限定，本文将桁架高度取值为3m。

其次，为保证起重机通行宽度，门式起重机的跨度限定于2.8m。

对于悬臂长度，只需在跨度的0.2～0.35范围内即可，该结构取值为10.09m。

二、门式起重机的制造工艺及主梁预拱控制由于门式起重机是由规格不一的无缝钢管组合而成，其节点复杂、焊缝繁多、拱度较难控制及具有较大变形等缺点给工艺带来了不小的困难。

门式起重机的工作结构和安全装置的工作原理门式起重机的工作结构通常由门式架、主梁、起重机械、移动机构以及控制系统等组成。

1. 门式架：门式架是起重机的基础结构，通常由两个垂直立柱和一个水平主梁构成，用于支撑和固定起重机械。

2. 主梁：主梁是起重机的主要工作部分，通常由钢制构件组成，承受起重机械的重量和承载物体的重量。

3. 起重机械：起重机械是起重机的关键部件，用于吊装和移动货物。

常见的起重机械包括电动葫芦、钢丝绳、卷扬机、吊钩等。

4. 移动机构：移动机构用于实现起重机在轨道上的移动，通常由驱动装置、轨道轮等组成。

起重机可以沿着门式架的轨道来回移动，以满足吊运工件的需要。

5. 控制系统：控制系统用于控制起重机的运行，包括起重机的起升、移动、转弯等动作。

通常由操纵室、电气设备和传感器组成。

门式起重机的安全装置主要包括以下几个方面：1. 重载保护装置：当起重机超载时，重载保护装置能够自动切断起重机电源，以确保起重机和操作人员的安全。

2. 行程限位装置：行程限位装置用于限制起重机的行程，防止起重机超过规定的工作范围。

通常有起升高度限位、行走限位等。

3. 安全防护装置：安全防护装置主要用于保护操作人员的安全，包括灯光、警报器、防护栏等，用于警示和防止人员进入危险区域。

4. 限制开关：限制开关用于控制起重机的各项动作，防止发生意外事故。

例如，起重机吊钩抬升到指定高度时，限制开关可以切断起重机电源，防止继续抬升。

5. 多重制动装置：多重制动装置用于确保起重机在停止运行时能够及时停止，并能够保持在停止位置，防止滑动和滑动。

总之，门式起重机的工作结构和安全装置的工作原理是为了保证起重机的安全运行和操作人员的安全。

它们通过限制起重机的工作范围、限制各项动作、防止超载和提供安全防护等方式来实现这一目标。

MET(125t+125t)/10t-38m门式起重机计算书目录一、概述 (3)二、计算依据 (4)三、计算荷载及荷载组合 (4)3.1 起重机的分级 (4)3.2 荷载与荷载系数 (4)3.2.1 常规荷载 (4)3.2.2 偶然荷载 (4)3.2.3 特殊荷载 (5)3.3 荷载组合 (5)四、材料和许用应力 (6)五、计算过程及结果 (6)5.1 计算工况 (6)5.2 计算模型 (8)5.3 计算结果 (9)5.3.1 作业工况一 (9)5.3.2 作业工况二 (11)5.3.3 作业工况三 (14)5.3.4 作业工况四 (16)5.3.5 作业工况五 (19)5.3.6 作业工况六 (21)5.4 结论 (23)一、概述本起重机采用门式结构，跨度38m，起吊高度12m，起升额定荷载为125t+125t,另外配备1台10t电动葫芦作为起重副钩，该起重机使用特点是两小车吊点间距为30m（即吊点距刚、柔支腿距离分别为4m）。

门式起重机主要结构为起重大梁、刚性支腿、柔性支腿、2台天车、走行大车。

起重大梁为三角桁架式结构，共2片，单片大梁重约34t 左右，布置间距为2.8m，桁架之间布置3片连接架，两片大梁上布置轨道，天车在两片大梁之间的空间进行作业。

大梁下与支座梁连接，通过螺栓固定，再与两支腿连接，两支腿均采用钢管结构，两个支腿合计11t左右。

本起重机所用材料除销轴为45#钢外，其余均为Q235钢材。

起重机布置见下图：图1-1 门式起重机布置图根据门式起重机使用情况，列出主要作业工况：1、工况一：门式起重机不考虑风载时，提升地面载荷；2、工况二：门式起重机不考虑风载时，悬吊载荷，走行驱动进行正常的加速或减速工作；3、工况三：门式起重机在工作风载作用下，提升地面载荷；4、工况四：门式起重机在工作风载作用下，悬吊载荷，走行驱动进行正常的加速或减速工作；5、工况五：门式起重机在工作风载作用下，静载实验作业；6、工况六：门式起重机在非工作风载作用下，空载抗倾覆情况。

门式起重机的结构探析门式起重机广泛用于各种工矿企业、交通运输及建筑施工等部门的露天仓库、货场、车站、码头、建筑工地等露天场所，作为装卸与搬运货物、设备以及建筑构件安装等用。

门机是减轻笨重体力劳动，提高作业效率，实现安全生产的起重运输设备，可以在一定范围内垂直起升和水平移动物品．具有动作间歇性和作业循环性的特点，根据门式起重机的不同用选分为通用门式起重机、造船门式起重机和集装箱门式起重机等。

门式起重机主要由门架、小车、大车运行机构、操纵室、电气设各和央轨器等部分组成。

门式起重机的门架由主粱、左右支腿以及横粱构成。

与桥式起重机相比，门式起重机的主要特征是在桥架的一端或两端设有支腿，可直接支承在地基上或沿铺设在地面上的轨道运行，故称其为带腿的桥式起重机。

由于门式起重机可带悬臂，货物吊运和换装方便，不需要占地多、造价高的桥墩，场地面积能充分利用，因此在货场(铁路、码头)的货物装卸中，门式起重机比桥式起重机具有更多的优点。

1 门架的结构型式门式起重机的门架常采用板粱结构和桁架结构。

由于板梁结构制造方便．目前采用这种型式的门式起重机占多数，桁架结构多用于装卸桥。

门式起重机按门架的结构特点来分，有全门式、半门式、单悬臂门式、双悬臂门式等；按其主梁截面型式，可分为箱形单梁、箱形双梁、桁架双梁，万型截面桁架结构以及三角形桁架结构梁等；按主粱与支腿的连接方式，门架可分为两刚性支腿门架及一刚性支腿与一柔性支腿门架，柔性支腿与主梁可采用螺栓连接、柱型铰、球型铰连接。

单主梁门架的支腿常制成”l”型或”c”型，其截面型式也为箱形；双梁门架支腿制成”八”字型或”o”型等。

2 门式起重机尺寸参数确定原则2.1门式起重机的跨度和悬臂长度门式起重机的跨度是指大车行走轨道中心之间的距离。

跨度应根据使用条件和工艺要求而定，普通门式起重机的跨度取18～35m，此时主梁受温度影响及大车运行偏斜的影响相对小，采用刚性支腿，增大水平刚度有利于大车运行。