起重機械金屬構造〔6課時〕

1金屬構造根本方式

2金屬構造主要組成

3資料選用，構造設計與計算

4金屬構造的銜接

四川省特種設備檢驗研討院王河1金屬構造根本方式〔定義〕金屬構造的定義由型鋼和鋼板作為根本元件,按一定的規律用焊接〔或鉚接、螺栓銜接〕的方法銜接起來,可以接受載荷的構造件稱為金屬構造。二十世紀以來，由于鋼鐵、機械制造業和鐵路、港口及交通運輸業的開展，促進了起重運輸機械的開展。對起重運輸機械的性能也提出了更高的要求。現代起重運輸機械擔當著繁重的物料搬運義務，是工廠、鐵路、港口及其它部門實現物料搬運機械化的關鍵。因此起重運輸機械的金屬構造都用優質鋼材制造，并用焊接替代鉚接銜接，不僅簡化了構造，縮短了工期，而且大大地減輕了自重，焊接構造是現代金屬構造的特征。

1金屬構造根本方式〔作用〕起重機金屬構造的作用由金屬資料軋制成的型鋼〔角鋼、槽鋼、工字綱、鋼管等〕及鋼板作為根本元件，彼此按一定的規律用焊接的方法銜接起來，制成根本構件后，再用焊接或螺栓將根本構件銜接成可以接受外加載荷的構造物稱為金屬構造。例如常見龍門起重機的上部主梁和支腿、輪式起重機的動臂和底架等。金屬構造是起重運輸機的主要組成部分。不少起重機就是以金屬構造的外形而命名的，如橋式起重機、龍門起重機、門座起重機、塔式起重機、桅桿起重機等。作為機械的骨架,支承起重機的機構和電氣設備,接受各部分重力和各機構的任務力。將起重機的外載荷和各部分自重傳送給根底。金屬構造：如龍門起重機的上部主梁和支腿(如圖1-1)圖1-1所示的雙梁箱形龍門起重機，吊重Q經過起重小車1的運轉輪傳給上部主梁2，上部主梁2又傳給支腿3，最終經過大車運轉軌道傳給根底。圖雙梁箱形龍門起重機1—起重小車；2—上部主梁；3—支腿

金屬構造：汽車起重機的吊臂、轉臺、車架1金屬構造根本方式〔分類〕起重運輸機金屬構造的分類1.按組成金屬構造根本元件的特點分為桿系構造:由許多桿件焊接而成，每根桿件的特點是長度方向尺寸大，而斷面尺寸較小。常見的桁架式龍門起重機的桁架主梁和支腿、四桁架式橋架、輪式和塔式起重機的桁架動臂〔圖1-8〕都是桿系構造。板構造:由薄板焊接而成。薄板的特點是長度和寬度方向尺寸較大，而厚度很小，所以板構造亦稱薄壁構造。箱形龍門起重機的上部主梁和變截面箱形支腿。汽車起重機的箱形伸縮臂和支腿〔圖1-9〕都是板構造。圖1-8塔式、輪式起重機桁架動臂桿系構造：由型鋼焊接而成。如圖1-8。

板構造：由薄板焊接而成。如圖1-1、圖1-9。圖1-9汽車起重機箱形支腿1-走行安裝；2-駕駛室；3-轉臺；4-動臂；5-變幅油缸；6-司機室；7-支腿。1金屬構造根本方式〔分類〕2.按起重運輸機金屬構造的外形不同分為橋架構造，門架構造，臂架構造，車架構造，轉柱構造，塔架構造等。這些構造可以是桿系構造，亦可以是板梁構造。如以下圖，幾種常見的外形分類構造。橋架構造門架構造臂架構造定長臂鐵路起重機轉柱構造門座式起重機塔架構造塔式起重機3.按金屬構造的銜接方式分為鉸接構造：鉸接〔用鉸鏈把兩個物體銜接起來〕，鉸接構造中，一切節點都是理想鉸。實踐的起重運輸機金屬構造，真正用鉸接銜接的是極少見的。通常在桿系構造中，假設桿件主要接受軸向力，而受彎矩很小時，稱之為鉸接構造。起重運輸機金屬構造中常用的桁架構造，在設計計算時，視為鉸接構造。剛接構造：剛接構造構件間的節點銜接比較剛勁，在外載荷作用下，節點各構件之間的相對夾角不會變化。剛接構造節點接受較大的彎矩，而不像鉸接構造的節點以為不接受彎矩。如圖1-9。混合構造：各桿件之間的節點，既有鉸接的，又有剛接的。亦稱桁構構造。如圖1-10。1金屬構造根本方式〔分類〕

平面構造：平面構造的作用載荷和構造桿件的軸線位于同一平面內，如圖1-11所示的桁架構造，小車輪壓、構造自重載荷與桁架平面共面，所以此桁架構造屬于平面構造。如圖1-11的桁架構造。空間構造：當構造桿件的軸線不在一個平面內，或構造桿件軸線雖位于同一平面，但外載荷不作用于構造平面〔通常稱為平面構造空間受力〕，處于這兩種情況的構造都稱空間構造。4.按作用載荷與構造在空間的相互位置分為圖1-11平面桁架構造1金屬構造根本方式〔分類〕圖1-11平面桁架構造

1金屬構造根本方式〔計算簡圖〕起重運輸機金屬構造的計算簡圖對起重運輸機金屬構造進展強度、剛度和穩定分析時，我們常用一理想的力學模型來替代實踐的構造物。這種力學模型稱為起重運輸機金屬構造的計算簡圖。對構造物進展簡化時，應使計算簡圖盡能夠接近實踐情況，而留意使計算任務盡量簡單。將實踐的金屬構造簡化成計算簡圖，包括構造本身的簡化、支座的簡化和作用載荷的簡化。構造本身簡化時，構件用其軸線來替代，變截面構件近似地視為等截面構件，桿件之間的節點，根據金屬構造的類型，簡化為鉸接點或剛接點。圖1-14活動鉸支座的典型構造和簡圖圖1-15固定鉸支座的典型構造和簡圖

例：將圖示單主梁龍門起重機金屬構造,簡化為計算簡圖。圖1-16單主梁龍門起重機金屬構造計算簡圖(a)構造圖;(b)主梁計算簡圖;(c)支腿計算簡圖(a)例：將圖示桁架式吊臂簡化為計算簡圖。(a)(b)(c)圖桁架式吊臂構造計算簡圖(a)構造簡圖;(b)變幅平面計算簡圖;(c)旋轉平面計算簡圖1金屬構造根本方式〔開展趨向〕對起重運輸機金屬構造的要求及其開展趨向一、設計計算實際的研討和改良到目前為止，在起重運輸機金屬構造設計中，我國仍采用許用應力計算法。這種方法運用起來比較簡便，但其缺陷是對不同用途，不同任務性質〔受力情況〕的金屬構造采用同一的平安系數，而且平安系數往往偏大或過小。因此，按許用應力計算法設計的起重機金屬構造，或者多耗費金屬資料或者平安程度較低。隨著消費開展的要求，實驗研討任務的開展，促進了計算實際的改良和開展。近年來出現了不少新的計算方法，提出許多新的數據、參數、系數和公式。這些方法正確地思索了載荷的作用性質，鋼材的性能及構造任務特點，如在建筑鋼構造設計領域內采用的以概率論為根底的極限形狀計1金屬構造根本方式〔開展趨向〕算法就是一例。這種計算方法，計算結果比較準確，比較符合金屬構造的實踐任務情況。因此也能更充分地利用鋼材的性能，節省資料。二、改良和發明新型的構造方式在保證起重運輸機任務性能的條件下，改良和不斷發明新型的構造方式，是最有效地減輕起重運輸機金屬構造自重的方法之一1金屬構造根本方式〔開展趨向〕三、改良制造工藝過程廣泛地采用焊接，特別是自動焊和改良工藝過程，運用沖壓焊接鋼板制造起重運輸機金屬構造，既能簡化構造構造，節省資料，又能減少制造安裝的勞動量，縮短工期，從而降低產品本錢。采用焊接構造比鉚接構造可以節省鋼材30%以上，所以用焊接替代鉚接構造被稱為金屬構造設計與制造方法的一大改革。目前消費的起重運輸機金屬構造絕大部分都是采用焊接銜接。運用沖壓焊接鋼板的金屬構造，并用螺栓進展裝配，可以省去許多復雜而繁重的組裝工藝，防止裝配變形，添加構造剛度，保證構造的制造質量。1金屬構造根本方式〔開展趨向〕四、盡量采用先進技術目前，起重運輸機金屬構造的設計和制造任務雖然有了一整套可行的方法和工藝，但仍有許多問題有待進一步研討和改良。在設計方面，如研討采用預應力的方法設計起重機金屬構造，可改善構造的受力形狀，節省鋼材。利用有限元法〔借助電子計算機〕解算復雜的計算問題，能簡化設計過程，加快設計進度且可探求斷裂設計法在起重運輸機金屬構造中應的能夠性。起重機金屬構造的優化設計，把設計任務的主要精神轉到優化方案的選擇方面來，使構造設計任務者由被動的校核設計轉變為積極自動地從各種能夠的設計方案中尋求最優的方案，最優方案可以用數字來表示，用數字來回答以下問題，優化設計是現代起重運輸機金屬構造設計的特征。1金屬構造根本方式〔開展趨向〕五、提高起重機的參數近年來，除消費一些輕、小、簡、廉的起重設備，以滿足各運用部門的需求外，為處理長大笨重貨物〔如冶煉設備、水壩閘門、化工設備、大型船舶、發電設備和火車頭等〕的裝卸，各國消費的起重機有向大噸位、大幅度〔大跨度〕、大高度、高速度方向開展的趨勢，同時要求有靈敏的控制系統，以順應對起重機調速的要求。1金屬構造根本方式〔開展趨向〕六、起重運輸機金屬構造的規范化和系列化起重運輸機金屬構造應設計成有一定規格尺寸的規范零件，便于加工和組裝，并使整個構造系列化，做成定型產品。盡量利用規范工藝，這是簡化設計和制造過程，縮短工期，進展批量消費的關鍵，也是降低產品本錢的有效方法。我國單、雙梁橋式起重機，塔式起重機，輪式起重機及雙梁龍門起重機都有列設計。有關部門正在研討其它類型起重機的定型和系列化問題。鐵路系統也正在進展鐵路常用起重機規范化和系列化的任務。1金屬構造根本方式〔開展趨向〕七、采用輕金屬〔鋁合金〕或高強度構造鋼〔低合金鋼〕制造金屬構造用輕金屬或高強度構造鋼制造起重運輸機構造，是節省資料，減輕構造自重的有效途徑。國外已試制過鋁合金構造的橋式起重機、龍門起重機和輪式起重機的臂架，自重減輕了30-60%。西德制造的鋁合金箱形單主梁橋式起重機，自重比一樣參數的鋼制雙梁橋式起重機減輕70%，從而減輕了廠房構造和支承構造的載荷，降低了整個工業企業投資。我國鋁礦資源豐富，用鋁合金制造起重機金屬構造，具有寬廣的前景。低合金高強度構造鋼如16Mn，已廣泛用于制造各種起重機金屬構造。大噸位輪式起重機的臂架資料，目前國內外廣泛采用屈服限為600MPa～1000MPa的高強度構造鋼。由于材質好，強度高，制造金屬構造可達到體輕、鞏固、耐用。2金屬構造主要組成〔概述〕由于起重機運用范圍非常廣泛，為了順應不同的運用要求和任務條件，設計制造出了各種各樣滿足不同運用要求的起重機，因此起重機的金屬構造也更是款式繁多形狀各異。起重機種類雖然繁多，但根據金屬構造的型式歸結起來不外乎兩大類：一類是橋架類起重機，包括橋式起重機、門式起重機等；另一類是臂架類起重機，包括各種塔式起重機、流動式起重機、門座起重機等。組成這些起重機的金屬構造主要有主要受力構造和輔助構造，主要受力機構包括橋架機構、門架構造、臂架構造、塔架構造、導軌架構造和小車架構造等，輔助構造包括司機室、通道、平臺、梯子和欄桿等。2金屬構造主要組成〔概述〕起重機金屬機構的型式雖然各異，但都是由一些根本受力構件組成的。這些根本受力構件有：〔1〕軸心受力構件，如輪胎起重機人字架的拉壓桿，門座起重機四連桿臂架的大拉桿和八撐桿式門架的撐桿，岸壁裝卸橋前后橋架的拉桿和門架的斜撐桿、柔性支腿等；〔2〕受彎構件，如橋架類起重機的橋架主梁和端梁，臂架回轉起重機轉臺和車架的縱梁和橫梁等；〔3〕壓彎構件，如流動式起重機的臂架，門座起重機的主臂架與轉柱，門式起重機和裝卸橋的剛性支腿等。2金屬構造主要組成〔分類〕以上根本構件按照其受力大小和外形尺寸大小可分為格構式、實腹式和混合式三種型式。格構式構件：是由型鋼、鋼管和組合截面桿件銜接而成的桿系構造，通用門式起重機的主梁及支腿和圖2.2所示塔式起重機的塔身及吊臂均為格構式構造。格構式構件適用于受力相對較小，對外形尺寸要求不大的場所，以減輕構件的自重，其缺陷是制造工藝復雜，不便于采用自動焊，節點處應力集中較大等。2金屬構造主要組成〔分類〕實腹式構件：主要由鋼板組成，有開口截面構件和閉口截面構件之分，前者也稱為板式構件常做成雙軸對稱工字形截面或有加強翼緣的單軸對稱工字形截面；后者也稱為箱形構件，常做成矩形、梯形或三角形箱形截面，如圖2.3門座起重機的門架和回轉平臺均為實腹式構造。實腹式構件適用于載荷大，對外形尺寸要求大的場所，這樣可較充分發揚構件資料的機械性能。實腹式構件普通自重較大、剛性較差，但制造方便，可采用自動焊，應力集中較小，疲勞強度較高。2金屬構造主要組成〔分類〕混合式構件：部分為實腹式構造，部分為桿系構造。由實腹式主構件和加強桿系組成的桁構式構件，如圖2.3所示的門座起重機的象鼻架。此外有板梁和桁架混合組成的閉口截面構件也屬于混合式構件。混合式構件的特點和運用條件均介于格構式和實腹式構件之間。2金屬構造主要組成〔分類〕所示塔式起重機的塔身及吊臂均為格構式構造。圖2.2塔式起重機2金屬構造主要組成〔分類〕圖2.3門座起重機2金屬構造主要組成〔橋架〕橋架橋架是指供起重小車在其上橫向挪動用的橋架類起重機主要承載構造，或門式和半門式起重機支腿之間的構造件。橋架主要由〔縱向的〕主梁和〔橫向的〕端梁組成。根據主梁構造可分為但單梁式橋架、雙梁式橋架和四桁架式橋架。2金屬構造主要組成〔橋架〕單梁橋架單梁式橋架是一種小型輕便的橋架，適用于小跨度與小起分量的橋式起重機，其起重小車多為電動葫蘆。單梁橋架的構外型式又分為單工字鋼橋架，封鎖截面的單梁橋架以及桁構梁式單梁橋架等2金屬構造主要組成〔橋架〕

1-工字鋼梁2-端梁3-隅支撐〔斜支撐〕4-程度桁架5-副桁架6-加強上弦和支桿7-垂直桁架圖2.4格構式單梁橋架2金屬構造主要組成〔橋架〕雙梁橋架雙梁式橋架構造也有很多種，歸納起來可分箱形雙梁橋架，桁架式雙梁橋架及板梁桁架混合式雙梁橋架等。箱形雙梁式橋架中普通箱形梁橋架，又稱中軌箱形梁橋架用的最普遍。在此根底上，近些年來又開展了一些新型式的箱形梁橋架，如預應力箱形梁橋架，偏軌箱形梁橋架，偏軌空腹箱形梁橋架等。桁架式雙梁橋架比較普遍地采用封鎖型四桁架式橋架，另外還有三角形截面的桁架式橋架。2金屬構造主要組成〔橋架〕

1-主梁2-端梁3-軌道4-走臺5-欄桿6-小車導電架7-端梁接頭圖2.6普通箱形雙梁橋架2金屬構造主要組成〔門架〕門架起重機的橋架裝設有支腿時，便構成了起重機的門架，由于各行業對門式起重機的運用和性能要求不同，門架構造構外型式也就出現了各種不同的型式。下面就門架構造中的橋架構造和支腿構造的主要構外型式以及它們之間的銜接方式做簡單引見。橋架的構外型式〔1〕按懸臂有無情況可分為無懸臂〔圖2.8a〕、單懸臂〔圖2.8b〕和雙懸臂〔圖2.8c〕三種。大部分懸臂是固定的，但有的可以仰俯擺動，主要用于裝卸橋和岸邊集裝箱門式起重機。2金屬構造主要組成〔門架〕圖2.8門式起重機2金屬構造主要組成〔門架〕〔2〕按主梁截面方式分為三角形桁架截面，三角形箱形截面，矩形桁架截面，矩形箱形截面，矩形〔板梁、桁架〕混合截面，梯形桁架截面和梯形箱形截面等，統稱為閉式單“梁〞構造；Π形桁架截面，Π形板梁截面，U形桁架和其它型式的開口截面等，統稱為開式單“梁〞構造〔如圖2.9〕；雙三角形桁架截面，雙矩形桁架截面，雙矩形混合截面和雙矩形箱形截面等，統稱為雙“梁〞構造。〔3〕按橋架配備拉桿的情況分為無拉桿式、固定拉桿式和折疊拉桿式，固定拉桿式用于加強梁的強度和剛性折疊拉桿式用于支撐可擺動的懸臂。2金屬構造主要組成〔門架〕支腿的構外型式〔1〕按支腿的配置情況分：有單支腿，雙支腿和高矮支腿三種。單支腿的門式起重機稱為半門式起重機，其無支腿一側的大車行走機構沿鋪設在廠房、倉庫等起重機公用軌道或特設的高架橋軌道上運轉。具有高矮支腿的起重機是為順應地形要求而專門設計的。當門式起重機兩側支腿的最大腿壓〔或根底的許用輪壓〕相差甚大，而需求采用不同層數的運轉臺車時，也可以采用高矮支腿的方案。〔2〕按支腿性質分：有空間剛性支腿和平面柔性支腿兩種。間剛性支腿具有良好的空間剛性，既能接受支腿平面內的程度載荷〔起重機橫向程度載荷〕，又能接受門架平面內的程度載荷〔起重機的縱向程度載荷〕；柔性支腿在門架平面內〔垂直于支腿平面方向〕的剛性很差，因此只能接受支腿平面內的程度載荷。大跨度〔跨度大于25m〕的門式起重機常采用一個剛性支腿，一個柔性支腿，以防止因溫度變化而產生的卡軌景象〔圖2.11〕。2金屬構造主要組成〔門架〕〔3〕按支腿型式分：有L形、C形、O形和U形的等箱形開式支腿；有小車通道和沒有小車通道的實腹閉式支腿和箱形閉式支腿等。L形和C形支腿主要用于單主梁門式起重機〔圖2.12〕，O形和U形支腿用于雙梁門式起重機〔圖2.13〕，其中U形支腿在輪胎式集裝箱式門式起重機中得到廣泛運用。2金屬構造主要組成〔門架〕2金屬構造主要組成〔門架〕支腿和橋架的銜接〔1〕剛性銜接剛性銜接常采用焊接銜接或螺栓銜接。焊接銜接在桁架構造和箱形構造中均有采用。但為了施工和安裝方便，在支腿和橋架的銜接部位常設置安裝接頭。〔2〕鉸接銜接剛性支腿的鉸接銜接常采用垂直柱鉸銜接。這種銜接允許橋架相對于剛性支腿繞鉛垂軸轉動，但仍堅持繞其他兩根〔程度〕軸相對轉動的約束和三個方向相對挪動的約束。柔性支腿的鉸接銜接常采用程度銷軸銜接和球鉸〔圖2.15〕加帶腰圓孔的垂直銷軸銜接。2金屬構造主要組成〔門架〕2金屬構造主要組成〔臂架〕臂架臂架是支持起被吊物品和構成一定的作業空間，保證起重機取物安裝獲得必要幅度和/或起升高度的構造件。臂架的運用臂架是臂架類起重機的重要組成部分。由于它在整臺機械中占據空間小而效力面積大，作業方式機動靈敏，可滿足不同的運用要求，因此廣泛地運用于各種臂架類起重機械中。例如，塔式起重機、門座起重機、汽車起重機、輪胎起重機、履帶起重機、鐵路起重機、旋臂式起重機、浮游起重機等。2金屬構造主要組成〔臂架〕臂架的分類〔1〕按運用要求分類按運用要求不同，臂架可分為變幅式和定幅式兩種。變幅臂架經過改臂架的傾角來改動起重機的幅度；定幅臂架本身不能俯仰，只能借助于起重小車運轉來來改動幅度。〔2〕按臂架的型式分類1〕按組成型式分類①單臂架它是一根單獨的構件〔如圖2.16〕，根據用途不同，其外形有直線形、折線形和曲線形幾種。汽車起重機中廣泛運用的液壓式伸縮直臂架也是單臂架的一種。②鉸接組合臂架它是由假設干剛性構件用鉸鏈銜接組合而成的整體臂架，經過合理選擇鉸點位置和改動構件幾何尺寸來滿足不同運用要求〔圖2.17〕2金屬構造主要組成〔臂架〕2金屬構造主要組成〔臂架〕2〕按構外型式分類①桁架式臂架有三弦桿格構式和四弦桿格構式兩種，其中四弦桿格構式臂架側向剛性大，自重輕，用于旋轉速度較大的裝卸作業用輪胎起重機和履帶起重機，三弦桿格構式臂架主要用于塔式起重機等。另外，桁架式單臂架也廣泛用于門座起重機中。②無斜桿臂架它主要用于船舶起重機和小型門座起重機中。③實腹式臂架它主要用作門座起重機的組合臂架和輪胎式起重機伸縮臂。2金屬構造主要組成〔臂架〕3〕按受力特點分類①受壓臂架它利用固定在臂架頂端〔或很接近頂端〕的變幅繩來實現臂架的俯仰變幅。臂架在頂端懸吊載荷起升繩、變幅繩的拉力作用下，主要接受軸向力〔臂架本身重力和風力產生的彎矩相對不大〕，因此其側面尺寸遠比臂長和寬度小，通常設計成中間等高而兩端減少的外形。影響這種臂架承載才干的主要要素是整體穩定性。2金屬構造主要組成〔臂架〕②壓彎臂架這類臂架通常靠銜接在臂架中下部和后部的變幅連桿〔如齒條、螺桿、液壓缸等部件〕的牽引運動實現臂架變幅，因此臂架的前段構成懸臂形狀，在載荷作用下臂架接受彎曲和很大的軸向力。這種臂架側面高度普通都比較大且做成變截面型式的構外型式。臂架的整體穩定性、強度和剛度都對其承載才干有重要的影響。③受彎臂架借助沿臂架運轉小車來實現變幅的起重機程度臂架，它主要接受橫向彎曲作用。2金屬構造主要組成〔臂架〕由于臂架自重在起重機整機自重中占有較大比重，因此臂架自重是影響提高起重才干、減輕起重機上部構造自重的主要要素；而臂架構外型式的選擇及其主要尺寸確實定，不僅直接影響起重機的運用要求〔如幅度、起升高度〕，而且還會影響起重機的整機性能〔如傾覆穩定性等〕。因此，應根據起重機的運用要求合理地選擇臂架型式和尺寸。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕塔架〔塔身〕塔架也叫塔身，是指起重機上支撐臂架和/或回轉平臺，并保證臂架根部必要高度的垂直構造件。塔架主要作為塔式起重機支撐構架，塔架的構外型式是與起重機的型式密不可分，因此由于塔式起重機類型的多樣化也決議了塔架構造的型式多樣，下面從不同的角度來討論塔架的分類。

2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕1.按塔身任務情況分類〔1〕固定塔身塔身固定在塔式起重機下部支承上，下部支承是在軌道上挪動的門架，或者是固定在根底上的支架。塔身頂部的塔帽套裝在塔架上，借助回轉機構，使塔帽繞著塔架轉動，臂架及平衡臂都鉸接在塔帽上，為上回轉式〔圖2.19a〕。塔架除了接受軸向力外，還接受彎矩。為了減小塔架上的彎矩以及維持整機傾覆穩定性，在臂架的另一側裝設放置有平衡重的平衡臂，使塔身在滿載時向前彎曲，空載時向后彎曲。雖然如此，塔身還是接受相當大的不平衡力矩。2〕轉動塔身這類起重機將臂架直接鉸接在塔架頂上，平衡重布置在塔架下部回轉平臺上，經過平行于塔架軸線的牽引繩與臂架尾端銜接，如圖2.20所示。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕為使一種型式的起重機可以適用于更多的工況，目前多設計成三用或四用的自升式塔式起重機，即經過改換或增減一些部件或輔助安裝，可分別用于以下四種情況：1〕附著式塔式起重機將塔架下端固定在地基上，塔架用錨固安裝附著在建造物上，從使塔式起重機所接受的橫向力，經過錨固安裝傳到建筑物上。2〕軌道式自升塔式起重機將塔架固定在沿軌道運轉的支架上，由于起重機受塔架的強度、壓桿穩定性和整機傾覆穩定性的限制，塔架高度比附著式塔式起重機的小。3〕獨立固定式塔式起重機將塔架固定在預制的安裝根底上。4〕內爬式塔式起重機將塔身經過固定安裝固定在建筑物的電梯井道內。這種四用起重機的塔架采用等截面的桁架式或實體構造，塔架用多段規范節拼接而成。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕〔2〕轉動塔身這類起重機將臂架直接鉸接在塔架頂上，平衡重布置在塔架下部回轉平臺上，經過平行于塔架軸線的牽引繩與臂架尾端銜接，如圖2.20所示。由于那么物品重力及臂架重力在塔架上只產生軸向力，因此塔架受力情況好。平衡配重及回轉機構配置在下部回轉平臺上，重心低，抗傾覆穩定性好；任務時塔式起重機的塔架與臂架一同回轉，塔架各構件受力形狀根本不變。但這種構造對回轉支承安裝的加工精度要求高，轉臺尺寸較大，其尾部回轉時占據的空間大，此外由于塔身回轉，而不能與建筑物附著。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕2.按構外型式分類〔1〕桁架式塔身目前大多數塔式起重機的塔架都是桁架式構造。它是由型鋼或鋼管焊接成的空間桁架，截面多為正方形或矩形。1〕正方形等截面塔架正方形等截面塔架是由型鋼〔或鋼管〕焊接成的空間桁架構造，根據安裝及運輸的要求可做成一定長度的規范節，安裝時用螺栓或銷軸進展銜接。2〕正方形變截面固定塔架固定塔架接受彎矩和軸向力，在風力和慣性力作用下，其彎矩由上而下逐漸增大。為順應這種受力特點，將塔架做成變截面構外型式，下部截面尺寸較大，上部截面尺寸較小，中間為銜接上下部的過渡截錐體，塔架頂部做成正方形錐體，用以支承塔帽。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕3〕塔頂支架向后偏置或向前偏置的可回轉塔架要由塔式起重機的總體布置及組立方法而定。通常塔架是正方形截面的空間桁架構造，由角鋼組焊而成。為了便于安裝、裝配及分段運輸，可將整個塔架分成數段，各段之間采用法蘭盤銜接。為了添加塔架的空間剛度，在各段端部加設橫向撐桿，在塔架頂部變截面處加設槽鋼焊成的箍圈。4〕伸縮塔架塔架是由兩段空間桁架套裝在一同，能迅速地組立，便于運輸。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕〔2〕管型塔架筒體附著式塔式起重機的筒體塔架規范段構造。筒內有加勁環和加勁肋板，上下端為帶凹凸止口的銜接法蘭，以利于定位安裝。在筒內還裝有供人員上、下之用的爬梯。為防止妨礙爬升，爬升式塔式起重機的爬梯多布置在內部，以防止運輸時將梯子碰壞。但筒體上要開設人員出人孔。由于出人孔大大地減小了塔身的截面積，因此出入孔需求用鑲邊來加強并盡量減少應力集中。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕塔架規范節之間接頭的型式對于塔架構造，或者由于運輸上的需求，或者由于用同一設備順應不同高度的需求，或者是爬升式構造，都需求做成許多段規范節，在組裝時銜接在一同，所以要求這種接頭平安可靠、經濟適用和拆裝迅速。目前常用的接頭型式有三種。1〕法蘭盤或法蘭套柱螺栓銜接法蘭盤螺栓銜接接頭自重較大，螺栓多，拆裝費事。在接頭處必需有能接受橫向力的抗剪構造，例如加設一個抗剪環，或在法蘭上開一個“止口〞以接受橫向載荷。另外，需求用定值力矩扳手對螺栓進展預緊，這對于銜接受拉弦桿的螺栓更為重要。預緊的作用有二：一是在額定的外載荷作用下受拉的弦桿接頭處不要產生過大的縫隙；二是為了改善螺栓受變化載荷的循環特性。據統計，螺栓銜接事故有90%是由于變化載荷作用所引發的。2金屬構造主要組成塔架〔塔身〕2〕銜接板螺栓銜接采用銜接板和螺栓將桿件銜接起來〔可根據桿件受力的大小來確定螺栓的數目。因可采用比較多的螺栓數。故可接受大的載荷。但桿件因螺栓孔而被減弱，拆裝也很費工。3〕插銷式銜接或接板式銷銜接插銷式銜接構造銜接拆裝方便，銷子接受剪切力。由于遭到銷子強度的限制，這種銜接僅適用于800kN·m起重力矩以下的塔式起重機的塔身銜接。插銷式銜接是一種嚴密接觸承壓銜接型式，除應按嚴密接觸承壓和承剪計算銷子外，由于銜接板和耳板孔邊的集中應力很高，還需求計算板的強度。2金屬構造主要組成〔導軌架〕導軌架導軌架是升降機的承載系統和吊籠運轉軌道的支撐架，普通由型鋼和無縫鋼管組合焊接構成格構式桁架構造。截面型式分為矩形和三角面。導軌架由頂架〔頂節〕、底架〔基節〕和規范節組成，規范節的規范高度為1508mm，每節之間經過螺栓銜接，可以恣意互換。齒輪齒條型傳動方式升降機導軌架是由帶有齒條的規范節〔圖2.27〕銜接而成，傳動齒條經過螺栓結合在導軌架一側〔單籠〕或兩側〔雙籠〕。帶對重的升降機的規范節那么裝有對重滑道。為了保證升降機的正常任務，導軌架必需有足夠的強度、剛度和穩定性，并且有與建筑物銜接的扶墻架，附墻架的間隔普通為兩層樓的間距，約為8～9m，導軌架頂部懸臂自在高度為10～11m。導軌架主弦桿接受的壓應力自上而下越來越大，底部根底節的主弦桿應力達最大值，這個截面要進展強度計算，并且導軌架的架設總高度也應有限制。2金屬構造主要組成〔小車架〕小車架1.單主梁起重機小車架單主梁起重機小車架是剛性的焊接構造，其上普通裝有起升機構和小車運轉機構。小車架根據車輪支承情況可有多種方式，常見的有垂直反滾輪式和程度反滾輪小車架式兩種。為保證小車的正常運轉，小車架不僅要有足夠的強度，而且需求有足夠的剛度。在設計小車時應保證空載時小車的重心位于小車自動輪的外側〔即吊鉤一側〕。此外，小車架上還應有欄桿并留有足夠的安裝和檢修空間。2金屬構造主要組成〔小車架〕2.雙主梁起重機小車架雙梁起重機小車式小車架多由兩根端梁及兩根或多根橫梁組成框架構造，上面鋪以鋼板。其構造較復雜，自重較大，重心也較高。普通帶主、副鉤的小車架，縱梁為焊接箱形或工字形梁，橫梁為焊接的箱形。也有采用薄板沖壓件焊接的小車架，小車車輪軸承箱直接固定于橫梁兩端。起分量不大的小車也可以采用方框形小車架，或只需兩根端梁，以卷筒替代橫梁，將兩端梁聯接在一同，使構造大為簡化，并減輕自重，降低小車高度。為了使各任務機構受載后能正常任務，小車架應具有較大剛性，并應有欄桿和安裝、檢修空間，室外任務的小車架還應有防雨罩。2金屬構造主要組成〔司機室〕司機室司機室的構造與安裝位置，應保證司機有良好的視野。司機室普通與橋架固定，并應裝在無滑線一側。司機室的構造有敞開式和封鎖式兩種，假設無特殊要求，室溫在10～40℃的廠房內，任務的司機室普通制成敞開式；在多灰塵和有害氣體的場所、露天及高溫車間任務的司機室，普通制成封鎖式的。司機室內布置支配安裝和司機座椅〔或成套的聯動控制臺〕、照明設備、儀表箱及滅火設備。司機室內應留有足夠的操作和檢修空間，普通應能包容兩人，電氣控制箱等熱源設備普通不布置在司機室內〔除小容量的電氣控制箱外〕，否那么應該采取隔熱措施。根據現場運用需求，在封鎖式司機室內，可安裝取暖和空調設備。司機室的內部尺寸，以滿足視野要求為條件，寬度不宜過大，普通取1.3～1.6m，長度不小于2m，高度不低于1.9m。帶空調設備的司機室內部尺寸普通寬為2m、長2.5m、高2m。司機室內部詳細尺寸根據電氣設備和任務要求確定。

2金屬構造主要組成〔司機室〕對橋式起重機，從司機室通往橋架走臺應設有梯子〔盡量采用斜梯子〕，封鎖式司機室外如有走臺，其門應設計成向外翻開；假設無走臺那么不能外開。司機室的骨架應有足夠的強度和剛度，普通由軋制型鋼和沖壓薄板焊成，地板運用厚20mm左右的木板制成，地板離骨架100mm。人行過道處鋪以4～5mm厚的橡膠板。地板和墻壁內應留有電纜線槽。玻璃窗的玻璃厚度不應小于5mm。玻璃窗的尺寸與位置應保證司機坐著能看到起重機的取物安裝在任何位置的任務情況。根據需求，可設置下視和上視窗口。閉式司機室玻璃窗的設計還應思索擦拭外面玻璃的方便。為減小大車行走時對司機室呵斥的震動，降低司機的任務疲勞強度，司機室的懸掛可采用彈性元件減震。2金屬構造主要組成〔司機室〕露天任務的司機室應有防雨、隔熱措施，在墻壁、地板、天花板內填放隔熱資料。對于低溫地域〔低于-10℃〕還應配取暖設備〔如電熱器等〕，保證氣溫在-25℃時室內溫度堅持在10℃以上。在高溫車間任務的封鎖式司機室應有隔熱、降溫等措施。隔熱措施有：在司機室墻壁內填人不小于40mm，地板內填入不小于10mm的隔熱資料；窗玻璃采用兩層，其間凈空不小于5mm；對直接受熱輻射的玻璃，外層可采用防紅外線的鋼化玻璃；地板和墻壁外面涂有最大反射才干的資料；降溫措施多采用冷風機降溫，使司機室內溫度堅持在25℃以下。在多灰塵和有害氣體場所下的封鎖式司機室應有空氣過濾消毒措施。2金屬構造主要組成〔通道，平臺〕通道、平臺橋架類起重機普通設有通道和平臺，以便于檢修。通道和平臺普通布置成懸臂式〔偏軌、小偏軌箱形構造的雙梁橋架普通不需另設走臺〕，通道和平臺板下加一斜撐，以保證通道和平臺有足夠的剛度，如圖2.34所示。通道和平臺面也可與主梁上翼緣板平面平齊。通道和平臺寬度對于電動起重機不應小于500mm，對人力驅動的起重機不應小于400mm，上面有挪動構件或物體的通道和平臺其凈空高度不應小于1800mm，并且能接受3kN的挪動集中載荷而無塑性變形。為了平安，通道和平臺必需具有防滑性能2金屬構造主要組成〔梯子，欄桿〕梯子、欄桿凡高度差超越0.5m的通行途徑應做成斜梯或直梯。高度不超越2m的垂直面上〔例如橋架主梁的走臺與端梁之間〕，可以設踏腳板，踏腳板兩側應設有扶手。有通道和平臺時必需設置欄桿。1.斜梯斜梯的傾斜角不宜超越65°。特殊情況下，傾斜角也不應超越75°〔超越75°時按直梯設計〕。斜梯兩側應設置欄桿，兩側欄桿的間距：主要斜梯不應小于0.6m；其他斜梯可取為0.5m。斜梯的一側靠墻壁時，只在另一側設置欄桿，欄桿高度不小于1m。梯級的凈寬度不應小于0.32m，單個梯級的高度宜取為0.18m～0.25m，斜梯上梯級的進深不應小于梯級的高度，延續布置的梯級，其高度和進深均應為一樣尺寸。梯級踏板外表應防滑。2金屬構造主要組成〔梯子，欄桿〕2.直梯直梯兩側撐桿的間距不應小于0.40m，兩側撐桿之間梯級寬度不應小于0.30m，梯級的間距應堅持一致，宜為0.23m～0.30m，梯級分開固定構造件至少應為0.15m，梯級中心0.1m范圍內應能接受1200N的分布垂直力而無永久變形。人員出入的爬越孔尺寸，方孔不宜小于0.63m×0.63m，圓孔直徑宜取為0.63m～0.80m。高度2m以上的直梯應有護圈，護圈從2.0m高度起開場安裝，護圈直徑宜取為0.6m～0.8m。護圈之間應由三或五根間隔布置的縱向板條聯接起來，并保證有一根板條正對著直梯的垂直中心線，相鄰護圈之間的間隔：當護圈設置三根縱向板條時，不應大于0.9m，當護圈設置五根縱向板條時，不應大于1.5m。安裝了縱向板條的護圈在任何一個0.1m的范圍內應可以接受1000N的分布垂直力，不允許有永久變形。除非提供有其他適宜的把手，直梯的兩邊撐桿至少要比最上一個梯級高出1.0m，當空間受限制時此高出的高度也不應小于0.8m。裝在構造內部的直梯，假設構造件的布置可以保證直徑為0.6m的球體不能穿過，那么可不設護圈。直梯每10m至少應設一個休憩平臺。假設空間不夠，可以將平臺靠在整個延續直梯的旁邊。直梯的終端宜與平臺平齊，梯級終端踏板或踏桿不應超越平臺平面。如梯子在平臺處不中斷，那么護圈也不應中斷，但應在護圈側面開一寬為0.5m、高為1.4m的洞口，以便人員出入。2金屬構造主要組成〔梯子，欄桿〕3.欄桿欄桿的設置應滿足以下要求：〔1〕欄桿上部外表的高度不低于1m，欄桿下部有高度不低于0.1m的踢腳板，在踢腳板與手扶欄桿之間有不少于一根的中間橫桿，它與踢腳板或手扶欄桿的間隔不得大于0.5m；對凈高不超越1.3m的通道，手扶欄桿的高度可以為0.8m；〔2〕在手扶欄桿上的恣意點恣意方向應能接受的最小力為1000N，且無永久變形。〔3〕欄桿允許開口，但開口處應有防止人員跌落的維護措施；〔4〕在沿建筑物墻壁或實體墻構造設置的通道上，允許用扶手替代欄桿，這些扶手的中斷長度〔例如為讓開建筑物的柱子、門孔〕不宜超越1m。3資料選用，構造設計與計算(資料)起重運輸機金屬構造常用資料的分類和性能金屬構造是起重運輸機的重要組成部分之一。金屬構造資料的選用直接關系到起重運輸機的任務能否平安、經濟。起重運輸機的任務非常繁重，經常接受變化的動力載荷和沖擊載荷，而且任務環境普通較差，因此，要求金屬構造的資料有較高的強度，材質均勻而且有良好的塑性；當起重運輸機金屬構造在低溫下任務時，資料還必需有足夠的沖擊韌性,斷裂韌性由于起重運輸機金屬構造多采用焊接構造，故要求資料具有良好的可焊性。此外，還要求起重運輸機金屬構造的資料有較好的時效性和防腐性。3資料選用，構造設計與計算(資料)目前，起重運輸機金屬構造主要構件所用的資料有普通碳素鋼、優質碳素構造鋼、普通低合金鋼、合金構造鋼。金屬構造的支座常用鑄鋼。金屬構造的聯接分為焊接和螺栓聯接二大類。焊條或焊絲型號應與主體金屬強度相順應，對任務級別高、接受動載的構造焊縫，必需保證焊條或焊絲資料有足夠的韌性和塑性。螺栓聯接的常用資料應符合GB3098-82<緊固件機械性能>的規定。3資料選用，構造設計與計算(資料)起重運輸機金屬構造常用資料的分類和性能手工焊時，焊條應符合GB5117-85碳鋼焊條要求。運用埋弧自動焊時，應采用能保證焊縫性能與主體金屬資料性能一樣的焊絲及對應的焊劑。采用氣體維護焊時應選用保證焊縫質量與主體金屬資料性能類似的實心焊絲或藥芯焊絲。焊接碳素鋼和低合金構造鋼時，可采用二氧化碳〔CO2〕氣體維護焊。金屬構造常用焊條，焊絲及焊劑可參見表2-1〔a〕3資料選用，構造設計與計算(資料)3資料選用，構造設計與計算(資料)普通螺栓聯接采用碳素構造鋼或優質碳素構造鋼為資料。在常溫下〔－20℃以上〕任務的起重機采用鉸制孔的螺栓和螺母，可運用Q235碳素構造鋼。在－20℃以下任務時，應選用20號優質碳素構造鋼為螺栓螺母資料。鉸制孔的螺栓可用20號優質碳素構造鋼制造，螺母資料可用Q235碳素結構鋼，對于承載大的重要螺栓聯接宜采用35號或45號優質碳素構造鋼，并經調質處置。3資料選用，構造設計與計算高強度螺栓聯接根據其運用場所采取不同的資料。起重機用高強度螺栓、螺母的和墊圈的資料見表2-1(b)。3資料選用，構造設計與計算(資料)碳素構造鋼是一種低碳鋼，用于金屬構造的低碳鋼含碳量不超越0.22%。低合金鋼也是一種低碳鋼，它含有不超越2.5%的合金元素〔錳、硅、銅、鎳、硼等〕。按冶煉方法的不同，構造鋼分為平爐鋼、轉爐鋼和電爐鋼。轉爐鋼又分為酸性轉爐鋼和堿性轉爐鋼。平爐鋼的質量較好，其機械性能和化學成分比較穩定是起重機金屬構造的常用鋼材。轉爐鋼的鋼材含有較多的氣泡、雜質〔硫、磷〕和有害氣體〔氧、氮〕，材質不勻，易裂，可焊性差。因此，轉爐鋼不允許用于常在露天或低溫下任務的起重機金屬構造上。目前，國內轉爐鋼的產量較大，假設能保證其機械性能和化學成分不次于平爐鋼時，普通起重機的金屬構造，也可以用轉爐鋼。電爐鋼質量最好，但價錢較貴，起重機金屬構造極少采用。3資料選用，構造設計與計算(資料)按照鋼錠澆鑄的方法，構造鋼材可以分成鎮靜鋼和沸騰鋼。鎮靜鋼質優而勻，塑性和韌性都好，沸騰鋼是脫氧不完全的鋼，塑性和韌性較差。用這種資料制成的焊接構造，受動力載荷作用時，接頭易出現裂痕。沸騰鋼還有時效硬化景象，不宜用在低溫下任務的起重機金屬構造上。從經濟觀念來看，由于沸騰鋼未經很好的脫氧，因此省去大量昂貴的脫氧劑，冶煉時間短，所以其本錢較低。用沸騰鋼軋制成型材和板材時，其內部的氣泡能夠被壓合，并構成堅實的外殼。所以在普通情況下，其強度并不比鎮靜鋼低太多。因此，在常溫下任務的起重機金屬構造也可用沸騰鋼制造。近年來對沸騰鋼的質量進展了大量的研討，并采取有效措施，進一步提高了它的質量，為擴展沸騰鋼在起重機金屬構造中的運用范圍提供了科學根據。3資料選用，構造設計與計算(資料)普通碳素鋼Q235是制造起重機金屬構造最常用的資料。根據化學成分和脫氧方法，Q235分為A、B、C、D四個質量等級。與碳素鋼相比，低合金鋼具有更高的屈服極限與抗拉強度，更好的低溫冷脆性和耐磨性，較好的可焊性。但有效應力集中系數較高，假設構造主要由最大強度控制，而不由疲勞強度控制，那么采用16Mn低合金鋼效果最好。對于普通起重機金屬構造，當設計溫度高于－20℃時，允許采用平爐或氧氣頂轉爐沸騰鋼Q235BF，任務級別為A7和A8的起重機金屬構造，采用平爐鎮靜鋼Q235C或特殊鎮靜鋼Q235D。需減輕分量時，可采用16Mn或15MnTi。3資料選用，構造設計與計算(資料)軋制鋼材由鋼材軋制成的鋼板和型鋼是制造起重機金屬構造最根本的元件。鋼板及型鋼按其規格尺寸及截面特性列成的表格，稱為型鋼表。各種型鋼的資料、規格尺寸及截面特性可查表型鋼分類：厚鋼板按國標GB706-88規定，厚度為0.5~200mm，寬度600~3800mm，長度1.2~12m。厚鋼板由Q215A、Q235、16Mn、15MnTi等資料軋成。薄鋼板冷軋薄鋼板應符合GB708-88的規定，厚度為0.2~5mm；寬度600~2000mm，長度12~6m。由Q195F、Q215F、Q215、Q235、16Mn、15MnTi等軋成。范鋼板中還有一種花紋鋼板〔GB3277-82〕，厚度2.5~8mm，寬度600~1800mm，長度0.6~12m。花紋鋼板由Q195F軋成，用作走臺板和圍護構造。3資料選用，構造設計與計算(資料)扁鋼軋制扁鋼符合GB704-88的規定，這種鋼板的邊緣比較平直，寬度較準確，用于金屬構造的可減少制造工時。軋制扁鋼的厚度為3~60mm，寬度為10~200mm，長3~9m。由Q215、Q235、16Mn、15MnTi等資料軋制。型鋼包括等邊角鋼〔GB9787-88〕、不等邊角鋼〔GB9788-88〕槽鋼〔GB707-88〕、普通工字鋼〔GB706-88〕、丁字鋼和薄壁型鋼。角鋼多用作接受軸向力桿件和支撐桿件，槽鋼和工字鋼主要用于接受橫向彎曲的桿件，鋼管由于截面對稱，截面積分布合理，是中心受壓桿件的理想截面。丁字鋼近年來被用作偏軌箱形梁的承軌構件，大大提高了梁的承載才干，減輕了構造自重。目前國內尚不能軋制這種型鋼。鋼軌在起重機中所用的鋼軌有方鋼〔GB702-72〕、起重機鋼軌〔GB3426-82〕、鐵路鋼軌。鋼軌的截面規格尺寸見附錄一。在小型起重機中，可采用方鋼軌，其邊寬尺寸按車輪輪壓而定，普通在60mm左右。中等噸位的起重機大、小車軌道可用鐵路鋼軌。大噸位的起重機軌道，最好采用起重機公用鋼軌。3資料選用，構造設計與計算(資料)鋁合金的運用采用輕金屬制造起重機金屬構造，也是減輕構造自重的有效方法之一。國外用鋁合金制造橋式起重機主梁和輪式起重機動臂，使起重機金屬構造自重下降40%以上。我國鋁合金尚無運用于起重機金屬構造的實際，對鋁合金金屬構造的計算原理和制造工藝正在研討之中。3資料選用，構造設計與計算〔選材原那么〕起重運輸機金屬構造的選材原那么起重機金屬構造選擇資料的原那么，通常應思索以下要素。一、金屬構造的類型普通輕型桁架構造多項選擇用碳素構造鋼軋成的型鋼，最小角鋼不得小于45X45X5；重型桁架構造可思索采用低合金鋼。板梁構造多項選擇用碳素構造鋼材軋成的板材，鋼板的厚度不宜小于6mm，如有特種防腐涂層時，可不小于5mm。對特種用途的起重機構造，如遭到分量的限制及構造上的要求不得不減薄厚度時，思索到焊接工藝，亦不可小于4mm〔如汽車起重機的箱形截面伸縮臂架構造的腹板〕。3資料選用，構造設計與計算〔選材原那么〕二、金屬構造的載荷性質接受動力載荷的構造或任務類型級別較高〔A5級以上〕的構造，宜選用疲勞強度較高的鎮靜鋼材，而不應選用低合金鋼作為受力構件。更不要用鋁合金，因鋁合金雖輕，但疲勞強度很低。3資料選用，構造設計與計算〔選材原那么〕三、金屬構造的任務溫度對低溫下任務的起重機金屬構造應選用低溫敏感性低，沖擊韌性較高的資料，如平爐鎮靜鋼Q235C或低合金鋼16Mn。而不能采用沸騰鋼或半鎮靜鋼。3資料選用，構造設計與計算〔選材原那么〕四、金屬構造的任務環境對于在露天任務且腐蝕性介質的起重機金屬構造，應選器具有防腐性能的資料，如16MnCu或C類鋼。設計起重機金屬構造，提倡多用高強度低合金鋼，但不能不分受力大小而一概采用。只需當構造桿件或構件的強度、剛度和穩度三大問題中，強度是決議要素時，選用低合金鋼才干到達節省資料，減輕自重的目的。3資料選用，構造設計與計算〔載荷分類〕

起重運輸機金屬構造計算載荷的分類作用于起重運輸機金屬構造上的載荷，根據載荷的不同特點，載荷出現的頻繁程度分為根本載荷、附加載荷及特殊載荷三類。一、根本載荷：指一直和經常作用在起重機構造上的載荷，即起重機正常任務時必然出現的載荷，包括：1.自重載荷PG：指起重機的構造、機械設備及電氣設備等的重力〔亦稱固定載荷〕。2.起升載荷PQ：指所能吊起物品的最大重力，俗稱額定起分量。起升載荷不包括吊鉤、吊環、吊梁等取物安裝的分量，但可以改換的取物安裝如抓斗、電磁吸盤、真空吸盤、集裝箱屬具等的重力應計算在起升載荷之中。起重機起升高度小于50米時，起升載荷可不計起升鋼絲繩的重力。3.程度慣性載荷HP：指運轉、回轉或變幅機構起〔制〕動時引起的程度慣性載荷。3資料選用，構造設計與計算〔載荷分類〕二、附加載荷：指起重機在正常任務形狀下構造所接受的非經常性作用的載荷〔在起重機正常任務時并非必然出現而是能夠出現的載荷〕，包括：1.任務形狀下的風載荷Pwi；2.有軌起重機偏斜運轉時產生的側向力Ps3.根據實踐情況決議需加以思索的溫度載荷、冰雪載荷及某些工藝性載荷。

3資料選用，構造設計與計算〔載荷分類〕三、特殊載荷：指起重機在非任務形狀或實驗形狀時構造能夠接受的最大載荷，或在任務形狀下構造偶爾接受的不利載荷，包括：1.非任務形狀下的風載荷;Pw0;2.實驗載荷；3.根據實踐情況決議需加以思索的安裝載荷、地震載荷及某些工藝性載荷；4.任務形狀下構造偶爾能夠接受的碰撞載荷PC；5.任務形狀下構造偶爾能夠接受的帶剛性起升導架的小車的傾翻程度力Psl.3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕起重運輸機金屬構造各種載荷的計算自重載荷的計算在金屬構造設計之前，自重尚未知道，必需預先給出。由于構造和機、電設備的自重遠遠超越起升載荷，例如通用龍門起重機的自重通常是起升載荷的2～7倍，門座起重機的自重約為起升載荷的8～25倍，對巨型裝卸橋，金屬構造自重在起重機總重中所占比例更大，因此，金屬構造自重載荷的正確估定和計算非常重要。參照現有類似構造來確定自重載荷，是一種常用的可靠方法。起重運輸機金屬構造的自重載荷也可以查閱類似構造的自重表。圖3-3是單梁龍門起重機上部主梁單位長度分量曲線；雙梁箱形龍門起重機跨內部分的自重載荷可參考圖3-4的分量曲線〔圖中Gz是指一根主梁的分量〕；3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕

3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕起升載荷的計算橋式類型的起重機〔橋式起重機、龍門起重機和裝卸橋等〕的起升載荷常以小車輪壓〔kN或N〕的方式作用于主梁或主桁架上。進展輪壓計算時，小車視為剛性支架。小車輪壓的計算表達式為：

思索動力載荷的作用，計算輪壓為：

3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕運轉回轉起重機中，用小車變幅的塔式起重機，起升載荷的計算同橋式類型起重機，吊重及小車重力以輪壓的方式作用于承軌構件上。經過其它方式變幅的輪式和塔式起重機，起升載荷的計算表達式為：3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕程度慣性載荷的計算運轉慣性力PH起重機大車或小車運轉機構起動或制動時，起重機或小車的本身量以及起升質量產生的程度慣性力PH為：3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕回轉和變幅運動時的程度慣性力HP臂架式起重機回轉和變幅時，起升質量和起重機運動部分的本身質量產生程度慣性力。起升質量產生的程度慣性力HQP〔包括作用在起升質量上的風力、變幅和回轉起、制動時的慣性力、回轉運動時的離心力〕，按吊重鋼絲繩偏離鉛垂線的偏擺角所引起的程度分力計算：3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕起重機偏斜運轉時的程度側向力PS橋架類起重機在大車運轉過程中，由于軌道鋪設誤差、車輪安裝誤差、車輪直徑不等及兩邊運轉阻力不一樣等要素，均會使起重機發生偏斜運轉，在軌道側面與車輪輪緣或程度導向輪之間產生程度側向力，程度側向力可按下式近似計算：

3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕風載荷的計算露天任務的起重機金屬構造應思索風載荷的作用。視風載荷是能夠作用于恣意方向的程度載荷。對我們所討論的常用的起重機，只計算風壓的靜力作用，不思索風壓的動力效應。按照起重機在一定風力下能否正常任務，把作用于起重機金屬構造的風載荷分為任務形狀的風載荷和非任務形狀的風載荷兩類。任務形狀的風載荷是起重機金屬構造在正常任務情況下所能接受的最大計算風壓〔N/m2〕；非任務形狀的風載荷那么是起重機金屬構造不任務時所能接受的最大計算風壓。任務形狀和非任務形狀的風載荷按下式計算3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕緩沖器的碰撞載荷PC作用于緩沖器上的最大碰撞載荷，按照緩沖器的碰撞速度所吸收的能量計算。對沒有自動減速安裝或限位開關的起重機大車，碰撞速度取0.85ve(大車的額定運轉速度m/s)；起重小車取其額定速度。對裝有自動減速安裝或限位開關的起重機大車和小車，按減速后的實踐碰撞速度計算，但不小于額定運轉速度的50%。3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕其它特殊載荷〔一〕冰雪載荷根據我國地理條件決議其大小。在冰冷地域通常取雪壓為500～1000N/m2進展計算，其中小值用于華東、華中地域，大值用于東北地域和新疆北半部。其他地域的雪壓取200N/m2左右。當起重機金屬構造高于20m時，冰層較厚，此時應思索冰的重力載荷。對于常用的挪動式起重機或司機室裝設在起重機上的吊車，如用戶無特殊要求，構造設計時普通不思索冰雪載荷。〔二〕溫度載荷在露天或高溫〔低溫〕環境任務的起重機超靜定構造，設計時應思索溫度影響。常用挪動式起重機構造和跨度小于35m的超靜定構造，由于溫度影響較小，通常不計溫度載荷。3資料選用，構造設計與計算〔載荷計算〕〔三〕地震載荷根據我國幾次大地震后，起重機金屬構造均未遭到破壞的實踐情況，在起重機金屬構造設計中不用思索地震力對構造的影響。〔四〕實驗載荷起重機投入運用前，必需進展超載動態實驗及超載靜態實驗。實驗場地應堅實、平整，風速普通不超越8.3m/s。4、金屬構造的銜接起重運輸機金屬構造普通由假設干桿件組成，桿件由鋼板和型鋼等構成，各桿件之間以及組成桿件的各鋼板和型鋼之間都必需用某種方式加以銜接，使各組成部分構成整體而共同任務。閱歷證明，起重機金屬構造的不少事故是發生在銜接處，而銜接處的加固比構件的加固更為困難，因此銜接是金屬構造的重要環節，必需對金屬構造銜接設計給予足夠的注重。起重運輸機金屬構造常用的銜接方法有：鉚接、焊接、螺栓銜接和銷軸銜接等，其中焊接是目前起重機金屬構造的主要銜接方法。由于鉚接具有工藝復雜、費工費料、減弱桿件的截面等缺陷，隨著焊接技術的不斷開展和完善，在起重機金屬構造中焊接已逐漸取代了鉚接。因此，不再引見鉚接的構造。4、金屬構造的銜接焊接銜接焊接是20世紀初開展起來的新技術。焊接具有省工省料、不減弱桿件截面，易于采用自動化作業，并可用于復雜外形構件的銜接等優點，焊接的缺陷是質量檢驗費事、銜接的剛度大，在內應力影響下容易引起構造的剩余變形。焊接構件的厚度：對于碳素鋼普通不超越40mm；對于低合金鋼普通不超越30mm。現代起重機金屬構造所采用的焊接主要是電焊和氣焊兩類。電焊分為電弧焊、電阻焊〔焊薄鋼板〕和電渣焊〔焊厚度和截面較大的構件〕，其中以電弧焊運用最廣。氣焊主要用于焊薄鋼板。4、金屬構造的銜接一、焊接接頭的型式銜接兩塊板件的焊接接頭主要有三種型式，即對接、搭接和頂接〔T字形接頭和角接頭統稱頂接〕，如圖4-1。傳送軸力的構件通常用對接接頭或搭接接頭；主要接受彎曲的組合箱形截面構件通常用頂接。在接頭設計時應防止焊縫立體交叉和在一處焊縫大量集中，同時焊縫應盡能夠對稱于構件的重心布置，盡量采用較小的焊縫尺寸。4、金屬構造的銜接二、焊縫的種類及構造起重機金屬構造中主要采用對接焊縫和角焊縫兩種，槽焊縫和電焊鉚釘極少用。對接焊縫在對接、頂接中都有運用，其特點是板邊要刨削加工成各種外形的坡口。角焊縫不需開坡口且不要求刨削板件，氣割或剪切后即可施焊，故加工較簡單；用于搭接接頭時，那么不要求尺寸很準確而便于安裝。在施工圖上要用焊縫代號標志焊縫的種類和尺寸。焊縫代號主要包括指引線、圖形符號和輔助符號三部分。有關焊縫代號問題可參看國標GB324-88、GB12212-90。4、金屬構造的銜接〔一〕對接焊縫對接焊縫焊接在同一平面內兩塊鋼板對齊的邊緣。施焊時兩板邊緣之間應堅持等寬的間隙，且板邊應加工成一定外形的坡口。常用坡口方式參看圖4-2所示四種。4、金屬構造的銜接對接焊縫的厚度普通不小于所銜接板件中較薄的板厚，這樣可保證對接焊縫的強度不低于基材。對接焊縫普通應采用雙面施焊，即從一面施焊后，翻過來再焊另一面。雙面施焊的焊縫截面積較單面焊時小得多，焊后的凸凹變形也易控制。不得已時也可單面施焊，但需保證焊縫根部完全焊透。二〕角焊縫角焊縫銜接不在同一平面內的兩塊鋼板，并在相交處施焊〔圖4-4〕。當角焊縫夾角為90時，稱為直角角焊縫，即普通所指的角焊縫。夾角大于120或小于60的斜角角焊縫，不宜用作受力焊縫，鋼管構造除外。角焊縫的截面方式有凸形和凹形兩種。用手工焊時，由于熔深小，角焊縫的外表常做成凸形或接近直線形。用埋弧自動焊時那么熔深較大，角焊縫的外表可以做成凹形，或接近直線形。凹形焊縫傳力時應力集中小。4、金屬構造的銜接

113一、鋼構造常用焊接方法1.手工電弧焊A、焊條的選擇：焊條應與焊件鋼材相順應。原理：利用電弧產生熱量熔化焊條和母材形成焊縫。焊接銜接的特性

焊機導線熔池焊條焊鉗維護氣體焊件電弧114Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500--5518)Q345鋼選擇E50型焊條(E5000--5048)B、焊條的表示方法：E—焊條(Electrode)第1、2位數字為熔融金屬的最小抗拉強度〔kgf/mm2)第3、4適用焊接位置、電流及藥皮的類型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強度鋼材相順應的焊條。缺陷：質量動搖大，要求焊工等級高，勞動強度大，效率低。優點：方便，特別在高空和野外作業，小型焊接；Q235鋼選擇E43型焊條〔E4300--E4328)C、優、缺陷115、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊絲轉盤送絲器焊劑漏斗焊劑熔渣焊件埋弧自動焊116A、焊絲的選擇應與焊件等強度。B、優、缺陷：優點：自動化程度高，焊接速度快，勞動強度低，焊接質量好。缺陷：設備投資大，施工位置受限等。117優、缺陷：優點：焊接速度快，焊接質量好。缺陷：施工條件受限制等。1181.焊接銜接方式對接119搭接120〔1〕對接焊縫正對接焊縫〔2〕角焊縫T型對接焊縫斜對接焊縫1213.焊縫位置1221.焊縫缺陷123外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸；內部無損檢驗：檢驗內部缺陷。內部檢驗主要采用超聲波，有時還用磁粉檢驗熒光檢驗等輔助檢驗方法。還可以采用X射線或γ射線透照或拍片。124<鋼構造工程施工及驗收規范>規定：焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只需求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質量規范。一、二級焊縫除外觀檢查外，尚要求一定數量的超聲波檢驗并符合相應級別的質量規范。125<鋼構造設計規范>〔GB50017--2003〕中，對焊縫質量等級的選用有如下規定：(1)需求進展疲勞計算的構件中，垂直于作用力方向的橫向對接焊縫受拉時應為一級，受壓時應為二級。(2)在不需求進展疲勞計算的構件中，凡要求與母材等強的受拉對接焊縫應不低于二級；受壓時宜為二級。126〔３〕重級任務制和起分量Ｑ＞５０ｔ的中級任務制吊車梁的腹板與上翼緣板之間以及吊車桁架上弦桿與節點板之間的Ｔ形接頭焊透的對接與角接組合焊縫，不應低于二級。〔４〕角焊縫質量等級普通為三級，直接接受動力荷載且需求驗算疲勞和起分量Ｑ＞５０ｔ的中級任務制吊車梁的角焊縫的外觀質量應符合二級。1271281、設計上的措施；〔1〕焊接位置的合理安排〔2〕焊縫尺寸要適當〔3〕焊縫數量要少，且不宜過分集中〔4〕應盡量防止兩條以上的焊縫垂直交叉〔5〕應盡量防止母材在厚度方向的收縮應力2、加