起重机机械金属结构

起重机械金属构造〔6课时〕

1金属构造根本方式

2金属构造主要组成

3资料选用，构造设计与计算

4金属构造的衔接

四川省特种设备检验研讨院王河1金属构造根本方式〔定义〕金属构造的定义由型钢和钢板作为根本元件,按一定的规律用焊接〔或铆接、螺栓衔接〕的方法衔接起来,可以接受载荷的构造件称为金属构造。二十世纪以来，由于钢铁、机械制造业和铁路、港口及交通运输业的开展，促进了起重运输机械的开展。对起重运输机械的性能也提出了更高的要求。现代起重运输机械担当着繁重的物料搬运义务，是工厂、铁路、港口及其它部门实现物料搬运机械化的关键。因此起重运输机械的金属构造都用优质钢材制造，并用焊接替代铆接衔接，不仅简化了构造，缩短了工期，而且大大地减轻了自重，焊接构造是现代金属构造的特征。

1金属构造根本方式〔作用〕起重机金属构造的作用由金属资料轧制成的型钢〔角钢、槽钢、工字纲、钢管等〕及钢板作为根本元件，彼此按一定的规律用焊接的方法衔接起来，制成根本构件后，再用焊接或螺栓将根本构件衔接成可以接受外加载荷的构造物称为金属构造。例如常见龙门起重机的上部主梁和支腿、轮式起重机的动臂和底架等。金属构造是起重运输机的主要组成部分。不少起重机就是以金属构造的外形而命名的，如桥式起重机、龙门起重机、门座起重机、塔式起重机、桅杆起重机等。作为机械的骨架,支承起重机的机构和电气设备,接受各部分重力和各机构的任务力。将起重机的外载荷和各部分自重传送给根底。金属构造：如龙门起重机的上部主梁和支腿(如图1-1)图1-1所示的双梁箱形龙门起重机，吊重Q经过起重小车1的运转轮传给上部主梁2，上部主梁2又传给支腿3，最终经过大车运转轨道传给根底。图双梁箱形龙门起重机1—起重小车；2—上部主梁；3—支腿

金属构造：汽车起重机的吊臂、转台、车架1金属构造根本方式〔分类〕起重运输机金属构造的分类1.按组成金属构造根本元件的特点分为杆系构造:由许多杆件焊接而成，每根杆件的特点是长度方向尺寸大，而断面尺寸较小。常见的桁架式龙门起重机的桁架主梁和支腿、四桁架式桥架、轮式和塔式起重机的桁架动臂〔图1-8〕都是杆系构造。板构造:由薄板焊接而成。薄板的特点是长度和宽度方向尺寸较大，而厚度很小，所以板构造亦称薄壁构造。箱形龙门起重机的上部主梁和变截面箱形支腿。汽车起重机的箱形伸缩臂和支腿〔图1-9〕都是板构造。图1-8塔式、轮式起重机桁架动臂杆系构造：由型钢焊接而成。如图1-8。

板构造：由薄板焊接而成。如图1-1、图1-9。图1-9汽车起重机箱形支腿1-走行安装；2-驾驶室；3-转台；4-动臂；5-变幅油缸；6-司机室；7-支腿。1金属构造根本方式〔分类〕2.按起重运输机金属构造的外形不同分为桥架构造，门架构造，臂架构造，车架构造，转柱构造，塔架构造等。这些构造可以是杆系构造，亦可以是板梁构造。如以下图，几种常见的外形分类构造。桥架构造门架构造臂架构造定长臂铁路起重机转柱构造门座式起重机塔架构造塔式起重机3.按金属构造的衔接方式分为铰接构造：铰接〔用铰链把两个物体衔接起来〕，铰接构造中，一切节点都是理想铰。实践的起重运输机金属构造，真正用铰接衔接的是极少见的。通常在杆系构造中，假设杆件主要接受轴向力，而受弯矩很小时，称之为铰接构造。起重运输机金属构造中常用的桁架构造，在设计计算时，视为铰接构造。刚接构造：刚接构造构件间的节点衔接比较刚劲，在外载荷作用下，节点各构件之间的相对夹角不会变化。刚接构造节点接受较大的弯矩，而不像铰接构造的节点以为不接受弯矩。如图1-9。混合构造：各杆件之间的节点，既有铰接的，又有刚接的。亦称桁构构造。如图1-10。1金属构造根本方式〔分类〕

平面构造：平面构造的作用载荷和构造杆件的轴线位于同一平面内，如图1-11所示的桁架构造，小车轮压、构造自重载荷与桁架平面共面，所以此桁架构造属于平面构造。如图1-11的桁架构造。空间构造：当构造杆件的轴线不在一个平面内，或构造杆件轴线虽位于同一平面，但外载荷不作用于构造平面〔通常称为平面构造空间受力〕，处于这两种情况的构造都称空间构造。4.按作用载荷与构造在空间的相互位置分为图1-11平面桁架构造1金属构造根本方式〔分类〕图1-11平面桁架构造

1金属构造根本方式〔计算简图〕起重运输机金属构造的计算简图对起重运输机金属构造进展强度、刚度和稳定分析时，我们常用一理想的力学模型来替代实践的构造物。这种力学模型称为起重运输机金属构造的计算简图。对构造物进展简化时，应使计算简图尽能够接近实践情况，而留意使计算任务尽量简单。将实践的金属构造简化成计算简图，包括构造本身的简化、支座的简化和作用载荷的简化。构造本身简化时，构件用其轴线来替代，变截面构件近似地视为等截面构件，杆件之间的节点，根据金属构造的类型，简化为铰接点或刚接点。图1-14活动铰支座的典型构造和简图图1-15固定铰支座的典型构造和简图

例：将图示单主梁龙门起重机金属构造,简化为计算简图。图1-16单主梁龙门起重机金属构造计算简图(a)构造图;(b)主梁计算简图;(c)支腿计算简图(a)例：将图示桁架式吊臂简化为计算简图。(a)(b)(c)图桁架式吊臂构造计算简图(a)构造简图;(b)变幅平面计算简图;(c)旋转平面计算简图1金属构造根本方式〔开展趋向〕对起重运输机金属构造的要求及其开展趋向一、设计计算实际的研讨和改良到目前为止，在起重运输机金属构造设计中，我国仍采用许用应力计算法。这种方法运用起来比较简便，但其缺陷是对不同用途，不同任务性质〔受力情况〕的金属构造采用同一的平安系数，而且平安系数往往偏大或过小。因此，按许用应力计算法设计的起重机金属构造，或者多耗费金属资料或者平安程度较低。随着消费开展的要求，实验研讨任务的开展，促进了计算实际的改良和开展。近年来出现了不少新的计算方法，提出许多新的数据、参数、系数和公式。这些方法正确地思索了载荷的作用性质，钢材的性能及构造任务特点，如在建筑钢构造设计领域内采用的以概率论为根底的极限形状计1金属构造根本方式〔开展趋向〕算法就是一例。这种计算方法，计算结果比较准确，比较符合金属构造的实践任务情况。因此也能更充分地利用钢材的性能，节省资料。二、改良和发明新型的构造方式在保证起重运输机任务性能的条件下，改良和不断发明新型的构造方式，是最有效地减轻起重运输机金属构造自重的方法之一1金属构造根本方式〔开展趋向〕三、改良制造工艺过程广泛地采用焊接，特别是自动焊和改良工艺过程，运用冲压焊接钢板制造起重运输机金属构造，既能简化构造构造，节省资料，又能减少制造安装的劳动量，缩短工期，从而降低产品本钱。采用焊接构造比铆接构造可以节省钢材30%以上，所以用焊接替代铆接构造被称为金属构造设计与制造方法的一大改革。目前消费的起重运输机金属构造绝大部分都是采用焊接衔接。运用冲压焊接钢板的金属构造，并用螺栓进展装配，可以省去许多复杂而繁重的组装工艺，防止装配变形，添加构造刚度，保证构造的制造质量。1金属构造根本方式〔开展趋向〕四、尽量采用先进技术目前，起重运输机金属构造的设计和制造任务虽然有了一整套可行的方法和工艺，但仍有许多问题有待进一步研讨和改良。在设计方面，如研讨采用预应力的方法设计起重机金属构造，可改善构造的受力形状，节省钢材。利用有限元法〔借助电子计算机〕解算复杂的计算问题，能简化设计过程，加快设计进度且可探求断裂设计法在起重运输机金属构造中应的能够性。起重机金属构造的优化设计，把设计任务的主要精神转到优化方案的选择方面来，使构造设计任务者由被动的校核设计转变为积极自动地从各种能够的设计方案中寻求最优的方案，最优方案可以用数字来表示，用数字来回答以下问题，优化设计是现代起重运输机金属构造设计的特征。1金属构造根本方式〔开展趋向〕五、提高起重机的参数近年来，除消费一些轻、小、简、廉的起重设备，以满足各运用部门的需求外，为处理长大笨重货物〔如冶炼设备、水坝闸门、化工设备、大型船舶、发电设备和火车头等〕的装卸，各国消费的起重机有向大吨位、大幅度〔大跨度〕、大高度、高速度方向开展的趋势，同时要求有灵敏的控制系统，以顺应对起重机调速的要求。1金属构造根本方式〔开展趋向〕六、起重运输机金属构造的规范化和系列化起重运输机金属构造应设计成有一定规格尺寸的规范零件，便于加工和组装，并使整个构造系列化，做成定型产品。尽量利用规范工艺，这是简化设计和制造过程，缩短工期，进展批量消费的关键，也是降低产品本钱的有效方法。我国单、双梁桥式起重机，塔式起重机，轮式起重机及双梁龙门起重机都有列设计。有关部门正在研讨其它类型起重机的定型和系列化问题。铁路系统也正在进展铁路常用起重机规范化和系列化的任务。1金属构造根本方式〔开展趋向〕七、采用轻金属〔铝合金〕或高强度构造钢〔低合金钢〕制造金属构造用轻金属或高强度构造钢制造起重运输机构造，是节省资料，减轻构造自重的有效途径。国外已试制过铝合金构造的桥式起重机、龙门起重机和轮式起重机的臂架，自重减轻了30-60%。西德制造的铝合金箱形单主梁桥式起重机，自重比一样参数的钢制双梁桥式起重机减轻70%，从而减轻了厂房构造和支承构造的载荷，降低了整个工业企业投资。我国铝矿资源丰富，用铝合金制造起重机金属构造，具有宽广的前景。低合金高强度构造钢如16Mn，已广泛用于制造各种起重机金属构造。大吨位轮式起重机的臂架资料，目前国内外广泛采用屈服限为600MPa～1000MPa的高强度构造钢。由于材质好，强度高，制造金属构造可达到体轻、巩固、耐用。2金属构造主要组成〔概述〕由于起重机运用范围非常广泛，为了顺应不同的运用要求和任务条件，设计制造出了各种各样满足不同运用要求的起重机，因此起重机的金属构造也更是款式繁多形状各异。起重机种类虽然繁多，但根据金属构造的型式归结起来不外乎两大类：一类是桥架类起重机，包括桥式起重机、门式起重机等；另一类是臂架类起重机，包括各种塔式起重机、流动式起重机、门座起重机等。组成这些起重机的金属构造主要有主要受力构造和辅助构造，主要受力机构包括桥架机构、门架构造、臂架构造、塔架构造、导轨架构造和小车架构造等，辅助构造包括司机室、通道、平台、梯子和栏杆等。2金属构造主要组成〔概述〕起重机金属机构的型式虽然各异，但都是由一些根本受力构件组成的。这些根本受力构件有：〔1〕轴心受力构件，如轮胎起重机人字架的拉压杆，门座起重机四连杆臂架的大拉杆和八撑杆式门架的撑杆，岸壁装卸桥前后桥架的拉杆和门架的斜撑杆、柔性支腿等；〔2〕受弯构件，如桥架类起重机的桥架主梁和端梁，臂架回转起重机转台和车架的纵梁和横梁等；〔3〕压弯构件，如流动式起重机的臂架，门座起重机的主臂架与转柱，门式起重机和装卸桥的刚性支腿等。2金属构造主要组成〔分类〕以上根本构件按照其受力大小和外形尺寸大小可分为格构式、实腹式和混合式三种型式。格构式构件：是由型钢、钢管和组合截面杆件衔接而成的杆系构造，通用门式起重机的主梁及支腿和图2.2所示塔式起重机的塔身及吊臂均为格构式构造。格构式构件适用于受力相对较小，对外形尺寸要求不大的场所，以减轻构件的自重，其缺陷是制造工艺复杂，不便于采用自动焊，节点处应力集中较大等。2金属构造主要组成〔分类〕实腹式构件：主要由钢板组成，有开口截面构件和闭口截面构件之分，前者也称为板式构件常做成双轴对称工字形截面或有加强翼缘的单轴对称工字形截面；后者也称为箱形构件，常做成矩形、梯形或三角形箱形截面，如图2.3门座起重机的门架和回转平台均为实腹式构造。实腹式构件适用于载荷大，对外形尺寸要求大的场所，这样可较充分发扬构件资料的机械性能。实腹式构件普通自重较大、刚性较差，但制造方便，可采用自动焊，应力集中较小，疲劳强度较高。2金属构造主要组成〔分类〕混合式构件：部分为实腹式构造，部分为杆系构造。由实腹式主构件和加强杆系组成的桁构式构件，如图2.3所示的门座起重机的象鼻架。此外有板梁和桁架混合组成的闭口截面构件也属于混合式构件。混合式构件的特点和运用条件均介于格构式和实腹式构件之间。2金属构造主要组成〔分类〕所示塔式起重机的塔身及吊臂均为格构式构造。图2.2塔式起重机2金属构造主要组成〔分类〕图2.3门座起重机2金属构造主要组成〔桥架〕桥架桥架是指供起重小车在其上横向挪动用的桥架类起重机主要承载构造，或门式和半门式起重机支腿之间的构造件。桥架主要由〔纵向的〕主梁和〔横向的〕端梁组成。根据主梁构造可分为但单梁式桥架、双梁式桥架和四桁架式桥架。2金属构造主要组成〔桥架〕单梁桥架单梁式桥架是一种小型轻便的桥架，适用于小跨度与小起分量的桥式起重机，其起重小车多为电动葫芦。单梁桥架的构外型式又分为单工字钢桥架，封锁截面的单梁桥架以及桁构梁式单梁桥架等2金属构造主要组成〔桥架〕

1-工字钢梁2-端梁3-隅支撑〔斜支撑〕4-程度桁架5-副桁架6-加强上弦和支杆7-垂直桁架图2.4格构式单梁桥架2金属构造主要组成〔桥架〕双梁桥架双梁式桥架构造也有很多种，归纳起来可分箱形双梁桥架，桁架式双梁桥架及板梁桁架混合式双梁桥架等。箱形双梁式桥架中普通箱形梁桥架，又称中轨箱形梁桥架用的最普遍。在此根底上，近些年来又开展了一些新型式的箱形梁桥架，如预应力箱形梁桥架，偏轨箱形梁桥架，偏轨空腹箱形梁桥架等。桁架式双梁桥架比较普遍地采用封锁型四桁架式桥架，另外还有三角形截面的桁架式桥架。2金属构造主要组成〔桥架〕

1-主梁2-端梁3-轨道4-走台5-栏杆6-小车导电架7-端梁接头图2.6普通箱形双梁桥架2金属构造主要组成〔门架〕门架起重机的桥架装设有支腿时，便构成了起重机的门架，由于各行业对门式起重机的运用和性能要求不同，门架构造构外型式也就出现了各种不同的型式。下面就门架构造中的桥架构造和支腿构造的主要构外型式以及它们之间的衔接方式做简单引见。桥架的构外型式〔1〕按悬臂有无情况可分为无悬臂〔图2.8a〕、单悬臂〔图2.8b〕和双悬臂〔图2.8c〕三种。大部分悬臂是固定的，但有的可以仰俯摆动，主要用于装卸桥和岸边集装箱门式起重机。2金属构造主要组成〔门架〕图2.8门式起重机2金属构造主要组成〔门架〕〔2〕按主梁截面方式分为三角形桁架截面，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，统称为闭式单“梁〞构造；Π形桁架截面，Π形板梁截面，U形桁架和其它型式的开口截面等，统称为开式单“梁〞构造〔如图2.9〕；双三角形桁架截面，双矩形桁架截面，双矩形混合截面和双矩形箱形截面等，统称为双“梁〞构造。〔3〕按桥架配备拉杆的情况分为无拉杆式、固定拉杆式和折叠拉杆式，固定拉杆式用于加强梁的强度和刚性折叠拉杆式用于支撑可摆动的悬臂。2金属构造主要组成〔门架〕支腿的构外型式〔1〕按支腿的配置情况分：有单支腿，双支腿和高矮支腿三种。单支腿的门式起重机称为半门式起重机，其无支腿一侧的大车行走机构沿铺设在厂房、仓库等起重机公用轨道或特设的高架桥轨道上运转。具有高矮支腿的起重机是为顺应地形要求而专门设计的。当门式起重机两侧支腿的最大腿压〔或根底的许用轮压〕相差甚大，而需求采用不同层数的运转台车时，也可以采用高矮支腿的方案。〔2〕按支腿性质分：有空间刚性支腿和平面柔性支腿两种。间刚性支腿具有良好的空间刚性，既能接受支腿平面内的程度载荷〔起重机横向程度载荷〕，又能接受门架平面内的程度载荷〔起重机的纵向程度载荷〕；柔性支腿在门架平面内〔垂直于支腿平面方向〕的刚性很差，因此只能接受支腿平面内的程度载荷。大跨度〔跨度大于25m〕的门式起重机常采用一个刚性支腿，一个柔性支腿，以防止因温度变化而产生的卡轨景象〔图2.11〕。2金属构造主要组成〔门架〕〔3〕按支腿型式分：有L形、C形、O形和U形的等箱形开式支腿；有小车通道和没有小车通道的实腹闭式支腿和箱形闭式支腿等。L形和C形支腿主要用于单主梁门式起重机〔图2.12〕，O形和U形支腿用于双梁门式起重机〔图2.13〕，其中U形支腿在轮胎式集装箱式门式起重机中得到广泛运用。2金属构造主要组成〔门架〕2金属构造主要组成〔门架〕支腿和桥架的衔接〔1〕刚性衔接刚性衔接常采用焊接衔接或螺栓衔接。焊接衔接在桁架构造和箱形构造中均有采用。但为了施工和安装方便，在支腿和桥架的衔接部位常设置安装接头。〔2〕铰接衔接刚性支腿的铰接衔接常采用垂直柱铰衔接。这种衔接允许桥架相对于刚性支腿绕铅垂轴转动，但仍坚持绕其他两根〔程度〕轴相对转动的约束和三个方向相对挪动的约束。柔性支腿的铰接衔接常采用程度销轴衔接和球铰〔图2.15〕加带腰圆孔的垂直销轴衔接。2金属构造主要组成〔门架〕2金属构造主要组成〔臂架〕臂架臂架是支持起被吊物品和构成一定的作业空间，保证起重机取物安装获得必要幅度和/或起升高度的构造件。臂架的运用臂架是臂架类起重机的重要组成部分。由于它在整台机械中占据空间小而效力面积大，作业方式机动灵敏，可满足不同的运用要求，因此广泛地运用于各种臂架类起重机械中。例如，塔式起重机、门座起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、铁路起重机、旋臂式起重机、浮游起重机等。2金属构造主要组成〔臂架〕臂架的分类〔1〕按运用要求分类按运用要求不同，臂架可分为变幅式和定幅式两种。变幅臂架经过改臂架的倾角来改动起重机的幅度；定幅臂架本身不能俯仰，只能借助于起重小车运转来来改动幅度。〔2〕按臂架的型式分类1〕按组成型式分类①单臂架它是一根单独的构件〔如图2.16〕，根据用途不同，其外形有直线形、折线形和曲线形几种。汽车起重机中广泛运用的液压式伸缩直臂架也是单臂架的一种。②铰接组合臂架它是由假设干刚性构件用铰链衔接组合而成的整体臂架，经过合理选择铰点位置和改动构件几何尺寸来满足不同运用要求〔图2.17〕2金属构造主要组成〔臂架〕2金属构造主要组成〔臂架〕2〕按构外型式分类①桁架式臂架有三弦杆格构式和四弦杆格构式两种，其中四弦杆格构式臂架侧向刚性大，自重轻，用于旋转速度较大的装卸作业用轮胎起重机和履带起重机，三弦杆格构式臂架主要用于塔式起重机等。另外，桁架式单臂架也广泛用于门座起重机中。②无斜杆臂架它主要用于船舶起重机和小型门座起重机中。③实腹式臂架它主要用作门座起重机的组合臂架和轮胎式起重机伸缩臂。2金属构造主要组成〔臂架〕3〕按受力特点分类①受压臂架它利用固定在臂架顶端〔或很接近顶端〕的变幅绳来实现臂架的俯仰变幅。臂架在顶端悬吊载荷起升绳、变幅绳的拉力作用下，主要接受轴向力〔臂架本身重力和风力产生的弯矩相对不大〕，因此其侧面尺寸远比臂长和宽度小，通常设计成中间等高而两端减少的外形。影响这种臂架承载才干的主要要素是整体稳定性。2金属构造主要组成〔臂架〕②压弯臂架这类臂架通常靠衔接在臂架中下部和后部的变幅连杆〔如齿条、螺杆、液压缸等部件〕的牵引运动实现臂架变幅，因此臂架的前段构成悬臂形状，在载荷作用下臂架接受弯曲和很大的轴向力。这种臂架侧面高度普通都比较大且做成变截面型式的构外型式。臂架的整体稳定性、强度和刚度都对其承载才干有重要的影响。③受弯臂架借助沿臂架运转小车来实现变幅的起重机程度臂架，它主要接受横向弯曲作用。2金属构造主要组成〔臂架〕由于臂架自重在起重机整机自重中占有较大比重，因此臂架自重是影响提高起重才干、减轻起重机上部构造自重的主要要素；而臂架构外型式的选择及其主要尺寸确实定，不仅直接影响起重机的运用要求〔如幅度、起升高度〕，而且还会影响起重机的整机性能〔如倾覆稳定性等〕。因此，应根据起重机的运用要求合理地选择臂架型式和尺寸。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕塔架〔塔身〕塔架也叫塔身，是指起重机上支撑臂架和/或回转平台，并保证臂架根部必要高度的垂直构造件。塔架主要作为塔式起重机支撑构架，塔架的构外型式是与起重机的型式密不可分，因此由于塔式起重机类型的多样化也决议了塔架构造的型式多样，下面从不同的角度来讨论塔架的分类。

2金属构造主要组成塔架〔塔身〕1.按塔身任务情况分类〔1〕固定塔身塔身固定在塔式起重机下部支承上，下部支承是在轨道上挪动的门架，或者是固定在根底上的支架。塔身顶部的塔帽套装在塔架上，借助回转机构，使塔帽绕着塔架转动，臂架及平衡臂都铰接在塔帽上，为上回转式〔图2.19a〕。塔架除了接受轴向力外，还接受弯矩。为了减小塔架上的弯矩以及维持整机倾覆稳定性，在臂架的另一侧装设放置有平衡重的平衡臂，使塔身在满载时向前弯曲，空载时向后弯曲。虽然如此，塔身还是接受相当大的不平衡力矩。2〕转动塔身这类起重机将臂架直接铰接在塔架顶上，平衡重布置在塔架下部回转平台上，经过平行于塔架轴线的牵引绳与臂架尾端衔接，如图2.20所示。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕为使一种型式的起重机可以适用于更多的工况，目前多设计成三用或四用的自升式塔式起重机，即经过改换或增减一些部件或辅助安装，可分别用于以下四种情况：1〕附着式塔式起重机将塔架下端固定在地基上，塔架用锚固安装附着在建造物上，从使塔式起重机所接受的横向力，经过锚固安装传到建筑物上。2〕轨道式自升塔式起重机将塔架固定在沿轨道运转的支架上，由于起重机受塔架的强度、压杆稳定性和整机倾覆稳定性的限制，塔架高度比附着式塔式起重机的小。3〕独立固定式塔式起重机将塔架固定在预制的安装根底上。4〕内爬式塔式起重机将塔身经过固定安装固定在建筑物的电梯井道内。这种四用起重机的塔架采用等截面的桁架式或实体构造，塔架用多段规范节拼接而成。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕2金属构造主要组成塔架〔塔身〕〔2〕转动塔身这类起重机将臂架直接铰接在塔架顶上，平衡重布置在塔架下部回转平台上，经过平行于塔架轴线的牵引绳与臂架尾端衔接，如图2.20所示。由于那么物品重力及臂架重力在塔架上只产生轴向力，因此塔架受力情况好。平衡配重及回转机构配置在下部回转平台上，重心低，抗倾覆稳定性好；任务时塔式起重机的塔架与臂架一同回转，塔架各构件受力形状根本不变。但这种构造对回转支承安装的加工精度要求高，转台尺寸较大，其尾部回转时占据的空间大，此外由于塔身回转，而不能与建筑物附着。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕2.按构外型式分类〔1〕桁架式塔身目前大多数塔式起重机的塔架都是桁架式构造。它是由型钢或钢管焊接成的空间桁架，截面多为正方形或矩形。1〕正方形等截面塔架正方形等截面塔架是由型钢〔或钢管〕焊接成的空间桁架构造，根据安装及运输的要求可做成一定长度的规范节，安装时用螺栓或销轴进展衔接。2〕正方形变截面固定塔架固定塔架接受弯矩和轴向力，在风力和惯性力作用下，其弯矩由上而下逐渐增大。为顺应这种受力特点，将塔架做成变截面构外型式，下部截面尺寸较大，上部截面尺寸较小，中间为衔接上下部的过渡截锥体，塔架顶部做成正方形锥体，用以支承塔帽。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕3〕塔顶支架向后偏置或向前偏置的可回转塔架要由塔式起重机的总体布置及组立方法而定。通常塔架是正方形截面的空间桁架构造，由角钢组焊而成。为了便于安装、装配及分段运输，可将整个塔架分成数段，各段之间采用法兰盘衔接。为了添加塔架的空间刚度，在各段端部加设横向撑杆，在塔架顶部变截面处加设槽钢焊成的箍圈。4〕伸缩塔架塔架是由两段空间桁架套装在一同，能迅速地组立，便于运输。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕〔2〕管型塔架筒体附着式塔式起重机的筒体塔架规范段构造。筒内有加劲环和加劲肋板，上下端为带凹凸止口的衔接法兰，以利于定位安装。在筒内还装有供人员上、下之用的爬梯。为防止妨碍爬升，爬升式塔式起重机的爬梯多布置在内部，以防止运输时将梯子碰坏。但筒体上要开设人员出人孔。由于出人孔大大地减小了塔身的截面积，因此出入孔需求用镶边来加强并尽量减少应力集中。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕塔架规范节之间接头的型式对于塔架构造，或者由于运输上的需求，或者由于用同一设备顺应不同高度的需求，或者是爬升式构造，都需求做成许多段规范节，在组装时衔接在一同，所以要求这种接头平安可靠、经济适用和拆装迅速。目前常用的接头型式有三种。1〕法兰盘或法兰套柱螺栓衔接法兰盘螺栓衔接接头自重较大，螺栓多，拆装费事。在接头处必需有能接受横向力的抗剪构造，例如加设一个抗剪环，或在法兰上开一个“止口〞以接受横向载荷。另外，需求用定值力矩扳手对螺栓进展预紧，这对于衔接受拉弦杆的螺栓更为重要。预紧的作用有二：一是在额定的外载荷作用下受拉的弦杆接头处不要产生过大的缝隙；二是为了改善螺栓受变化载荷的循环特性。据统计，螺栓衔接事故有90%是由于变化载荷作用所引发的。2金属构造主要组成塔架〔塔身〕2〕衔接板螺栓衔接采用衔接板和螺栓将杆件衔接起来〔可根据杆件受力的大小来确定螺栓的数目。因可采用比较多的螺栓数。故可接受大的载荷。但杆件因螺栓孔而被减弱，拆装也很费工。3〕插销式衔接或接板式销衔接插销式衔接构造衔接拆装方便，销子接受剪切力。由于遭到销子强度的限制，这种衔接仅适用于800kN·m起重力矩以下的塔式起重机的塔身衔接。插销式衔接是一种严密接触承压衔接型式，除应按严密接触承压和承剪计算销子外，由于衔接板和耳板孔边的集中应力很高，还需求计算板的强度。2金属构造主要组成〔导轨架〕导轨架导轨架是升降机的承载系统和吊笼运转轨道的支撑架，普通由型钢和无缝钢管组合焊接构成格构式桁架构造。截面型式分为矩形和三角面。导轨架由顶架〔顶节〕、底架〔基节〕和规范节组成，规范节的规范高度为1508mm，每节之间经过螺栓衔接，可以恣意互换。齿轮齿条型传动方式升降机导轨架是由带有齿条的规范节〔图2.27〕衔接而成，传动齿条经过螺栓结合在导轨架一侧〔单笼〕或两侧〔双笼〕。带对重的升降机的规范节那么装有对重滑道。为了保证升降机的正常任务，导轨架必需有足够的强度、刚度和稳定性，并且有与建筑物衔接的扶墙架，附墙架的间隔普通为两层楼的间距，约为8～9m，导轨架顶部悬臂自在高度为10～11m。导轨架主弦杆接受的压应力自上而下越来越大，底部根底节的主弦杆应力达最大值，这个截面要进展强度计算，并且导轨架的架设总高度也应有限制。2金属构造主要组成〔小车架〕小车架1.单主梁起重机小车架单主梁起重机小车架是刚性的焊接构造，其上普通装有起升机构和小车运转机构。小车架根据车轮支承情况可有多种方式，常见的有垂直反滚轮式和程度反滚轮小车架式两种。为保证小车的正常运转，小车架不仅要有足够的强度，而且需求有足够的刚度。在设计小车时应保证空载时小车的重心位于小车自动轮的外侧〔即吊钩一侧〕。此外，小车架上还应有栏杆并留有足够的安装和检修空间。2金属构造主要组成〔小车架〕2.双主梁起重机小车架双梁起重机小车式小车架多由两根端梁及两根或多根横梁组成框架构造，上面铺以钢板。其构造较复杂，自重较大，重心也较高。普通带主、副钩的小车架，纵梁为焊接箱形或工字形梁，横梁为焊接的箱形。也有采用薄板冲压件焊接的小车架，小车车轮轴承箱直接固定于横梁两端。起分量不大的小车也可以采用方框形小车架，或只需两根端梁，以卷筒替代横梁，将两端梁联接在一同，使构造大为简化，并减轻自重，降低小车高度。为了使各任务机构受载后能正常任务，小车架应具有较大刚性，并应有栏杆和安装、检修空间，室外任务的小车架还应有防雨罩。2金属构造主要组成〔司机室〕司机室司机室的构造与安装位置，应保证司机有良好的视野。司机室普通与桥架固定，并应装在无滑线一侧。司机室的构造有敞开式和封锁式两种，假设无特殊要求，室温在10～40℃的厂房内，任务的司机室普通制成敞开式；在多灰尘和有害气体的场所、露天及高温车间任务的司机室，普通制成封锁式的。司机室内布置支配安装和司机座椅〔或成套的联动控制台〕、照明设备、仪表箱及灭火设备。司机室内应留有足够的操作和检修空间，普通应能包容两人，电气控制箱等热源设备普通不布置在司机室内〔除小容量的电气控制箱外〕，否那么应该采取隔热措施。根据现场运用需求，在封锁式司机室内，可安装取暖和空调设备。司机室的内部尺寸，以满足视野要求为条件，宽度不宜过大，普通取1.3～1.6m，长度不小于2m，高度不低于1.9m。带空调设备的司机室内部尺寸普通宽为2m、长2.5m、高2m。司机室内部详细尺寸根据电气设备和任务要求确定。

2金属构造主要组成〔司机室〕对桥式起重机，从司机室通往桥架走台应设有梯子〔尽量采用斜梯子〕，封锁式司机室外如有走台，其门应设计成向外翻开；假设无走台那么不能外开。司机室的骨架应有足够的强度和刚度，普通由轧制型钢和冲压薄板焊成，地板运用厚20mm左右的木板制成，地板离骨架100mm。人行过道处铺以4～5mm厚的橡胶板。地板和墙壁内应留有电缆线槽。玻璃窗的玻璃厚度不应小于5mm。玻璃窗的尺寸与位置应保证司机坐着能看到起重机的取物安装在任何位置的任务情况。根据需求，可设置下视和上视窗口。闭式司机室玻璃窗的设计还应思索擦拭外面玻璃的方便。为减小大车行走时对司机室呵斥的震动，降低司机的任务疲劳强度，司机室的悬挂可采用弹性元件减震。2金属构造主要组成〔司机室〕露天任务的司机室应有防雨、隔热措施，在墙壁、地板、天花板内填放隔热资料。对于低温地域〔低于-10℃〕还应配取暖设备〔如电热器等〕，保证气温在-25℃时室内温度坚持在10℃以上。在高温车间任务的封锁式司机室应有隔热、降温等措施。隔热措施有：在司机室墙壁内填人不小于40mm，地板内填入不小于10mm的隔热资料；窗玻璃采用两层，其间净空不小于5mm；对直接受热辐射的玻璃，外层可采用防红外线的钢化玻璃；地板和墙壁外面涂有最大反射才干的资料；降温措施多采用冷风机降温，使司机室内温度坚持在25℃以下。在多灰尘和有害气体场所下的封锁式司机室应有空气过滤消毒措施。2金属构造主要组成〔通道，平台〕通道、平台桥架类起重机普通设有通道和平台，以便于检修。通道和平台普通布置成悬臂式〔偏轨、小偏轨箱形构造的双梁桥架普通不需另设走台〕，通道和平台板下加一斜撑，以保证通道和平台有足够的刚度，如图2.34所示。通道和平台面也可与主梁上翼缘板平面平齐。通道和平台宽度对于电动起重机不应小于500mm，对人力驱动的起重机不应小于400mm，上面有挪动构件或物体的通道和平台其净空高度不应小于1800mm，并且能接受3kN的挪动集中载荷而无塑性变形。为了平安，通道和平台必需具有防滑性能2金属构造主要组成〔梯子，栏杆〕梯子、栏杆凡高度差超越0.5m的通行途径应做成斜梯或直梯。高度不超越2m的垂直面上〔例如桥架主梁的走台与端梁之间〕，可以设踏脚板，踏脚板两侧应设有扶手。有通道和平台时必需设置栏杆。1.斜梯斜梯的倾斜角不宜超越65°。特殊情况下，倾斜角也不应超越75°〔超越75°时按直梯设计〕。斜梯两侧应设置栏杆，两侧栏杆的间距：主要斜梯不应小于0.6m；其他斜梯可取为0.5m。斜梯的一侧靠墙壁时，只在另一侧设置栏杆，栏杆高度不小于1m。梯级的净宽度不应小于0.32m，单个梯级的高度宜取为0.18m～0.25m，斜梯上梯级的进深不应小于梯级的高度，延续布置的梯级，其高度和进深均应为一样尺寸。梯级踏板外表应防滑。2金属构造主要组成〔梯子，栏杆〕2.直梯直梯两侧撑杆的间距不应小于0.40m，两侧撑杆之间梯级宽度不应小于0.30m，梯级的间距应坚持一致，宜为0.23m～0.30m，梯级分开固定构造件至少应为0.15m，梯级中心0.1m范围内应能接受1200N的分布垂直力而无永久变形。人员出入的爬越孔尺寸，方孔不宜小于0.63m×0.63m，圆孔直径宜取为0.63m～0.80m。高度2m以上的直梯应有护圈，护圈从2.0m高度起开场安装，护圈直径宜取为0.6m～0.8m。护圈之间应由三或五根间隔布置的纵向板条联接起来，并保证有一根板条正对着直梯的垂直中心线，相邻护圈之间的间隔：当护圈设置三根纵向板条时，不应大于0.9m，当护圈设置五根纵向板条时，不应大于1.5m。安装了纵向板条的护圈在任何一个0.1m的范围内应可以接受1000N的分布垂直力，不允许有永久变形。除非提供有其他适宜的把手，直梯的两边撑杆至少要比最上一个梯级高出1.0m，当空间受限制时此高出的高度也不应小于0.8m。装在构造内部的直梯，假设构造件的布置可以保证直径为0.6m的球体不能穿过，那么可不设护圈。直梯每10m至少应设一个休憩平台。假设空间不够，可以将平台靠在整个延续直梯的旁边。直梯的终端宜与平台平齐，梯级终端踏板或踏杆不应超越平台平面。如梯子在平台处不中断，那么护圈也不应中断，但应在护圈侧面开一宽为0.5m、高为1.4m的洞口，以便人员出入。2金属构造主要组成〔梯子，栏杆〕3.栏杆栏杆的设置应满足以下要求：〔1〕栏杆上部外表的高度不低于1m，栏杆下部有高度不低于0.1m的踢脚板，在踢脚板与手扶栏杆之间有不少于一根的中间横杆，它与踢脚板或手扶栏杆的间隔不得大于0.5m；对净高不超越1.3m的通道，手扶栏杆的高度可以为0.8m；〔2〕在手扶栏杆上的恣意点恣意方向应能接受的最小力为1000N，且无永久变形。〔3〕栏杆允许开口，但开口处应有防止人员跌落的维护措施；〔4〕在沿建筑物墙壁或实体墙构造设置的通道上，允许用扶手替代栏杆，这些扶手的中断长度〔例如为让开建筑物的柱子、门孔〕不宜超越1m。3资料选用，构造设计与计算(资料)起重运输机金属构造常用资料的分类和性能金属构造是起重运输机的重要组成部分之一。金属构造资料的选用直接关系到起重运输机的任务能否平安、经济。起重运输机的任务非常繁重，经常接受变化的动力载荷和冲击载荷，而且任务环境普通较差，因此，要求金属构造的资料有较高的强度，材质均匀而且有良好的塑性；当起重运输机金属构造在低温下任务时，资料还必需有足够的冲击韧性,断裂韧性由于起重运输机金属构造多采用焊接构造，故要求资料具有良好的可焊性。此外，还要求起重运输机金属构造的资料有较好的时效性和防腐性。3资料选用，构造设计与计算(资料)目前，起重运输机金属构造主要构件所用的资料有普通碳素钢、优质碳素构造钢、普通低合金钢、合金构造钢。金属构造的支座常用铸钢。金属构造的联接分为焊接和螺栓联接二大类。焊条或焊丝型号应与主体金属强度相顺应，对任务级别高、接受动载的构造焊缝，必需保证焊条或焊丝资料有足够的韧性和塑性。螺栓联接的常用资料应符合GB3098-82<紧固件机械性能>的规定。3资料选用，构造设计与计算(资料)起重运输机金属构造常用资料的分类和性能手工焊时，焊条应符合GB5117-85碳钢焊条要求。运用埋弧自动焊时，应采用能保证焊缝性能与主体金属资料性能一样的焊丝及对应的焊剂。采用气体维护焊时应选用保证焊缝质量与主体金属资料性能类似的实心焊丝或药芯焊丝。焊接碳素钢和低合金构造钢时，可采用二氧化碳〔CO2〕气体维护焊。金属构造常用焊条，焊丝及焊剂可参见表2-1〔a〕3资料选用，构造设计与计算(资料)3资料选用，构造设计与计算(资料)普通螺栓联接采用碳素构造钢或优质碳素构造钢为资料。在常温下〔－20℃以上〕任务的起重机采用铰制孔的螺栓和螺母，可运用Q235碳素构造钢。在－20℃以下任务时，应选用20号优质碳素构造钢为螺栓螺母资料。铰制孔的螺栓可用20号优质碳素构造钢制造，螺母资料可用Q235碳素结构钢，对于承载大的重要螺栓联接宜采用35号或45号优质碳素构造钢，并经调质处置。3资料选用，构造设计与计算高强度螺栓联接根据其运用场所采取不同的资料。起重机用高强度螺栓、螺母的和垫圈的资料见表2-1(b)。3资料选用，构造设计与计算(资料)碳素构造钢是一种低碳钢，用于金属构造的低碳钢含碳量不超越0.22%。低合金钢也是一种低碳钢，它含有不超越2.5%的合金元素〔锰、硅、铜、镍、硼等〕。按冶炼方法的不同，构造钢分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。转炉钢又分为酸性转炉钢和碱性转炉钢。平炉钢的质量较好，其机械性能和化学成分比较稳定是起重机金属构造的常用钢材。转炉钢的钢材含有较多的气泡、杂质〔硫、磷〕和有害气体〔氧、氮〕，材质不匀，易裂，可焊性差。因此，转炉钢不允许用于常在露天或低温下任务的起重机金属构造上。目前，国内转炉钢的产量较大，假设能保证其机械性能和化学成分不次于平炉钢时，普通起重机的金属构造，也可以用转炉钢。电炉钢质量最好，但价钱较贵，起重机金属构造极少采用。3资料选用，构造设计与计算(资料)按照钢锭浇铸的方法，构造钢材可以分成镇静钢和沸腾钢。镇静钢质优而匀，塑性和韧性都好，沸腾钢是脱氧不完全的钢，塑性和韧性较差。用这种资料制成的焊接构造，受动力载荷作用时，接头易出现裂痕。沸腾钢还有时效硬化景象，不宜用在低温下任务的起重机金属构造上。从经济观念来看，由于沸腾钢未经很好的脱氧，因此省去大量昂贵的脱氧剂，冶炼时间短，所以其本钱较低。用沸腾钢轧制成型材和板材时，其内部的气泡能够被压合，并构成坚实的外壳。所以在普通情况下，其强度并不比镇静钢低太多。因此，在常温下任务的起重机金属构造也可用沸腾钢制造。近年来对沸腾钢的质量进展了大量的研讨，并采取有效措施，进一步提高了它的质量，为扩展沸腾钢在起重机金属构造中的运用范围提供了科学根据。3资料选用，构造设计与计算(资料)普通碳素钢Q235是制造起重机金属构造最常用的资料。根据化学成分和脱氧方法，Q235分为A、B、C、D四个质量等级。与碳素钢相比，低合金钢具有更高的屈服极限与抗拉强度，更好的低温冷脆性和耐磨性，较好的可焊性。但有效应力集中系数较高，假设构造主要由最大强度控制，而不由疲劳强度控制，那么采用16Mn低合金钢效果最好。对于普通起重机金属构造，当设计温度高于－20℃时，允许采用平炉或氧气顶转炉沸腾钢Q235BF，任务级别为A7和A8的起重机金属构造，采用平炉镇静钢Q235C或特殊镇静钢Q235D。需减轻分量时，可采用16Mn或15MnTi。3资料选用，构造设计与计算(资料)轧制钢材由钢材轧制成的钢板和型钢是制造起重机金属构造最根本的元件。钢板及型钢按其规格尺寸及截面特性列成的表格，称为型钢表。各种型钢的资料、规格尺寸及截面特性可查表型钢分类：厚钢板按国标GB706-88规定，厚度为0.5~200mm，宽度600~3800mm，长度1.2~12m。厚钢板由Q215A、Q235、16Mn、15MnTi等资料轧成。薄钢板冷轧薄钢板应符合GB708-88的规定，厚度为0.2~5mm；宽度600~2000mm，长度12~6m。由Q195F、Q215F、Q215、Q235、16Mn、15MnTi等轧成。范钢板中还有一种花纹钢板〔GB3277-82〕，厚度2.5~8mm，宽度600~1800mm，长度0.6~12m。花纹钢板由Q195F轧成，用作走台板和围护构造。3资料选用，构造设计与计算(资料)扁钢轧制扁钢符合GB704-88的规定，这种钢板的边缘比较平直，宽度较准确，用于金属构造的可减少制造工时。轧制扁钢的厚度为3~60mm，宽度为10~200mm，长3~9m。由Q215、Q235、16Mn、15MnTi等资料轧制。型钢包括等边角钢〔GB9787-88〕、不等边角钢〔GB9788-88〕槽钢〔GB707-88〕、普通工字钢〔GB706-88〕、丁字钢和薄壁型钢。角钢多用作接受轴向力杆件和支撑杆件，槽钢和工字钢主要用于接受横向弯曲的杆件，钢管由于截面对称，截面积分布合理，是中心受压杆件的理想截面。丁字钢近年来被用作偏轨箱形梁的承轨构件，大大提高了梁的承载才干，减轻了构造自重。目前国内尚不能轧制这种型钢。钢轨在起重机中所用的钢轨有方钢〔GB702-72〕、起重机钢轨〔GB3426-82〕、铁路钢轨。钢轨的截面规格尺寸见附录一。在小型起重机中，可采用方钢轨，其边宽尺寸按车轮轮压而定，普通在60mm左右。中等吨位的起重机大、小车轨道可用铁路钢轨。大吨位的起重机轨道，最好采用起重机公用钢轨。3资料选用，构造设计与计算(资料)铝合金的运用采用轻金属制造起重机金属构造，也是减轻构造自重的有效方法之一。国外用铝合金制造桥式起重机主梁和轮式起重机动臂，使起重机金属构造自重下降40%以上。我国铝合金尚无运用于起重机金属构造的实际，对铝合金金属构造的计算原理和制造工艺正在研讨之中。3资料选用，构造设计与计算〔选材原那么〕起重运输机金属构造的选材原那么起重机金属构造选择资料的原那么，通常应思索以下要素。一、金属构造的类型普通轻型桁架构造多项选择用碳素构造钢轧成的型钢，最小角钢不得小于45X45X5；重型桁架构造可思索采用低合金钢。板梁构造多项选择用碳素构造钢材轧成的板材，钢板的厚度不宜小于6mm，如有特种防腐涂层时，可不小于5mm。对特种用途的起重机构造，如遭到分量的限制及构造上的要求不得不减薄厚度时，思索到焊接工艺，亦不可小于4mm〔如汽车起重机的箱形截面伸缩臂架构造的腹板〕。3资料选用，构造设计与计算〔选材原那么〕二、金属构造的载荷性质接受动力载荷的构造或任务类型级别较高〔A5级以上〕的构造，宜选用疲劳强度较高的镇静钢材，而不应选用低合金钢作为受力构件。更不要用铝合金，因铝合金虽轻，但疲劳强度很低。3资料选用，构造设计与计算〔选材原那么〕三、金属构造的任务温度对低温下任务的起重机金属构造应选用低温敏感性低，冲击韧性较高的资料，如平炉镇静钢Q235C或低合金钢16Mn。而不能采用沸腾钢或半镇静钢。3资料选用，构造设计与计算〔选材原那么〕四、金属构造的任务环境对于在露天任务且腐蚀性介质的起重机金属构造，应选器具有防腐性能的资料，如16MnCu或C类钢。设计起重机金属构造，提倡多用高强度低合金钢，但不能不分受力大小而一概采用。只需当构造杆件或构件的强度、刚度和稳度三大问题中，强度是决议要素时，选用低合金钢才干到达节省资料，减轻自重的目的。3资料选用，构造设计与计算〔载荷分类〕

起重运输机金属构造计算载荷的分类作用于起重运输机金属构造上的载荷，根据载荷的不同特点，载荷出现的频繁程度分为根本载荷、附加载荷及特殊载荷三类。一、根本载荷：指一直和经常作用在起重机构造上的载荷，即起重机正常任务时必然出现的载荷，包括：1.自重载荷PG：指起重机的构造、机械设备及电气设备等的重力〔亦称固定载荷〕。2.起升载荷PQ：指所能吊起物品的最大重力，俗称额定起分量。起升载荷不包括吊钩、吊环、吊梁等取物安装的分量，但可以改换的取物安装如抓斗、电磁吸盘、真空吸盘、集装箱属具等的重力应计算在起升载荷之中。起重机起升高度小于50米时，起升载荷可不计起升钢丝绳的重力。3.程度惯性载荷HP：指运转、回转或变幅机构起〔制〕动时引起的程度惯性载荷。3资料选用，构造设计与计算〔载荷分类〕二、附加载荷：指起重机在正常任务形状下构造所接受的非经常性作用的载荷〔在起重机正常任务时并非必然出现而是能够出现的载荷〕，包括：1.任务形状下的风载荷Pwi；2.有轨起重机偏斜运转时产生的侧向力Ps3.根据实践情况决议需加以思索的温度载荷、冰雪载荷及某些工艺性载荷。

3资料选用，构造设计与计算〔载荷分类〕三、特殊载荷：指起重机在非任务形状或实验形状时构造能够接受的最大载荷，或在任务形状下构造偶尔接受的不利载荷，包括：1.非任务形状下的风载荷;Pw0;2.实验载荷；3.根据实践情况决议需加以思索的安装载荷、地震载荷及某些工艺性载荷；4.任务形状下构造偶尔能够接受的碰撞载荷PC；5.任务形状下构造偶尔能够接受的带刚性起升导架的小车的倾翻程度力Psl.3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕起重运输机金属构造各种载荷的计算自重载荷的计算在金属构造设计之前，自重尚未知道，必需预先给出。由于构造和机、电设备的自重远远超越起升载荷，例如通用龙门起重机的自重通常是起升载荷的2～7倍，门座起重机的自重约为起升载荷的8～25倍，对巨型装卸桥，金属构造自重在起重机总重中所占比例更大，因此，金属构造自重载荷的正确估定和计算非常重要。参照现有类似构造来确定自重载荷，是一种常用的可靠方法。起重运输机金属构造的自重载荷也可以查阅类似构造的自重表。图3-3是单梁龙门起重机上部主梁单位长度分量曲线；双梁箱形龙门起重机跨内部分的自重载荷可参考图3-4的分量曲线〔图中Gz是指一根主梁的分量〕；3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕

3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕起升载荷的计算桥式类型的起重机〔桥式起重机、龙门起重机和装卸桥等〕的起升载荷常以小车轮压〔kN或N〕的方式作用于主梁或主桁架上。进展轮压计算时，小车视为刚性支架。小车轮压的计算表达式为：

思索动力载荷的作用，计算轮压为：

3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕运转回转起重机中，用小车变幅的塔式起重机，起升载荷的计算同桥式类型起重机，吊重及小车重力以轮压的方式作用于承轨构件上。经过其它方式变幅的轮式和塔式起重机，起升载荷的计算表达式为：3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕程度惯性载荷的计算运转惯性力PH起重机大车或小车运转机构起动或制动时，起重机或小车的本身量以及起升质量产生的程度惯性力PH为：3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕回转和变幅运动时的程度惯性力HP臂架式起重机回转和变幅时，起升质量和起重机运动部分的本身质量产生程度惯性力。起升质量产生的程度惯性力HQP〔包括作用在起升质量上的风力、变幅和回转起、制动时的惯性力、回转运动时的离心力〕，按吊重钢丝绳偏离铅垂线的偏摆角所引起的程度分力计算：3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕起重机偏斜运转时的程度侧向力PS桥架类起重机在大车运转过程中，由于轨道铺设误差、车轮安装误差、车轮直径不等及两边运转阻力不一样等要素，均会使起重机发生偏斜运转，在轨道侧面与车轮轮缘或程度导向轮之间产生程度侧向力，程度侧向力可按下式近似计算：

3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕风载荷的计算露天任务的起重机金属构造应思索风载荷的作用。视风载荷是能够作用于恣意方向的程度载荷。对我们所讨论的常用的起重机，只计算风压的静力作用，不思索风压的动力效应。按照起重机在一定风力下能否正常任务，把作用于起重机金属构造的风载荷分为任务形状的风载荷和非任务形状的风载荷两类。任务形状的风载荷是起重机金属构造在正常任务情况下所能接受的最大计算风压〔N/m2〕；非任务形状的风载荷那么是起重机金属构造不任务时所能接受的最大计算风压。任务形状和非任务形状的风载荷按下式计算3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕缓冲器的碰撞载荷PC作用于缓冲器上的最大碰撞载荷，按照缓冲器的碰撞速度所吸收的能量计算。对没有自动减速安装或限位开关的起重机大车，碰撞速度取0.85ve(大车的额定运转速度m/s)；起重小车取其额定速度。对装有自动减速安装或限位开关的起重机大车和小车，按减速后的实践碰撞速度计算，但不小于额定运转速度的50%。3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕其它特殊载荷〔一〕冰雪载荷根据我国地理条件决议其大小。在冰冷地域通常取雪压为500～1000N/m2进展计算，其中小值用于华东、华中地域，大值用于东北地域和新疆北半部。其他地域的雪压取200N/m2左右。当起重机金属构造高于20m时，冰层较厚，此时应思索冰的重力载荷。对于常用的挪动式起重机或司机室装设在起重机上的吊车，如用户无特殊要求，构造设计时普通不思索冰雪载荷。〔二〕温度载荷在露天或高温〔低温〕环境任务的起重机超静定构造，设计时应思索温度影响。常用挪动式起重机构造和跨度小于35m的超静定构造，由于温度影响较小，通常不计温度载荷。3资料选用，构造设计与计算〔载荷计算〕〔三〕地震载荷根据我国几次大地震后，起重机金属构造均未遭到破坏的实践情况，在起重机金属构造设计中不用思索地震力对构造的影响。〔四〕实验载荷起重机投入运用前，必需进展超载动态实验及超载静态实验。实验场地应坚实、平整，风速普通不超越8.3m/s。4、金属构造的衔接起重运输机金属构造普通由假设干杆件组成，杆件由钢板和型钢等构成，各杆件之间以及组成杆件的各钢板和型钢之间都必需用某种方式加以衔接，使各组成部分构成整体而共同任务。阅历证明，起重机金属构造的不少事故是发生在衔接处，而衔接处的加固比构件的加固更为困难，因此衔接是金属构造的重要环节，必需对金属构造衔接设计给予足够的注重。起重运输机金属构造常用的衔接方法有：铆接、焊接、螺栓衔接和销轴衔接等，其中焊接是目前起重机金属构造的主要衔接方法。由于铆接具有工艺复杂、费工费料、减弱杆件的截面等缺陷，随着焊接技术的不断开展和完善，在起重机金属构造中焊接已逐渐取代了铆接。因此，不再引见铆接的构造。4、金属构造的衔接焊接衔接焊接是20世纪初开展起来的新技术。焊接具有省工省料、不减弱杆件截面，易于采用自动化作业，并可用于复杂外形构件的衔接等优点，焊接的缺陷是质量检验费事、衔接的刚度大，在内应力影响下容易引起构造的剩余变形。焊接构件的厚度：对于碳素钢普通不超越40mm；对于低合金钢普通不超越30mm。现代起重机金属构造所采用的焊接主要是电焊和气焊两类。电焊分为电弧焊、电阻焊〔焊薄钢板〕和电渣焊〔焊厚度和截面较大的构件〕，其中以电弧焊运用最广。气焊主要用于焊薄钢板。4、金属构造的衔接一、焊接接头的型式衔接两块板件的焊接接头主要有三种型式，即对接、搭接和顶接〔T字形接头和角接头统称顶接〕，如图4-1。传送轴力的构件通常用对接接头或搭接接头；主要接受弯曲的组合箱形截面构件通常用顶接。在接头设计时应防止焊缝立体交叉和在一处焊缝大量集中，同时焊缝应尽能够对称于构件的重心布置，尽量采用较小的焊缝尺寸。4、金属构造的衔接二、焊缝的种类及构造起重机金属构造中主要采用对接焊缝和角焊缝两种，槽焊缝和电焊铆钉极少用。对接焊缝在对接、顶接中都有运用，其特点是板边要刨削加工成各种外形的坡口。角焊缝不需开坡口且不要求刨削板件，气割或剪切后即可施焊，故加工较简单；用于搭接接头时，那么不要求尺寸很准确而便于安装。在施工图上要用焊缝代号标志焊缝的种类和尺寸。焊缝代号主要包括指引线、图形符号和辅助符号三部分。有关焊缝代号问题可参看国标GB324-88、GB12212-90。4、金属构造的衔接〔一〕对接焊缝对接焊缝焊接在同一平面内两块钢板对齐的边缘。施焊时两板边缘之间应坚持等宽的间隙，且板边应加工成一定外形的坡口。常用坡口方式参看图4-2所示四种。4、金属构造的衔接对接焊缝的厚度普通不小于所衔接板件中较薄的板厚，这样可保证对接焊缝的强度不低于基材。对接焊缝普通应采用双面施焊，即从一面施焊后，翻过来再焊另一面。双面施焊的焊缝截面积较单面焊时小得多，焊后的凸凹变形也易控制。不得已时也可单面施焊，但需保证焊缝根部完全焊透。二〕角焊缝角焊缝衔接不在同一平面内的两块钢板，并在相交处施焊〔图4-4〕。当角焊缝夹角为90时，称为直角角焊缝，即普通所指的角焊缝。夹角大于120或小于60的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝，钢管构造除外。角焊缝的截面方式有凸形和凹形两种。用手工焊时，由于熔深小，角焊缝的外表常做成凸形或接近直线形。用埋弧自动焊时那么熔深较大，角焊缝的外表可以做成凹形，或接近直线形。凹形焊缝传力时应力集中小。4、金属构造的衔接

113一、钢构造常用焊接方法1.手工电弧焊A、焊条的选择：焊条应与焊件钢材相顺应。原理：利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。焊接衔接的特性

焊机导线熔池焊条焊钳维护气体焊件电弧114Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048)B、焊条的表示方法：E—焊条(Electrode)第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度〔kgf/mm2)第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相顺应的焊条。缺陷：质量动摇大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；Q235钢选择E43型焊条〔E4300--E4328)C、优、缺陷115、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊丝转盘送丝器焊剂漏斗焊剂熔渣焊件埋弧自动焊116A、焊丝的选择应与焊件等强度。B、优、缺陷：优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺陷：设备投资大，施工位置受限等。117优、缺陷：优点：焊接速度快，焊接质量好。缺陷：施工条件受限制等。1181.焊接衔接方式对接119搭接120〔1〕对接焊缝正对接焊缝〔2〕角焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝1213.焊缝位置1221.焊缝缺陷123外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；内部无损检验：检验内部缺陷。内部检验主要采用超声波，有时还用磁粉检验荧光检验等辅助检验方法。还可以采用X射线或γ射线透照或拍片。124<钢构造工程施工及验收规范>规定：焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只需求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量规范。一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量规范。125<钢构造设计规范>〔GB50017--2003〕中，对焊缝质量等级的选用有如下规定：(1)需求进展疲劳计算的构件中，垂直于作用力方向的横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。(2)在不需求进展疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。126〔３〕重级任务制和起分量Ｑ＞５０ｔ的中级任务制吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的Ｔ形接头焊透的对接与角接组合焊缝，不应低于二级。〔４〕角焊缝质量等级普通为三级，直接接受动力荷载且需求验算疲劳和起分量Ｑ＞５０ｔ的中级任务制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。1271281、设计上的措施；〔1〕焊接位置的合理安排〔2〕焊缝尺寸要适当〔3〕焊缝数量要少，且不宜过分集中〔4〕应尽量防止两条以上的焊缝垂直交叉〔5〕应尽量防止母材在厚度方向的收缩应力2、加