起重机钢结构总体设计时常用的载荷系数（多篇材料）【精品多篇】

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钢结构仓库建设时要注意哪些问题 篇一

钢结构仓库建设时要注意哪些问题当需要新建钢结构仓库时，对地形、地基、环境要根据实际情况进行分析，要请专业的技术人员来勘测。因为钢结构仓库要设计要产品的保存，工作人员和财产的保护，在施工前要进行一个分析：

1、选择的厂址必须是经过国家与地方批准使用的工业用地。

2、钢结构仓库的建筑面积应根据工厂规模和产品的数量来进行考量。

3、仓库的用地面积应满足生产工艺和运输要求，并预留扩建用地。

4、仓库用地应尽可能简单，如为矩形场地长宽比一般控制在1：1.5之内，较经济合理，复杂的地形与环境对新建钢结构厂房有造价上的影晌，如基础，仓库结构等。

5、仓库内要做好地下工程布局。如排水，管线布置等

6、考虑高温、大雪、多雨、大风和雷击地区对钢结构的影晌。其实钢结构的仓库和厂房的建设和施工是没有什么区别的，只是用途不一样而已。

起重机在吊运钢板时产生挤伤事故(精 篇二

起重机在吊运钢板时产生挤伤事故

（一）事故简介

2002年7月，某桥梁工地材料仓库利用一电动单梁悬挂起重机在吊运钢板作业时，由于起重机操作者站位不当加上误操作，操作者被载挤压在钢板垛之间受重伤而死亡。

（二）事故发生过程

事故现场为一材料仓库，发生伤人事故的部位是钢板垛之间，钢板垛之间距离较狭窄，吊载运行通道不畅。仓库光线较暗，起重机操作者受挤压重伤，经抢救无效而死亡。

从事起重运输的起重设备是一台地面跟随式操纵的电动单梁悬挂起重机，其起重量G=5000kg、跨度S=10.5m、起升高度H=6m、起重机运行速度Vk=45m/min。

当天的作业内容为从仓库内向外运输钢板，仓库内贮存待运的钢板每张长6m、宽1.6m、重450kg。每10张钢板为一组，每组间均匀地垫放3根方木，每垛钢板高约2m左右，每垛钢板之间间距大约0.4m左右。

正常情况下担任钢板吊运装卸车任务由一名专业吊装司索人员甲担任，当临近下班之前，一辆卡车开进仓库停靠在最外边的一垛钢板旁边，此钢板垛已运走一半之多，约有0.9m之高。由于甲当时脱岗不在现场，便临时由一位仓库管理人员乙替代甲吊运钢板装车，乙虽会操作起重机运转但不甚熟练。由于卡车停靠钢板垛太近，乙选择了站在两个钢板垛之间（约0.4m间距）吊装钢板，用钢板专用吊具装好一组重4.5t的钢板组，乙按动手门起升按钮使吊载起升距地面1.5m高左右，乙应该按动向卡车方向移动的手电门按钮，不料按动了向卡车相反方向移动的按钮，结果吊载4.5t重的钢板组以45m/min速度向操作者乙冲来，由于乙站在钢板垛的狭缝中躲闪不及，当时被挤压在吊载与钢板垛之间，经抢救无效而身亡。

（三）事故原因分析

根据事故现场调查，向卡车司机知情人了解情况及事后事故分析，这起伤人致死的事故原因如下：

1、发生这起事故灾害的直接原因是起重机操作者乙自身操作不熟练导致操作失误，从而葬送了自己的生命。

2、操作者操作起重机选择的站位错误十分明显，站在钢板垛狭窄的空间操作本身就是十分危险的，一旦有异常而不易躲闪，事实上站位不当也是造成亡命的原因之一。

3、起重机自身的操作方式有缺欠，操作方式为跟随或造成操作者距离吊载太近，势必存在有吊载撞击的潜在危险，操作者没有重视这一点也是造成事故的一个原因。

4、起重机运行速度为45m/min，作为地面操作速度有些快，再加上没有调速机能起动太快太猛，吊载的冲击力很强而加重了对操作者的撞击及挤压力量。

5、操作者违章操作，又无证上岗，缺乏自我保护意识。

6、监理单位对特种岗位工人是否持证上岗检查不严，以及巡视不到位。

（四）事故结论与教训

这是一起严重的缺乏安全操作要领，违反安全操作规程，典型的误操作引起的人身伤亡事故案例。

1、地面操作的起重机由于采用跟随或操作使操作人员离吊载太近，经常发生吊载撞击、挤伤、砸伤操作者，所以凡是使用跟随式地面操纵的起重机操作者必须时时刻刻注意提高自我安全保护意识。

2、地面操作式起重机的操作者在起重吊装作业中，必须善于观察好作业环境，选择好吊载的安全通道，选择好自己安全合理的站位。

3、看清看准操作按钮后再按动，以防误操作，为了安全可以采取先点动一下按钮不要直接起动。

4、起重机操作者要保持精神集中不可麻痹大意，不然后患无穷。

（五）事故的预防对策

1、地面操作的起重机一般没有固定司机，所以必须用制度加以管理，应持证上岗，没有经过培训的人不得随便操作使用。

2、加强管理，提高操作者自我保护意识势在必行。

3、为防止吊载伤害操作者，从根本上解决的办法是采用非跟随式操纵，将手电门悬挂在一单独滑道上，操作者可自由选择自己的合理站位。不具备非跟随操作的条件，经常在狭窄的空间或有障碍物作业时，可采取加长手电门悬挂的电缆，以利远离吊载操纵来保证自身安全。

4、当起重机启动过猛时，可以采取双绕组变极鼠笼电机或采用调频无级变速，使起动、制动用慢速以防起动、制动时吊载摆动冲击伤人，正常运转时采用快速以利提高工作效率。

5、加强现场安全监督，设专人负责安全以利减少事故发生。

起重机钢结构总体设计时常用的载荷系数 篇三

起重机钢结构总体设计时常用的载荷系数

在进行起重机总体设计时，特别是钢结构设计时，考虑的载荷和工民建钢结构厂房设计考虑的载荷有很大不同，其特点就是起重机是动态使用的，在考虑载荷时，都要乘一个系数，现在我把整体设计时最常用的载荷系数简单得说一下，使对起重机钢结构设计不了解的人有一个初步的认识，同时，也请这方面的专家指出不足之处。《规范》中可没有这么详细啊！

一、自重冲击系数

当货物突然起升离地、货物下降制动、起重机运行通过轨道接缝或运动机构起动、制动时，起重机的的自身重量将产生冲击和振动。由于这种冲击和振动，起重机各部分质量会产生附加的加速度，虽然可用计算机计算这种加速度，但计算工作量较大，所以，实际计算时是将自重乘以一个冲击系数，以考虑这种附加动载的影响。

按照《起重机设计规范》（GB3811-83），的规定，自重冲击系数分两种情况，一是货物离地或货物下降制动对自重的冲击，将起重机自重乘以起升冲击系数φ1，二是吊着货物的起重机运行通过轨道接缝，将起重机自重和起升载荷均乘以相同的运行冲击系数φ4，他们都是经验值。

1、起升冲击系数φ1

《规范》规定：0.9≤φ1≤1.1

这个系数的应用分两种情况：当自重对要计算的元件起增大作用时，取φ1=1.0~1.1，否则取φ1=0.9~1.0。

2、运行冲击系数φ4

《规范》规定，φ4用下式计算：

φ4=1.10+0.058v√h(注：√h为h开更号）

式中v-----起重机（或小车）的运行速度（m/s)

h----轨道接缝处二轨道面的高度差（mm）

理论表明，当速度较大时（v≤2m/s），冲击系数并不随速度增大，只要控制h≤2mm，系数不会大于1.1。

二、起升载荷动载系数φ2

这是一个最重要的系数。φ2一般取1≤φ2≤2

当起升质量突然离地上升或下降制动时起升质量将产生附加的加速度，由这个附加加速度引起的惯性力，将对机构和结构产生附加的动应力，我国《规范》规定，将起升载荷乘以系数φ2予以增大，φ2即为起升载荷动载系数。

1、φ2的估算值

φ2=1+cv√[1/δg（λ0+yo）]

各符号的意义见《起重机设计规范》（GB3811-83）附录B

为了检验上式的正确性，曾对通用桥式起重机、塔式起重机、门座起重机等做过测定，φ2值与实测值很接近。

2、初步设计阶段φ2的估算值

在初步设计阶段，上述公式的一些参数未知，φ2如何估算呢？

将上式进行简化：φ2=1+acv

a=√[1/δg（λ0+yo）]

根据《规范》规定，按照以下公式参考选取：

①φ2=1+0.17v-----做安装用的、使用轻闲的臂架起重机。

②φ2=1+0.35v------做安装用的桥式起重机，做一般装卸和施工用的吊钩式起重机

③φ2=1+0.70v-----在机加工车间和仓库用的吊钩桥式起重机、港口抓斗门座起重机

④φ2=1+1.00v-----抓斗和电磁桥式起重机。

v-----额定起升速度（m/s)

若φ2＜1.1，取φ2=1.1；若φ2＞2，取φ2=2，此时应采取措施降低离地速度（用电控的方法），使φ2不致太大。

3、φ2值的其他估算方法

以上是《规范》介绍的方法，至于φ2到底多大，也在于参考其他吊车的参考值以及设计者的心得体会，其他方法大家也可以参考，这里就介绍以下出处，有兴趣的可以找资料，也可以找我联系。

①《起重机设计手册》（机械工业出版社）P20 是《规范》未出来之前的常规设计方法

②《起重机设计手册》（中国铁道出版社）P13 是ISO（8686-1：1989）的设计方法。

三、突然卸载冲击系数φ3

《规范》中是这样规定的：

当起升质量部分或全部突然卸载时，将对结构产生动态减载作用，减小后的起升载荷等于突然卸载冲击系数φ3乘以起升载荷。

φ3=1-（Δm/m）*(1+β3）

Δm-------起升载荷突然卸去的那部分重量

m-----起升质量

β3------对于抓斗起重机或类似起重机取0.5，对于电磁起重机或类似起重机取1.0

从式中看出，在严重情况下（即突然卸去全部起升质量），起重机将受到与起升质量相等但方向相反的载荷。

φ3的取值范围-1~1。

使用时应注意：

1、一般的设计中卸载的冲击影响主要在起重机抗倾覆稳定性计算时应用。

2、对部分起升载荷突然卸除或坠落属于正常作业的起重机（例如抓斗或电磁起重机，应考虑突然卸载对结构的动力作用。起升载荷动载系数φ2的推导：

我国《规范》和aisc《规范》规定起升载荷动载系数φ2 最大为2，即φ2<=2,(视不同情况选取）

假定一物体m,从高h跌落，其冲击力为：

用机械能守恒定理:

mg(h+Ymax)= 0.5*k*Ymax here Ymax为结构最大变形，k为劲度系数

静荷载时 mg=kY

联立求解 Ymax=(1+(1+2h/Y)^0.5)*Y 冲击系数为(1+(1+2h/Y)^0.5)

冲击力为 F=kYmax=k*(1+(1+2h/Y)^0.5)*Y

F=kY*冲击系数

F=mg*冲击系数 = mg*(1+(1+2h/Y)^0.5)冲击力为重力与冲击系数的乘积

当h=0(此时与起升载荷对机构和结构产生的动应力情况相同）

冲击系数为(1+(1+2h/Y)^0.5)=2 结论:冲击系数最大为 2 图片：

一、你的推导没有错误，但你的力学模型和起重机起升工况的力学模型不一样。

你的力学模型如附图1所示，其实就是一静止物体突然加载到某弹性物体上的冲击工况，重物G在初始时静止弹簧K的自由状态，G挂上弹簧突然松手，此时弹簧的最大受力为2mg，即φ2=2，这就是你的公式的由来，注意，是静止物体。图片：

二、起重机起升工况要比上述工况复杂的多，而且不是上述工况。

起重机起升最理想的工况（冲击最小）如附图2所示，弹性钢丝绳以无限小的速度v0缓缓提起，当kΔx等于mg时，物体也以v0缓缓离开地面，此时φ2=1（无冲击），但这种工况效率太低，不现实，也是不可能的，因此，随着v0的增大，φ2也会增大，肯定会大于2，例如，v0很大，（如10g），而钢丝绳的刚度也很大，迫使G在短时间内v0达到10g，（如1秒），则G的平均加速度就为10g/1=10g,其受的惯性力就为10mg，即受拉力为10mg，此时，φ2=10。

三、归根结底，你的模型未考虑重物与弹簧在初始时就存在相对速度（钢丝绳动而重物不动）。试想，如果k为无穷大，则重物速度从0变到v0的时间为0，此时，φ2为无穷大。

你提的问题相当好，这正好反映了起重机钢结构的设计和普通钢结构建筑设计的不同原理，但两者又有许多相通之处，它们都是钢结构，但一个动，一个静止而已。

四、试验载荷动载系数φ6

起重机在投入使用使用以前，必须进行超载动态试验和超载静态试验，也就是大家常说的110%动负荷试验和125%静负荷试验。试验时风速一般不超过8.3m/s，大约是5级风（8.0~17.9m/s，离地10m高）。

1、动态试验是起吊额定负荷的110%，且处于起重机最不利位置，按要求完成各种运动和组合运动。此时，虽然是全速上升或下降，但离地及下降制动均比较谨慎，按照《规范》：

φ6=（1+φ2）/2

2、静态试验是加额定载荷的125%，且处于起重机最不利位置，载荷应平稳无冲击加载。载荷离地100~200mm，悬空时间不得少于10min。《规范》规定，有特殊要求的起重机，其试验载荷由用户和制造厂签定合同予以规定。

起重机试验详见《起重机试验规范和程序》（GB5905-86）

五、弹性振动增大系数φ5和刚性动载系数φ8

这两个系数是用于传动机构动载荷计算的。

起重机机构启动时原动机发出的转矩要比机构的静阻转矩大，增大的转矩用来加速机构的运动质量。因此机构启动存在动载荷。

电动机的额定功率Pn(KW)、额定转矩Mn(N.m）和转速n（r/min)存在以下关系：

Mn=9550*Pn/n

零件承受的总载荷为静力矩和惯性力矩之和

Mmax=Mj+Mg=φ8*Mn

考虑到机构传动系统在起动和制动时产生的扭转振动，则

Mmax=φ5*φ8*Mn

刚性动载系数φ8和电动机的驱动特性及计算零件两侧的转动惯量的比值有关，一般φ8=1.2~2.0。

弹性振动增大系数φ5，对突然起动的机构，取1.5~1.7，对较平稳的机构，取1.1~1.5。

事实上，机构起动和制动时，除传动机构承受动载荷外，起重机的金属结构也将承受水平动载荷，因此，也可先将起重机各个质量的惯性力按照刚体动力学的方法计算出，然后再乘以φ5。

六、碰撞缓冲器考虑的弹性振动动载系数φ7

起重机运行轨道的终端设有弹性缓冲器，一般有弹簧和液压两种。

一般的碰撞力分析是以刚体动力学的基础导出的，实际应考虑碰撞时起重机结构将产生弹性振动。

按照ISO/TC-96工作小组拟订的关于起重机计算载荷的文件，须将缓冲力乘以动载系数φ7，以考虑弹性振动对缓冲力的影响，并规定：

对于线性弹簧缓冲器：φ7=1.25

对具有不变缓冲力的液压缓冲器 ：φ7=1.60 在我国规范中规定：φ7=1 我在《起重机设计规范》里，还真的没有找到这个系数（或许不常用），在规范里，只是有缓冲器碰撞时作用在运行机构驱动轴上的力矩计算的经验公式，还不错，在《起重机设计手册》里，有详细的计算步骤，我估计，这可能和ISO有不同之处，具体得有机会请教专家了。

现在，把起重机设计所用的8个载荷系数φ1~φ8都简要地讲完了，大家可能是一头雾水---------这几个系数都知道了，但是起重机钢结构设计都还考虑哪些载荷呢？是的，这些系数是和载荷密切相关的，它和一般的工业厂房考虑的载荷的确不一样，下面我就将这些载荷一一列出，因为在上面已经将载荷系数讲清了，那么，下面就直接引用，思路也就很清楚了。

一、自重载荷PG

考虑乘以起升冲击系数φ1

二、起升载荷PQ

考虑乘以起升载荷动载系数φ2。

必要时，考虑乘以突然卸载冲击系数φ3（参见上述φ3系数的解释）

三、在不平路面运行产生的冲击载荷

考虑乘以运行冲击系数φ4，注意：PG和PQ分别乘

四、机构起动（制动）产生的水平惯性载荷

1、运行惯性力

PH=φ5*m*a≤Pad

m---------运行部分质量

a----------起制动加速度

Pad-------驱动车轮和钢轨（或地面）粘着力

2、回转或变幅运动时的水平惯性力

PH=PQ*tgα

α-------钢丝绳对铅垂线的偏摆角

五、风载荷PW

PW=C*Kh*q*A

C------风力系数，考虑结构体型、尺寸等因素对风压的影响

Kh------风力高度系数

q------计算风压

A-------起重机或起吊物品垂直于风向的迎风面积。

六、起重机偏斜运行时的水平侧向力PS

PS=ΣR*λ/2

ΣR------起重机产生侧向力一侧最大轮压之和

λ--------水平侧向力系数，与起重机跨度L和大车轮距B之比有关，七、坡度载荷 起重机不平时，自重载荷和起升载荷会产生与坡度方向平行的分力。

沿轨道运行的起重机，若水平误差不大于0.5%，则不予考虑。

八、特殊载荷

1、温度载荷：一般不予考虑。如有特殊情况，应根据用户提供的资料进行专门计算。

2、地震载荷：在我国一般不考虑。如有要求，按照用户提供的地震资料计算。

3、安装载荷：在起重机安装时，金属结构或机构承受的载荷为安装载荷。应校核构件的强度。它取决于吊装的方法和吊点的位置。同时应注明安装时允许的风力。

4、运输载荷：起重机在用铁路运输时，在调车编组作业和行驶时，由于车辆振动和车辆间的相互碰撞，以及弯道运行运行时的离心力和风力，作用在起重机结构和机构上的垂直和水平载荷，称为运输载荷。

起重机由公路运输时，由于路面不平，会产生冲击，应考虑φ4，推荐采用2。

5、碰撞载荷

考虑φ7

6、工艺载荷：是起重机为完成某种特定工艺时产生的载荷，如冶金平炉车间的加料起重机。

7、试验载荷：考虑φ6

8、船体摇摆载荷：指装在船上的起重机

9、冰雪载荷：起重机一般不考虑

10、传动机构的载荷：考虑弹性振动增大系数φ5和刚性动载系数φ8。

（载荷完）

医疗事故赔偿计算时的参照系数 篇四

医疗事故赔偿计算时的参照系数

来源： 作者：佚名 日期：10-04-25

《医疗事故处理条例》第50条，我们可以发现，无论是哪一项赔偿，在考虑以上列举的2个因素的同时，还涉及一个非常重要的因素，就是赔偿计算的参照系，即确定了患者的医疗事故等级、医疗机构的责任之后，应该依据什么样的标准来计算赔偿额。《医疗事故处理条例》第50条共涉及3个参照系，即：上一职工年平均工资、事故发生地居民年平均生活费、户籍所在地或者居所地居民最低生活保障标准。不同的赔偿项

目，在计算时应参照不同的参照系。具体分述如下：

1、误工费、陪护费的计算，以“上一职工年平均工资”为参照系。即：患者有固定收入的，按照本人因误工减少的固定收入计算，对收入高于医疗事故发生地上一职工年平均工资3倍以上的，按照3倍计算；无固定收入的，按照医疗事故发生地上一职工年平均工资计算。患者住院期间需要专人陪护的，按照医疗事故发生地上一职工年平均

工资计算。

2、伤残生活补助费、精神损害抚慰金的计算，以“事故发生地居民年平均生活费”为参照系。即：根据伤残等级，按照医疗事故发生地居民年平均生活费计算，自定残之月起最长赔偿30年；但是，60周岁以上的，不超过15年；70周岁以上的，不超过5年。精神损害抚慰金按照医疗事故发生地居民年平均生活费计算，造成患者死亡的，赔偿年限最长不超过

6年；造成患者残疾的，赔偿年限最长不超过3年。

3、被扶(抚)养人生活费的计算，以“其户籍所在地或者居所地居民最低生活保障标准”为参照系。即：以死者生前或者残疾者丧失劳动能力前实际扶养且没有劳动能力的人为限，按照其户籍所在地或者居所地居民最低生活保障标准计算。对不满16周岁的，扶养到16周岁。对年满16周岁但无劳动能力的，扶养20年；但是，60周岁以上的，不超过15年；70

周岁以上的，不超过5年。

而这3项指标，均必须以权威部门公布的数据为准。

1303造桥龙门起重机总体设计 篇五

天津滨海职业学院全日制高等职业教育

毕业实践环节毕业设计（典型性项目）

造船龙门起重机总体设计

作者

院系：天津滨海职业学院机电工程系

专业： 机电一体化

年级：2013级

学号：20130141324

指导教师：

时间：2016年4月

作者：

摘 要：本设计题目是200t-65m造船龙门起重机与下小车设计，主要任务就是造船用龙门起重机的总体方案设计和下小车起升、运行机构的设计计算。本机起重量大、跨度大、起升高度高，总体方案设计符合《起重机设计规范》（GB3811-83）各项规定。为了确保结构的合理和安全，本机结构部分用有限元法进行了分析，分析是用ANSYS有限元软件进行的。ANSYS软件对主梁静刚度、强度、刚性腿和柔性腿强度及稳定性、门架侧向位移、整机稳定性等进行了计算，计算结果均要《起重机设计规范》（GB3811-83）的各项规定。

本论文详细论述了造船龙门起重机总体布置方案的选型论证，整机载荷计算，以及大车运行机构的设计计算，下小车主、副起升机构和小车运行机构设计计算。其中包括运行阻力的计算，各种设备的选型，起动制动时间的验算，过载和发热验算和整机以及下小车的打滑验算。

关键词：龙门起重机 运行机构 起升机构 电动机

目 录

第一章 绪论。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.1 1.1起重机的发展现状。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。1 1.2课题研究的目的和意义。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。2 1.3本文所做的主要工作。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。2 第二章 整机总体方案选型。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.3 2.1设计参数。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。3 2.2设计标准。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。3 2.3整机总体方案的选型。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。3 参 考 文 献。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.7 致 谢。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.8 附录一 英文资料原文及译文。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.错误！未定义书签。天津职业技术师范大学成人高等教育毕业设计任务书。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。错误！未定义书签。

第一章 绪论

1.1起重机的发展现状

1.1.1国内外起重机特点及发展趋势

科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。国内外起重机产品呈现新特点：（1）重点产品大型化，高速化和专用化

由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。

（2）通用产品小型化、轻型化和多样化

电动葫芦桥式起重机和梁式起重机等通用起重机发展很快，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量1-80吨，工作级别A1-A7，整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。（3）系列产品模块化、组合化和标准化

目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。1.1.2造船龙门起重机发展现状

我国沿海和内河有着众多的船舶制造厂，随着我国造船工业的不断发展，各中小型船厂都在进行技术改造和扩建。市场竞争日趋激烈，如何缩短造船周期，主要是缩短船坞（台)的使用周期，已成为国内造船业的主要课题。目前，各船厂采用的方法主要是采用大分段建造方式，即分段在船体分厂预制，通过平移设备移至分段堆场，然后利用大型的起重设备或在分段堆场上拼装成更大的分段或直接吊入船坞(台）进行总体拼装，这就要求与之相应的起重机的起吊能力越来越大。从全球造船业的发展来看，一批大型、特大型的船舶生产基地正在亚洲崛起，与之配套用的大型起重设备需求量也在不断增加，因此给造船用大型龙门起重机带来了广阔的市场前景。

为适应国际经济贸易发展的需要，长距离远洋运输船舶呈大型化发展趋势，直接推动了造船事业的迅速发展。要求造大船，快造船，缩短船台周期，必须提出增加分段重量，提高

分段的尺寸，要求建造这些大型船舶的机械设备也向大型化、高效化方向发展，配备大型的造船用龙门起重机越来越受到船舶制造厂商的重视。由于造船工艺的完善，先进工艺路线的推广应用，各大船厂纷纷在船台区和分段建造区增建较大跨度的造船龙门起重机，以满足分段建造、拼装、吊运和翻身等焊制工艺的要求，以提高生产效率，缩短造船周期，减轻劳动强度，保证产品质量。近几年的工业发展为建造大型龙门起重机提供了有利条件。例如，起重机专用硬齿面减速器、钢板轧制的大型滑轮、金属芯钢丝绳、合金钢走轮热处理技术等都发展较快。

目前，国外制造大型造船龙门起重机的厂商主要有美国的Paceco、德国的Noell、英国的Morris、芬兰的Valmet、韩国的三星和现代，以及日本的三菱、三井、住友等。随着造修船事业的飞速发展，对造船龙门起重机的要求越来越高，使得各大厂商在新研制的起重机起重量、跨度以及速度等主要参数上都有了较大的进展。

1.2课题研究的目的和意义

起重机械在现代生产和生活中发挥了重要的作用。我国沿海和内河有着众多的船舶制造厂，随着我国造船工业的不断发展，各中小型船厂都在进行技术改造和扩建。市场竞争日趋激烈，如何缩短造船周期，主要是缩短船坞（台)的使用周期，已成为国内造船业的主要课题。目前，各船厂采用的方法主要是采用大分段建造方式，即分段在船体分厂预制，通过平移设备移至分段堆场，然后利用大型的起重设备或在分段堆场上拼装成更大的分段或直接吊入船坞(台）进行总体拼装，这就要求与之相应的起重机的起吊能力越来越大。从全球造船业的发展来看，一批大型、特大型的船舶生产基地正在亚洲崛起，与之配套用的大型起重设备需求量也在不断增加，因此给造船用大型龙门起重机带来了广阔的市场前景。为了满足了中小型船厂及其船体车间生产发展的需要，我们设计了这台200t-65m具有结构型式实用，使用操作方便，制造价格较低，维护保养简便等特点的造船用龙门起重机。

在设计中，对于起重机金属结构计算，首次采用ANSYS软件进行结构分析，彻底改变了以往传统的手工计算方法，既提高了设计效率，又提高了计算精度，使得大型门式起重机系列化设计成为可能。进一步了解和掌握起重机总体方案设计和各大机构及金属结构部分的设计计算。我们设计人员要不断总结经验，多进行技术交流和合作，继续开发大型、特大型龙门起重机，以彻底改变我国在特大型龙门起重机领域的落后局面，进一步增强我国起重机行业的竞争实力。

1.3本文所做的主要工作

本论文以造船龙门起重机为研究对象，进行龙门起重机的总体布置方案选型论证，总体设计计算大车运行机构的设计计算，下小车主、副起升机构和小车运行机构设计计算。具体工作如下：

（1）造船龙门起重机的总体布置方案选型论证，总体设计计算，绘制造船龙门起重机总图1张

（2）下小车主、副起升机构和小车运行机构设计计算，绘制下小车总图1张、大车运行机

构总图1张。

第二章 整机总体方案选型

2.1设计参数

（1）起重量：上小车2 X 100t,下小车100t/20t（2）跨度：65m（3）工作级别：A5（4）起升高度：上小车 轨上45m/轨下5m；下小车 轨上45m/轨下5m（5）工作速度：起升机构：上小车0-4.5m/min；下小车 主钩0-4.5m/min 副钩0-15m/min 小车运行：25-35m/min；大车运行: 25-35m/min 2.2设计标准

（1）GB3811-83 《起重机设计规范》（2）TJ17-74 《钢结构设计规范》

（3）GB6067-85 《起重机安全规范》（4）GB/T14406-93 《通用龙门起重机》

（5）GB10183-88 《桥式和龙门起重机制造及轨道公差》 2.3整机总体方案的选型

2.3.1桥架结构形式的选择

图2.1 100t造船龙门起重机

龙门式起重机的金属结构形式多样，按结构可分为型钢梁式桥架，桁架式桥架和箱形结构桥架。型钢梁由单根轧钢制型钢—槽钢、普通工字钢和轻工字钢等制成，结构简单，制造方便，成本低廉。但由于型钢受扎制条件有限制，其截面尺寸的大小和面积的分布均有一定

的局限性。最大型钢的截面尺寸有限，有时不能满足构件的强度和刚度要求。四桁架式桥架的结构较其他结构形式的桥架轻，在大跨度，小起重量场合优点明显，但它较箱形结构的制造工艺复杂，费工时，难以保证各构件按规定的形心要求组装，焊件变形大。箱形结构分为中轨箱形结构和偏轨箱形结构，中轨箱形结构又称普通箱形结构，其特点是轨道布置在箱形梁上翼板的中心线上，它具有零件部件数量少，便于自动焊等优点。但由于翼板在集中轮压作用下产生局部弯曲，为减少局部弯曲应力，主要靠在上翼板下侧布置比较密集的短隔板或承轨梁。

近年出现的偏轨箱形梁较成功的解决中轨箱形梁上翼板局部弯曲的问题。轨道完全偏在主梁的一侧腹板上时称全偏轨。尽管它具有自重大，主梁易下挠，桥架水平较差，箱形内部施焊条件差，上翼板与腹板之间连接焊缝寿命低，上翼板与横向加劲杆之间的焊缝易开裂等缺点。但是它同型钢，桁架式结构比较具有制造工艺简单，组装方便，通用性强，便于自动焊，抗扭刚度等优点。该机是65m跨度造船龙门起重机，无须外悬臂，参考同类产品（图1），桥架采用双梁箱形焊接结构，采用偏轨箱形结构。

从设计、制造、安装、使用、维护方面考虑，主梁与门腿之间不采用焊接联接，而采用高强度螺栓连接，这样便于在工厂制造，在现场安装，从长远来看，在某一部件损坏后，也便于更换，同时，为了保障工人的安全，在需要维修的地方要设置护栏。2.3.2起升机构方案设计

起升机构一般由驱动装置，钢丝绳卷绕系统，取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置有电动机，联轴器，制动器，卷筒，减速器等部件组成；钢丝绳卷绕系统由钢丝绳，卷筒，滑轮组组成；取物装置有吊钩，吊环，抓斗，吊具，挂梁等多种形式；安全保护装置有起重量限制器，起升高度限制器，超速保护开关等，根据实际需要配用。

起升机构驱动型式有内燃机驱动，电动机驱动和液压驱动三种驱动方式。电动机驱动是起升机构的主要驱动方式，直流电动机的机械特性适合起升机构工作要求，调整性能好，但获得直流电源较困难，常采用内燃机和直流发电机实现直流传动。交流电动机驱动能直接从电网取得电能，操作简单，维修方便，机组重量轻，在电动起升机构中被广泛采用，具有内燃机驱动，液压驱动所不能达到的优点，因此本机采用交流电动机驱动。

图2.2 起升机构驱动型式

造船龙门起重机在拼装分段时，由于分段对接要求精确对位，因此对起重机的调速性能

要求较高。现在国内正在使用中的几台大型龙门起重机有两种调速方式，一种是直流调速，一种是变频调速，这两种调速方式效果较好，但相应造价较高。由于本机的最大起升速度不大（4.5m/min），为了降低造价，我们采用了闭环涡流调速方式，调速比达1：10 ，即最小速度可达到0.4m/min，已能满足实际使用要求，且在闭环情况下，系统具有较硬的机械特性，系统的速度变化率小于5%。2.3.3大车运行机构

大车运行机构有集中驱动和分别驱动两种驱动方式。集中驱动的大车运行机构用于早期生产的一些桥式起重机，由于集中驱动的传动零件部件多，自重大，安装复杂，成本高，维修不方便。集中驱动只有当两侧主动车轮直径相差很小时才能保证走直线，而当直径相差比较大时，两侧车轮之一会出现打滑，产生很大的车轮侧压力而严重啃轨。目前，集中驱动方式仅用于部分车轮作为主动轮的起重小车运行机构的跨度小于16.5米的桥式起重机运行机构。分别驱动它有两套独立的无机械联系的驱动装置驱动，省去中间传动轴，自重轻，分组性好，安装维修方便，金属结构受载后的变形对运行性能影响较小，起重机运行结构上被广泛采用。

起重机在枕木支承的轨道上运行时，其允许轮压为100kN～120kN，在混凝土和钢结构支承的轨道上运行时，允许轮压为400kN。许用轮压受基础构造的限制，当起重量过大时，通常采用增加车轮数的方法来降低轮压。为使各车轮的轮压均匀，常采用均衡梁的方法，这种装置称为均衡装置。

对于大型龙门起重机来讲，如何保持双腿同步运行是一个关键问题，为了确保安全，提高可靠性，本机设置了两套纠偏装置。第一套设在大车两边行走机构上，用标准的防偏斜滚轮，引入光电编码器测量大车运行机构走过的路程，光电编码器采集位置信号后，交由PLC进行数据处理，最后由变频器来进行纠偏，以保持双腿同步运行。一般而言，偏斜与门吊跨度之比1/1000时，起重机就开始自动纠偏。另一套放在柔性铰处，用主梁与柔性腿之间相对转角反映大车二边的偏斜，其中第一套纠偏是主要的，第二套备用。2.3.4梯子 栏杆 电器设备

《起重机设计规范》（GB3811-83）和《机械设计手册》对梯子、栏杆、电气设备等有如下技术要求：

（1）通往司机室、电气设备室、走台及机械和电气部件安装平台的梯子必须通行方便，安全可靠。梯子的最小通行（宽度）尺寸不宜小于500mm。

（2）走台和作业平台的铺板应采用具有防滑性能的钢板制成。在用户同意时，亦可采用穿孔钢板或格子板，但孔(格)的面积不得超过400mm2。

（3）梯子的最大斜度一般不超过60°，走台和作业平台都必须设置牢固的栏杆。栏杆离铺板的垂直高度不得小于1000mm，离铺板约450mm处应有中间扶杆，栏杆的尺寸同走台上的栏杆布置方式相同，底部有不低于70mm的挡板。

（4）工作梯超过10m时，应分段转接，各转接处必须设置休息平台。

（5）当司机室和电气设备室的布置影响到起重机的运输、安装和拆卸时，司机室和电气设备室与支承构件的连接必须是可拆的，此时连接螺栓应按受剪设计。

（6）起重机常用电器属于低压电器，按产品种类分为： a）。低压开关设备（低压断路器，熔断器组合开关等）

b）。控制电器（按钮开关，限位开关，凸轮控制器，主令控制器等）c）。低压控制器（接触器，启动器，热继电器，过电流继电器等）d）。多功能电器和组合器（自动转换开关，联动台等）

e）。辅助电器和其他低压器件（电阻器，频敏变阻器，起重电磁铁）（7）电器传动控制

起重机对电器传动的要求有：调速，平稳，和快速起制动。随着科学技术的日新月异，起重机现在已多采用交流变频调速，交流变频调速存在着低速时转差损耗大，工作电流较大的缺点，起重机几种机构的负载都接近恒转速（不随速度而变化），因此低速的持续时间较短（或接电持续率较小），这样可减免交流调速所存在的缺点，保留交流调速的优点，交流电动机结构简单，运行可靠，维护方便，价格便宜，惯量小。2.3.5司机室

轨道式造船龙门起重机的司机室一般固定在刚性支腿上，《起重机设计规范》（GB3811-83）对司机室设计提出以下一系列要求：

（1）司机室应有良好的视野，窗框的位置与尺寸不应妨碍司机观察作业情况，司机室玻璃应尽量采用钢化玻璃或其他防碎玻璃。

（2）司机室的适宜工作稳定与工作环境温差较大时，在司机室内应采取降温或取暖措施。

（3）对其他特殊的工作环境（如有尘毒危害、放射性危害等），其司机室应采取相应防护措施。

（4）司机室内的各种开关、按钮、操纵台、手柄等应配置在司机最适宜操作的地方，使司机能轻松的操作，降低劳动强度。2.3.6起重机安全与辅助装置 2.3.6.1电气保护设备

（1）短路和过流保护

总电源回路应设置自动空气开关或熔断器作短路保护，每套机构里的每个电动机必须单独设置过流保护。

（2）失压保护

起重机必须装有失压保护，当供电电源中断时必须自动断开总回路。对于主令控制器操纵的机构，在控制站加零电压继电器做失压保护，对于凸轮控制器操作的机构，用保护箱中做失压保护的线路接触器兼作该机构失压保护。

（3）零位保护

起重机必须装有零位保护。开始运转和失压后回复供电时，必须先将控制器手柄置于零位后，该机构或所有机构的电动机才能起动。

（4）限位和行程保护

起升机构至少装置一套上升限位开关，大、小车运行机构一般要求在两端装设限位开关。2.3.6.2安全装置

（1）起升载荷限制器

对于有超载可能的起重机，当使用部门提出要求时，应装有起升载荷限制器，起升载荷限制器的综合误差不应大于5％。

参 考 文 献

[1]张质文， 王金诺。起重机设计手册。中国铁道出版社。1998 [2]陈玮璋， 顾迪民。起重机械金属结构。人民交通出版社。1986 [3]蒋国仁， 毕华林。港口起重机械。大连海事大学出版社。1995 [4]《起重机设计规范》（GB3811-83）， 国家标准局批准。1984 [5]《钢结构设计规范》（TJ17-74）， 中国建筑工业出版社。1975 [6]《起重机安全规程》（GB6067-85）， 中国标准出版社。1986 [7]何庆生：300t大型造船门式起重机的设计，《造船设备》。2000.3 [8]张浩星， 胡桂军：480t门式起重机，《机械设备》。2001.12 [9]徐兆君：中小型造船龙门起重机和桥式起重机，《造船技术》。1995年第8期

[10] 刘鸿文主编．材料力学．北京：高等教育出版社。2004 [11] 潘淑清主编．几何精度规范学．北京：北京理工大学出版社。2003 [12] 彭文生主编．机械设计．武汉：华中理工大学出版社，1999 [13] 倪庆红主编．起重机械．上海：上海交通大学出版社，1990 [14] 杨叔子主编．机械工程控制基础．武汉：华中科技大学出版社，2002

致 谢

在毕业设计过程中，我遇到了很多技术上的问题，崔红霞老师给了我很多具体的指导和帮助。在和崔红霞老师接触的一年多时间里，老师不仅以其渊博的学识、严谨的治学态度、敏锐的学术洞察力使我在学术上受益匪浅，而且言传身教，以其高尚的人格教导学生做人的道理，在此，谨向导师的辛勤培养、无微不至的关怀以及在各个方面给予我的支持表示衷心的感谢。

在完成毕业设计过程中，良好的研究氛围为论文工作的完成提供了很好的外部条件，衷心感谢同学们的帮助、支持和启发，他们令我度过了一个美好而充实的学习生活。

最后，由衷感谢各位评委老师审阅我的论文，并提出宝贵意见。

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