第二讲-桥式起重机主要结构

莱钢培训中心王奉德主要内容一、桥式起重机的构造二、桥架的结构三、大车运行机构及传动原理四、小车运行机构及传动原理五、起升机构及传动原理六、司机室按照结构特点分为金属结构、机械传动、电气部分。1、金属结构包括桥架和小车架组成，桥架则由主梁、端梁、走台、护栏和操纵室组成。小车由车架和栏杆组成。2、机械传动部分则是为实现天车不同运动要求设置的。由起升机构、大车运行机构和小车运行机构所组成。3、电气部分由电气线路和电气设备组成。（一）桥式起重机组成一、桥式起重机的构造一、桥式起重机的构造桥式起重机上两大部分凡是由电机带动而运转的机械,如桥式起重机的起升机构,大车和小车运行机构都称为工作机构。电动机与其所带动的工作机械共同构成的传动系统则称为电动机的电力拖动系统。（一）桥式起重机组成一、桥式起重机的构造二、桥架的结构（一）桥架的组成（二）主梁的上拱（三）主梁的下挠（一）桥架的组成1、桥架的组成天车的桥架是一种移动的金属结构，它承受载重小车的质量，并通过车轮支承在轨道上，因而是天车的主要承载构件。由主梁、端梁、小车轨道、走台护栏组成主梁：与大车轨道方向垂直。起重机主梁材料应用16Mn制造。端梁：与大车轨道方向平行。二、桥架的结构2、桥架的结构形式有箱形结构和桁架结构。另外有圆形、型钢等。—箱型梁应用最广泛。（一）桥架的组成二、桥架的结构偏轨箱形结构的形式及各自特点偏轨箱形结构有窄翼缘和宽翼缘箱形结构两种。窄翼缘箱形载面与普通箱形梁截面相仿,只是简化了工艺,目前在以电动葫芦作为起重小车的天车上应用较为广泛;宽翼缘箱形载面结构形式具有很好的整体刚度,在垂直、水平和扭转载荷作用下变形均很小,因此应用十分广泛。（一）桥架的组成二、桥架的结构2、桥架的结构形式3、箱形主梁和桁架主梁的区别：（1）同样条件下，桁架结构比箱形结构梁强度高,但节点处易出现应力集中,甚至裂纹；（2）箱形结构相对重些；（3）箱形结构制造方便；（4）箱形结构可以使用角形轴承箱,与端梁之间连接有应力集中,容易产生裂纹。（一）桥架的组成二、桥架的结构桥架型起重机端梁连接角轴承架处有应力集中，现场容易产生裂纹。桥架型起重机主、端梁连接部位比较坚固，是容易产生裂纹的部位。对桁架结构的起重机，节点板是发生裂纹较多的部位。（一）桥架的组成二、桥架的结构4、桥架的技术要求有以下三项：(1)经试车后，当空载小车位于跨端时，主梁应具有均匀的上拱度，其上拱度不小于桥式起重机跨度的1／1000；(2)小车停在桥架中间起吊额定负荷时，主梁所产生的弹性下挠值不应超过跨度1／700(由实际上拱值算起)：下挠1/500，阻力增加40%。(3)超过额定负荷的25％作静负荷试验时，桥架不允许有永久变形。（一）桥架的组成FL二、桥架的结构5、箱形主梁的结构上翼板下翼板腹板筋板走台结论：箱形主梁由上下翼板、腹板、筋板组成。（一）桥架的组成二、桥架的结构FL将梁顶制成上拱形，把从梁上表面水平线至跨度中点上拱曲线的距离叫做上拱度。（二）主梁上拱1、主梁的上拱主梁应有上挠，跨中上拱度Y=，L为跨度,即F=1/1000.偏差0.1---0.3F悬臂应有上翘，上翘度应为（0.9/350-1.4/350）的悬臂长度箱形梁的旁弯度f≤L/2000,(L为跨度)。带走台时只许向内侧弯曲。LF)10004.110009.0(二、桥架的结构FL主梁是一种弹性结构，在载荷作用下将产生下挠变形，当载荷卸下后，变形会消失，梁又恢复原来状态。为了防止小车产生爬坡现象，增加运行阻力和引起结构振动，补偿和消除下挠变形，当桥架跨度大于13.5m时，将主梁预制成上拱形，把从主梁上表面水平线至跨度中点上拱曲线的距离叫做上拱度，记作f0，天车主梁上拱度的标准值为跨度的1/1000。为什么主梁应有上拱度？二、桥架的结构（二）主梁上拱1、主梁的上拱YL主梁具有上拱度主要有以下作用：(1)可减少主梁在承受载荷时向下的变形值，使小车轨道有最小的倾斜度，从而减少小车运行时的阻力，避免小车出现爬坡或溜车现象，改善小车的运行性能；(2)对于大车运行机构为集中驱动的天车，由于上拱度能抵消桥架向下变形的影响，因而可以改善天车的运行性能；(3)上拱度可增强主梁的承载能力，使主梁的受力状况得到改善。二、桥架的结构（二）主梁上拱1、主梁的上拱1、主梁的下挠所谓下挠，就是主梁产生的向下弯曲的永久变形，从原始高度算起。弹性下挠：起重机吊负荷前后，主梁挠度的变化值称为弹性变形。永久下挠：无法恢复的变形。（三）主梁下挠双梁起重机吊起额定负荷后,主梁产生的最大弹性变形,不允许超过跨度的(由吊负荷前的实际上拱值算起)。当主梁跨重下挠值达跨度的时，小车运行阻力将增加40%5001空载情况下，下挠值为：F≤L*1／1500。额定起重量时，主梁低于水平线的下挠值为：F≤L／700。二、桥架的结构7001起重机桥梁在空载时主梁已经下挠,负载后小车轨道将产生较大的坡度。小车由跨中开往两端时不仅要克服正常运行的阻力,而且克服爬坡的附加阻力。据粗略计算,当主梁下挠值达到L1/500时,小车运行附加阻力将增加40%,另外,小车运行时还难以制动,制动后也会出现滑移的现象。这对于需要准确定位的起重机影响很大,严重的将会产生严重的后果而无法使用。（三）主梁下挠2、主梁下挠的影响：二、桥架的结构(1)对小车运行的影响:(2)对大车运行机构的影响:大车运行机构采用集中传动的,在安装时具有一定的上拱度。目前采用的齿轮联轴器允许转角0°30/,但是这允许量已被安装和调整利用了一部分,若传动机构随主梁和走台大幅度的下挠,便会引起联轴器牙齿折断,传动轴扭弯或者连接螺栓断裂。(3)对小车的影响:两根主梁的下挠程度不同,小车的四个车轮不能同时与轨道接触,便产生小车的“三条腿”现象。这时小车架受力不均,小车运行受阻。（三）主梁下挠2、主梁下挠的影响：二、桥架的结构具体方法：无负荷试验合格后,吊起额定负荷,使小车在桥全长上反复运动几次,然后卸去负荷,使小在停在桥架中间,吊起1.25倍额定负荷,停悬10分钟后卸去负荷,检测量出此时梁的实际上拱度(实际高度),再将小车升到桥架中部,吊起额定重量升至一定高度(一般为100mm)空悬10分钟,此时测量主梁的下挠度,下挠度不应超过跨度的1/700为合格。（三）主梁下挠1、主梁的下挠二、桥架的结构对新安装的桥式起重机,需要测量主梁下挠度。3、影响主梁下挠的因素：主梁发生严重下挠的原因主要是：（1）超负荷运转：(2)腐蚀；(3)高温的影响；(4)修理不当；(5)对金属结构，没有定期的检查和技术鉴定，对变形没有及时修理。（三）主梁下挠二、桥架的结构4、主梁下挠的原因是：主梁产生下挠的原因有：（1）制造时下料不准、焊接不当。按规定腹板下料时的形状应与主梁的拱度要求一致，而不能把腹板下成直料，然后靠烘烤或焊接来使主梁产生上拱形状，这种工艺加工，方法虽简单，但在使用上会使上拱度很快消失而产生下挠。（2）维修和使用不合理。一般主梁上面不允许气焊和气割，但有时为了更换小车轨道等，过大面积地使用了气焊和气割，这对主梁变形影响很大。另一方面不按技术操作规定，违章操作，如随意改变天车的工作类型，拉拽重物及拔地脚螺钉、超负荷使用等都将造成主梁下挠。（3）高温的影响。设计天车是按常温情况下考虑的，所以，经常在高温环境下使用，要降低金属材料的屈服点和产生温度应力，从而增加了主梁下挠的可能性。（三）主梁下挠二、桥架的结构5、主梁变形的测量及修复（1）拉钢丝法测量用拉钢丝法测量主梁上拱度时，将两根等高的测量棒分别置于端梁中心处，用直径为0.49-0.52mm的钢丝，150N重锤拉好，测量主梁上盖板表面拱度最高点与钢丝之间的距离为h，测量棒长度为h1，则实测上拱度F=h-h1-Δ,Δ为钢丝自垂修正值）。h1h15公斤、钢丝0.5毫米（2）水准仪法测量(3)水位连通器法（三）主梁下挠二、桥架的结构测量方法有5、主梁变形的测量及修复h(3)水位连通器法演示（三）主梁下挠二、桥架的结构测量方法有h1h新安装的起重机主梁下挠的测量:无负荷试验合格后,吊起额定负荷,使小车在桥全长上反复几次,卸去负荷,小车停在中间,吊起1.25倍额定负荷,停10分钟,卸掉.检测实际上拱度,再将小车到桥架中部,吊起额定重量10分钟,测量下挠度不超过跨度的1/700,合格.5、主梁变形的测量及修复（三）主梁下挠二、桥架的结构h1h主梁残余下挠的修复极限为:空载情况下,主梁低于水平线的下挠值为:f挠L/1500。额定起重量时,主梁低于水平线的下挠值为:f挠L/700。5、主梁变形的测量及修复（三）主梁下挠二、桥架的结构h1h5、主梁变形的测量及修复（三）主梁下挠二、桥架的结构主梁变形的修理方法有主梁变形的修理，目前有两种方法，一种是火焰矫正，另一种是预应力矫正。对于主梁下挠、两主梁同时向内侧水平弯曲、主梁两腹板波浪变形的桥架变形，一般只能采用火焰矫正。对于一些主梁的轻微下挠，且主梁的水平弯曲和腹板的波浪变形超差不大时，可采用预应力矫正法。此外有电焊矫正法。箱型主梁变形的修理，就是设法使主梁恢复到原上拱度（1）火焰矫正法：操作方法：沿着主梁底部加热，使其屈服极限降为零，无抵抗变形的能力。将主梁中部顶起促使主梁起拱。当底部加热区冷却时，底部金属收缩，使主梁上部拱起，以达到消除挠度，恢复主梁拱度的目的。加热点愈靠近跨中，主梁起拱效果愈大，加热点的数量及其位置的确定，应根据主粱的下挠程度确定。下挠严重时，烘烤点应接近跨中，且数量应相应增加，反之，可稍远离跨中，烘烤点数量可减少。5、主梁变形的测量及修复（三）主梁下挠二、桥架的结构火焰矫正后需要加固的原因及方法：为保持主梁矫正的成果，巩固已获得的上拱度，增大主梁的惯性及抗弯能力，主梁火焰矫正后必须进行加固；常见的加固方法是在主梁底部下盖板处，用槽钢和钢板制成一个小箱形梁或在主梁底部张拉钢筋。（三）主梁下挠5、主梁变形的测量及修复二、桥架的结构（2）予应力矫正法：在主梁下盖板处安装一根或几根拉杆，通过张拉拉杆产生的拉力对主梁施加偏心压力，在此偏心压力相对于主梁中性层产生的力距作用下，使主梁下翼缘受压而收缩，上翼缘受拉而伸长，从而近使主梁向上拱起，达到恢复主梁拱度的目的。（三）主梁下挠5、主梁变形的测量及修复二、桥架的结构（2）予应力矫正法：（三）主梁下挠5、主梁变形的测量及修复二、桥架的结构桥式起重机大修前鉴定大梁报废的依据：（1）先测量出无负荷时大梁的实际上拱度,再将小车开到桥架中部,吊额定载荷到一定高度(100毫米),悬挂10分钟,测量主梁最大下挠度,超过跨度的1/700,则修复(或报废);（2）若空载时,从水平线算起,下挠超过1/1500,修复或报废。（三）主梁下挠5、主梁变形的测量及修复二、桥架的结构在静负荷试验合格后起升1.1倍额定负荷,要同时开动起升机构,大车运动机构和小车运动机构中的两个机构作正、反向运转,累地时间不少于10分钟,各机构应动作灵敏,平稳可靠,性能达到设计要求。（三）主梁下挠动负荷试验二、桥架的结构5、主梁变形的测量及修复防止主梁变形损坏措施有:(1)严禁超载运行;(2)严禁猛然起吊和越级加速违章操作,正确调整制动器;(3)做好防腐工作;(4)未经许可不得在主梁上进行电焊;(5)热幅射严重的作业环境,主梁受热面应采取有效的降热防护措施(6)每年对金属结构作一次检查和测定,2～3年作一次负荷试验。（三）主梁下挠二、桥架的结构5、主梁变形的测量及修复6、天车金属结构报废标准(1)主要受力构件失去整体稳定性且不能修复；(2)主要受力构件断面腐蚀量达原厚度的10％且不能修复；(3)主要受力构件因产生永久变形而使工作机构不能正常进行且不能修复；(4)起吊额定载荷时主梁跨中下挠值超过L／700，且不能修复。主要受力构件产生裂纹时，应根据受力情况和裂纹情况采取阻止裂纹继续扩展的措施，并采取加强或改变应力分布的措施，或停止使用。金属结构裂纹在较寒冷地区，多发生在冬季。对桁架结构的起重机，节点板是发生裂纹较多的部位。二、桥架的结构（三）主梁下挠三、大车运行机构及传动原理1、大车运行机