门式起重机结构
第三节 起重机的基本结构组成
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。
门式起重机组成介绍
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。
起重机基础知识之门式起重机(1)
门式起重机的主要参数
• 起重量Q 在起重设备中，起重量是额定起重量的简称，是指起重机在正常工作 中一次起升的最大质量，单位为kg或者t。一般有5-320t系列 • 起升高度H 起升高度是指从地面或者轨道顶面至取物装置最高起升位置的铅垂距 离（吊钩取钩环中心，抓斗，电磁铁及其他容器取其最低点），单位 为米（m）。如果钩环中心在主梁内，最高起升位置则是指主梁地面； 如果钩环中心在主梁外，最高起升位置则是指钩环中心的实际位置。 • 跨度S与悬臂L1，L2 两支腿中心轴线的距离称为门机的跨度。支腿中心线至主梁端部的距 离我们称为悬臂长度,支腿中心线至吊钩中心最外侧的距离称为有效悬 臂长度。 • 工作速度V 见起重机概述 • 轨距与基距 见起重机概述
起重机之基础知识 之 门式起重机（一）
主讲人
Harvy
• 概念 门式起重机是桥式起重机的一种变形。主要用于室外的货场、料场、 散货的装卸作业。它的金属结构像门形框架，承载主梁下安装两条支 脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。 门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等 特点，在港口货场得到广泛使用。 • 分类 按结构分：箱型门式起重机和桁架（花架）门式起重机及蜂窝梁门式 起重机，桁架门式起重机又分为四桁架和三角梁两种形式 按主梁的个数分：单主梁和双主梁门式起重机 按取物装置分：葫芦门式起重机，吊钩门式起重机、抓斗门式起重机、 电磁门式起重机等 按用途分类：普通的吊钩门式起重机，水电站门式起重机，造船门式 起重机及集装箱门式起重机、工程用门式起重机等 按支腿的结构形式分类：A型 L型 C型 U型等 按大车车轮型式分 轨道式和轮胎式门式起重机
• • •
MH型电动葫芦门式起重机（JB/T5663-2008）
门式起重机结构的设计与分析
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。
300t门式起重机结构现场组装方案
300t门式起重机结构现场组装方案摘要：300t门式起重机起重量为300t，跨度72m，起升高度轨道上60m，轨道下8m；主要由主梁、柔性支腿、刚性支腿、上下小车、行走机构、电气系统等部分组成，总重：约1139t；现场关键词：现场组装、门式起重机、走行机构本起重机额定起重量为300t，跨度72m，起升高度轨道上60m，轨道下8m；主要由主梁、柔性支腿、刚性支腿、上下小车、维修吊、行走机构、电气系统等部分组成。
主梁为双梁结构，通过焊接方式与刚性支腿连接；主梁通过柔性铰与柔性腿连接，柔性铰与主梁和柔性支腿为焊接连接；柔性支腿和刚性支腿分别通过行走铰支座与走行台车机构连接，行走铰支座与支腿为焊接连接，与行走机构为销轴连接。
主梁上部有一台下小车（为150t/20t），一台上小车（2X100t）。
一、钢结构部分组装1、主梁：主梁分7个节段，第一节段、七节段均分为三个部分，其中1、2部分焊接成整体，3部分为板片形式（盖板、腹板、隔板等），其余全部按图纸要求在厂内按节段拼装完毕，并进行预拼装，然后进行喷砂、做底漆、中间漆后，转运到拼装场地内;首先安装主梁拼装胎架，检验合格后拼装主梁。
首先要保证场地平整，在主梁的拼装位浇筑水泥搭建拼装平台，检测平台满足图纸设计拱度要求；采用从中间向两端的拼装方法。
在拼装过程中，注意将二个主梁段对好位后，要将主梁完全固定好后，方可进行主梁间的对接焊缝焊接，焊接好的焊缝要进行超声波探伤，并进行焊缝总长5％的X射线探伤。
第一节段至第七节段整体拼装好后，第七节段最后部分以板片形式与第二节段进行拼装，在此拼装过程中，将高压房部分放入第七节段内，柔腿过渡柜放入第一节段内，并将主梁内部电缆线接好，将主梁内部与外部的接线拉好并将线拉出主梁，安装雷达孔内元件，最后盖上盖板。
主梁拼装好后，开始铺设上下小车轨道及撞头。
2、刚性支腿：刚性支腿共分了5个节段，第二到第五节段在厂内按节段制作好，第一节段按工艺分成三部分制作好，然后整体（第一至第五节段）在厂内试拼，试拼成整体后，检测刚腿各种尺寸，做好安装用法兰；安装用法兰共两种，刚腿每个面每种各一件，当安装时把4个面八根轴全部打进后即可进行焊接。
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。
125+125门式起重机计算书
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。
10 门式起重机
第三节 门座起重机的门架结构
门座起重机广泛用于港口、造船厂、水电站和建筑工地等 ，起重机 的门架结构支承着起重机回转部分的全部重力和外载荷。
一、门架的结构 （一）转柱式门架结构 起重机上部回转结构与转柱连成一体，转 柱插 入门架中，转柱上端安装有水平滚轮，它支承在门架顶部的水平圆 环上，转柱下端支承在门架中部的横梁上 。有交叉门架和八杆门架结构 （二）大轴承式门架结构 起重机的支承回转装置采用大型滚动轴 承，简化了门架结构。来自起重机回转部分的垂直力、水平力和不平衡力 矩，通过大轴承直接传给门架的顶部结构 两种回转支承结构都能使回转部分和门架连成一体传递载荷，而不会 使回转部分发生局部倾覆失稳
（三）内力分析
五、八杆门架结构的计算 左图为八杆门架结构的计算简图 （一）作用在门架上的载荷垂直力 、 回转力矩水平力 、下水平力 、附加弯矩 （二）八杆门架结构的分析 分解成顶部圆环、撑杆和下门架逐个 进行计算，但相当繁琐。较为有效的方法 是采用有限元商业软件计算
六、圆筒形门架结构的计算 主要包括四个部分分别为： 确定圆筒门架上作用的载荷 ； 进行圆筒的强度计算 ； 对圆筒的局部稳定性进行计算； 最后对门腿的计算
（10－57）
（3）立柱沿巷道横向平面（即XOZ 平面）的受力分析 在XOZ平面内由于上部导轨的导向 作用，立柱为两端简支构件，其计算 简图如下页图所示。此平面内立柱也 是压弯构件
横向弯矩并考虑弯矩增大系数
My =y PL c s =y (Q + Gc )L0
2．立柱强度计算
（10-60）
二、岸边集装箱装卸桥 主要用于码头岸边为船舶装卸集装箱，分为A型和H型 （一）结构特点 金属结构主要由水平伸臂结构和门架结构两部分，水平伸臂结构由前伸 臂和后伸臂两部分组成 ，为减轻臂架自重及降低码头前方的轮压使用牵引式 小车，伸臂结构做成桁架式和箱形或板梁式。A型门架刚性比较好，但门架的 净空高度低，自重较大。确定门架结构的高度尺寸时，要考虑到装卸桥能在 最高潮位时为空船装载 （二）设计计算 门架的轨距按倾覆稳定性和装卸工艺要求而定，一般为10.5m 和16m。门 架结构可分解成平面的框架结构和桁构结构进行近似计算。空间门架的精确 计算可采用有限单元法。
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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。
图1的l为跨度。
为了在增加作业面积的同时，降低主梁自重，用于装卸作业的门式起重机都将主梁两端外伸一定长度，称为悬臂。
门机悬臂的尺寸也取决于使用要求。
悬臂的合理长度应按在自重和活动载荷分别作用下，使悬臂的最大弯矩和跨中弯矩相等的原则确定。
一般取悬臂长度为l=(0.3～0.4)l，也可以根据实际情况的需要选择不做悬臂，不设马鞍。
2.2 门式起重机的起升高度
门式起重机的起升高度是指吊具升至最高位置时，大车运行轨面至吊具底面的垂直距离，单位m。
起升高度取决于装卸物品的品种和所用的吊具。
图1中的h为起升高度。
例如，对于经常装卸竹木和配置抓斗的门式起重机，起升高度就要求大一些。
目前铁路货场所用的门式起重机的起升高度大约在8～15m范围内。
水电站用门
式起重机的起升高度约为20m左右。
当选择起升高度时，在满足使用条件的况下，起升高度应尽可能降低。
因为起升高度大，则自重增加，同时在水平力作用下会增加载荷的摆动，这对轮压的分布会产生不利影响。
2.3 门式起重机支腿
门式起重机跨度在30m之内时，两侧采用刚性支腿的门架，不考虑轨道的安装误差、起重机的偏斜以及温度变化对门架产生的影响；当门式起重机跨度大于30m时，门架一侧采用柔性支腿，另一侧为刚性支腿，用于补偿温度变形或者起重机偏斜运行的误差。
无论在温度变形还是起重机偏斜运行的情况下，都允许支腿顶部有一定的变形。
箱型双梁门式起重机的刚性支腿，在门架平面内与主梁连接处的尺寸较宽，一般推荐与主梁高度相同；下端宽度与横梁的宽度相同。
在支腿平面内的尺寸，根据受力特点和构造要求，通常上端尺寸大，而下端的尺寸小。
上端尺寸根据支腿与主梁的连接来确定。
支腿高度h取决于起升高度。
2.4 门式起重机主梁截面高度和宽度
主梁截面高度也应根据使用条件和工艺要求而定，门式起重机的主梁高度日和宽度b可按同类型桥式起重机类比确定。
对于箱形结构可取h=(1/15-1/20)l，b=(1/2～1/3)h，采用单箱型主梁时，取b=(2/3～1)h。
当然还要经过强度、刚度验算。
2.5 门式起重机的轴距
考虑起重机沿大车轨道方向稳定性要求，门式起重机的轴距为(1/4～1/6)l0，l0为主梁全长。
图1中的b为轴距。
轴距确定的原则：
(1)门架沿起重机大车运行轨道方向上的稳定性好；
(2)物品外形尺寸能顺利地通过支腿平面刚架；
(3)轴距还和跨度有关，比桥式起重机稍大些。
3 门式起重机的结构验算
根据现行起重机设计规范要求，为保证起重机安全、正常的工作，所有的起重机金属结构均应满足强度、刚度和稳定性的要求，对重级、特重级工作类型的起重机还须进行疲劳强度计算(轻级、中级工作类型的起重机一般可不计算其疲劳强度)。
所以在门式起重机尺寸参数确定以后，就需要对门机在外载荷作用下的各危险截面上的各危险点进行强度、刚度和稳定性计算等的结构验算。
门式起重机的结构验算主要分为主梁验算、支腿验算、下横梁验算等。
例如，在支腿尺寸确定后要对其进行稳定性验算，稳定性验算包括整体稳定性验算和局部稳定性验算。
在结构验算中，强度和稳定性要求是指结构构件在载荷作用下产生的内力不应超过结构构件许用的承载能力(指强度、疲劳强度和稳定性方面的许用承载能力)，刚度要求是指结构在载荷作用下产生的变形量不应超过许用的变形值，以及结构的自振周期不应超过许用的振动周期。
参考文献：
[1]须雷．二十一世纪的起重机．起重运输机械，2006.
[2]黄平明，梅葵花，王蒂．结构设计原理[m]．人民交通出版社，2006．12.
作者简介：陈建武（1979年11月5日）性别：男，职称：助理工程师，籍贯：江苏江阴，民族：汉，学历：本科。