《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》課件

《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》歡迎參加《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》課程。本課程將深入探討起重機(jī)設(shè)計的各個方面，從基礎(chǔ)概念到高級技術(shù)。讓我們一起開啟這段學(xué)習(xí)之旅。課程大綱1基礎(chǔ)知識起重機(jī)概述、分類和組成部件2設(shè)計原理載荷分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力系統(tǒng)3安全與性能安全防護(hù)、穩(wěn)定性分析、動力學(xué)計算4實踐應(yīng)用案例分析、最新技術(shù)趨勢、問答交流起重機(jī)概述定義起重機(jī)是用于垂直升降和水平移動重物的機(jī)械設(shè)備。它在建筑、制造和物流等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。功能提高工作效率，減少人力勞動，實現(xiàn)大型重物的精確移動和定位。起重機(jī)的分類按結(jié)構(gòu)類型橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、懸臂式起重機(jī)按工作場所室內(nèi)起重機(jī)、室外起重機(jī)、港口起重機(jī)、船用起重機(jī)按驅(qū)動方式電動起重機(jī)、液壓起重機(jī)、氣動起重機(jī)、手動起重機(jī)按用途通用起重機(jī)、冶金起重機(jī)、建筑起重機(jī)、集裝箱起重機(jī)起重機(jī)的組成部件機(jī)械系統(tǒng)包括鋼結(jié)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電氣系統(tǒng)包括電動機(jī)、控制柜、傳感器和安全裝置液壓系統(tǒng)包括油泵、油缸、閥門和管路（適用于液壓起重機(jī)）起重機(jī)的選型1確定使用環(huán)境考慮工作場所、溫度、濕度、腐蝕性等因素2確定工作參數(shù)包括額定起重量、工作級別、起升高度、幅度等3選擇起重機(jī)類型根據(jù)使用環(huán)境和工作參數(shù)選擇合適的起重機(jī)類型4確定具體型號結(jié)合預(yù)算、品牌、售后服務(wù)等因素做出最終選擇起重機(jī)的基本參數(shù)1額定起重量起重機(jī)在規(guī)定工況下能夠安全起升的最大重量，單位為噸2起升高度吊鉤最高位置與地面的垂直距離，單位為米3工作級別反映起重機(jī)使用強(qiáng)度的指標(biāo)，分為A3-A8共6個級別4工作速度包括起升速度、運(yùn)行速度和回轉(zhuǎn)速度，單位為米/分鐘或轉(zhuǎn)/分鐘起重機(jī)載荷分析確定載荷類型包括恒載、活載、風(fēng)載、地震載等計算載荷大小根據(jù)起重機(jī)參數(shù)和工作條件計算各種載荷的大小確定載荷組合按規(guī)范要求確定不同工況下的載荷組合分析載荷效應(yīng)計算各載荷組合對起重機(jī)結(jié)構(gòu)的影響起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計1整體布局確定主要部件的位置和尺寸2主體結(jié)構(gòu)設(shè)計主梁、支腿等承重構(gòu)件3機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計起升、運(yùn)行等機(jī)構(gòu)4細(xì)部設(shè)計設(shè)計連接節(jié)點、防護(hù)裝置等起重機(jī)支座設(shè)計固定支座適用于固定式起重機(jī)，需考慮地基承載力和抗傾覆性能。常見類型包括混凝土基礎(chǔ)和鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。移動支座適用于軌道式起重機(jī)，需考慮軌道的承載能力和運(yùn)行平穩(wěn)性。包括輪軌系統(tǒng)和導(dǎo)向裝置的設(shè)計。起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計1材料選擇選擇合適強(qiáng)度和韌性的鋼材2截面設(shè)計確定主要構(gòu)件的截面形式和尺寸3連接設(shè)計設(shè)計焊接、螺栓等連接方式4防腐設(shè)計選擇合適的防腐蝕措施起重機(jī)的動力系統(tǒng)電動機(jī)選擇合適功率和轉(zhuǎn)速的電動機(jī)，常用類型包括異步電動機(jī)和永磁同步電動機(jī)減速器選擇適當(dāng)?shù)臏p速比，常用類型包括行星齒輪減速器和擺線針輪減速器聯(lián)軸器選擇合適的聯(lián)軸器類型，如彈性聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器等起重機(jī)的制動系統(tǒng)常閉式制動器在斷電時自動制動，保證安全。常用于起升機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。盤式制動器制動力矩大，散熱性能好。適用于大型起重機(jī)。防風(fēng)制動器防止起重機(jī)在強(qiáng)風(fēng)條件下移動。常用于室外起重機(jī)。緊急制動系統(tǒng)在危急情況下快速停止起重機(jī)運(yùn)動。通常采用液壓或氣動制動器。起重機(jī)的電氣系統(tǒng)1電源系統(tǒng)包括主電源、應(yīng)急電源和UPS系統(tǒng)2控制系統(tǒng)包括PLC、變頻器和人機(jī)界面3傳感系統(tǒng)包括稱重傳感器、限位開關(guān)和編碼器4通信系統(tǒng)包括有線通信和無線遙控系統(tǒng)起重機(jī)的安全防護(hù)過載保護(hù)防止起重機(jī)超載運(yùn)行，包括稱重系統(tǒng)和限力裝置行程限位防止機(jī)構(gòu)超程，包括機(jī)械限位和電氣限位防碰撞系統(tǒng)防止多臺起重機(jī)相互碰撞，通常采用激光或雷達(dá)技術(shù)起重機(jī)的穩(wěn)定性分析靜態(tài)穩(wěn)定性分析起重機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下的穩(wěn)定性，考慮重心位置和支撐面積動態(tài)穩(wěn)定性分析起重機(jī)在運(yùn)動狀態(tài)下的穩(wěn)定性，考慮慣性力和風(fēng)載等因素傾覆力矩計算計算可能導(dǎo)致起重機(jī)傾覆的力矩，并與穩(wěn)定力矩比較安全系數(shù)確定根據(jù)規(guī)范要求確定穩(wěn)定性安全系數(shù)，通常不小于1.25起重機(jī)的動力學(xué)計算運(yùn)動方程建立起重機(jī)各部件的運(yùn)動方程，考慮質(zhì)量、剛度和阻尼等因素。通常采用多體動力學(xué)方法。振動分析分析起重機(jī)的固有頻率和振型，避免共振。計算各種工況下的振動響應(yīng)，確保結(jié)構(gòu)安全。起重機(jī)的強(qiáng)度校核1應(yīng)力分析計算各構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)2變形分析計算關(guān)鍵部位的變形量3穩(wěn)定性分析檢查薄壁構(gòu)件的局部穩(wěn)定性4安全系數(shù)校核確保各項指標(biāo)滿足規(guī)范要求起重機(jī)的疲勞分析載荷譜確定根據(jù)起重機(jī)的使用條件和工作級別確定載荷譜應(yīng)力譜計算將載荷譜轉(zhuǎn)換為應(yīng)力譜，考慮應(yīng)力集中效應(yīng)累積損傷計算采用Miner線性累積損傷理論計算疲勞損傷疲勞壽命預(yù)測根據(jù)累積損傷結(jié)果預(yù)測起重機(jī)的疲勞壽命起重機(jī)的可靠性設(shè)計1確定目標(biāo)可靠度根據(jù)起重機(jī)的重要性確定目標(biāo)可靠度2識別關(guān)鍵部件確定影響系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵部件3建立可靠性模型建立系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模型4優(yōu)化設(shè)計方案通過調(diào)整參數(shù)提高系統(tǒng)可靠性起重機(jī)的檢查與維護(hù)1日常檢查每天工作前進(jìn)行的基本檢查，包括目視檢查和功能測試2定期檢查每月或每季度進(jìn)行的詳細(xì)檢查，包括各機(jī)構(gòu)的性能測試3年度檢查每年進(jìn)行的全面檢查，包括無損檢測和負(fù)載試驗4大修根據(jù)使用情況進(jìn)行的全面維修和更新，通常每3-5年進(jìn)行一次起重機(jī)的檢驗與驗收出廠檢驗在制造廠完成后進(jìn)行的檢驗，包括外觀檢查、性能測試和安全裝置檢查。安裝檢驗在安裝現(xiàn)場完成后進(jìn)行的檢驗，包括幾何尺寸檢查、電氣系統(tǒng)檢查和試運(yùn)行。驗收試驗包括靜載試驗和動載試驗，驗證起重機(jī)的承載能力和各項性能指標(biāo)。定期檢驗按規(guī)定周期進(jìn)行的檢驗，通常每1-2年進(jìn)行一次，確保起重機(jī)持續(xù)安全運(yùn)行。起重機(jī)的質(zhì)量控制設(shè)計質(zhì)量控制包括設(shè)計審核、計算復(fù)核和圖紙會審制造質(zhì)量控制包括原材料檢驗、焊接質(zhì)量控制和裝配精度控制安裝質(zhì)量控制包括安裝工藝控制、幾何精度控制和調(diào)試質(zhì)量控制案例分析1：橋式起重機(jī)設(shè)計特點橋式結(jié)構(gòu)，適用于室內(nèi)大跨度作業(yè)。主要由橋架、小車、起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。關(guān)鍵技術(shù)大跨度橋架設(shè)計、防搖擺控制、智能定位系統(tǒng)、無人化操作技術(shù)。案例分析2：門式起重機(jī)應(yīng)用場景適用于室外大型貨場、港口和船廠等場所結(jié)構(gòu)特點A型或矩形門架結(jié)構(gòu)，具有良好的穩(wěn)定性和靈活性設(shè)計難點抗風(fēng)載設(shè)計、軌道系統(tǒng)設(shè)計、大型構(gòu)件的制造和運(yùn)輸發(fā)展趨勢智能化控制、遠(yuǎn)程操作、節(jié)能環(huán)保設(shè)計案例分析3：懸臂式起重機(jī)墻壁式固定在墻壁上，適用于工作空間有限的場所。設(shè)計重點是墻體連接強(qiáng)度和剛度。柱式獨(dú)立支撐，可360度旋轉(zhuǎn)。設(shè)計難點在于基礎(chǔ)設(shè)計和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選擇。移動式具有輪式底盤，可在廠房內(nèi)移動。需重點考慮整機(jī)穩(wěn)定性和機(jī)動性。案例分析4：門座式起重機(jī)結(jié)構(gòu)特點由門座、回轉(zhuǎn)平臺和變幅臂組成。門座可固定或移動，適用于港口、船廠等場所。設(shè)計重點大型回轉(zhuǎn)支承設(shè)計、變幅機(jī)構(gòu)設(shè)計、抗風(fēng)載和抗震設(shè)計。需考慮海洋環(huán)境的腐蝕防護(hù)。案例分析5：塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)組成包括基礎(chǔ)、塔身、回轉(zhuǎn)平臺、臂架和起升機(jī)構(gòu)設(shè)計難點高空作業(yè)安全性、風(fēng)載影響、塔身穩(wěn)定性、自升自降技術(shù)安全措施防傾覆設(shè)計、防墜落裝置、防風(fēng)防雷設(shè)計智能化趨勢遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動調(diào)平、防碰撞系統(tǒng)最新技術(shù)發(fā)展趨勢智能化人工智能控制、自動化操作、遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷節(jié)能環(huán)保新能源應(yīng)用、能量回收技術(shù)、低噪音設(shè)計安全性提升先進(jìn)傳感技術(shù)、智能防碰撞系統(tǒng)、VR/AR輔助操作本課程總結(jié)知識體系構(gòu)建了起重機(jī)設(shè)計的完整知識體系，從基礎(chǔ)概念到高級技術(shù)設(shè)計方法掌握了起重機(jī)設(shè)計的關(guān)鍵方法，包括載荷分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全評估實踐應(yīng)用通過案例分析，深入理解了不同類型起重機(jī)的設(shè)計