起重机械设计与实例

前言

第1章 起重机设计总则

1.1 起重机的特点和类型

1.1.1 起重机作业的特点

1.1.2 起重机的组成

1.1.3 起重机的类型

1.1.4 起重机按设计特点的分类和特征

1.1.5 起重机的基本参数

1.2 起重机工作等级

1.2.1 起重机的使用等级

1.2.2 起重机的载荷状态等级

1.2.3 起重机使用工作等级

1.2.4 起重机工作等级举例

1.3 起重机计算载荷及其组合

1.3.1 计算载荷类型

1.3.2 各类载荷的计算方法

1.3.3 计算载荷组合

1.4 风载荷计算

1.4.1 风载荷计算的说明

1.4.2 高度变化修正系数

1.4.3 风力系数

1.4.4 有效挡风面积

1.5 货物离地瞬间的动载荷

1.5.1 关于起升等级

1.5.2 货物离地过程的模型及分析

1.5.3 货物离地起升动载荷的简化分析

1.6 机构加减速时的水平动载荷

1.6.1 概述

1.6.2 起重机机构起动时的水平惯性力

1.6.3 机构起动时货物的摆动

1.6.4 柔性悬挂质量的折算

1.7 起重机运行通过轨道接缝时的动载荷

1.8 起重机自重载荷

1.9 起重机车轮轮压的确定

1.9.1 轮压计算概述

1.9.2 三点支承的支承压力的计算

1.9.3 桥式类起重机支承压力的计算

1.9.4 刚性车架支承压力的计算

1.9.5 车轮轮压的确定

1.10 起重机抗倾覆稳定性

1.10.1 定义与说明

1.10.2 一般起重机稳定性的校验方法

1.10.3 流动起重机稳定性计算

1.11 浮式起重机稳定性计算

1.11.1 浮船倾角的计算

1.11.2 浮式起重机稳性的实际验算方法

1.12 起重机抗风防滑安全性

1.12.1 在最大工作风压下的验算

1.12.2 非工作状态验算

第2章 起重机机构设计与计算

2.1 起重机机构构造概论

2.1.1 起升机构

2.1.2 变幅机构

2.1.3 回转机构

2.1.4 运行机构

2.1.5 集中驱动机构

2.2 起重机机构的工作级别

2.2.1 机构利用等级

2.2.2 机构载荷状态

2.2.3 机构工作等级

2.3 机构电动机的选择及验算

2.3.1 电动机的工作制

2.3.2 电动机发热校验

2.3.3 按等值损耗法验算发热

2.4 起重机机构的计算载荷

2.4.1 起重机机构载荷的特点

2.4.2 传动系刚性动载荷的确定

2.5 考虑系统振动的载荷计算

2.5.1 传动系统振动分析模型

2.5.2 起动转矩为常数时的动载荷

2.5.3 驱动转矩逐渐增加时机构的动载荷

2.5.4 驱动转矩随转速变化时的机构载荷

2.5.5 间隙对动载荷的影响

2.6 起重机机构的载荷组合

2.7 起重机机构计算

2.7.1 起升机构计算

2.7.2 运行机构计算

2.7.3 回转机构的计算

2.7.4 变幅机构的计算

2.7.5 机构计算实例

第3章 起重机金属结构设计与计算

3.1 金属结构构件的分类和工作级别

3.2 金属结构构件的计算原则

3.3 材料及许用应力

3.3.1 金属结构构件的材料及许用应力

3.3.2 连接件的材料及许用应力

3.4 金属结构构件和连接的强度计算

3.4.1 金属结构构件的强度计算

3.4.2 连接强度的设计计算

3.5 金属结构及构件的刚性校验

3.5.1 轴心受力构件刚度条件及其长细比

3.5.2 起重机金属结构的静态刚度

3.5.3 起重机动态刚性

3.6 金属结构构件的抗失稳核算

3.6.1 轴心受压构件的整体稳定

3.6.2 受弯构件的抗侧向弯扭屈曲的整体稳定性

3.6.3 压弯构件的整体稳定

3.7 板件和壳体的抗屈曲核算

3.7.1 板的局部稳定性计算

3.7.2 圆柱壳的局部稳定性计算

3.8 金属结构构件疲劳强度计算

3.8.1 应力循环特性

3.8.2 金属结构构件(或连接)的最大应力

3.8.3 构件的连接类别

3.8.4 疲劳强度许用应力

3.8.5 疲劳强度校核

第4章 起重机零部件的设计与计算

4.1 概述

4.2 疲劳强度计算方法

4.2.1 概述

4.2.2 光滑试件的疲劳极限

4.2.3 考虑零件形状及表面状态后的疲劳极限

4.2.4 考虑循环特性的疲劳极限

4.2.5 实际零件的疲劳极限

4.2.6 零件工作级别及应力循环数确定

4.2.7 疲劳强度计算许用应力

4.3 吊钩与吊环

4.3.1 吊钩的标准与材料

4.3.2 吊钩危险断面的计算应力

4.3.3 吊钩的许用载荷

4.3.4 吊环的强度计算

4.4 卷筒和滑轮

4.4.1 卷筒的结构形式

4.4.2 利巴式卷筒

4.4.3 卷筒壁厚的确定

4.4.4 多层卷绕卷筒壁厚的确定

4.4.5 卷筒轮辐的强度计算

4.4.6 滑轮

4.5 车轮与滚子的强度计算

4.5.1 接触应力计算

4.5.2 车轮踏面接触强度计算

4.5.3 支承滚子的强度计算

4.5.4 支承轴销、支承球碗的强度计算

4.5.5 销轴的比压验算

4.6 钢丝绳

4.6.1 钢丝绳结构形式

4.6.2 钢丝绳直径的确定

4.6.3 钢丝绳卷绕直径的确定

4.6.4 钢丝绳进出卷筒或滑轮的允许偏角

4.7 吊钩滑轮组

4.8 起重机用联轴器的主要形式

4.9 制动器

4.10 减速器

4.11 运行台车和车轮

4.12 电缆卷筒

4.13 缓冲器

4.14 滚动轴承的选择

4.15 附表

第5章 450t门式起重机设计计算实例

5.1 梁场专用450t门式起重机工作特点

5.2 总体设计参数

5.3 金属结构设计计算

5.3.1 基本设计参数

5.3.2 载荷

5.3.3 抗倾覆稳定性

5.3.4 金属结构的截面几何特性

5.3.5 主梁强度计算

5.3.6 主梁静刚度验算

5.3.7 主梁整体稳定性验算

5.3.8 主梁局部稳定性验算

5.3.9 主梁拼接设计

5.3.10 支腿强度计算

5.3.11 支腿整体稳定性计算

5.3.12 支腿局部稳定性计算

5.3.13 支腿拼接设计

5.4 起升机构设计计算

5.4.1 概述

5.4.2 钢丝绳选择

5.4.3 卷筒

5.4.4 电动机选择

5.4.5 开式齿轮传动

5.4.6 减速器选择

5.4.7 制动器的选择

5.4.8 高速轴联轴器

5.4.9 低速轴联轴器

5.4.10 液压失效保护制动器

5.4.11 机构起动时间计算

5.4.12 零件疲劳计算实例

5.4.13 吊杆的强度校核

5.5 大车走行机构设计计算

5.5.1 概述

5.5.2 运行静阻力

5.5.3 电动机的选择与计算

5.5.4 选择减速器

5.5.5 选择缓冲器

5.5.6 车轮与轨道

5.6 起重小车牵引机构设计计算

5.6.1 概述

5.6.2 运行静阻力

5.6.3 牵引绳的选择

5.6.4 卷筒的选择

5.6.5 选择电动机

5.6.6 选择减速机

5.6.7 选择联轴器

5.6.8 选择制动器

5.6.9 小车车轮的强度计算

附录 主要符号一览表

参考文献

《起重机设计与实例》依据ISO和我国有关起重机的最新设计规范的指导原则编写。全书共5章。第1章起重机设计总则，讲述起重机工作等级的划分，计算载荷及其组合；第2章起重机机构设计与计算，包括：机构动载荷的计算及载荷组合，机构电动机的选择和验算，机构性能的计算；第3章起重机金属结构设计与计算，包括：连接的强度计算，结构的刚度和稳定性计算，结构疲劳强度计算；第4章起重机零部件的设计与计算，包括：起重机零件的疲劳计算方法，各种起重机专用零件的强度计算，规范规定的若干零件的选择；第5章450t门式起重机设计计算实例，讲述起重机设计计算的全过程。《起重机设计与实例》供工程技术人员使用，亦可供高等学校相关专业选作教材。