框架及簡(jiǎn)易單梁起重機(jī)

單梁起重機(jī)介紹

（一）結(jié)構(gòu)組成

1. 主梁

   • 主梁是單梁起重機(jī)的核心承載部件，一般采用工字鋼或箱型梁結(jié)構(gòu)。工字鋼主梁具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，適用于起重量較小的情況；箱型梁主梁則具有更高的強(qiáng)度和剛度，能夠承受更大的載荷，其內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，可以通過合理設(shè)計(jì)減輕自重。例如，在起重量為 10 噸以下的小型車間起重機(jī)中，工字鋼主梁應(yīng)用較為廣泛；而對(duì)于起重量較大或跨度較長(zhǎng)的場(chǎng)合，箱型梁主梁則更為合適。

   • 主梁的長(zhǎng)度根據(jù)起重機(jī)的跨度而定，跨度通常在 7 - 35 米左右，它的上面安裝有電動(dòng)葫蘆運(yùn)行的軌道，確保電動(dòng)葫蘆能夠平穩(wěn)地沿著主梁縱向移動(dòng)。

   
   

2. 端梁

   • 端梁連接在主梁的兩端，其主要作用是支撐主梁，并使起重機(jī)能夠在鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行。端梁一般采用箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝有車輪、驅(qū)動(dòng)裝置等運(yùn)行部件。車輪通常采用鑄鋼或鍛鋼制造，具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，以適應(yīng)起重機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的需求。驅(qū)動(dòng)裝置可以是集中驅(qū)動(dòng)（由一臺(tái)電機(jī)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩端的車輪）或分別驅(qū)動(dòng)（兩端的車輪分別由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)），分別驅(qū)動(dòng)方式具有更好的運(yùn)行穩(wěn)定性和同步性。

   
   

3. 電動(dòng)葫蘆

   • 電動(dòng)葫蘆是單梁起重機(jī)起吊重物的關(guān)鍵設(shè)備，它主要由電機(jī)、減速器、卷筒、鋼絲繩和吊鉤等部分組成。電機(jī)提供動(dòng)力，通過減速器將高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫硗驳牡退俅笈ぞ匦D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使鋼絲繩纏繞或釋放，實(shí)現(xiàn)吊鉤的上升和下降。

   • 電動(dòng)葫蘆的起重量一般在 0.5 - 32 噸之間，并且具有多種提升速度可供選擇，以滿足不同的工作需求。例如，在吊運(yùn)較輕的零部件時(shí)，可以選擇較高的提升速度，提高工作效率；而在吊運(yùn)較重的大型設(shè)備時(shí)，則可以選擇較低的提升速度，確保吊運(yùn)的安全性。

   
   

4. 運(yùn)行機(jī)構(gòu)

   • 運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器、車輪等部件，主要負(fù)責(zé)起重機(jī)在軌道上的水平移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供動(dòng)力，通過聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給車輪，使車輪在軌道上滾動(dòng)。制動(dòng)器的作用是在起重機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，能夠及時(shí)制動(dòng)，防止起重機(jī)由于慣性繼續(xù)移動(dòng)，確保安全。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度通常在 20 - 60 米 / 分鐘左右，不同的工作場(chǎng)景可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。

   
   

（二）工作原理

1. 起吊過程

   • 當(dāng)需要起吊重物時(shí)，操作人員啟動(dòng)電動(dòng)葫蘆的電機(jī)，電機(jī)通過減速器帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)。如果是起吊重物，卷筒會(huì)收緊鋼絲繩，使吊鉤上升，將重物吊起。在這個(gè)過程中，鋼絲繩的張力會(huì)逐漸增大，當(dāng)達(dá)到與重物重力平衡時(shí)，重物就會(huì)離開地面。例如，在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)中，要吊運(yùn)一個(gè)裝滿貨物的托盤，電動(dòng)葫蘆的吊鉤鉤住托盤的吊環(huán)，啟動(dòng)電機(jī)后，吊鉤上升，托盤隨之被吊起。

   
   

2. 移動(dòng)過程

   • 起吊重物后，操作人員啟動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)，使車輪在軌道上滾動(dòng)，從而帶動(dòng)起重機(jī)整體移動(dòng)。起重機(jī)可以在廠房?jī)?nèi)的軌道上沿著縱向或橫向方向移動(dòng)，將重物搬運(yùn)到指定的位置。例如，在工廠的生產(chǎn)線之間搬運(yùn)零部件，起重機(jī)將吊起的零部件從一個(gè)加工工位移動(dòng)到下一個(gè)加工工位。

   
   

3. 下降過程

   • 當(dāng)起重機(jī)移動(dòng)到目標(biāo)位置后，電動(dòng)葫蘆的電機(jī)反轉(zhuǎn)，卷筒釋放鋼絲繩，吊鉤下降，將重物放置在指定的位置。在下降過程中，需要控制下降速度，避免重物因速度過快而產(chǎn)生沖擊。例如，將零部件放置在裝配工位的工作臺(tái)上時(shí)，要緩慢下降吊鉤，確保零部件平穩(wěn)放置。

   
   

（三）性能特點(diǎn)

1. 高效節(jié)能

   • 單梁起重機(jī)的電動(dòng)葫蘆和運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用先進(jìn)的電機(jī)和傳動(dòng)技術(shù)，具有較高的工作效率。與傳統(tǒng)的起重機(jī)相比，在相同的工作量下，單梁起重機(jī)能夠節(jié)省一定的能源。例如，新型的電動(dòng)單梁起重機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)可以根據(jù)實(shí)際負(fù)載和運(yùn)行速度自動(dòng)調(diào)整功率，避免了電機(jī)在空載或輕載時(shí)的能源浪費(fèi)。

   
   

2. 精度較高

   • 在吊運(yùn)和放置重物的過程中，單梁起重機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的定位精度。這主要得益于電動(dòng)葫蘆的精確控制和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如，在一些精密機(jī)械加工車間，單梁起重機(jī)可以將零部件精確地吊運(yùn)到加工設(shè)備的工作臺(tái)上，定位精度可以達(dá)到毫米級(jí)，滿足了高精度生產(chǎn)的要求。

   
   

3. 安全可靠

   • 單梁起重機(jī)配備了多種安全裝置，如起升高度限位器、行程限位器、超載限制器等。起升高度限位器可以防止吊鉤上升超過極限位置，避免鋼絲繩斷裂或電動(dòng)葫蘆損壞；行程限位器能夠限制起重機(jī)在軌道上的運(yùn)行范圍，防止起重機(jī)脫軌；超載限制器可以監(jiān)測(cè)起重量，當(dāng)起重量超過額定值時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)并停止起吊動(dòng)作，確保吊運(yùn)過程的安全。

   
   

二、鋼構(gòu)框架介紹

（一）結(jié)構(gòu)組成

1. 柱

   • 鋼構(gòu)框架中的柱是主要的豎向承重構(gòu)件，通常采用 H 型鋼、方鋼管或圓鋼管等截面形式。H 型鋼柱具有截面特性好、承載能力高的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)廠房和大型建筑中應(yīng)用廣泛；方鋼管和圓鋼管柱則具有較好的外觀效果，適用于一些對(duì)建筑外觀要求較高的場(chǎng)合。

   • 柱的高度根據(jù)建筑的層數(shù)和層高而定，在工業(yè)廠房中，柱高一般在 6 - 30 米左右。柱的底部通過地腳螺栓與基礎(chǔ)相連，將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)柱時(shí)，需要考慮軸向力、彎矩和剪力等多種內(nèi)力的作用，通過合理的截面尺寸和鋼材強(qiáng)度等級(jí)來(lái)滿足承載能力和穩(wěn)定性要求。

   
   

2. 梁

   • 梁是鋼構(gòu)框架中承擔(dān)樓面或屋面荷載的構(gòu)件，主要有型鋼梁（如工字鋼梁、槽鋼梁）和組合梁（如焊接 H 型鋼梁、蜂窩梁等）。型鋼梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，適用于跨度較小、荷載較輕的情況；組合梁則可以根據(jù)具體的荷載和跨度要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有更高的承載能力和更好的經(jīng)濟(jì)性。

   • 梁的跨度根據(jù)建筑的功能和空間布局而定，一般在 6 - 36 米左右。梁與柱之間通過焊接、螺栓連接或高強(qiáng)螺栓連接等方式進(jìn)行連接，形成穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)。在連接部位，需要考慮節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度，確保力的有效傳遞。

   
   

3. 支撐系統(tǒng)

   • 支撐系統(tǒng)包括水平支撐和垂直支撐。水平支撐主要有屋面水平支撐和樓面水平支撐，其作用是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的水平剛度，傳遞水平荷載（如風(fēng)荷載、地震力等）。垂直支撐則用于保證框架的豎向穩(wěn)定性，防止柱子在受壓時(shí)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

   • 支撐系統(tǒng)一般采用角鋼、圓鋼或鋼管等材料制作，通過焊接或螺栓連接的方式與柱和梁相連。例如，在工業(yè)廠房的屋面系統(tǒng)中，屋面水平支撐可以采用角鋼制作，呈交叉狀布置在屋面梁之間，有效地提高了屋面結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

   
   

（二）工作原理

1. 豎向荷載傳遞

   • 當(dāng)樓面或屋面有荷載作用時(shí)（如人員、設(shè)備、貨物等重量），荷載首先傳遞到梁上。梁將荷載以剪力和彎矩的形式傳遞給與之相連的柱。柱再將這些荷載傳遞到基礎(chǔ)，基礎(chǔ)將荷載擴(kuò)散到地基中。例如，在一個(gè)多層鋼構(gòu)框架辦公樓中，樓面的人員和辦公設(shè)備重量通過樓板傳遞到梁，梁將荷載傳遞給周邊的柱，柱將荷載傳遞到基礎(chǔ)，最終由基礎(chǔ)傳遞到地基。

   
   

2. 水平荷載傳遞

   • 當(dāng)建筑受到水平荷載（如風(fēng)荷載、地震力等）作用時(shí)，水平荷載首先作用在結(jié)構(gòu)的外表面。屋面水平支撐和樓面水平支撐將水平荷載收集起來(lái)，傳遞給柱和梁組成的框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)通過自身的抗彎和抗剪能力來(lái)抵抗水平荷載。同時(shí)，垂直支撐也會(huì)參與工作，增強(qiáng)柱子的穩(wěn)定性，防止柱子在水平力作用下發(fā)生彎曲變形或失穩(wěn)。例如，在沿海地區(qū)的工業(yè)廠房，當(dāng)受到臺(tái)風(fēng)作用時(shí)，風(fēng)荷載通過屋面和墻面?zhèn)鬟f到支撐系統(tǒng)和框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)通過自身的抵抗能力來(lái)保證廠房的安全。

   
   

（三）性能特點(diǎn)

1. 適應(yīng)性強(qiáng)

   • 鋼構(gòu)框架結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同的建筑功能和空間要求進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。無(wú)論是大跨度的工業(yè)廠房、高聳的商業(yè)建筑還是多層的住宅建筑，鋼構(gòu)框架都能夠通過合理的布局和構(gòu)件選型來(lái)滿足需求。例如，在一個(gè)大型物流倉(cāng)庫(kù)中，為了方便貨物的存儲(chǔ)和搬運(yùn)，可以設(shè)計(jì)大跨度、無(wú)柱的鋼構(gòu)框架，提高倉(cāng)庫(kù)的空間利用率。

   
   

2. 自重輕

   • 相比于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼構(gòu)框架的自重較輕。鋼材的強(qiáng)度高，在滿足相同承載能力的情況下，鋼材的用量相對(duì)較少，從而減輕了結(jié)構(gòu)的自重。這對(duì)于基礎(chǔ)的要求相對(duì)較低，在一些地基條件較差的地區(qū)，可以降低基礎(chǔ)的造價(jià)。例如，在軟土地基上建造建筑，鋼構(gòu)框架較輕的自重可以減少地基處理的費(fèi)用。

   
   

3. 工業(yè)化程度高

   • 鋼構(gòu)框架的構(gòu)件可以在工廠進(jìn)行預(yù)制加工，加工精度高，質(zhì)量有保證。然后將預(yù)制好的構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，大大縮短了施工周期。例如，在大型建筑項(xiàng)目中，鋼構(gòu)框架的預(yù)制構(gòu)件可以在工廠進(jìn)行流水線生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的安裝，就像搭建積木一樣，提高了施工效率。