第二节 起重运输机金属结构的分类
起重运输机金属结构的类型繁多,对它们进行分类,目的是区别各种不同的金属结构类型,找出其共同特点,便于设计和计算。
1.按组成金属结构基本元件的特点,分为杆系结构和板结构。
杆系结构由许多杆件焊接而成,每根杆件的特点是长度方向尺寸大,而断面尺寸较小。常见的桁架门式起重机的桁架主梁和支腿、四桁架式桥架、轮式和塔式起重机的桁架动臂(图1-8)都是杆系结构。
图1-8 塔式、轮式起重机桁架动臂
板结构由薄板焊接而成。薄板的特点是长度和宽度方向尺寸较大,而厚度很小,所以板结构亦称薄壁结构。箱形门式起重机的主梁和变截面箱形支腿(图1-1),汽车起重机的箱形伸缩臂和支腿(图1-9)都是板结构。
杆系结构和板结构是起重运输机金属结构中最常用的结构形式。
图1-9 汽车起重机箱形支腿
1—走行装置;2—驾驶室;3—转台;4—动臂;5—变幅油缸;6—司机室;7—支腿。
2.按起重运输机金属结构的外形不同,分为门架结构、臂架结构、车架结构、转柱结构、塔架结构等。这些结构可以是杆系结构,亦可以是板梁结构。门架结构包括门式起重机的门架、门座起重机的门腿及平衡重式叉车的门架等。
3.按组成金属结构的连接方式不同,分为铰接结构、刚接结构和混合结构。
铰接结构中,所有节点都是理想铰。实际的起重运输机金属结构真正用铰接连接的是极少见的。通常在杆系结构中,若杆件主要承受轴向力,而受弯矩很小时,称之为铰接结构。起重运输机金属结构中常用的桁架结构在设计计算时视为铰接结构。
刚接结构构件间的节点连接比较刚劲,在外载荷作用下,节点各构件之间的相对夹角不会变化。刚接结构节点承受较大的弯矩,而不像铰接结构的节点认为不承受弯矩。门式起重机刚性支腿和主梁的连接就属于刚接节点,而门架结构就是刚接结构(图1-1)。
混合结构各杆件之间的节点既有铰接的,又有刚接的。常见单梁电葫芦桥式起重机的主体结构(图1-10)多做成混合结构形式。混合结构又称桁构结构。
图1-10 电葫芦桥式起重机桁构梁
4.按作用载荷与结构在空间的相互位置不同,分为平面结构和空间结构。
平面结构的作用载荷和结构杆件的轴线位于同一平面内,如图1-11所示的桁架结构,小车轮压、结构自重载荷与桁架平面共面,所以此桁架结构属于平面结构。
图1-11 平面桁架结构
当结构杆件的轴线不在一个平面内,或结构杆件轴线虽位于同一平面,但外载荷不作用于结构平面(通常称为平面结构空间受力),属于这两种情况的结构都称为空间结构。图1-12的集装箱门式起重机的门架和图1-13的轮式起重机车架都是空间结构的例子。
图1-12 空间刚架结构
图1-13 轮式起重机车架