桥式起重机由哪些部分组成?主梁端梁小车架结构名称图解

桥式起重机结构说起来就是三块:桥架、小车、大车运行机构,再加上电气与操纵装置。桥式起重机由哪些部分组成,是刚接手设备管理的同行最先问的问题。说实话,把主梁、端梁、小车架这几个主要受力构件认全,再看型号参数就不会糊涂。本文按结构层次把各部件名称、位置和典型参数讲一遍,并附名称对照图解,方便对着现场实物核对。
桥式起重机结构名称图解总览
桥式起重机三大组成部分与主要受力构件位置示意

一、桥式起重机由哪三大部分组成

  • 桥架:主梁、端梁、走台、栏杆与大车轨道,承担全部垂直载荷
  • 小车:小车架、起升机构与小车运行机构,完成升降与横向移动
  • 大车运行机构:电机、制动器、减速机与车轮组,驱动整机纵向行走
  • 电气与操纵:滑触线、集电器、控制柜、限位开关与司机室或遥控装置

桥式起重机的结构由桥架、小车、大车运行机构三大部分组成,加上电气设备与操纵装置构成整机。桥架承担全部载荷并沿厂房轨道纵向行走,小车在桥架轨道上横向移动,大车运行机构负责整机沿车间长度方向运行。GB/T 14405-2011《通用桥式起重机》把起重量3~320t、跨度10.5~31.5m的机型做了系列化规定,选型时先对号入座,再逐项核对结构细节,比按吨位单一维度挑机型稳妥得多。整机工作级别按GB/T 20863.1-2007分级,常用A3到A7,级别越高对结构与机构的耐久性要求越严。

部件名称 所在部位 主要作用 典型参数
主梁 桥架纵向主构件 承受小车载荷与弯矩 跨度10.5~31.5m
端梁 桥架两端横梁 连接主梁并装大车车轮 车轮直径500~800mm
小车架 小车承载平台 安装起升与运行机构 起重量5~50t
起升机构 小车上部 完成吊钩升降动作 起升高度6~30m
大车运行机构 端梁外侧 驱动整机纵向行走 运行速度60~100m/min
走台与栏杆 主梁外侧 检修通道与人员防护 栏杆垂直高度1050mm

按部件名称往下拆,桥架部分包含主梁、端梁、走台、栏杆与大车轨道;小车部分包含小车架、起升机构和小车运行机构;大车运行机构包含电机、制动器、减速机、车轮组与传动轴;电气部分包含滑触线、集电器、控制柜与各类限位开关。通用桥式起重机的起重量按3t、5t、10t、16t、20t、32t、50t、80t、100t、160t、200t、320t分级,QD型双梁桥式起重机常见32t、50t配置,LD型电动单梁桥式起重机多用于10t以下的轻载工位。弄清这套名称体系,现场点检时能准确描述位置,也能看懂厂家参数表里每一项对应哪个结构。

主要受力构件指主梁、端梁、小车架和吊具横梁这几类承担载荷的构件,也是定期检验的重点对象。按现行《起重机械安全技术规程》TSG 51-2023的要求,检验时对金属结构的变形、裂纹、腐蚀及焊接连接逐项核查,腐蚀导致实际厚度明显减薄、出现裂纹或永久变形的构件都要评估处理,不能只做表面除锈。安装与验收阶段按GB 50278-2010对桥架几何精度与车轮同位差做复测,数据留档便于后续比对。行业老手说,检验报告里被判不合格的项目,八成都落在这四类构件上,日常点检盯着这几处最划算。

二、主梁与端梁的结构形式

桥式起重机主梁多采用箱型截面,制造工艺成熟、抗扭刚度好,跨度10.5~22.5m的机型基本都是箱型梁结构。上拱度按跨度的千分之一取值,实测允差为-0.1F到+0.3F,拱度不足会在满载时出现下挠,拱度过大则影响小车爬坡能力。垂直静挠度按工作级别控制,A4~A6级机型一般要求不超过S/800,水平方向的水平旁弯控制在S/2000以内,旁弯超差后小车运行跑偏、啃轨风险随之上升。GB/T 3811-2008对刚度与稳定性给出计算依据,GB 6067.1-2010则规定了使用阶段的检查要求,整机负荷试验按GB/T 5905.1-2023执行。

端梁位于桥架两端,箱型端梁用于大吨位与较大跨度,工字钢端梁多用于小吨位轻量化机型。端梁与主梁之间普遍采用高强度螺栓连接,10.9S级螺栓按预紧扭矩表施工,螺栓直径常取20~24mm,扭矩区间约400~600N·m,扭矩不足会造成连接面滑移与螺栓疲劳断裂。大车车轮装在端梁上,车轮直径常见500~800mm,车轮踏面宽度常见100~150mm,轮距按跨度比例确定,轮距过小整机运行稳定性差,过大则增加厂房轨道基础的宽度与造价。

箱型主梁内部按腹板高厚比设置横向加劲肋与纵向加劲肋,腹板过高而不设纵向加劲肋时受压区容易失稳,腹板厚度通常不小于6mm、翼缘板厚度不小于8mm。轨道布置方式分正轨与偏轨两种,正轨箱型梁轨道居中、受力对称,偏轨箱型梁把轨道移到主腹板上方,便于布置走台并降低整机高度。轨道布置的细节可参考起重机主梁正轨与偏轨箱型梁结构设计:轨道布置与主副腹板配置,选型时优先核对厂房净空与轮压限制。

克鲁德技术团队在结构评审中按腹板高厚比与翼缘宽厚比两道门槛先做初步筛选,再进入挠度与稳定性验算,这样能把明显不可行的截面方案提前排除,减少返工。行业老手说,主梁截面选错一次,后面改结构比换设备还麻烦。

三、小车与三大机构怎么配合

小车架是安装起升机构与小车运行机构的平台,钢板焊接结构和型钢梁结构是两种主流做法,前者刚性好、适合重载与频繁作业,后者自重轻、便于批量制造。起升机构由电机、制动器、减速机、卷筒、滑轮组和吊钩组成,起重量3~16t的轻载小车常配CD1型电动葫芦,起升高度常见6~30m,卷筒绳槽与钢丝绳偏角要匹配,绳槽节距常见12~20mm,偏角过大会造成跳绳与乱绳。制动器制动力矩按不少于1.5倍额定力矩配置,电机转速常见960r/min,减速机速比按起升速度反算确定。行业老手说,起升机构的故障多半出在制动器与绳槽这两处,点检表上要单独列项。

大车运行机构按驱动方式分为分别驱动与集中驱动,分别驱动目前占主流,两端各配一套电机减速机,同步靠电气调速实现;集中驱动结构件少,但传动轴长、布置受厂房限制。运行速度常见60~100m/min,制动行程与减速时间要匹配,速度高而制动行程短会造成车轮打滑、轨道磨损加快。小车运行速度通常取30~45m/min,跨度大的机型取偏高值以保证作业节拍。轨道终端设车挡与缓冲器,缓冲器行程常见100~200mm。

机构之间靠轮压与轨道形成配合关系,轮压按吊载工况算最大值再分配到大车车轮,轨道型号按轮压匹配QU70到QU120的规格区间。小车架的结构方案与焊接工艺会直接影响车轮同位差,相关做法可参考桥式起重机小车架结构设计优化:钢板焊接与型钢梁方案对比,重载工位优先选焊接结构并控制焊后变形。

四、桥架几何精度与检验参数

桥架的几何精度主要看跨度偏差、对角线差、上拱度、水平旁弯和车轮同位差五项,这些项目决定整机能否平稳运行、车轮会不会啃轨,轨道接头间隙一般控制在1~2mm。跨度偏差直接影响车轮与轨道的相对位置,对角线差反映桥架是否出现菱形变形,测量时可拉钢丝配合水准仪或全站仪逐点读数。GB/T 14405-2011给出了各项允值,大车轨道型号按轮压选取QU70到QU120的规格,TSG 51-2023把桥架几何精度列为定期检验的必查内容,上拱度不到标准值九成的桥架需要评估是修复还是降载使用。

检验数据要按跨度和工作级别分类记录,跨度10.5m与31.5m机型的允值并不相同,工作级别A5以上的机型因作业频繁,对拱度与旁弯的要求更严。车轮直径磨损到原直径的95%以下(如800mm车轮磨到760mm)、踏面出现剥落或轮缘厚度减薄,都会放大桥架几何误差带来的影响。测量方法与环境要求可参考起重机桥架几何精度怎么测?跨度对角线允值检验速查,记录表要保留原始读数,便于下一次检验做趋势对比。

克鲁德重工的安全标准要求新制桥架在出厂前完成几何精度全项测量,拱度、旁弯与对角线差同时合格才允许发运,现场安装后再复测一次跨度与同位差。行业老手说,桥架几何精度这一关过不去,后面调车轮、调轨道都是白费力气。

五、主要受力构件常见缺陷与处理

主梁、端梁、小车架的设计使用年限通常按15~20年考虑,服役若干年后常见的缺陷是腐蚀减薄、疲劳裂纹、永久变形与焊缝开裂四类,其中裂纹多出现在下翼缘与腹板连接焊缝、端梁与主梁的连接区。发现裂纹后要做的是停机评估,由持证焊工按焊接工艺修复并做探伤复检,不得用简单补焊掩盖裂纹,也不得用加垫板的方式强行找正变形构件。板厚减薄量超过原厚度10%的构件要单独核算,例如原厚12mm的盖板测到10mm就应评估剩余承载能力;使用满20年的起重机,主要受力构件应按实际状态评估是否需要报废或降级使用。

走台与栏杆属于人员防护结构,栏杆垂直高度不低于1050mm,立杆间距不大于1000mm,踢脚板高度不低于100mm,走台通道净宽不小于500mm,栏杆下缘到走台面的开口要防止人员滑出。司机室要保证视野、照明与座椅布置,地板采用防滑材料,玻璃使用安全玻璃,门开启方向与外开式联动装置按标准核查,避免运行时误开门。

克鲁德重工在生产中要求主梁跨中静挠度控制在S/800以内、旁弯不超过S/2000,并对每根主梁记录上拱度实测值,按10.5m到31.5m各标准跨度分别留档,交付时随设备提供结构检测数据。采购前把这组结构参数和厂房净空、轨道基础一起核对,后续安装调试会顺畅很多。

常见问题解答

问:桥式起重机主梁上拱度取多少合适?
答:按现行做法取跨度的千分之一,也就是跨度10.5m对应约10.5mm,实测允差为-0.1F到+0.3F。拱度不足会让小车在满载时明显下挠、运行阻力增大,拱度过大则小车爬坡费劲、制动距离变长。跨度10.5m的机型实测值宜落在9.5mm到13.5mm之间,检验时用拉钢丝配合水准仪逐点读数,跨中与两端的差值即为实测拱度。

问:桥式起重机必须配司机室吗?
答:地面操纵或遥控操作的小吨位机型可以不设司机室,但吊运熔融金属、危险品或在高温、粉尘环境作业的机型必须设司机室。设司机室时,垂直振动速度要求不超过5mm/s,地板要防滑、玻璃要用安全玻璃。是否必须设置,最终按使用工况与现行安全技术规程的相应条款判定。

问:单梁和双梁桥式起重机结构差别在哪?
答:单梁机型只有一根主梁,电动葫芦挂在主梁下翼缘行走,整机自重轻、厂房净空占用小,多用于10t以下轻载工位。双梁机型有两根主梁,小车在两根主梁的轨道上运行,可配重载吊钩组、抓斗或电磁吸盘,常用于32t以上重载频繁作业。两者的端梁形式、车轮数量与轨道布置都不相同,选型时可对照GB/T 14405-2011的轻载与重载系列。

问:为什么主梁会下挠,下挠多少需要修?
答:主梁下挠的主因是长期超载、频繁满载作业或结构本身拱度不足,焊接残余应力释放也会助推变形。垂直静挠度超过S/800且拱度不足标准值九成的桥架,就需要评估是否矫正或降载使用。处理方式是先做结构检测与强度校核,再由持证焊工按工艺矫正并探伤复检,不能只做表面处理。

克鲁德重工专注桥式起重机整机与结构件的研发制造,可按冶金、港口、电力、仓储等不同工况,提供起重量、跨度、工作级别与安全装置的一体化选型建议,并配合结构校核、安装调试与易损件供应。需要核对主梁截面、上拱度要求或轮压数据时,可以直接联系工程师团队,我们会结合厂房净空与轨道基础条件给出配置方案与报价参考。咨询热线:400-086-9590 手机:13903802779(贾经理)

正在为桥式起重机结构方案做前期准备?欢迎在评论区留言讨论——把您的起重量、跨度、厂房净空或现有结构检测数据发出来,克鲁德重工技术团队会结合参数表逐一回复,也可以直接拨打热线与工程师一对一沟通,获取结构校核结论与配置清单,避免主梁截面选型返工。

河南克鲁德重工有限公司

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