final翻译--CMAA70-1 - 图文

美国起重机生产商协会有限公司

本资料由美国起重机生产商协会有限公司编制。 70

美国起重机生产商协会有限公司规范 #70 1999年修订

代替

美国起重机生产商协会有限公司规范 #70 1994年修订本

美国起重机生产商协会有限公司是

美国物料运输工业公司的一个附属机构

? 1999 物料运输工业

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美国起重机生产商协会有限公司规范第70~1999号 行走式桥及龙门多梁电动桥式行走式起重机规范

简 介

本规范由美国起重机生产商协会有限公司编制。美国起重机生产商协会有限公司，是美国处于领先地位的电动桥式行走式起重机生产商的一个组织；为了使设备的选型规范化及对设备的选型提供一个基本标准，特编制本规范。本规范的使用，并不限制各生产商的独创性，而是对生产工艺提供一个基本的指导。

除本规范外，其它出版物也含有对采购商和起重机用户，以及工程及建筑专业有所帮助的资料。其中大部分资料具有一般性，且所列举的项目，可以向各生产商进行核实和进行比较，以达到最佳的设备选型。

这些规范由8节内容组成，如下： 70-1： 通用规范

70-2： 起重机工作分类 70-3： 结构设计 70-4： 机械设计 70-5： 电气设备

70-6： 咨询数据表及速度 70-7： 术语表 70-8： 索引

如无出版商的书面许可，不得以任何方式复制本规范的任意部分。

版权? 1999由美国起重机生产商协会有限公司所有。所有权保留。

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免责声明

美国起重机生产商协会有限公司（CMAA）

美国起重机生产商协会有限公司是美国物料运输工业（MHI）公司下属的一家独立的贸易联合会。

物料运输工业（MHI）及其美国分公司

MHI向CMAA提供有关此类规范等的服务，对其生产及销售进行安排。MHI及其官员、董事和雇员，均未参与规范中所述之资料的开发和编制工作。

所有有关此类规范的咨询，请直接致函CMAA工程委员会的主席，并请抄送给美国起重机生产商协会有限公司；地址如下：美国北卡罗来纳州夏洛特市红橡木林荫道201室。

规 范

在指定或设计应用范围或使用目的时，本规范的用户只可依赖于其自己的工程师、设计师，或生产商代表。本规范仅只做为一种指南。如用户参考或使用本规范中的任何内容，则必须同意以下损害赔偿及免责声明的条款。

本规范的使用，应是随意的，而非强制性的。对本规范的自愿性使用，应由用户进行控制，并由其自行决定。对本规范的自愿性使用，并不会以任何形式限制各生产商不按这些规范设计或生产电动桥式行走式起重机的责任、权利和独创性。CMAA无任何要求或强迫满足这些规范的法定权限。这些咨询性的规范，仅对用户在确定其应用时给予一定的技术指导。遵守这些规范并不确保其满足适用的联邦、州或当地的规定和规范。此类规范对任何人无任何约束力，也不任何法律效力。

CMAA及MHI对这些规范并不做出批准、评价或背书，且对任何有关于这些规范的专利权或版权，不持任何立场，同时也对任何人使用这些规范而导致的专利证书或版权责任的侵权不做任何担保，也不承担任何侵权责任。这些规范的用户，已经被明确告知这些版权和专利的有效性，因此对这些专利等权利的违反，将由其自己全权负责。

免责及赔偿

免责声明：CMAA及MHI 对这些规范不做任何担保，并对可行销性或适宜性的默示担保免责。因此对这些规范，CMAA及MHI不做任何担保（不管是明确说明的、或是暗示的、或是法定的担保）。

免责：用户应特别明白并同意CMAA，MHI及其官员、代理人或雇员对侵权行为及合同，不管是否是基于担保、疏忽、严格责任或其它责任理论而对设计、竖立、安装、生产、销售准备、销售、特性、特征，或由本规范涉及产品的交付而采取的行动或未采取行动，不承担任何责任。如对这些规范进行参考或采用，均应由用户自己自行确定，且用户应明白CMAA、MHI及其继承人、受让人、官员、代理人及雇员对其使用涉及的侵权、合同及其他所有责任免责。

赔偿：在参考或采用这些规范时，用户应当捍卫、保护、赔偿，并确保CMAA、MHI及其继承人、受让人、官员、代理人及雇员免于任何索赔、损失、费用、损坏及责任，不管是直接的，或是偶然性的由于对这些规范的使用而引起的，包括利益损失、合理的律师费等，不管是否是由于这些规范的使用或所谓的使用引起的；本条规定的目的是豁免并保护CMAA、MHI及其继承人、受让人、官员、代理人及雇员免于任何有关这些规范所引起的损失，包括由于其自己的疏忽所导致的损失。

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内容目录 70-1 通用规范 70-4 机械设计 1.1 范围 4.1 平均有效载荷 1.2 建筑设计考虑 4.2 载荷块 1.3 间隙 4.3 过载限制装置 1.4 滑道 4.4 起重绳 1.5 滑道导线 4.5 起重绳轮 1.6 额定载重量 4.6 鼓 1.7 设计应力 4.7 齿轮 1.8 通则 4.8 轴承 1.9 喷涂 4.9 制动装置 1.10 组装及装运准备 4.10 桥式驱动 1.11 测试 4.11 轴系 1.12 图纸 4.12 耦合器 1.13 安装 4.13 车轮 1.14 润滑 4.14 缓冲器 1.15 检验、维护及起重机操作员 4.15 止动装置 70-2 起重机分类 70-5 电气设备 2.1 通则 5.1 通则 2.2 A类 5.2 交流/直流电机 2.3 B类 5.3 制动装置 2.4 C类 5.4 交流/直流控制器 2.5 D类 5.5 电阻器 2.6 E类 5.6 保护及安全特征 2.7 F类 5.7 总开关 2.8 依照载荷等级及载荷循环划分5.8 地面操作垂直按钮式控制站 的起重机工作级别 5.9 限位开关 5.10 安装 70-3 结构设计 5.11 桥式导体系统 3.1 材料 5.12 滑道导体系统 3.2 焊接 5.13 电压降 3.3 结构 5.14 逆变器 3.4 允许应力 5.15 遥控控制 3.5 设计限制 3.6 桥端梁 3.7 人行道及栏杆 70-6 建议的起重机数据咨询表 3.8 操作员驾驶室 70-7 术语表 3.9 起重机小车架 70-8 索引 3.10 桥形钢轨 3.11 尾端系杆 3.12 8、12及16轮起重机的桥梁 3.13 结构的螺栓连接 3.14 龙门起重机

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70-1 通用规范

1.0 范围

1.1.1 本规范是上运行桥及龙门型多梁电动桥式行走式起重机的规范，即：CMAA

规范第70号，1999年修订版；

1.1.2 在本出版物中包含的规范及资料，适用于上运行桥及龙门型多梁电动桥式行

走式起重机。该规范为通用规范；如需要与各具体的安装相匹配，采购商及生产商可同意采用其它规范。这些规范并不包括用于起升、降低、或用起重绳系统载送人员所用的设备。

1.1.3 本规范在第70-2一节中概述了六种不同的起重机工作等级，以作为确定各

应用所涉及之工作要求的指南。在许多情况下，并没有一个具体的起重机工作等级的分类，而起重机的正确选型，也只是建立在与起重机生产商及其它合格人员就工作要求和起重机细节进行的讨论。

1.1.4 工作条件对起重机的磨损部件的使用寿命影响较大，譬如车轮、齿轮、轴承、

钢索、电动设备，因此必须考虑指定起重机，以确保最长的使用寿命和最小的维护需求。

1.1.5 在对桥式起重设备进行选型时，对现在或将来的操作进行的考虑非常重要，

因为这些操作将会增加载荷和工作要求，且所选择的设备应满足将来增加的工作条件，从而降低过载的可能性和确定一个比计划更高的工作分类。

1.1.6 本规范的章节参考了其它应用规范、法规或标准的某些内容。若本规范中与

其它应用规范、法规或标准有任何差异，CMAA建议可采用本规范作为指导性规范。在本文中提到的，主要是以下组织的出版物，即： ABMA 美国轴承生产商协会

美国华盛顿特区华盛顿西北第12大街1200号300室 邮编：20036-2422

AGMA 美国齿轮生产商协会

美国佛吉尼亚州亚历山大市国王大街1500号201室 邮编：22314

2001-C95：渐开正齿及斜齿的基本额定因素和计算方法

AISC 美国钢结构协会

美国伊利诺斯州芝加哥市威克东1号3100室 邮编：60601-2001

ANSI 美国国家标准协会

美国纽约第42大街西11号 邮编：10036

ANSI/ASCE 7-95 建筑及其它结构的最小设计载荷

ANSI/ASME B30.2 – 1995 过载及龙门起重机（上运行桥、单梁或多梁、上运行电动小吊车）

ASME 美国机械工程师协会 美国纽约三公园大街 邮编：10016-5990

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ASTM 美国测试及材料协会

美国宾夕法尼亚州West Conshocken Barr Harbor Drive 100号 邮编：19428

AWS 美国焊接协会

美国佛罗里达州迈阿密市LeJeune路西北550号 邮箱：33126

D14.1-97 工业及工厂起重机焊接规范

CMAA 美国起重机生产商协会有限公司

美国北卡罗来纳州夏洛特市红橡木林荫道8720号201室 邮编：28217-3992

桥式起重机检验及维护核对表 起重机操作员手册

NEC/ 国家电气规范 NFPA 国家防火协会

美国马萨诸塞州昆士Batterymarch公园1号9101邮箱 邮编：02269-9101

1999 70-935B

NEMA 国家电气生产商协会

美国佛吉尼亚州罗斯林第17大街北1300号1847室 ICS1-1993：工业控制系统及电气要求

OSHA 美国劳动部

美国安全标准计划指挥部

美国华盛顿特区华盛顿完法大道西北200号 邮编：20210

29 CFR 第1910节：通过工业的职业安全与健康标准（1997年7月1日修订版）

应力集中因素

R.E. Peterson/Yalter D. Pilkey 版权，1997

John Wiley & Sons有限公司

本规范同时使用了欧洲制造业联盟（FEM）的“起吊设备的设计规则”第I部分“重型起重设备”（1987年10月第3版）中的数据。

1.2 建设设计考虑

1.2.1 安装于建筑物内的桥式起重机，其设计应满足以下各点的要求：

1.2.1.1 从地面到最低的上空障碍物之间的距离，必须满足这样的要求，即：吊钩起升距离、

从处于最高位置的吊钩鞍架或钩掌到起重机上的最高点之间的距离和距离最低上空障碍物之间的间隙三者之和；

1.2.1.2 除此之外，从地面到最低上空障碍物之间的距离，必须满足这样的要求，即：起重

机上的最低点，应与所有机械有一定的距离；且在必要时，应在起重机下方设计导轨或滑轨间隙；

1.2.1.3 在建筑高度确定后，按照以上因素，起重机滑道必须设计在滑道导轨的顶端，且低

于上空的最低障碍物，但应与起重机的高度与间隙之和相等；

1.2.1.4 在确定最低的上空障碍物时，必须予以考虑在建筑桁架上的最低点以下伸出的灯、

管及其它物体；

1.2.1.5 为了确保吊钩的极限位置，必须设计建筑角拉线；

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1.2.1.6 进入驾驶室或桥通道的走道，秘须为固定的梯子、楼梯、或平台；台阶的间隙不得

超过12英寸（304.8毫米）。固家梯子的设计，应符合ANSI A14.3“固定梯子的安全要求”。

1.3 间隙

1.3.1

1.3.2

在起重机的最高点与上空最低的障碍物之间的最小间隙，应至少为3英寸(76.2mm)。对于要考虑桁架下垂因素的建筑物，必须增加相应的间隙；

在起重机端部与建筑物柱子、角拉条或其它障碍物之间的间隙，不得小于2英寸(50.8mm)，且应使起重机处于滑道导轨的中心位置。管子、导管等的安装，不得减少该间隙数值。

1.4 滑道

1.4.1

1.4.2

1.4.3

起重机滑道、滑道导轨及起重机止动装置，如无其它说明，必须由采购人员提供。由采供人员提供的起重机止动装置，其设计应与要安装的具体起重机相适应；

滑道导轨必须保证直线度、平行度、水平度，且应保持在同一高度。距离、中心距及高度，应在表1.4.2-1表中给定的公差限度范围以内。滑道导轨应为标准的导轨，或是其它与所要安装的起重机的正确尺寸相同的商用轧制轨道，且应配有正确的导轨连接板和锁紧紧固件。在连接处的导轨接缝，不得超过1/16英寸。建议不要使用浮动导轨； 起重机滑道的设计，应具有足够的强度和硬度，以防止发生横向或垂直折曲；

对于无VIF的轮子，基于10%的最大轮载荷，横向折曲不得超过L/400；对于无VIF的轮子，基于最大轮子载荷垂，垂直载荷不得超过L/600。龙门及其它类型的特殊起重机要求考虑额外的因素。

L1= 估计的滑道梁跨度

1.5 滑道导体

1.5.1 滑道导体应为硬型裸冷拉铜线、硬铜、铝或钢，绝缘导线、电缆卷筒或其它

适用的材料，以满足特定的应用需求；滑道导体应按照国家电气标准第610条进行安装，并符合适用的规范要求；

1.5.2 接触导体应以这样一种方式进行保护，即：人员不会意外的碰触带电的载流

部分。软导体系统的设计和安装，应能使折曲、绳伺力及磨损效应最小化；

1.5.3 如无其它说明，滑道导体通常应由采购人员提供并安装； 1.5.4 导体应进行正确的支撑，并与滑道导轨进行水平及垂直对中；

1.5.5 导体应有足够的载流量，以便在以额定载荷进行作业时，向起重机、起重机

组传送要求的电流。导体定额应按照国家电气规范第610条的要求进行选择。对于生产的具有所公布之载流量的导体系统，可使用间歇性定额。固定载荷的载流量，譬如加热、照明及空调，应为总数的2.25倍，以便允许用连续的固定载荷应用间歇性载流量定额；

1.5.6 标称的滑道导体供电系统的电压、实际的输入抽头电压及滑道导体电压降，

应使起重机电机电压公差满足第5.13（电压降）的要求。

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表1.4.2-1 项目 起重机跨度（L） 直度（B） 高度（C） 导轨到导轨的高度（D） 图形 总公差 L≤50′ A=3/16 (4.7625mm)″ L>50′≤100′A=1/4″(6.35mm) L>100′ A=3/8″(9.525mm) 最大变化率 1/4″ IN 20′- 0″ B=3/8\1/4\′-0′ C=3/8\1/4\′-0′ L≤50′ A=±3/16″(4.7625) L>50′≤100′AD=±1/4 (6.35mm) L>100′ A=±3/8″ (9.525mm) 1/4\′-0′

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1.5.7 在咨询起重机时，应指定滑道导体系统的型号，且应确定是由应由采购人员

或起重机的生产商提供该系统。如滑道导体系统由采购人员提供，那么应注明位置。

1.6 额定载重量

1.6.1 起重机桥的额定载重量由生产商规定。该额定载重量应标记在起重机桥的两

边，且从操作地面看时，该标记应清晰可见；

1.6.2 单个起重机单元应在其下底脚标注额定的容量，并在起重机机体部分注明载

重标签；

1.6.3 总起升载荷不得超过起重机桥的额定载重量。在单个起重机或吊钩上的载

荷，不得超过其额定的载重量；

1.6.4 在确定起重机额定载重量时，所有在吊钩下的附件，譬如：加载杆、磁铁、

夹抓等，将构成要处理之载荷的一部分。

1.7 设计应力

1.7.1 材料的种类，应按照应力与工作周期进行确定；

结构件应按照本规范中第70-3节的适用限制要求进行设计；机械部件应按本规范的第70-4节进行设计。所有其它承载部件的设计，按照额定的起重机载重量，材料的计算静应力，不得超过材料的最大平均强度的20%。

应力的限度提供了一定的强度余量，以允许材料的特性、生产或加工条件、设计假设等存在一些差异。但是不管在何种情况下，用户施加到起重机上的载荷不得超过额定载重量。

1.8 通则

1.8.1 所有在本规范中述及的仪器，均经精心加工而成。对于起重机部件的操作、

可达到性、可交互性及耐用性，均应在设计过程中给予适当的注意；

1.8.2 本规范包括OSHA 第1910.179 桥式及龙门起重机和ANSI/ACME B30.2

桥式及龙门起重机的安全标准的适用特征。

1.9 喷涂

1.9.1 在装运之前，必须对起重机进行清洁，然后进行保护性的涂布；

1.9.2 涂层含有数道底漆和面漆；在进行涂布时，应按照生产商的标准进行；但另

有规定时除外；

1.10 组装及装运前的准备

1.10.1 起重机应在生产商的工厂内按照生产商的标准进行组装。如可行，应将起重

机的小车置于所装配之起重机桥上，但并不要求缚住起重绳；

1.10.2 起重机的所有部件，均应给予明确的配合标记；

1.10.3 所有裸露的成品及电气设备，应在装运前给予一定的保护。如要求贮藏时，

应与生产商一道采取额外的保护措施，然后做出相应的贮藏安排。

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1.11 测试

1.11.1 在生产商工厂内进行的测试，应按照生产商的测试程序进行；但另有说明时

除外；

1.11.2 材料的无损测试的测试文件，譬如：X光检测、超声波检测、磁粉检测等，

应当视为一项额外的工作；因此此类检测文件，仅在规定时方可准备。

1.12 图纸

1.12.1 通常应递交2份生产商的净空图进行审核，其中一份在审核完后交回起重机

生产商。同时，还应提供2套操作说明书及配件资料。通常并不要求提供详细的图纸。

1.13 安装

1.13.1 起重机的安装（包括装配、现场布线、安装和启动），通常应首先获得生产

商、业主及指定人员的许可。现场装配及最终检验的监督事宜，应分别获得生产商、业主及指定人员的同意。

1.14 润滑

1.14.1 起重机应配有所有必须的润滑配件。在将起重机投入运行之前，起重机的安

装应确保所有的轴承、齿轮等，已经按照起重机生产商的建议进行了相应的润滑。

1.15 检验、维护及起重机操作

1.15.1 对于起重机的检验和维护，请参考ANSI/ASME B30.2 第2-2章及CMAA：

桥式起重机检验及维护一览表的相关适用部分的说明；

1.15.2 对于操作员的责任和培训事宜，请参考ANSI/ASME B30.2 第2-3章及

CMAA-起重机操作员手册的相应适用部分的说明。

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10-2 起重机的分类

2.1 起重机的工作分类的确定，有助于按照本规范安装指定的、最经济的起重机；

起重机分类等级通常按照载荷谱进行确定，以尽可能的反映实际的工作条件；

载荷谱为一种平均的有效载荷，通常均匀地分布概率分度，且以指定的频率适用于相应的设备。选择尺寸大小适宜的起重机配件以执行既定的功能，通常由可变的载荷量及既定的载荷周期进行确定，这可以用平均的有效载荷因数进行表示，如下；

其中：W 指载荷值，以各起升载荷与额定载重量的比率进行表示。无起升载荷的操作与相关附件的重量必须包括在内。

P 指载荷概率，以各载荷值时的周期与总周期的比率进行表示。载荷概率的总值，即：P必须等于1.0。

K 指平均的有效载荷因数 （仅用于确定起重机的工作等级）。

所有等级的起重机，通常受操作条件的影响较大。因此分类的目的，是为了确保起重机在正常的环境温度，即：0至104℉（-17.7~40℃）及正常的大气条件（无过度的尘度、湿度及腐蚀性烟气）下进行使用。

起重机可按照起重机受载最大的部件的工作条件分为载荷组。对于各零件彼此分开，并形成一个独立的结构单元的，若在工作条件已知的情况下，可将之分为不同的载荷组。

2.2 A类（备用或不常用的工作）

A类工作等级，包括用于安装的起重机，譬如：电站、公用设施、轮机室、电机室及变压站；在这些地方通常要求对设备进行精密操作，且保持较慢的速度，并在起升设备间保持较长的空转期。 对于设备的初次安装和不经常进行的维护，可进行满载操作。

2.3 B类（轻载荷工作）

B类工作等级，包括用于保养车间、轻装配作业间、维修大楼、轻型仓储等的起重机。在这些地方通常要求的工作较轻，且速度较低。因此载荷可在空载与偶尔状况下的满载之间进行变化，速度为每小时2至5起升节，平均为每提升节10英尺。

2.4 C类（中等工作） C类工作等级，包括用于机械车间、造纸车机械车间等的起重机。在这些地方的工作要求适当，起重机通常以额定载重量平均50%的载荷进行运作，每小时为5至10起升节，平均为每提升节15英尺，但不超过以额定载重量进行提升的50%。

2.5 D类（重型工作）

D类工作等级，包括用于重型机械车间、铸工、制造工厂、钢仓库、箱装箱堆场、木材厂等的起重机，以及用于标准工作抓斗和磁铁作业场所的起重机。在这些地方通常要求重型的工作。在该工作等级下，通常在工作期间会经常性地处理达额定载重量50%的载荷。此种工作等级应采用高速，通常为每小时10至20起升节，平均为每小时15英尺，但不超过以额定载重量进行提升的65%。

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2.6 E类（工作等级） E类工作等级，要求起重机在其整个使用期限内具备处理达额定载重量载荷的能力。其应用包括用于废料场、水泥场、木材厂、化肥厂、货柜搬运等方面的磁铁、抓斗、磁吊桶联合起重机，其运行速度为额定载重量下每小时20或20以上的提升节。

2.7 F类（持续繁重的工作）

F类的工作等级，要求起重机在其整个使用期限内，在恶劣的工作条件下，具备处理达额定载重量载荷的能力。这种应用，包括定向设计的、专门执行影响整个生产企业关键性工作任务的专业起重机。这些起重机，必须具备最高的可靠性，且应注意便于维护的特性。

2.8依照载荷等级及载荷循环划分的起重机工作级别

根据载荷等级及载荷循环对CMAA起重机工作级别的定义，详见以下2.8-1表所示。

表2.8-1

根据载荷等级及载荷循环对CMAA起重机工作级别的定义

载荷等级 L1 L2 L3 L4 载荷循环 N1 A B C D 不定期的、偶尔的使用，伴随着长期的空载荷期 K = 平均有效的载荷因数 0.35~0.53 0.531~0.67 0.671~0.85 0.851~1.00 N2 B C D E 不连续的定期使用 N3 C D E F 持续操作的定期使用 N4 D E F F 频繁及持续操作的经常使用 载荷等级：

L1 指 起重机异外的起吊额定载荷，但通常情况下用于起吊非常起的载荷； L2 指 起重机很少起吊额定载荷，但通常起吊的载荷仅为额定载荷的三分之一；

L3 指 起重机经常起吊额定载荷，但通常起吊的载荷仅为额定载荷的三分之一或三分之二； L4 指 起重机通常起吊的载荷接近于额定的载荷。

载荷循环：

N1 指 20,000 ~ 100,000 周期 N2 指 100,000 ~ 500,000 周期 N3 指 500,000 ~ 2,000,000 周期 N4 指 超过2,000,000的周期

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70-3 结构设计

3.1 材料

3.1.1 所有使用的结构钢，应符合ASTM-A36的规范；或所使用的结构钢，应是使用该种钢的目的所接受的型号，或是所执行之操作的目的所接受的型号。只要部件与比较设计因数成正比，那么其它适用材料也可以使用。

3.2 焊接

3.2.1 所有的设计及程序，应符号当前版本的AWS D14.1“工业及工厂用起重机的焊接规范”。由负载组织第1类情况中第3.3.2.4.1及3.4.4.2一节所确定的焊接应力，不得超过第3.4.1一节或表3.4.7-1所反映的要求。在第3.3.2.4.2和3.3.2.4.3一节中述及的第2类及第3类载荷组合的允许焊接应力，应与第3.4.2和3.4.3一节成正比。

3.3 结构 3.3.1 通则

起重机梁应是焊接结构方形钢管、宽翼缘梁、标准I型梁、支撑梁，或由结构板及型材加工而成的梁。生产商应指定所需提供的类型及结构。在进行装运之前，要求生产商对弯曲度及下摆进行计量。

3.3.2 载荷

在使用过程中，起重机的结构应取决于重复载重。重复载重的变化，以及结构体系与截面形状的相互作用，对结构件及结构连接件造成不同的应力。在结构上的载荷，应分为不同的种类。所有对工程强度分析产生影响的载荷，将被视为基本载荷；这种基本载荷，称之为静载荷，通常一直存在，在各周期内发生作用；而惯性力通常在起重机、起重机部件及起重载荷的运动过程中产生。载荷效应，譬如操作风力载荷，斜向力、雪载荷、温度效应、对人行道、楼梯、平台及栏杆的载荷，可归结为附加载荷。这些载荷仅在作总强度分析及不稳定分析时方才考虑。其它载荷，譬如：碰撞、工作风力载荷之外的载荷、在载荷测试期间应用的测试载荷，均应视为特别的载荷，但碰撞及工作风力载荷之外的载荷，在本规范中并不包括。在设计规范中，也未考虑地震载荷。但是，在要求的情况下，业主或指定人员应指定起重机导轨标高上的加速度。在负载情况下的允许应力水平，应获得起重机生产商的许可。

3.3.2.1.1 基本载荷 3.3.2.1.1.1 静荷载

桥式结构的有效部件的、机械部件及固定设备的重量，均应由结构承载。

3.3.2.1.1.2 起重机小车载荷（TL）

指起重机小车的重量，以及安装到起重机小车上的设备的重量。

3.3.2.1.1.3 起升载荷 （LL）

起升载荷由工作载荷及用于搬运及支持工作载荷的起升装置（譬如：载荷块、起升梁、抓斗、磁铁、抓手及其它辅助设备）的重量组成。

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3.3.2.1.1.4 重直惯性力（VIF）

垂直惯性力包括由于起重机的运动或起重机的部件运动所造成的力，或由于起吊载荷的提升或降低而造成的力。对于空载荷（DLF）和起重载荷（HLF），可采用不同的因数；进而通过这种简单的方式可将这些附加的载荷包含在内。由于垂直且起作用的载荷的缘故，结构件的力或应力必定会增加。

3.3.2.1.1.4.1 空载荷因数（DLF）

空载荷因数包括起重机、起重机小车及相关设备的空载荷，空载荷因数可通过以下公式求得，即：

DLF = 1.1≤1.05+行走速度（FPM）/2000 ≤ 1.2

3.3.2.1.1.4.2 起重载荷因数（HLF）

起重载荷因数适用于在垂直方向上的相关载荷的运动，包括惯性力、由于起重载荷的突然提升引起的质量力以及引起其它影响的不确定因素。起重载荷因素为起升速度的0.5%（起升速度单位：英尺/分钟），但不得小于15%或大于50%。除非抓斗起重机和磁力起重机的相应数值为吊桶起重机或磁力起重机的额定载重量的50%。

HLF – 0.15 ≤ 0.005 X 起升速度（FPM）≤ 0.5

3.3.2.1.1.5 驱动形成的惯性力（IFD）

在起重机运行的加速或减速过程中产生的惯性，通常取决于驱动单元和每个循环周期中制动装置应用的驱动及制动扭矩。

由于加速或减速造成的侧向载荷，应为垂直载荷的一小部分，且应为加速或减速速率（英尺/平方秒）的7.8倍，但是不得小于垂直载荷的2.5%。该百分比数仅适用于活载荷和空载荷，但不包括端梁及端部连接件。在计算垂直力矩时，活载荷应位于同一位置。横向载荷应均等的分布于两条梁之间，而垂直轴的整个主梁截面上惯性的力矩，可用于确定横向力造成的应力。对于要分析的部件而言，若起重机的小车处于最差的状况时，也应计算在加速及减速过程中产生的惯性力。

3.3.2.1.2 附加载荷

3.3.2.1.2.1 操作风力载荷（WLO）

除非另有说明，否则由于风力对室外起重机造成的横向操作载荷，应为每平方英尺5磅（该面积指暴露于风力下的投影面积）。对起重机小车上的风力载荷，应均匀地分布于两条梁之间。 若有多个面暴露于风力，譬如：桥式梁，那么在这些表面间的水平距离，应大于梁的深度；风压面积应达较大梁投影面积的1.6倍。对于单个表面，譬如驾驶室或机器的机箱，风压面积应为结构的背风面上负压投影面积的1.2倍（或由最新版本的ANSI A58.1所指定的形状系数）。

14

3.3.2.1.2.2 由于倾斜产生的力（SK）

当两个轮子（或两台转向车）沿一条导轨滚动时，导轨上的水平受力一致，但应考虑使结构发生倾斜的情况。用每个轮子（或转向车）上的垂直载荷乘以有效的斜向力便可得到水平受力。而有效的斜向力取决于跨度与轮距间的比率。

比率 = 跨度/轮距

3.3.2.1.3 特殊载荷

3.3.2.1.3.1 贮存的风力载荷（WLS）

这是对起重机设计的在起重机不使用的情况下可以承受的最大风力。速度及测试压力与起重机在地面水平以上的高度、地理位置和暴露于当前风力下的程度成正比（见ANSI/ASCE 7-95）。

3.3.2.1.3.2 碰撞力（CF）

假定缓冲系统能够在其设计冲程范围内吸取能量，那么由于缓冲器停止对起重机结构造成的特殊载荷，可用0.4倍于起重机的额定速度进行计算。悬挂于起重设备上的载荷及无振荡的载荷，不需要考虑。若载荷不会摇摆时，那么应按相同的方式计算缓冲器效应，同时应考虑载荷的数值。 具有移动质量的M1，M2的两台起重机的碰撞释放的运动能量，以及VT1和VT2的最大行走速度的40%数值，可由以下等式获得，即：

M1M2(.4VT1+.4VT2)2 E = 2(M1+M2)

缓冲器的力应按照缓冲器的特点和处于最差状况下的、具有小车的结构的运动自由度进行分布。

3.3.2.2 扭转力及运动

3.3.2.2.1 由于桥式电机的启动和停机：

由于桥式电机的启动和停机造成的扭矩，可作为满载荷扭矩乘以电机及横轴间的传动比的200%时的桥式电机的启动扭力。

3.3.2.2.2 由于垂直载荷

3.3.2.2.2.1 作用于梁的垂直中性轴上的扭力矩，可被视为是乘以力的中心线与梁的剪切中心之间的水平距离后的垂直力。

15

（d）2英寸>R≥0 E 12，13 T或REV 横向载荷： 厚度相等或不等的材料形成坡度，不包括焊缝打磨腹板连接。 T或REV （a）R≥24英寸 B 13 （b）24英寸>R≥6英寸 C 13 T或REV

表格3.4.7-2A（续表）

疲劳应力：拉伸（T）、反向(REV）或剪切（S） 一般条件 槽焊连接 （d）2英寸>R≥0 E 12，13 （c）6英寸>R≥2英寸 情况 接头类型 D 13 范例 应力种类 T或REV T或REV 一般条件 角焊连接 角焊 角焊的轴向承载连接处的基体金属及其连接。为了平衡焊缝应力，焊缝必须绕轴设置。 角焊厚度处的剪切应力。 F 情况 接头类型 E 范例 应力种类 21，22，T或23 REV 21，22，S 23，24，25，26，27，28 横向载荷： 厚度相等的材料，未经打磨，不包括腹板连接。 （a）R≥24英寸 横向加强构件和螺栓剪切连接件上的间断焊缝的基体金属。 C 7，14 T或REV C 13 T或REV 纵向加强构件或盖板上的间断焊缝的基体金属。 E 7，29 T或REV （b）24英寸>R≥6英寸 C 13 T或REV 螺栓焊 螺栓剪切连接件上标称剪切区域的剪切应力。 F 14 S 21

（c）6英寸>R≥2英寸 D 13 T或REV 塞焊和切塞焊或切口焊附近或与之连接的基体金属。 E 30 T或REV （d）2英寸>R≥0 E 12，13 T或REV 口焊 塞焊或切口焊的标称剪切区的剪切应力。 F 30，31 S 横向载荷： 厚度不等的材料，未成坡度，未经打磨，包括腹板连接。 （a）R≥24英寸 机械紧固高强螺栓摩擦型连接的总截面的基体金属，不包括承受应力反向的连接以及导致相连材料平面外弯曲的轴向载荷接头。 其他机械紧固接头的净截面的基体金属。 B 32 T或REV E 13 T或REV 连接 D 33 T或REV （b）24英寸>R≥6英寸 E 13 T或REV 高强螺栓轴承连接的净截面的基体金属。 B 32，33 T或REV （c）6英寸>R≥2英寸 E 13 T或REV （d）2英寸>R≥0 E 12，13 T或REV 槽焊或角焊元件的基体金属，承受纵向载荷，元件呈现小于2英寸的过渡半径R，元件长度L与应力线平行。 （a）L≤2英寸 C 12，14，15，16，18 T或REV （b）2英寸4英寸 E 12，18 角焊连接 角焊或部分穿透槽焊元件的基体金属，无论长短均与应力方向平行。元件呈现大于或等于2英寸的过渡半径R，打磨焊缝末 22

端。 （a）当R≥24英寸时 B 13 T或REV （b）当24英寸>R≥6英寸时 C 13 T或REV （c）当6英寸>R≥2英寸时 D 13 T或REV 23

图3.4.7-2B

24

仅在梁的端部 带导轨 不带导轨 图3.4.7.3 特殊箱形梁

25

3.5.3.4 对于三条纵向加强筋，在四分之一宽度位置处进行等量分隔，其中b/4指无支宽度，限制为a/b，且小于3；因此这三条纵向加强筋中每条加强筋的惯性力矩不得小于：

I0= [0.35a/b+1.10[a/b]2+12Asa/b2t]bt3-in4

其中：

a 指 隔板或横向加强筋之间的纵向距离（单位：英寸）

指 加强筋的面积（单位：平方英寸）

t 指 加劲板的厚度（单位：英寸）

加强筋的设计，应按照本文第3.5.2.3一节所述的规定进行。

3.5.4 隔板及垂直加强筋

3.5.4.1 垂直腹板加强筋的间距（单位：英寸）不应超过通过以下公式的计算值，即：

其中：

a 指 隔板或横向加强筋之间的纵向距离（单位：英寸） t 指 腹板的厚度（单位：英寸） v 指 腹板的剪切应力（k.s.i.）

3.5.4.2 由于垂直腹板加强筋几乎满足本要求，因此可将全深度隔板包含在内；

3.5.4.3 若在不存在隔板的情况下，那么在腹板的接口处的横向加强筋的惯性力矩不得小于：

l = [1.2h3t03 / a0 2]in4 其中：

指加强筋之间的要求距离 （单位：英寸） 指腹板要求的最低厚度（单位：英寸）

惯性力矩不包括有关局部力矩的额外要求。加强件应与本文第3.5.2.3一节的规定相一致；

3.5.4.4 在所有主要的载荷点处，应使用全深度隔板或加强筋对腹板进行加强；

3.5.4.5 所有隔板应能够支撑顶部的盖板，且应焊接到腹板上。隔板的厚度，应能承受得住小车车

轮的载荷，假设轮子载荷分布于与导轨基础的宽度及2倍于导轨基础到隔板的顶部之间距离之和的距离上。

31

3.5.4.6 短隔板应放到全深隔板之间的位置，以便在相邻的隔板间的最大距离，能够将无VIF力的

小车导轨处的最大弯曲应力限定到18ksi （基于本文第3.3.2.4.1一节的第1种情况下的载荷组合），即： [（小车车轮载荷）（隔板间距）] / 6（导轨的断面模量） ≤ 18ksi

对于第2种情况，最大为19.8ksi；对于第3种情况，最大为22.5ksi。

3.5.5 挠曲及拱度 3.5.5.1 由于起重机、起重机小车及额定载荷对梁产生的最大垂直挠曲度，不得超过跨度的1/888。

在判定挠曲度时，不考虑垂直惯性力。

3.5.5.2 箱形梁的拱度，应为空载荷挠曲度与活载荷挠曲度二分之一的和。

3.5.6 焊接扭矩箱形梁

3.5.6.1在腹板上有小车导轨的扭矩梁，其设计应能承载小车车轮的载荷，假定小车车轮的载荷分布于本文第3.3.2.3一节所述的腹板距离上。

3.5.6.2 对于受压翼缘面积不超过抗拉翼缘面积的50%的箱形梁，且两个腹板区之间的差异不超过50%，那么可以认为剪切中心位于横截面的质量中心轴线上。 3.5.7 单腹板梁

单腹板梁包括宽翼缘梁、标准工字梁、或用板支撑的梁，以及其它具有单个腹板的结构件。在必要时，应提供一个辅梁，或采取其它适当的方法以支撑前伸载荷，进而防止产生过度的扭曲或横向挠曲。

在第1种情况下的、具有组合载荷的最大应力，不得超过：

张力（有效截面）= 0.6

压力（ksi）= ，最大值为0.6

对于第2种和第3种情况，应对应力按本文第3.4.1.2和3一节中所述的进行比例分配。 其中：L为跨度（上翼缘的无支撑长度）（单位：英寸）

为 受压翼缘的面积（单位：平方英寸） d 为 梁的深度（单位：英寸）

剪应力：0.35

3.5.8 两根梁构成的箱形断面梁

箱形断面梁由两根梁构成，可以带、也可以不带加强翼缘板。其设计应按照箱形断面梁起重机对应力及挠曲值所要求的同一设计数据进行。

32

3.6 桥端梁

3.6.1 桥式起重机应在端梁上滑动，其设计目的是为了在提升起重机桥的一端时运送额定的载荷。端梁的轮距为跨度的1/7或稍大值。

3.6.2 端梁应为旋转轴或固定轴，见起重机生产商的规定。

3.6.3 桥及梁应以结构钢或其它适用的材料进行建造。为防止端梁在轴发生故障时滑落距离超过1英寸，应在制造时做出相应的规定。在轮子在外部，应提供防护装置，并应伸出滑道滑轨顶端的下部。载荷组合及基本的允许应力，应与本文第3.3.2.4及3.4相一致。 3.7 人行道及栏杆

在规定时，必须提供带有栏杆的人行道。栏杆的高度，应至少达42英寸（1067mm），同时应配备横杆。人行道应有防滑面，而且人行道上的裸露边缘，应用适当的护脚板进行保护。所有人行道的设计活载荷，为每平方英尺50磅(22.65Kg)。对于允许的应力，应符合本文第3.4.2一节中所述的应应力等级2级的要求。 3.8 操作员驾驶室

3.8.1 驾驶室的标准位置，在于驱动梁一侧的起重机桥的一端上，但另有规定时除外。驾驶室的位置，不得干扰吊钩的极限位置。

驾驶室应是敞口型，以便进行室内作业，但另有规定时除外。驾驶室应给予充分的支撑，以防止左右摇摆或发生振动，但也不能防碍进入驾驶室的通道或防碍操作员的视线。支撑构件连接的所有螺栓，应是受剪螺栓。驾驶室应配有音响警报装置和灭火器。

3.8.2 在驾驶室内设置必须的设备、线路以及配件时，必须制定相应的规定。所有驾驶室均必须配备一个座椅，但另有规定时除外。

3.8.3 对于许可的应力，应使用本文第3.4.2一节所述的2级应力。

3.8.4 控制器或其操作把手，应位于本文第5.7一节对驾驶室所示的位置；但另有规定时除外； 3.5.5 进出驾驶室的通道，应符合ANSI B30.2的要求。 3.9 起重机小车架

3.9.1 起重机的小车架应用结钢进行制造，其设计应能传送给定的载荷，即，将载荷传送到桥式导轨上；桥式导轨应无任何挠曲，否则将会防碍机械的功能。

3.9.2 为防止轴发生故障时掉落距离超过1英寸，必须对之采取相应的措施。 3.9.3 载荷组合及允许应力应按本文第3.3.2.4及3.4一节进行确定。 3.10 桥形导轨

3.10.1 所有桥形导轨应为优质导轨，并应符合ASCE，ARA，AREA及其它相同规范中有关商用轧制构件的规定。

3.10.2 桥形导轨应由标准接合板进行接合，或采用焊接的方式进行焊合。非焊接部位的端部，应为方形，且接合部分无开口。为防止桥式导轨发生蠕动，可给予相应的规定； 3.10.3 桥形导轨应固定牢固，以保持导轨间的中心间距而不致发生变化。 3.10.4 桥形及滑道轨轨应符合表4.13.3-4的规定，且应与轮子直径及最大的轮子载荷保持一致。

33

3.11

尾端系杆

若有必要确保梁的稳定性，就应当在梁与梁之间设置相应的尾端系杆，以保证起重机的稳固性，并使梁与之作持续动作，以承载水平载荷，并使不平衡的扭力载荷适应该梁。若在起重机设计过程中结合使用了均衡装置，譬如桥式架，那么尾端系杆应为刚性结构，且有足够的强度承受任何载荷。若不采用均衡装置时，则必须确保尾端系杆的灵活性。应考虑各种载荷条件和最终应力，确保其不会超过本文第3.4一节中所述的数值。

3.12 8、12及16轮起重机的桥梁

3.12.1 在适用时，可结合使用均衡式桥形梁，以平衡桥的轮子载荷。应在均衡梁之间或刚性桥结构件之间提供平衡销。

3.13 8、12及16轮起重机的典型安排，见图3.12.2-1。

8轮平衡式

12轮平衡式

16轮平衡式

8轮补偿式

12轮补偿式

16轮补偿式 图3.12.2-1

34

3.13结构的螺栓连接

3.13.1接合件为高强度的螺栓接合件，其设计应满足AISC针对3.3.2.4.1一节中第1种情况下的载荷组合而出版的“使用ASTM A325或A490螺栓的结构接合件规范”的要求。按照A490，不可使用会引起应力腐蚀的锌；

3.13.2 可以使用ASTM A307规定的成品螺栓及半成品螺栓，只要其强度达当前版本的AISC钢结构手册中第4节就有关载荷组合所述值的90%时即可；载荷组合，见第3.3.2.4.1一节中第1种情况所述；

3.13.3 第3.3.2.4.2和第3节中第2及3种情况下的载荷组合的允许螺栓应力，应与第3.4.1.2和第3节相称。

3.14 龙门起重机

起重机的脚、尾端系杆、支撑杆和梁结构件，应与本规范中适用章节所述的要求一致。

35

70-4 机械设计

4.1平均有效载荷

注意：为了增进耐用性，可用载荷和工作因子来确定机械零配件工作分类中涉及的平均有效载荷。

4.1.1 机械的平均有效载荷因子 Kw，可通过以下基本公式计算获得，即：

Kw =[ 2(最大载荷) +(最小载荷) ]/ 3(最大载荷)

在以上公式中所用的最大载荷，可用额定载荷进行确定，以便对既定的零配件产生最大的作用。但VIF并不包含在内。使用的最小载荷，可用桥的静载荷及起重机的小车进行确定。

4.1.2 载荷因子Kw可将最大载荷转换为平均有效载荷；在计算齿轮的使用寿命、马力及轴承的使用寿命时使用。

平均有效载荷 = 最大载荷 X Kw

4.1.2.1 起重设备的载荷因子Kwh，可通过以下公式求得，即：

Kwh = [2 (额定载荷) + 3（下滑车重量）] / 3（额定载荷 + 下滑车重量）

重量小于额定载重量2%的下滑车，可忽略不计，其所导致的载荷因子Kwh为0.667。 4.1.2.2 起重机驱动机械的载荷因子 Kwt，可通过以下公式获得，即：

Kwt = [2 (额定载荷) + 3（起重机小车重量）] / 3（额定载荷 + 起重机小车重量）

4.1.2.3 桥式驱动机械的载荷因子Kwb，可通过以下公式计算获得，即：

Kwb = [2 (额定载荷) + 3（起重机小车重量+桥重量）] / 3（额定载荷 + 起重机小车重量+桥重量）

4.1.2.4 对于起重机小车及桥式轮子总成的Kw因子，见本文第4.13.3一节。在选择车轴轴承时，可使用Kbw和Ktw。

4.1.3 在表4.1.3-1中所列举的机械工作因子Cd，取决于起重机工作分类；这些机械工作因子，也说明了载荷谱密度与工作强度之间的预期差异，因此可用来确定齿轮的耐用性（马力）；

4.1.4 压力集中因子可从R.E.Peterson的应力集中因子的相关数据中获得（见第1.1.6一节）。

表4.1.3-1

机械工作因子Cd

工作因子 Cd

36

A 0.64 B 0.72 C 0.8 D 0.9 E 1.0 F 1.16

4.2 载荷块

4.2.1 载荷块框架为钢结构。在制造过程中必须小心工作，确保将几何体中可能引起应力集中的变化降低到最低程度。应对额定载荷设计一个框架。额定载荷应力不得超过所用材料的平均极限强度的20%。若存在应力集中，那么由适当的放大因数放大的应力，不得超过所用材料的耐久强度，同时应考虑影响及工作因数。生产商许可的其它材料，以及认为适用的其它材料也可以使用，偌若产品能够提供适宜的设计因数。

4.2.2 吊钩所用的材料，可以是轧制钢、锻造钢，或其它由生产商许可的材料，也可以是其它公认为适用于使用的材料。吊钩的设计，应基于额定载荷进行。

4.2.2.1 吊钩的额定载荷应力，在计算时，应考虑所用吊钩的额定载荷。

A. 直梁理论，计算的组合应力不得超过材料的平均极限强度的20%；

B．修改的曲梁理论，计算的组合应力不得超过材料的平均极限强度的33%；

C．塑料理论或测试，组合应力不得超过测试获得的、或通过本理论计算获得的矫直载荷的20%。

4.2.2.2 吊钩应能自由转动，并支撑在止推轴承上。在计算吊钩钩杆应力时，应考虑额定载荷因数，而且吊钩钩杆的应力，不得超过材料的平均极限强度的20%。在几何不连续点上，由适用的放大因数放大获得的应力，不得超过耐久强度，同时应考虑影响及工作因数。

4.2.2.3 其它起升随加设备，譬如吊环螺栓及扭锁，应具备本文第4.2.2.1和4.2.2.2一节所述的适用部分。

4.2.2.4 载荷块绳轮销及耳轴，应按照本规范的第4.11.4一节的内容进行设计。

4.3过载限制装置

4.3.1 过载限制装置，通常仅在指定时方才提供。这些装置仅为紧急装置，以允许起重机可以在其额定载重量范围内起吊悬浮载荷，防止起吊可能使起重设备、起重机小车或起重机发生永久性损坏的过载载荷。

4.3.1.1 在起重系统内的变量，譬如，但并不局限于载荷的加速度、系统的力学、起重绳的类型及长度、操作员的经验，使得起重系统不能调节可能会防止起吊过载载荷或超过额定载荷之外的载荷的过载装置。

4.3.1.2 过载装置的调节，应能够使得起吊设备可以起吊不会引起起重设备、起重机小车或起重机永久性损坏的载荷，并防止起吊可能引起起吊设备、起重机小车或起重机发生永久性损害的过载载荷。

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4.3.1.3 过载装置只可由起吊吊钩上的悬挂载荷时产生的载荷驱动。因此，过载装置不得过分依赖，因为这样会导致起重设备不运作，譬如，但并不局限于载荷障碍、载荷块的堵塞、载荷的刮擦，以及在起重系统中产生载荷。

4.3.1.4 过载限制装置应接入到起重控制电路中，因此过装限制装置将会保护起重设备、起重机小车及起重机不发生损坏。若起重系统中涉及过度的过载载荷，那么起重机械将会不运作或呈静态模式。 4.4 起重绳

4.4.1 起重绳的设计应适宜，且应适合于起重机工作。额定载重量载荷及载荷块重量除以起重绳数，其商数不得超过起重绳的断裂强度的20%，但将起重绳用于起吊熔融金属时，额定载重量及载荷块的重量不应超过起重绳断裂强度的12.5%.

4.4.2 起重绳结构应按起重机的生产商进行规定。当使用额外强度的钢索或其它绳时，起重机生产商应说明相应的规范。

若在纤维芯可能发生损坏的温度中使用时，应使用具有单独钢索、钢芯钢丝绳及其它耐高温绳索。

4.4.3 绳、索的偏离角

4.4.3.1 鼓的绳索偏离角。绳索的偏离角应限定为如图4.4.3.1-1所示的角度，见以下； 4.4.3.2 绳轮的绳索偏离角。绳索的偏离角应限定为如图4.4.3.2-1所示的角度，见以下。

槽 槽

鼓

斜度 图4.4.3.1-1

起重绳

斜度

图4.4.3.2-1 绳轮

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4.4.4 CMAA建议绳轮及鼓与绳索直径比率应通过经验确定，以对大宽围应用提供令人满意的性能。绳索为易耗品，其维修期可通过以下方式进行延长，即： -- 增加绳轮与鼓及绳索的直径比率 -- 减少绳索的弯曲 -- 降低绳索的反向弯曲

-- 降低鼓到绳轮及绳轮到绳轮的偏离角度

4.5起重绳轮

4.5.1 起重绳轮应由钢或最新版本的ASTM A48级规定的材料制造，或由40级的铸铁，以及其它由起重机生产商指定的适宜材料制造。

4.5.2 表4.5.2-1为滑动绳轮的节径。最小的绳轮可能会增加绳索维护的频率。

表4.5.2-1

滑动绳轮的最小节径指南

CMAA等级 A 及 B C D E F 6X37等级绳 16 18 20 x d 24 30 6X19等级绳 20 24 24 x d 30 30 d指绳索的直径 4.5.3 平衡绳轮的节径，不得小于滑动绳轮的直径的一半，也不得小于绳索直径的12倍（对于6X37等级的绳）及15倍（对于6x19等级的绳）。

4.5.4 当要求特殊的间隙、起吊净高或低净高时，可以不受遵守这些限制。

4.6 鼓

4.6.1 鼓的设计，应能承受所有的组合载荷，包括压碎载荷、折曲载荷、折弯载荷、扭矩及剪应力；此外，还应考虑应力反向、应力疲劳，以及与工作及生产工艺的一致等问题。 鼓的材料应由起重机生产商进行规定。铸铁鼓应满足最新版本的ASTM的 A48级要求，40级要求及同等等级的要求；铸钢鼓应满足ASTM A27的要求以及其它同等级的要求。焊接的钢鼓应满足ASTM A36或其它同等级的要求。

参考2.8-1，可以按照鼓的实际周期确定工作等级。

如采用焊接的鼓，那么应使用本文第3.4.7一节的标准对应力进行评估。 4.6.1.1 鼓轴的设计，应按照本规范的第4.11.4的适用章节要求进行；

4.6.2 鼓的设计，应使各锚点上的起重绳包覆不少于两层，且当吊钩处于最低位置；除非提供了更低的限位装置。在这种情况下，包覆层也不得小于一层。当吊钩处于高点时，不允许对起重机进行重叠。

4.6.3 鼓槽应进以机加工的方式制造。槽应为右手或左手式，除非起重机生产商另有规定。

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4.6.3.1 建议的最小鼓槽深度应为0.375X绳直径；

4.6.3.2 建议的最小绳槽槽距为1.14X绳直径或绳直径+1/8英寸，取最小值。 4.6.4 表4.6.4-1 是鼓的最小节距。过小的鼓可能会增加起重绳维修的频率；

表4.6.4-1 鼓的最小节距指南 CMAA等级 A 及 B C D E F 6X37等级绳 16 18 20 x d 24 30 d指绳索的直径

4.6.5 当要求特殊的间隙、起吊净高或低净高时，可以不受遵守这些限制。

4.7 齿轮

4.7.1 齿轮的类型应由起重机生产商进行指定。当使用已磨损的齿轮作为传动装置时，应考虑其逆驱动特性。

4.7.2 所有的齿轮及小齿轮，应由有足够强度和耐用特性的材料制造，以满足工作等级界定的要求。齿轮的生产，应至少满足美国齿轮生产协会第5级的等级要求。

针对本规范的目的，起重齿轮的强度及耐用性，应基于起升额定载荷所要求的马力。传动齿轮的强度和耐用性，应以电机的铭版定额为基础。同时应考虑驱动所用的最大制动扭矩和这样一个事实，即：传动传输可用电机扭矩的较大部分，而不是传动起重驱动。

4.7 所有正齿轮及斜齿轮的额定马力应满足AGMA标准2001-C95（渐开正齿轮及斜齿轮齿的基本额定因数和计算方法）的要求。鉴于本规范的目的，马力（功率）的公式可写为：

允许的强度马力：

6X19等级绳 20 24 24 x d 30 30

允许的耐用性马力：

40

4.10.1.1 A-1驱动：电机位于桥的中心位置，并与桥的中心位置处设置的自给式齿轮减速单元相连接。齿轮减速的输入部分，通过适当的轴及耦合器与梁的轮轴进行直接连接；

4.10.1.2 A-2驱动： 电机与桥的中心位置处设置的自给式齿轮减速单元相连接。通过对齿轮轴加压，齿轮轴带动梁轮运转；在横向轴的端部，安装有梁轮及小齿轮。横向轴的端部由适当的耦合器进行连接；

4.10.1.3 A-3驱动：电机位于桥的中心处置处，并与横向轴和具有适当耦合器的齿轮减速单元进行连接。位置桥的端头附近自给式齿轮减速单元，既事直接与轮轴延伸部分连接，也可与轮轴直接连接。连接时，可使用带有适当耦合器的轴；

4.10.1.4 A-4 驱动：电动安装于靠近无扭矩轴的桥的端部。电机与自给式齿轮减速单元连接。齿轮减速单元应通过适当的轴或耦合器应用于梁轮上，或直接安装于轮轴延伸部分上。若将电机放置在靠近无扭矩轴的桥的端部，那么将会使高速与最终的减速分开，这也是该驱动的其它变化形式。电机可与自给式高速齿轮箱直接连接，这将会通过对齿轮轴施压，或通过紧固到梁轮上的齿轮来带动梁轮的运转；在高速齿轮箱与最终的减速之间的轴的端部位置；高速齿轮箱与最终的减速之间连接，可通过适当的轴或耦合器来完成。

4.10.1.5 A-5驱动：电机位于桥的中心部位，并与设置在桥的中心位置处的自给式齿轮减速单元连接。齿轮减速单元用具有适当耦合器的横向轴的部分与位于起重机端部的自给式齿轮减速单元连接，然后再用带有适宜耦合器的轴将之与梁轮进行连接；

4.10.1.6 A-6 驱动：电机应安装在靠近桥的端部位置，并与扭力轴进行连接。在驱动端，可用适当的耦合器将电机与自给式齿轮减速单元进行连接。齿轮减速单元的输出部分，可直接用耦合器及轴连接到梁轮的轴上。

4.11 轴系

4.11.1 通用术语及数值，见第4.11部分。

表4.11.1-1 表面条件系数

Ksc Ksc 1.4 1.0 0.75 表4.11.1-2 起重机等级 A B C D E F

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表面条件 对于抛光的、经热处理的、经检验的轴系 对于机加工的、经热处理的、经检验的轴系 对于机加工的通用轴系 表面条件系数 Kc 1.0 1.015 1.03 0.16 1.125 1.25

指 轴材料的耐处性强度 =

指 轴材料的平均抗张强度

指 轴材料的最小抗张强度

指 轴材料的最小屈服强度

指 不是由于载荷波动引起的部分拉应力

指 不是由于载荷波动引起的部分剪切应力

指 不是由于载荷波动引起的部分拉应力

指 不是由于载荷波动引起的部分剪切应力

指 折弯的应力放大系数

指 直接拉力的应力放大系数

指 扭剪力的应力放大系数

指 横向剪切的应力放大系数

指 起重机分类因数

指 表面系件系数

4.11.2 所有轴，除不承载齿轮的桥的横轴部分，应具有冷轧轴系质量或更好的质量。轴的直径

及支撑方法，应由起重机生产商进行指定。

小于400RPM的旋转轴的轴承间距，不得超过以下公式的计算值，即：

其中：L 指轴承中心间的距离（英寸） D指轴的直径（英寸）

若轴的速度超过400RPM，那么轴承的间距不得超过由以下公式计算的值，或之前公式的计算值（取最小值），以避免在轴的临界速度时发生不良的振动。

其中：L 指轴承中心间的距离（英寸） D指轴的直径（英寸）

N指最大的轴的速度（RPM）

4.11.3 桥的横向轴的扭力方向，不得超过表4.11.3-1所示的数值。按照该表所示而确定的驱动类型，应按照

第4.9一节所示，且电机扭矩的比例，是所涉及工作等级要求的正常时间定额时桥的驱动电机的满载荷扭矩的一部分，该比例可通过电机与轴承间的齿轮减速单元进行增加。允许的角挠度，以“角度/英尺”来表示。此外，由于表4.11.3-1中的电机扭矩产生的总角挠度，应能够使桥的驱动轮的位移不会超过轮子周长的1%，或周长上的0.5英寸的距离（取最小值）。

表4.11.3-1

最大角挠度（度/英尺） 驱动类型 A1 A2 A3 A4 A5 A6

电机扭矩比例 67 50 67 100 50 100 驾驶室操作式起重机 0.080 0.080 0.080 0.070 0.080 0.070 地面及摇控操作式起重机 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 47

4.11.4 应力的计算

4.11.5 所有轴的设计，应满足实际应用中出现的应力的要求。鉴于本规范的目的，起重机的强

度，应依照起升额定载荷要求的扭矩为基础；而对于驱动机械，则应依照电机的铭牌进行确定。此外，对于轴上应用的最大制动扭矩，也就给予相应的考虑。若其它施力可能会产生较大的应力，那么这种力能够在所考虑之断面上提供最大的应力。相应的影响作用则不用考虑。

4.11.4.1 正常操作条件下的静态应力检查

A． 对于受轴的载荷影响的轴系，直接的拉应力可按照以下方式进行计算；但需要考虑折曲因数时除外），即 其中： P 指 轴向载荷 A 指 横截面面积

B． 对于受轴承力矩影响的轴系，拉应力则应按以下方式进行计算，即： 其中： M 指截面上的折弯力矩 r 指轴的外半径 l 指惯性折弯力矩

C． 对于受扭转载荷影响的轴系，扭转剪应力应按照以下方式进行计算，即：

其中： T 指 扭矩

r 指 轴的外半径 J 指惯性的极矩

D． 对于受横向剪应力影响的轴系，其应力应按照以下方式进行计算，即：

对于实心轴： 对于空心轴：

其中： V 指 截面上的剪切载荷 A 指 横截面面积

E． 若在同一截面上存在应力组合时，则应力应按以下方进行组合，即：

直接轴向应力及弯曲应力：

扭矩及横向剪切应力：

直接轴向应力及具有扭转剪切应力的折弯应力的组合：

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注意：对于单载荷轴，在轴的外纤维上的折弯及扭转应力最大，因此必须进行组合。在轴的中性轴上的横向剪切应力最大，因此应与扭转应力进行组合，但不可与折弯应力进行组合。

4.11.4.2 正常操作条件下的疲劳应力检查

受波动的应力影响的轴系，譬如：旋转轴上的折弯或反向转动的扭矩，必须对之进行疲劳检查。对于本文第4.11.4.1的内容，该项检查为附加要求，因此仅在存在应力集中的几何断裂处进行，譬如：小圆半径、孔、键、压配合处等。采用适宜的应力放大因数，可对各种本文第4.1.4.1一节所确定的标称应力（未组合的）进行这种检查。 以下内容简要地介绍了这种设计标准，即：

a. 直接轴向及弯曲：

b. 扭转及横向剪切：

c. 若直接的轴向及弯曲应力与扭转应力进行了组合，即对于组合式应力，会产生如下的波动，即：

d. 对于组合式拉应力及剪切应力，且当这些应力波动时，即：

4.12耦合器

4.12.1 横轴耦合器，除柔性型外，均应以最新版本的ASTM A48级的钢，40级铸铁或由其它起重机生产商指定的同等材料制造而成。耦合器的类型（除柔性型外），可以是受压型、套套型或翼缘型。柔性耦合器应是起重机生产商的标准型号。 4.12.2 电机耦合器应由起重机生产商进行指定.

4.13 车轮

4.13.1 除非提供了其它限定横向位移的方式，否则车轮应具备双翼缘，且翼缘上具备精密机加工的胎面。桥式车轮应具备直接的胎面或圆锥形胎面，以及面向跨度中心的大直径。起重机小车车轮应具备直接胎面。驱动轮应能进行配对，其配合精度应达到每英寸直径0.001英寸或总直径的0.01英寸（取最小值）。若配有无翼缘车轮及侧滚轮总成，那么其型号及设计应由起重机的生产商推荐。

4.13.2 车轮所用的材料，应为平炉轧制或锻造的材料，或为基本的氧化或电动熔炉炼制的钢，也可以是可接收的碳钢或合金钢，但另有规定时除外。车轮仅在有要求时方进行热处理。其它适用的材料也可以使用。所用材料的脆性及冲击强度，也需予以注意。

49

4.13.3 车轮及导轨的尺寸

车轮的设计，应能够在正常的条件下承载最大的车轮载荷而不致产生过度的磨损。最大的车轮载荷为使用起重机的小车操作额定载荷而在车轮处产生最大影响时的车轮载荷，但并不包括VIF。当确定车轮及导轨的尺寸时，应考虑以下参数，即： 车轮直径： D （英寸） 有效的导轨轨端的宽度： W（英寸） 车轮的硬度系数： K

其中：K=BHN X 5 （对于具有BHN≤260的车轮）

K = 1300 （BHN/260）33（对于具有BHN≥260的车轮）

基本的起重机桥及小车，对不同的车轮硬度及尺寸，以及不同的导轨尺寸推荐的耐久性车辆，见表4.13.3-4所示。在表中的数值，为深度X宽度X K的结果。此外，载荷因数，即Kw；以及速度因数Cs和起重机的工作等级，也都进行了考虑。

4.13.3.1 起重机小车车轮的载荷因数，可通过以下公式计算获得，即：

（2Y 额定载荷/T）+ 1.5TW =

（3Y 额定载荷/T）+ 1.5TW

其中：TW 为起重机小车的重量

为起重机小车载荷因数

桥式车轮的载荷因数，可通过以下公式计算获得。对于标准的吊钩式起重机，也可使用表4.13.3-1来代替各种实际应用情况时具体数值的计算。其它起重机要求给予特别考虑。100吨载重量标示的因数可用于超过100吨的载重量。

跨度

其中：BW 指桥重量

LL 指起重机小车重量+额定载荷 f 指X/跨度

50

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