GB∕T 3811-2008 起重机设计规范.pdf

ICS53.020 J80 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准GB/T 38112008代替GB/T3811-1983起重机设计规范 Design rules for cranes 2 0 0 8-12-3 1 发布 2 0 0 9-03-01实施国家质量监督检验检疫总局国家质量监督检验检疫总局 发布 发布GB/T 38112008 1 2第 2 页，共 236 页 目 次 前言 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 符号和代号 4 起重机及其组成部分的工作级别 4.1 工作级别的划分 4.2 起重机整机的分级 4.3 机构的分级 4.4 结构件或机械零件的分级 5 起重机设计的计算载荷与载荷组合 5.1 概述 5.2 计算载荷及载荷系数 5.3 与考虑计算载荷组合有关的起重机的基本设计方法 5.4 载荷情况与载荷组合 6 结构计算和结构设计 6.1 起重机的金属结构构件 6.2 结构计算原则 6.3 材料及许用应力 6.4 结构构件和连接的强度计算 6.5 起重机及其结构构件的刚性校验 6.6 构件抗失稳的核算 6.7 板件和壳体抗屈曲的核算 6.8 结构的疲劳强度核算 6.9 构造要求 7 机构设计计算、机械零部件的核算与选择 7.1 机构设计计算原则 7.2 机械零件的设计计算 7.3 起重机零部件的设计计算 8 电气 8.1 前言 8.2 电源及供电 8.3 配电系统 8.4 电气保护 8.5 电气控制 8.6 电气设备的工作环境 8.7 电动机的选择 8.8 电线电缆及其敷设 8.9 起重吊具的电气 8.10 辅助电气设备 9 整体抗倾覆稳定性和防风抗滑安全性 3第 3 页，共 236 页9.1 起重机整体抗倾覆稳定性 9.2 起重机防风抗滑安全性 10 起重机的安全 10.1 起重机的安全设计计算 10.2 起重机构造的安全要求 10.3 司机室的安全要求 10.4 结构部分的安全要求 10.5 机械装置的安全要求 10.6 电气部分的安全要求 10.7 控制与操作的安全与布置 10.8 安全防护装置的设置要求 10.9 起重机的正常维护 10.10 起重机的安全使用 附录 A（资料性附录）起重机整机分级举例 附录 B（资料性附录）起重机机构分级举例 附录 C（资料性附录）某些起重机的起升状态级别举例 附录 D（资料性附录）偏斜运行时的水平侧向载荷 附录 E（资料性附录）关于风载荷计算的资料 附录 F（规范性附录）许用应力法与极限状态法的应用 附录 G（规范性附录）各具体种类起重机的载荷与载荷组合 附录 H（规范性附录）用于载荷组合中的能力验算系数f、m和p值 附录 I（规范性附录）影响脆性破坏因素评价及钢材质量组别的选择 附录 J（规范性附录）受压构件的计算长度和格构式构件的换算长细比 附录 K（规范性附录）轴心受压构件的稳定系数 附录 L（资料性附录）受弯梁构件侧向屈曲稳定系数b 附录 M（资料性附录）压弯构件整体稳定性计算 附录 N（规范性附录）薄板局部稳定性计算中的屈曲系数 附录 O（资料性附录）用于结构疲劳核算的构件连接类别 附录 P（资料性附录）起重机各机构电动机的初选 附录 Q（资料性附录）起重机机构电动机容量选择计算中的、值和G值 JCCZ附录 R（规范性附录）电动机的过载校验 附录 S（规范性附录）电动机的发热校验 附录 T（规范性附录）常用的摩擦面材料的允许物理量 附录 U（资料性附录）形状系数、尺寸系数、表面情况系数、腐蚀系数的确定 sKdKuKcK附录 V（资料性附录）流动式起重机的倾覆线 参考文献 4第 4 页，共 236 页 前 言 本规范是对GB/T 3811-1983起重机设计规范的修订。本规范与原GB/T 3811-1983相比，主要变化如下：增加了“前言”；对原规范的“引言”作了编辑性修改；增加了第1章“范围”，并作了以下修改：1）按相关国际标准划分起重机的类别，以利于与国际标准接轨；2）取消了只适于“电力驱动”起重机的限制，使本规范能用于绝大部分起重机的设计；将原规范中的第2章“总则”的内容调整为本规范的：1）第4章“起重机及其组成部分的工作级别”，并增加了结构件和机械零件分级的规定；2）第5章“起重机设计的计算载荷与载荷组合”；3）第9章“整体抗倾覆稳定性和防风抗滑安全性”；4）第10章“起重机的安全”。将原规范中的第3章“结构”改为本规范的第6章“结构计算和结构设计”。在其内容方面：1）引入关于钢材脆性破坏评价的内容，补充了使用高强度钢材和低温环境适用钢材的内容；2）简化了压弯构件、板和圆柱壳稳定性计算；3）简化了疲劳计算并提高了规范的可操作性；4）对刚性要求，作适当补充与修改；5）补充了关于结构安全设计方面的构造要求。将原规范中的第4章“机构”改为本规范的第7章“机构设计计算、机械零部件的核算与选择”，在其内容方面：1）机构计算，充实了电动机容量初选及验算，引入了机构性能简要的基本设计计算等内容；2）机械零部件计算，结合原规范和国外先进工业国家标准相关标准内容重新编写。将原规范中的第5章“电气”改为本规范的第8章“电气”，并增加了近年起重机电气调速与控制等多项有关新的内容。本规范的附录F、G、H、I、J、K、N、R、S为规范性附录。本规范的附录A、B、C、D、E、L、M、O、P、Q、T、U、V为资料性附录 本规范从实施之日起代替GB/T 3811-1983。本规范由中国机械工业联合会提出。本规范由全国起重机械标准化技术委员会（SAC/TC227）归口。本规范负责起草单位：本规范参加起草单位：本规范主要起草人：本规范首次发布于1983年，本次为第一次修订。5第 5 页，共 236 页6第 6 页，共 236 页引 言 0.10.1 本规范是起重机设计的必要准则和应共同遵守的技术依据。0.20.2 本规范也可以供起重机的用户、制造厂、质量监督检验及安全管理部门使用，在对所涉及的起重机具体产品进行技术评估时，本规范可提供一个取得共识的基础。0.30.3 使用本规范应考虑到：a)本规范不包括所涵盖的起重机设计的特殊问题；b)凡经理论和实践证明是正确的其它设计计算方法，经设计部门和用户协商同意，并在有关订货文件上标明后也可以在起重机设计中采用；c)对本规范未涵盖的起重机，只要它是遵从并采用本规范的设计，亦应符合本规范；0.40.4 对于不同工作要求的起重机设计，在使用本规范时允许有所不同：a)本规范涉及各种类型的起重机，其工作情况和要求可能有显著的差别。如一台高速运行、载荷状况恶劣、工作循环快捷、经常使用的起重机，与一台运行平缓、载荷比较轻微、较清闲或中等使用的起重机的工作情况和要求就很不相同；b)本规范规定了对所涵盖的各种类型的起重机进行全面完整设计的内容，但从经济技术合理地设计起重机的原则出发，对使用情况和要求都有很大不同的起重机设计显然不必都要求按本规范的全部内容去进行计算，而应该允许在使用本规范时有所不同；c)对那些设计中选用的标准结构件（或机械部件、电气部件）如果早已进行过审核、对承担该起重机的工作要求已是足够有余，再进行计算也只能是对一个令人满意的结果再作一次验证的情况，就不必要再作校核计算；d)对那些虽然在本规范已作了规定的设计计算项目，但在该起重机工作情况下不可能有不利结果的，再作校核计算就没有必要了。举例：对那些工作级别低的的起重机，很明显就不必要进行疲劳计算，因为它最不利的失效情况往往只出现在对弹性极限范围内的安全核算中，而不会出现在与它的工作寿命期限有相对应关系的疲劳破坏中。因此，应针对不同类型和不同工作要求的起重机采用不完全相同的设计计算：对一台简单的起重 机，或对一台由标准部件组成的起重机，它的计算就可以并应该简略一些，而不应要求按本设计规范所列的全部内容进行设计计算。0.50.5 要特别注意起重机整机和它的机构的工作级别的确定和选择：a)起重机的用户要根据本规范提出对工作级别恰当的要求，以确保制造厂能按它的要求进行设计与制造；b)起重机整机的工作级别，表明了该起重机工作忙闲和荷重轻重的程度，它由起重机使用等级和起重机荷重状态两个因素决定，见本规范4.2.2。起重机使用等级由起重机的总工作循环次数决定，它可以由起重机预计的使用年数（该起重机报废或被更新之前的使用年数）、每年平均的工作日数，每工作日内平均的起重工作循环次数等三个数的乘积得到。起重机的荷重状态由本规范4.2.2.2计算出的荷重谱系数按表4-2选取。说明：以上这两项计算只需作估算即可，不必要也不能作到十分精确。c)起重机机构工作级别，它只是将各个机构都单独作为一个整体来划分，它概略地表示了由该 机构的使用等级（设计寿命、工作小时数）和机构的载荷谱（反映载荷轻重状态、载荷谱系数）所决定的机构工作的总的状况，见本规范4.3.3。机构的使用等级由本规范表4-4查得，7第 7 页，共 236 页机构的载荷状态由本规范4.3.2.2计算出的载荷谱系数按表4-5查得。同样，机构使用等级和机构载荷谱系数两项计算也只需作估算即可，不必要也不可能作到十分精确。d)如果因起重机的用户无法提供起重机有关要求的数据而无法按上述1）、2）中所指示的 方法通过计算与查表选取起重机整机或其机构的工作级别时，便可以通过查阅本规范附录A或B中的有关表格，近似地得到起重机及其机构的工作级别。必须说明这些选择指南并无约束力，只是参考性地给出一个进行比较选择的示例。在起重机招标书上所确定的起重机及其机构的工作级别，还是应由起重机用户决定并提出。0.60.6 起重机的预期平均寿命 a)本规范列出的使用等级，并不是对起重机工作寿命的保证值；b)无论是起重机整机的使用等级（起重机工作的总循环次数，或由此结合起重机的工作状况推 算出的起重机的设计寿命）、或者起重机机构整体的使用等级（起重机机构运转的总小时数，或由此结合使用状况推算出的起重机机构的设计寿命），都只是一个设计预期的参考值，而决不是制造厂给出的使用寿命的保证值；c)很显然，如果在起重机设计中未予以充分注意并考虑到该起重机的设计寿命，制造时又没有 完全遵循本设计规范提出的要点从而未达到设计要求，使用中未能按照制造厂给出的说明书进行正常操作和定期维护，或者使用的工作情况和条件与采购该起重机的招标书所列的情况又有较大的差异，则上述设计寿命预期参考值就会与产品实际使用的寿命值有比较大的，甚至是很大的出入；d)如果起重机是由用户通过招标来确定制造方，招标书上起重机的工作条件与其后实际工作条件也较符合，起重机制造厂是采用符合招标书的要求且根据本规范的规定所作出的设计来进行制造，制造的产品也符合相应标准确定的制造技术条件和满足质保措施而获得质量保证，用户使用起重机的工作条件也符合其招标书上提出的条件，并且按照制造厂给出的说明书进行正常操作和定期维修保养，则设计者根据本规范对该起重机选出的使用等级的值就与具有设计所确定的适当安全度的起重机及其机构的预期平均寿命相当。0.70.7 起重机的用户应注意到：a）起升荷重的迎风面积如果这个面积大于式（5-4）所规定的面积，则需由起重机用户提供相关的信息；b)工作风力如果起重机工作时的最大风力可能大于表5-5所规定之值时，则需由起重机用户提供起重机工作时应考虑到的最大工作风力的信息；c)非工作风力如果起重机使用当地的气象条件要求按比表5-9所规定的更大的非工作风力进行设计，则起重机用户应提供该起重机设计应考虑到的非工作风力的相关信息。8第 8 页，共 236 页起重机设计规范 1 范围 1.1 本规范适用于桥式和门式起重机、流动式起重机、塔式起重机、臂架起重机，包括：以电动葫芦为起升机构的起重机、梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、装卸桥、门座起重机、集装箱起重机、塔式起重机、缆索起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、铁路起重机、造船起重机、港口臂架起重机等。1.2 本规范是上述各类起重机的总体、结构、机械、电气与安全等各部分设计的必要准则和共同遵守的技术依据，但不包括上述起重机设计的特殊问题。凡经理论和实践证明是正确的