
一、整体结构布局
(1) 门式船坞起重机
核心结构:以 “门架” 为基础,由两根支腿(刚性或柔性)、上部横梁(主梁)和下部行走轨道组成,整体呈 “门” 形框架。
作业范围:门架跨度较大,能覆盖船坞宽度;起重机通过门架下方的行走机构沿轨道纵向移动,同时主梁上的小车可横向移动,形成矩形的作业区域,能覆盖船坞的长和宽范围。
地面适配:需要铺设专用的平行轨道,行走机构直接与轨道接触,依靠轨道保证移动时的精度和稳定性。
(2)塔式船坞起重机
核心结构:以 “塔身(立柱)” 为支撑主体,底部通过回转支承与基座连接,顶部装有起重臂(或水平臂),可实现 360° 回转。
作业范围:起重臂围绕塔身旋转,配合小车沿臂架移动,形成圆形或扇形的作业区域,覆盖半径较大,但受塔身固定位置的限制,无法像门式那样沿船坞长距离移动。
地面适配:基座通常固定在混凝土基础或移动平台上,无需长距离轨道,更适合定点作业或小范围移动。
二、关键结构部件特点
(1) 支撑结构
门式船坞起重机:依赖双支腿与横梁的组合,支腿可为刚性(无弹性变形)或柔性(允许小幅度摆动),整体抗侧倾能力强,能通过门架结构分散吊装时的载荷。
塔式船坞起重机:以单塔身为主,塔身多为圆柱形或格构式(由型钢拼接而成),通过自身重量和尾部配重维持稳定,需承受吊装时的垂直压力和水平扭矩。
(2) 行走与运动方式
门式船坞起重机:具备 “大车 + 小车” 的二维运动系统 —— 大车沿轨道实现纵向移动(沿船坞长度方向),小车沿主梁实现横向移动(沿 船坞宽度方向),移动路径固定且覆盖范围规则。
塔式船坞起重机:运动以 “回转 + 径向移动” 为主 —— 塔身通过回转支承实现 360° 旋转,小车沿起重臂做径向移动(靠近或远离塔身),运动更灵活但覆盖范围受起重臂长度限制。
(3)起重臂 / 主梁
门式船坞起重机:主梁为核心承重部件,多采用箱型或桁架结构,长度与船坞宽度匹配,其承载能力与跨度直接相关,设计时需控制跨度增大导致的挠度(弯曲变形)。
塔式船坞起重机:起重臂多为伸缩式或折叠式,长度可根据作业需求调节,通过与塔身的刚性连接传递载荷,需兼顾轻量化和抗弯曲能力。
(4)配重与抗风设计
门式船坞起重机:无需额外配重,主要依靠门架自身重量和地面轨道的约束平衡负载;但门架迎风面积大,需配备夹轨器、锚定装置等抗风设备,防止大风导致的滑移或倾覆。
塔式船坞起重机:塔身顶部或起重臂尾部需设置配重,以平衡吊装时的力矩;塔身采用流线型设计,迎风阻力小,抗风性能更优,必要时可通过风缆固定增强稳定性。
三、受力特点与设计侧重
(1)门式起重机:主要承受垂直吊装载荷、移动时的惯性力和侧向风力。设计重点是强化支腿与横梁的连接强度,避免大跨度下主梁的变形超标;同时,行走机构的驱动系统需匹配门架的大自重,保证启动和制动的平稳性。
(2)塔式起重机:核心受力包括起重臂的弯矩(重物产生的扭矩)、塔身的压应力(自重 + 配重 + 载荷的合力)。设计需优化塔身截面(如格构式减轻重量同时增强刚度),并通过高强度回转支承承受径向和轴向力;起重臂与塔身的连接节点需抗疲劳,避免长期旋转作业导致的裂纹。
四、适用场景差异
(1)门式船坞起重机:适合船坞内大型船舶分段吊装、船体整体平移等作业。由于轨道可沿船坞长度方向铺设,能覆盖整个船坞区域,且门架下方空间开阔,不影响船舶进出,常用于大型造船厂的总装车间。
(2)塔式船坞起重机:更适用于定点吊装(如船舶上层建筑安装、精密设备对位)或中小型船坞。其占地面积小、回转灵活,可在狭窄空间内作业,且起重臂可伸至船坞外,便于向码头转运货物。
五、设计难点
(1)门式起重机的难点在于平衡大跨度主梁的轻量化与高强度 —— 跨度越大,自重增加越明显,需采用高强度钢材或复合材料降低重量,同时保证结构刚度。
(2)塔式起重机的难点在于提升回转系统的可靠性(长期高频率旋转易导致轴承磨损、电路缠绕)和起重臂的抗屈曲能力(细长结构在重载下易发生失稳)。
2.综上,两种类型的设计差异本质是对 “覆盖范围”“移动方式”“负载特性” 的针对性优化:门式侧重 “大范围、高稳定性”,塔式侧重 “灵活性、大半径”,需根据船坞的具体作业需求选择适配类型。
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