门式起重机支腿受力分析
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第一章总体计算.. (1)一、总图及主要技术参数 (1)(一)主要技术参数 (1)(二)总图 (1)二、稳定性计算 (3)(一)工作状态稳定性计算 (3)第二章主梁计算 (8)一、载荷荷及内力计算 (8)(一)移动载荷及内力计算 (8)(二)静载荷及内力计算 (8)(三)风载及内力计算 (9)(四)大车紧急制动惯性力F大惯及内力计算 (10)二、主梁截面几何参数计算 (12)(一)主梁截面图 (12)三、载荷组合及强度稳定性验算 (14)(一)载荷组合 (14)(二)弯曲应力验算 (15)(三)主梁截面危险点验算 (15)(四).主梁疲劳强度计算 (16)(五)稳定性验算 (18)(六)验算跨中主、副板上区格的稳定性。
(19)第三章支腿设计计算 (24)一、支腿简图 (24)(一)刚性支腿 (24)(二)柔性支腿 (25)二、支腿截面几何参数设计计算 (27)(一)刚性支腿截面I-I (27)(二)刚性支腿截面II-II ............................................................................................................. 27 (三)柔性支腿截面I-I ................................................................................................................. 28 (四)柔性支腿截面II-II ............................................................................................................. 28 三、载荷以及内力计算 . (29)(一)主梁自重对刚柔腿的作用见下图 ........................................................................................ 29 (二)计算载荷对刚柔支腿的作用 ................................................................................................ 29 (一)马鞍和支腿自重对刚、柔腿的作用 .................................................................................... 30 (二)大车运行方向风载荷以及惯性力对刚、柔腿的作用 ........................................................ 30 (三)载荷组合 .. (38)(四)刚性腿截面I-I 和II-II 柔性腿截面'I I -和'II II -的强度I I -σII II -σ和'I I -σ'II II -σ计算 (40)第四章门型架的计算 (42)一、载荷及内力计算 ................................................................................................................................ 42 二、强度计算 ............................................................................................................................................ 45 参考文献 ............................................................................................................................................................ 47 致谢 .................................................................................................................................................................... 48 附录2:外文翻译 (49)第一章总体计算一、总图及主要技术参数(一)主要技术参数起重量:Q=20t小车自重:G=7t小小车轮距:b =2.5m小车轨距:K=2m起升速度:V=10m/min起=40m/min大车运行速度:V大大车轮距:B=8m跨度:L=30m悬臂(刚性支腿侧)全长:L0刚=7m悬臂(柔性支腿侧)全长:L0柔=7m悬臂(刚性支腿侧)全长:L=10m刚=10m悬臂(柔性支腿侧)全长:L柔工作风压; q=250pa非工作风压; q=800pa工作级别A6小车迎风面:垂直于门架平面8m2 ,垂直于支腿平面6m2小车车轮直径D=500mm ,2轮驱动n=4小车(二)总图如图1-1、1-2给出了整体结构及一些关键尺寸。
门式起重机柔性支腿稳定性分析李向东;夏明睿;梁章【摘要】This paper takes the flexible legs of a 300 t-43 m gantry crane as the object of study and analyzes the stability of the flexible legs by theoretical calculation and finite element simulation analysis.Its stability meets the requirement.The three factors of affecting the stability of the flexible legs (section properties,slenderness ratio and wall thickness) are actively explored and the law of affecting the stability of flexible legs is found.These provide the basis for door crane safety evaluation research.%以某工厂300t-43m门式起重机柔性支腿为研究对象,运用理论分析计算和有限元仿真分析2种方法对柔性支腿稳定性进行分析,校核了柔性支腿稳定性满足要求.对影响柔性支腿稳定性的3个因素(截面特性、长细比、壁厚)进行了积极探讨,找出影响柔性支腿稳定性因素的规律,为门式起重机安全评估研究提供依据.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2013(042)004【总页数】4页(P84-87)【关键词】门式起重机;柔性支腿;有限元分析;稳定性【作者】李向东;夏明睿;梁章【作者单位】江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003;江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003;江苏省特种设备安全监督检验研究院,江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TH213.40 引言在实际工程中,由于间歇、重复、循环、频繁的起动制动的工作特点,易使得门式起重机发生局部失稳从而导致整机倾覆[1]。
汽车起重机支腿压力实用计算汽车起重机是一种专门用于搬运、举升、装卸物品的机械设备。
在工作时,为了保证稳定和安全,汽车起重机通常会配备支腿用于增加支撑面积和稳定性。
支腿起着承重和分散压力的作用,因此对支腿的压力进行实用计算非常重要。
1.起重机的总重量起重机的总重量是指不包括荷载时的重量,通常可以从产品规格表中获得。
为了简化计算,可假设起重机的总重量均匀分布在支腿上。
2.荷载的重量荷载的重量是指需要起重机承载的物品或货物的重量。
荷载的重量可以通过称重设备或货物的重量描述中获得。
同样,为了简化计算,可假设荷载的重量均匀分布在支腿上。
3.支腿的数量和布置方式支腿的数量和布置方式对于支腿压力的计算至关重要。
一般情况下,汽车起重机通常配备3至4根支腿,支腿的布置方式有对角布置和平行布置两种。
对于对角布置的支腿,支腿的单边支撑力可以通过以下公式计算:Fs=(T+M)/d其中,Fs表示单边支撑力,T表示起重机的总重量,M表示荷载的重量,d表示支撑面的长度。
对于平行布置的支腿,支腿的单边支撑力可以通过以下公式计算:Fs=(T+M)/(2*n)其中,Fs表示单边支撑力,T表示起重机的总重量,M表示荷载的重量,n表示支腿的数量。
4.支撑面的长度支撑面的长度是指支腿与地面接触的面积的长度。
支撑面的长度可以通过支腿的长度和支腿与地面接触的距离计算得出。
支撑面的长度越大,支腿的压力越小。
5.支腿的长度支腿的长度是指支腿伸展出来的长度。
支腿的长度越大,支腿的压力越小。
在进行实际计算时,需要根据具体的起重机参数和支腿布置情况,结合以上公式进行计算。
此外,为了确保安全,计算得到的支撑力应该小于起重机和支腿的额定载荷。
目录一、设计任务书 (1)二、正文 (2)2.1 小车起重机械零部件的选用 (2)2.1 主梁强度及稳定性分析 (3)2.2 整体稳定性验算 (4)2.3 支腿的综合分析 (5)2.4 螺栓连接强度验算 (7)2.5 预算大车车轮的输出功率 (8)三、参考文献 (11)四、附图(总装图一份,大车主从动车轮零件图一份,电气控制图一份)设计任务书为了提高生产效率,要求设计一台5T龙门起重机(单梁门式起重机)。
其任务是将重物(80㎏以上而5T以下)在20m×50m的范围内起重吊运,吊钩起升高度为6m,电动葫芦的回转速度在两转以下,左右运行速度为15~30m/min,大车的运行速度大于8m/min而小于20m/min。
其他要求:⑴节约材料,所选设备费用低;⑵起重设施必须做超负荷试验;⑶设计结构合理,具有足够性和强度,稳定性好,安全可靠;⑷使用时,严禁歪拉斜吊,严禁超负荷起吊;⑸提供动力:50HZ,380V交流电。
正文龙门起重机的装配图及零部件图,可分为以下几大部分设计:小车、主梁、支腿、大车及其传动部分、电路控制、钢轨及其予埋等组成,从正视和侧视的外观轮廓是单梁门式起重机,其限起重为5T,我们称之为5T起重机。
以下六方面分析论证设计的合理性(查阅起重资料GB3811-83)。
1.1 小车起重机械零部件的选用1.1.1 电动葫芦及其吊钩其型号为CD15:行走速度:20m/min;行走电机EDY,21-4/0.8KW;起升速度8m/min;起升电机ED41-4/7.5KW;重量650㎏≈6.5KN。
1.1.2 钢丝绳其型号为6×37-15-185-Ⅰ;直径:¢15㎜;钢丝1.0;长度:21m;重量152.2㎏≈1.522KN。
2.1 主梁强度及稳定性分析为了增强主梁的强度、钢度,主梁设计为以工字钢为主体,δ8㎜钢板为辅料的焊接箱体结构,如图所示龙门吊的主梁危险截面一般是电葫芦位于跨中时的跨中截面和满载电葫芦位于支腿处。
目录引言 (3)第一章 16/3.2门式起重机设计参数 (5)第二章总体设计 (6)2.1.主梁几何尺寸和性质 (6)2.2支腿几何尺寸和性质 (6)2.3.下横梁几何尺寸和性质 (7)2.4.整体尺寸如下图所示 (7)第三章主梁设计计算 (8)3.1.主梁参数的确定 (8)3.1.1.主梁尺寸 (8)3.1.2.截面几何性质 (8)3.2.主梁载荷计算 (10)3.2.1.静载荷计算 (10)3.2.2.移动载荷计算 (10)3.2.3.小车制动时的惯性力 (11)3.2.4.大车制动时的惯性力 (12)3.2.5.风载荷计算 (12)3.2.6.主梁扭转载荷 (13)3.3.垂直平面内的主梁内力计算 (14)3.3.1.主梁均布载荷引起的内力 (14)3.3.2.移动载荷引起的主梁内力 (15)3.4.水平平面内的主梁内力计算 (17)3.4.1.小车位于跨中时 (17)3.4.2.小车位于悬臂端时 (18)3.5.主梁验算 (19)3.5.1.弯曲应力验算 (19)3.5.2.主梁疲劳强度校核 (21)3.5.3.主梁稳定性校核 (22)3.5.4.主梁拱度验算 (26)第四章支腿设计计算 (28)4.1支腿参数确定 (28)4.2门架平面内的内力计算 (29)4.2.1.由主梁均布载荷产生的内力 (29)4.2.2.由移动载荷产生的内力 (29)4.2.3.由风载荷产生的内力 (30)4.3支腿平面内的支腿内力计算 (31)4.3.1.垂直载荷作用在支腿平面 (31)4.3.2水平载荷作用在支腿顶部 (31)4.3.3.风载荷载荷作用在支腿平面 (32)4.3.4.马鞍自重载荷作用在支腿平面 (32)4.4支腿验算 (32)4.4.1.支腿强度验算 (32)4.4.2.支腿稳定性验算 (34)4.5下横梁稳定性验算 (36)第五章螺栓连接设计计算 (38)1.主梁接头处螺栓连接强度校核 (38)第六章整机抗倾覆性计算 (39)参考文献 (40)总结 (41)引言随着我国制造业的发展,门式起重机越来越多的应用到工业生产当中。
电动葫芦门式起重机结构及优化分析摘要:针对于起重机设备的功能应用,更好的强化起重运输行业发展优势,在实际应用环节占据较大比例。
结合当前科学技术的蓬勃发展,相对应的做出起重机结构分析,对于具体功能优化方面,表现出卓越的研究意义。
本文主要分析对象为电动葫芦门式的起重机,知晓该起重机基本结构的同时,加以探究其实际的承载能力,从而综合性的展开论述,总结出机械结构的优化方案,更好的做出设计指导,逐步实现电动葫芦门式起重机结构优化设计的核心目标。
关键词:电动葫芦门;起重机;结构优化电动葫芦门形式的起重机,在实际应用中具有较强优势,占地面积很小,通用效果佳,整体起重机使用更加便捷,所以,逐步拓宽了其在起重行业的应用范围。
结合数据统计结果,我国起重机的年度需求量超过200亿,进一步加快了起重机行业的发展速率,此时,更加深入的关注起重机结构,知晓其基本的设计特点,提出更加科学的起重机结构优化设计策略。
起重机自身表现出的功能性,促使其结构相对复杂,所以设计阶段的工作量巨大,在宏观绿色设计的政策指引下,强化现代设计理论应用,确保起重机发挥工作价值的同时,整体结构更加轻便,且设计更加节省材料。
对此,传统的设计方案表现出一定的局限性,积极的应用现代技术,提出适宜的结构设计优化策略,顺应宏观行业技术的发展需要,将电动葫芦式起重机予以创新性研究,秉持满足基本起重需要的设计原则,更好的落实起重机结构的设计优化工作。
一、综合论述起重机基本结构(一)起重机承载能力起重机主要使用在室外环境中,受到较强的工作环境限制。
具体结合起重机实际的功能应用,在承载能力中涵盖四个内容,进一步提升起重机主梁门架的承载量,在评估起重机自身重力外,还应当知晓起重的荷载额度。
当然,作为牵引的小车自身具有质量,在惯性作用的影响下,此时也承担了一定额度的载荷数值。
对比外界生态环境,风速变化会促使风载荷与侧向载荷数值波动起伏。
综合评估电动葫芦门式起重机形态,需要正确落实好起重机主梁悬臂材料选择,知晓实际应用的材料强度,更好的完成结构刚度对比,保障起重机荷载标准是变化的,更加科学合理的进行悬臂端位置选择。
门式起重机支腿计算的算例假设需要设计一台起重能力为50吨的门式起重机,起重高度为15米,跨度为20米。
根据设计要求,我们需要计算该门式起重机的支腿的尺寸和数量。
1.支腿的计算起重机的设计载荷为50吨,根据设计规格,我们假设支腿所受到的载荷为总载荷的1/4,即12.5吨。
支腿受到的压力可由以下公式求得:P=(F×h)/(l×b)其中,P为支腿所受到的压力,F为载荷,h为起重高度,l为支腿距离螺栓中心的水平距离,b为支腿的尺寸。
假设支腿距离螺栓中心的水平距离为2米,支腿的尺寸为36厘米×36厘米。
代入公式可得:P=(12.5吨×15m)/(2m×0.36m×0.36m)=5969.44N2.支腿脚座的计算支腿脚座尺寸的计算通常按照静力平衡方程进行。
假设支腿脚座的尺寸为a米×b米,支腿所受到的压力为P,根据静力平衡方程可得:P×a=M其中,M为支腿脚座的抵抗力矩,可以通过以下公式计算:M=P×(l1+l2)其中,l1为支腿脚座到支腿气缸中心的水平距离,l2为支腿脚座到螺栓中心的水平距离。
假设支腿脚座到支腿气缸中心的水平距离为0.5米,支腿脚座到螺栓中心的水平距离为1.5米。
代入公式可得:根据抵抗力矩和支腿脚座的尺寸计算支腿所需尺寸。
由于支腿脚座的尺寸和支腿的尺寸相同,假设支腿脚座的尺寸为36厘米×36厘米。
可得:P×a=Ma=2m所以支腿脚座的尺寸为2米×2米。
3.支腿数量的计算根据起重机的设计要求,我们需要计算门式起重机的支腿数量。
由于起重机需要承担较大的载荷,通常需要采用四点支撑的方式。
所以,该门式起重机需要布置四个支腿。
综上所述,该门式起重机的支腿尺寸为2米×2米,支腿的数量为四个。
这样设计可以确保起重机的安全使用和稳定性。
《门式起重机结构设计实数解析》问题系列答疑1、什么是门架平面内?答:建立一个直角坐标系:跨距水平方向(与轨道纵向方向为90度)为X轴,支腿高度方向为:Z轴。
此平面为门架平面内。
2、什么是跨距、轨距、轮距?简单理解:门架平面内:当门吊为两条轨道时的轨道中心线之间的距离为:轨距。
多轨见相应国家标准解释。
简单理解:在门架平面内两条支腿车轮垂直中心线之间的距离为:跨距、轮距。
门架平面内多条支腿另见国家标准解释。
理论上轨距、跨距、轮距是相等的,实际是轨距与跨距、轮距不相等。
3、什么是支腿平面内?答:建立一个直角坐标系:与轨道纵向平行为水平线为Y轴,支腿高度方向为:Z轴。
此平面为支腿平面内。
4、什么是轴距、基距?简单理解:在支腿投影平面内:两个车轮轴的顶尖孔中之间的距离为:轴距、基距。
支腿平面内投影车轮数超过两个以上见国家相关标准解释。
5、什么是刚柔支腿?简单理解:在门架平面内一侧支腿截面惯性矩大于另一侧支腿截面惯性矩较多的结构形式为刚柔支腿。
6、支腿与主梁用螺栓连接是刚性连接还是柔性连接?答:是刚性连接。
因为门架平面内支腿顶部与主梁连接部位水平尺寸较长,与建筑钢结构螺栓连接是不同的,应视为刚性连接。
焊接也视为刚性连接。
7、什么是刚性支腿?答:门架平面内最大截面惯性矩的那组支腿与主梁连接是刚性的,则为刚性支腿。
8、什么是假柔性支腿?答:门架平面内最小截面惯性矩的那组支腿与主梁连接是刚性的,则为假柔性支腿。
9、什么是真柔性支腿?答:门架平面内最小截面惯性矩的那组支腿与主梁连接是铰链连接的,则为真柔性支腿。
10、什么是双刚性支腿?答:门架平面内左右两组支腿惯性矩相等且都与主梁是刚性连接的。
11、门架平面内的变截面支腿为何上大下小?答:支腿底部水平力作用在支腿顶部是最大弯矩,由此设计成截面最大,惯性矩相应也最大与最大弯矩相对应平衡,降低弯曲应力值。
12、真柔性支腿上部的柔性铰是在门架平面内可以转动还是在支腿平面内做微小转动?答:小吨位、小跨度门式起重机在门架平面内可以做微小转动,不可以在支腿平面内、水平面做微小转动。
龙门吊支腿计算书
龙门吊支腿是一种可以用于货物吊运的机械装置,广泛应用于各种建筑施工、桥梁建设、码头装卸等各类工程。
该设备操作简单,可以提高施工效率,但是在使用前需进行支腿计算,以保证使用的安全性和稳定性。
支腿计算主要涉及各种适应场地场地条件的轮压计算、风荷载计算和支撑结构设计等方面。
综合考虑地形、环境、气象、荷载、设备重量等多种因素,设计出适合当地场地条件和装备使用的支腿结构。
在风荷载计算方面,根据当地气象条件、风速和风向等信息,设计合适的吊装高度,以保证不会发生极端天气的风险。
同时,根据设备重量和支撑结构的特点,计算支腿的综合轮压,并进行稳定性和强度分析,确保设备的安全性。
另外,在支撑结构设计方面,需要考虑支腿的截面形状、材料强度、支撑角度、支撑面积以及地基土壤力学性质等因素,从而设计出稳定、合理的支腿结构。
总之,龙门吊支腿计算是保证设备使用安全和效率的重要一环。
在实际施工中,必须认真执行相关标准和规范,严格按照设计要求和要求操作,加强管理和维护,确保设备的安全性和可靠性。
门式起重机主梁、支腿受力分析一、主梁内力分析(主梁按简支梁计算)1、垂直载荷引起的主梁内力 ⑴ 垂直固定载荷引起的内力计算 主梁的均布载荷为:2124q zm L M q =⨯12Z zm Q q L =式中:L — 起重机跨度Zm q — 主梁均布载荷⑵ 移动载荷引起的内力计算(图4—2)12GX G P P P ϕϕ=+式中:GX P — 小车自重 G P — 起重量:1ϕ — 冲击系数: 1 1.05ϕ= 2ϕ — 动力系数: 4 1.1ϕ=max14C M PL = 12C Q P =图 4—22、水平载荷引起的内力 ⑴ 大车制动时引起的惯性载荷 ① 主梁自重惯性力110s m Zm q q =② 小车自重及起重量惯性力110sP P =③ 弯矩2124s s qm L M q =⨯114s sP M LP =⑵ 小车制动引起的水平惯性力 ① 水平惯性力()17D HXG GX Tn P P P n =+ 式中:GX P — 小车自重:G P — 起重量: ② 最大弯矩T HX M P h =式中:h — 龙门架平面投影高度:⑶ 风载荷引起的水平力(只计垂直于主梁平面的风载荷) ① 工作状态正常风载荷w P Cp A =ⅠⅠ式中:C — 风力系数;C = 1.2p Ⅰ— 工作状态风压;2150/p N mm =ⅠA — 起重机构件垂直于风向的实体面积;0A A ϕ=0A — 起重机构件外形轮廓面积; ϕ — 起重机构件迎风面充实系数;② 工作状态最大风载荷w P Cp A =ⅡⅡ式中:p Ⅱ—— 工作状态最大风压;2250/p N mm =Ⅱw P Cp A =ⅡⅡ③ 弯矩w w P q L=ⅡⅡ 2124w w L M q =⨯ⅡⅡ3、主梁强度计算⑴ 垂直载荷引起的应力maxq c czczXZLXZLM M M W W δ+==∑⑵ 水平载荷引起的应力s sq p w szsz YZLYZLM M M M W W δ++==∑Ⅱ⑶ 小车制动引起的水平惯性力引起的应力TTz XZL M W δ=⑷ 合成应力()1.15cz sz Tz δδδδ∑=++4、主梁刚度计算(见图4—3)图 4—33maxL 48XZL P f EI二、支腿内力分析(见图4—5)1、龙门架平面内的内力分析(按一次超静定计算内力) ⑴ 移动载荷在跨中图 4—51122A B V V P ==⨯()23L 22223A B P H H hL k ⨯==+式中:XZL XZT I h k I L=⨯龙门架平面内最大弯矩max L A M H h =⑵ 小车制动载荷110HXXC P G = L CHX HX M P h =2、支腿平面内的内力分析⑴ 由起升载荷1Q ϕ和自重载荷22XC DL G G ϕϕ、引起的支腿垂直载荷V (见图4—6)()12214XC ZL V Q G G ϕϕϕ=++⑵ 由大车制动惯性载荷HD P 风载荷W P 作用产生水平力A q 引起的弯矩(见图4—7)工作状态最大风载荷w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ式中:C — 风力系数;C = 1.2p Ⅱ — 工作状态最大风压;2250/p N mm =ⅡZ A — 起重机支腿垂直于风向的实体面积;w w P q h =ⅡZ ⅡZ支腿均布载荷HDG q h=Z式中:G Z —— 支腿重量弯矩110A HD w q q q =+ⅡZ 212w A M q h =ⅡZ图 4—6 图 4—7⑶ 主梁自重、小车自重及起重量惯性力引起的弯矩()114ss m p Lq p =+SZBS M p h =SZ④ 支腿平面内最大弯矩max 788max5.510 4.5110 5.0610z W Z BSzM M M MN mm=+=⨯+⨯=⨯Ⅱ3、支腿强度计算max max L Z I XZT YZT ZT M M VW W A δ=++三、 非工作状态下稳定性计算(图4—8)1、倾覆力矩 主梁风载荷为:w P Cp A =ⅡⅡ支腿风载荷为:2w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ小车风载荷为: w X P Cp A =ⅡX Ⅱ图 4—8倾覆力矩:213w w w M p h p h p h =++ⅡⅡZ ⅡX 倾覆2、自重力矩12ZZ M G B =自重3、结论>1M M 自重倾覆当时,满足要求。
起重机的柔性腿和钢性腿如何区别刚性支腿和柔性支腿都只是一种假设,具体可见《起重机金属结构》一书。
区别看支腿与主梁连接处的支腿截面,截面大的是刚性支腿,截面小的是柔性支腿。
1楼讲的“与主梁是铰点联接的是柔性支腿,刚性联接的是刚性支腿。
”意思是从结构的节点的刚度来区分的方法,并不代表铰点联接就一定是铰轴。
7楼的怀疑“哪有主梁与支腿是铰点联接的?”是没有根据的,确实有柔性支腿与主梁之间采用铰轴连接的。
我过去设计过一台“5t×40m箱型装卸桥”的柔性支腿与主梁之间就是采用铰轴连接的。
4楼的“螺栓联接也属于刚性联接”不准确,对于柔性支腿与主梁之间不采用铰轴连接时,有采用焊接的、也有采用螺栓联接的。
柔性腿是两力杆,只受压,通常较细,采用铰轴连接。
刚性腿受弯压组合作用,通常截面是下小上大,刚性连接。
刚性腿为双向压弯构件,可以承受门架平面和支腿平面两个方向的弯矩,而刚性腿只承受支腿平面内的弯矩.通常刚性腿与主梁采用则刚性连接,柔性腿与主梁采用柔性联接。
两者之间是没有一个明确的界定,一般来说是相对而言吧,门式起重机承重时,支腿下部一般是门架方向向外偏移,车轮内侧面与轨道之间的间隙大多也就是15mm左右吧,如果两支腿刚度一样大,而主梁刚度较弱,特别是当跨度较大时,承重状态甚至空载时,两支腿的偏移引起下横梁的偏移值可能会大于那个间隙值,从而出现啃轨现象,因而当起重机跨度较大时,常吧一边支腿设计成柔性支腿,用支腿本身的弯曲去减小下横梁的偏移量。
柔性腿就字面意思理解是不能承受变矩,因此一般用在大跨度门吊中,消除主梁挠曲变形和温度变化出现的啃轨现象。
柔性腿与主梁的基本连接方式有三种:螺栓连接、球铰连接、柱铰连接。
柔性腿与刚性腿在结构上的区别是:在龙门架平面,刚性腿一般做成上大下小的变截面型式,柔性腿是等截面型式;在支腿平面二者相同,均为上小下大型式。
本人所说的支腿结构型式是对U型门吊而言,希望对楼主有用。
一般起重机跨度大于35m时,支腿采用一刚一柔结构,目的是在主梁承载时减小大车对轨道横向推力,从而降低啃轨几率;所谓柔腿结构,可以为真正的铰接(主梁与支腿连接采用球铰或柱铰),也可以为假想铰(主梁与支腿线刚度比之比较大),其目的是相同的。
门式起重机主梁、支腿受力分析
一、主梁内力分析(主梁按简支梁计算)
1、垂直载荷引起的主梁内力 ⑴ 垂直固定载荷引起的内力计算 主梁的均布载荷为:
2
124
q zm L M q =⨯
1
2
Z zm Q q L =
式中:
L — 起重机跨度
Zm q — 主梁均布载荷
⑵ 移动载荷引起的内力计算(图4—2)
12GX G P P P ϕϕ=+
式中:
GX P — 小车自重 G P — 起重量:
1ϕ — 冲击系数: 1 1.05ϕ= 2ϕ — 动力系数: 4 1.1ϕ=
max
14C M PL = 12
C Q P =
图 4—2
2、水平载荷引起的内力 ⑴ 大车制动时引起的惯性载荷 ① 主梁自重惯性力
1
10
s m Zm q q =
② 小车自重及起重量惯性力
110
s
P P =
③ 弯矩
2
124
s s q
m L M q =⨯
114
s s
P M LP =
⑵ 小车制动引起的水平惯性力 ① 水平惯性力
()1
7D HX
G GX T
n P P P n =+ 式中:
GX P — 小车自重:
G P — 起重量: ② 最大弯矩
T HX M P h =
式中:
h — 龙门架平面投影高度:
⑶ 风载荷引起的水平力(只计垂直于主梁平面的风载荷) ① 工作状态正常风载荷
w P Cp A =ⅠⅠ
式中:
C — 风力系数;C = 1.2
p Ⅰ— 工作状态风压;2
150/p N mm =Ⅰ
A — 起重机构件垂直于风向的实体面积;
0A A ϕ=
0A — 起重机构件外形轮廓面积; ϕ — 起重机构件迎风面充实系数;
② 工作状态最大风载荷
w P Cp A =ⅡⅡ
式中:
p Ⅱ—— 工作状态最大风压;2250/p N mm =Ⅱ
w P Cp A =ⅡⅡ
③ 弯矩
w w P q L
=
Ⅱ
Ⅱ 2
124
w w L M q =⨯ⅡⅡ
3、主梁强度计算
⑴ 垂直载荷引起的应力
max
q c cz
cz
XZL
XZL
M M M W W δ+=
=
∑
⑵ 水平载荷引起的应力
s s
q p w sz
sz YZL
YZL
M M M M W W δ++=
=
∑Ⅱ
⑶ 小车制动引起的水平惯性力引起的应力
T
Tz XZL M W δ=
⑷ 合成应力
()1.15cz sz Tz δδδδ∑=++
4、主梁刚度计算(见图4—3)
图 4—3
3max
L 48XZL P f EI
二、支腿内力分析(见图4—5)
1、龙门架平面内的内力分析(按一次超静定计算内力) ⑴ 移动载荷在跨中
图 4—5
11
22
A B V V P ==⨯
()2
3L 22223A B P H H hL k ⨯==
+
式中:
XZL XZT I h k I L
=⨯
龙门架平面内最大弯矩
max L A M H h =
⑵ 小车制动载荷
1
10
HX
XC P G = L CHX HX M P h =
2、支腿平面内的内力分析
⑴ 由起升载荷1Q ϕ和自重载荷22XC DL G G ϕϕ、引起的支腿垂直载荷V (见图4—6)
()1221
4
XC ZL V Q G G ϕϕϕ=++
⑵ 由大车制动惯性载荷HD P 风载荷W P 作用产生水平力A q 引起的弯矩(见图4—7)
工作状态最大风载荷
w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ
式中:
C — 风力系数;C = 1.2
p Ⅱ — 工作状态最大风压;2250/p N mm =Ⅱ
Z A — 起重机支腿垂直于风向的实体面积;
w w P q h =
ⅡZ ⅡZ
支腿均布载荷
HD
G q h
=Z
式中:
G Z —— 支腿重量
弯矩
1
10A HD w q q q =
+ⅡZ 21
2
w A M q h =ⅡZ
图 4—6 图 4—7
⑶ 主梁自重、小车自重及起重量惯性力引起的弯矩
()114
s
s m p Lq p =+SZ
BS M p h =SZ
④ 支腿平面内最大弯矩
max 7
8
8
max
5.510 4.5110 5.0610z W Z BS
z
M M M M
N mm
=+=⨯+⨯=⨯Ⅱ
3、支腿强度计算
max max L Z I XZT YZT ZT M M V
W W A δ=++
三、 非工作状态下稳定性计算(图4—8)
1、倾覆力矩 主梁风载荷为:
w P Cp A =ⅡⅡ
支腿风载荷为:
2w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ
小车风载荷为: w X P Cp A =ⅡX Ⅱ
图 4—8
倾覆力矩:
213w w w M p h p h p h =++ⅡⅡZ ⅡX 倾覆
2、自重力矩
1
2
ZZ M G B =自重
3、结论
>1M M 自重倾覆
当时,满足要求。