门式起重机设计计算书
- 格式:doc
- 大小:1.10 MB
- 文档页数:32
MQ100 门式起重机总体设计计算书一. 总体计算计算原则:MQ100门式起重机设计计算完全按《起重机设计规范》GB3811执行,并参照下列标准进行设计计算:《塔式起重机设计规范》GB/T13752-92 《法国塔式起重机设计规范》NFE52081 工作级别 A 5 利用等级 U 5 起升机构 M 5 变幅机构 M 4 回转机构 M 4 行走机构 M 4 最大幅度 13m最大起重量 8000Kg(一) 基本参数:回转速度 0.7r/min回转制动时间 5s行走速度 12.5/25m/min行走制动时间 6s 回转惯性力()Kg RM M g t Rn F 002242.0.60..25.1=⨯⨯=π回其中 g=9.81 n=0.7r/min t=5s行走惯性力: ()Kg M M g t vF 0106184.0.605.1=⨯⨯=行其中 g=9.81 V=25m/min t=6s(二) 载荷组合:自重力矩、惯性力及扭矩上表中的回转惯性力到轨顶面的力矩总计为:-1971kg.m 上表中的行走惯性力到轨顶面的力矩总计为:5378kg.m(三)起重小车、吊钩和吊重载荷起重小车265kg绳60kg吊钩230kg起升动载系数(起升机构用40RD20):=1.136, q=8tV=16m/min时,2吊重q=8000kg, 幅度R=13m(1) 吊载Q=(8000+230+60/2)×1.136+(265+60/2)×1.1=9708kgM=9708×13=126204kg.m(2) 风载(包括起重小车、吊钩和吊重)迎风面积A=5.52+1.6×82/3=11.92m2风力:F=11.92×25=298kg=298×13=3874kg.m风扭矩:Tn风力到轨道上平面的力矩:M=298×12=3576kg.m(3) 回转惯性力F=0.002242×(8000+230+265+60)×13=249kg 回转惯性扭矩: T=249×13=3237kg.mn回转惯性力到轨道上平面的力矩:M=249×12=2988kg.m (4)行走惯性力F=0.0106184×(8000+230+265+60)=91kg=91×13=1183kg.m行走惯性扭矩:Tn行走惯性力到轨道上平面的力矩:M=91×12=1092kg.m (四) 风载荷A、工作,垂直风(风向与臂架垂直)臂长jib=13m,垂直风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:14799kg.m B、工作,平行后吹风(风向与臂架平行,与底架平行)臂长jib=13m,后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:11168kg.m C、工作,45︒后吹风(风向与臂架平行,与底架成45︒)臂长jib=13m,45︒后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:12290kg.m D、非工作,平行后吹风(风向与臂架平行)臂长jib=13m,后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:35732kg.mE、非工作,45︒后吹风(风向与臂架平行,与底架成45︒)臂长jib=13m,45︒后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:-39322kg.m 二、载荷汇总MQ100门式起重机各力到轨顶面的载荷汇总如下:非工作,含小车,无系数重力:67930+495=68425kg工作,含小车,无系数重力:67930+495+60+8000=76485kg工作,含小车,有系数重力:1.1⨯67930+9708=84431kg非工作,含小车,无系数重力矩:-63443+2.9⨯495=-62008kg.m工作,含小车,无系数重力矩:-63443+8555⨯13=47772kg.m工作,含小车, 有系数重力矩:-1.1⨯63443+9708⨯13=56417kg.m工作,垂直风力:1650+298=1948kg工作,后吹风力:1422+298=1720kg工作, 45︒后吹风力:1628+298=1926kg非工作, 平行前吹风力:4550+5.52⨯80=4992kg非工作, 45︒前吹风力:5209.6+5.52⨯80=5651kg工作,垂直风力矩:14799+298⨯12=18375kg.m工作, 后吹风力矩:11168+298⨯12=14744kg.m工作, 45︒后吹风力矩:12290+298⨯12=15866kg非工作, 平行前吹风力矩:-(35732+5.52⨯80⨯12)=-41031kg.m 非工作, 45︒前吹风力矩:-(39322+5.52⨯80⨯12)=-44621kg.m 工作,回转惯性力:-142.5+249=106.5kg工作,行走惯性力:721+91=812kg工作,回转惯性力矩:-1971+249⨯12=1017kg.m工作,行走惯性力矩:5378+91⨯12=6470kg.m工作,垂直风力扭矩:146+298⨯12=3722kg工作,回转惯性力扭矩:1457+249⨯12=4445kg.m工作, 行走惯性力扭矩:-679+91⨯12=413kg.m回转离心惯性力忽略不计三、MQ100行走式门式起重机的稳定性计算(一)工作状态下的稳定性稳定力矩(kg.m)3.5m后倾翻边前倾翻边1. 工况:工作、静态、无风(R=13m,Q=8t)回转、行走M前倾=M负荷+M行走=1.5×8000×(13-1.75)+6470 =141470kg.mM前稳/M前倾=181752/141470=1.28>12. 工况:工作、动态、有风(R=13m,Q=8t)回转、后吹风M前倾=M负荷+M行走+M风=1.3×8000×(13-1.75)+6470+14744 =138214kg.mM前稳/M前倾=181752/138214=1.31>13. 工况:工作、动态、突然卸载(R=13m,Q=8t 0)无回转、无行走、风M后倾=M负荷+M风=0.3×8000×(13+1.75)+14744 =50144kg.mM后稳/M后倾=57736/50144=1.15>14. 工况:工作、动态、有风(R=13m,Q=8t)回转、行走、风M前倾=M回转+M行走+M风=1017+6470+18375=25862kg.mM稳=(67930+495+60+8000)×1.75=133849kg.mM稳/M前倾=133849/25862=5.17>15. 工况:工作、动态、无风(R=13m,Q=8t)无回转、无行走、无风 M前倾=1.6×8000×(13-1.75)=144000kg.mM前稳/M前倾=181752/144000=1.26>1(二)非工作状态下的稳定性倾翻边风M倾=1.1M风=1.2×41031=49237kg.mM稳/M倾=57736/49237=1.17>1综上所述:M100行走式门式起重机在工作状态和非工作状态下的稳定性均安全.(三)安装状态下的稳定性(1).后倾翻边M后倾=6458+481+13630-447-57-556-534=18975kg.mM后稳=(67930-1728-320-108-429-10500)×1.75=95979kg.mM后稳/M后倾=95979/18975=5.06>1(2) 装上起重臂(13m臂长时,无配重)M前倾=(63433+230×10) -64155=1578kg.mM前稳=(67930-10500)×1.75=100503kg.mM前稳/M前倾=100503/1578=63.7>1四、M100行走式门式起重机的台车支反力计算1. 工况:工作、45 后吹风(R=13m,Q=8t)、行走、风重力: 84431kg 重力力矩: 56417kg.m回转力矩: 1017kg.m 行走力矩: 6470kg.m风力矩: 15866kg.mRA=(-84431/4)+(56417+15866)/(3.5×2)+6470/(2×3.5)=-5580kgRB=(-84431/4)-1017/(3.5×2)-6470/(2×3.5)=-22238kgRC=(-84431/4)-(56417+15866)/(3.5×2)-6470/(2×3.5)=-36635kgRD=(-84431/4)+1017/(3.5×2)+6470/(2×3.5)=-19978kg2. 工况:非工作、45 前吹风(R=2.9m,Q=0)风重力: 68425kg 重力力矩: -62008kg.m风力矩: 44621kg.mRC=-68425/4+62008/(3.5×2)+44621/(3.5×2)=+4436kgRC为正,故按三点支承计算RA=-62008/(1.75×2)-44621/(1.75×2)=-43085kgRB =RD=-68425/2-62008/(2×1.75×2)-44621/(2×1.75×2)=-55755kgRC=0。
第一章设计出始参数第一节基本参数:起重量PQ=150.000 ( t )跨度S = 20.000 (m )左有效悬臂长ZS1=0.000 (m)左悬臂总长ZS2=1.500 (m)右有效悬臂长YS1=1.500 (m )右悬臂总长YS2=0.770 (m)起升高度H0=20.000 (m)结构工作级别ABJ=5级主起升工作级别ABZ=0级副起升工作级别ABF=5级小车运行工作级别ABX=5级大车运行工作级别ABD=5级主起升速度VZQ=3.4000 (m/min) 副起升速度VFQ=3.4000 (m/min) 小车运行速度VXY=2.4000 (m/min) 大车运行速度VDY=2.4000 (m/min)第二节选用设计参数起升动力系数02=1.20运动冲击系数04=1.10钢材比重R=7.85 t/m'3钢材弹性模量E=2.1*10'5MPa钢丝绳弹性模量Eg=0.85*10'5MPa第三节相关设计参数大车车轮数(个)AH=8大车驱动车轮数(个)QN=4大车车轮直径RM=0.7000(mm)大车轮距L2=11.000 (m)连接螺栓直径MD=0.0360 (m)工作最大风压q1=0/*250*/(N/m'2)非工作风压q2=0/*600*/(N/m'2)第四节设计许用值钢结构材料Q235----B许用正应力[ σ ] I=156Mpa[ σ ] II=175Mpa许用剪应力[ ז ]=124Mpa龙门架许用刚度:主梁垂直许用静刚度:跨中(Y)x~1=S/800=30.00mm悬臂(Y)1=ZS1/700=2.00mm主梁水平许用静刚度:跨中(Y)y~1=S/2000=12.00mm悬臂(Y)1=ZS1/700=2.00mm龙门架纵向静刚度:主梁严小车轨道方向(Y)XG=H/800=16.4mm许用动刚度(f )=1.7H z连接螺栓材料8.8级螺栓许用正应力[ σ ] 1s=210.0Mpa疲劳强度及板屈曲强度依GB3811-83计算许用值选取。
门式起重机计算书型号:MDG起重量:主钩50T 副钩10T跨度:24M有效悬臂:左9M 右9M工作级别:A5容:悬臂刚度强度校核;整机稳定性校核50/10-24M单梁门式起重机计算书起重机主参数及计算简图:计算简图小车自重:G X=.8 KN 主梁自重:G Z=554.1 KN 走台栏杆滑导支架等附件:G F=40.2 KN 桥架自重:1100.54 KN 额定起重量:G E=490 KN支腿折算惯性矩的等值截面刚性支腿折算惯性矩:4103311018.512MM bh BH I ⨯=-=主梁截面惯性矩:410332109.712MM bh BH I ⨯=-=主梁X 向截面抵弯矩:373310087.76MM H bh BH W X ⨯=-=主梁Y 向截面抵弯矩:373310089.56MM Bhb HB W Y ⨯=-=一 .悬臂强度和刚度校核。
Ⅰ. 悬臂刚度校核该门式起重机采用两个刚性支腿,故悬臂端挠度计算按一次超静定龙门架计算简图计算。
)12838(3(232)21++++=K K L L EI C L P P f K式中 C 3:小车轮压合力计算挠度的折算系数 )()(2)32()(23212222113L L L P P b P L L L b P b P C K K ++++-==1.00055K:考虑轮缘参与约束,产生横向推力 927.012=⨯=KL h I I K P 1,P 2:小车轮压 KN G G P P EX 9.321221=+== 代入数值:mmK K L L EI C L P P f K 911.22)12927.083927.08240009000(109.710102.2300055.19000)109.321109.321()12838(3(105233232)21=+⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=++++= 按起重机设计规有效悬臂端的用挠度:mm L f K 7.253509000350][===][f f <结论:综上计算校核,该起重机的悬臂梁的刚度满足起重机械设计规的要求。
MGHY50T18.5—17.5m门式起重机设计计算书郑州宏远路桥起重设备有限公司MGHY50t/24.5-8.5m门式起重机设计计算书一、设计依据:《起重机设计手册》J80版《起重机设计规范》GB3811-83《钢结构设计规范》GBJ17-88《通用门式起重机》GB/T14406-93《起重机安全规程》GB6067-85《起重机试验规范和程序》GB5909-86《起重机车轮技术条件》GB/T6392.2-92二、设计参数:1、门机工作级别A22、整机自重35t3、提升载荷Q=50t4、小车轨距2m5、小车自重Q=5t6、主梁自重Q=18t7、门机运行速度 6.6m/min8、小车运行速度 6.6m/min9、主钩上升速度0.75m/min10、水平载荷Q小车×5‰=2.5t11、风载荷工作风压qⅡ=250N/m2非工作风压qⅢ=800N/m2三、起升滑轮组倍率和速度的计算:为减轻小车自重,选择5T卷扬机,其速度为9m/min,通过滑轮组的传递,降低速度而达到吊重要求。
1、滑轮组倍率的计算:m=Q/p=50/5=10式中Q-吊重,P-钢丝绳自由端的拉力考虑到施工现场电压降等因素,选用上定滑轮5支、下动滑轮6支,以确保50T起重量;故m=12。
2、起升速度的计算:V=v卷/m=9/12=0.75m/min3、钢丝绳相对于绳槽中心线之最大偏角tgυ1=√2R2-h/√h+2a*(R2/R)R2=k*d=0.57*19.5=11.115h=0.3*d=0.3*19.5=5.85a=D0/2=400/2=200R=(k-0.5)*d=(0.57-0.5)*19.5=1.365tgυ1=0.071υ1=0.07o4、卷筒绳槽之螺旋角为tgε=t/(π*D0)=md/(π*D0)=1.2*19.5/(3.14*400)=0.0186ε=0.02o钢丝绳进出卷筒绳槽的最大偏斜角γ1=υ1+ε=0.07o+0.02o=0.09o符合要求。
1 相关计算书1.1 工程概况配置1台10t-17m门式起重机,起重机满载总重37t,均匀分布在4个轮上,理论计算轮压:f=mg/4=37*1.8/4=90.65kN为确保安全起见,按1.5系数将轮压设计值提高到140kN进行设计。
基础梁拟采用500mm*1200mm矩形截面钢筋混凝土条形基础梁,长度根据现场实际情况施工,轨道梁设置在场地持力层上,混凝土强度等级为C25。
基础设计中不考虑轨道与基础的共同受力作用,忽略钢轨承载能力不计,按半无限弹性地基梁进行设计。
1.2 梁的截面特性混凝土梁采用C25混凝土,抗压强度25MPa。
设计采用条形基础,如图所示,轴线至梁底距离:y1=d2=0.52=0.25my2=d−y1=0.5−0.25=0.25m图1.2-1 基础梁截面简图梁的截面惯性矩:I=1/3(by23+by13)=0.0125m4梁的截面抵抗矩:W=Id−y1=0.01250.4−0.25=0.083m3混凝土的弹性模量:E c=2.80×104KN/m2截面刚度:E c I=0.0125∗2.8∗104=350KN/m21.3 按反梁法计算地基的净反力和基础梁的截面弯矩假定基底反力均匀分布,如图所示,每米长度基底反力值为:p =∑F L ⁄=4∗14020∗2+30=8.0KN/m 若根据脚架荷载和基底均布反力,按静定梁计算截面弯矩,则结果表明梁不受脚架端约束可以自有挠曲的情况。
反梁法则把基础梁当成以脚架端为不动支座的三跨不等跨连续梁,当底面作用以均布反力p=8.0kN/m 时,支座反力等于支座左右截面剪力绝对值之和,查《建筑施工计算手册》附表2-16得:l 1=20 q =8.0KN/mn =l 2/l 1=30/20=1.521*ql M φ= 1*ql V φ=////右左V V R +=表1.3-1 三跨不等跨连续梁的弯矩、剪力计算系数表由计算结果可见,支座反力与轮压荷载相比产生不均匀力,将支座不均匀力分布于支座两侧各1/3跨度范围,最终反梁法得到的各截面弯矩小于第一次分配弯矩,故采用Mb 最大值进行配筋验算。
50/10-24M 单梁门式起重机计算书起重机主参数及计算简图:计算简图小车自重:G X =153.8 KN 主梁自重:G Z =554.1 KN 走台栏杆滑导支架等附件:G F =40.2 KN 桥架自重:1100.54 KN 额定起重量:G E=490 KN支腿折算惯性矩的等值截面主梁截面刚性支腿折算惯性矩:4103311018.512MMbhBH I ⨯=-=主梁截面惯性矩:410332109.712MMbhBH I ⨯=-=主梁X 向截面抵弯矩:373310087.76MMHbhBHW X ⨯=-=主梁Y 向截面抵弯矩:373310089.56MMBhbHBW Y ⨯=-=一 .悬臂强度和刚度校核。
Ⅰ. 悬臂刚度校核该门式起重机采用两个刚性支腿,故悬臂端挠度计算按一次超静定龙门架计算简图计算。
)12838(3(232)21++++=K K L L EIC L P P f K式中 C 3:小车轮压合力计算挠度的折算系数 )()(2)32()(23212222113L L L P P b P L L L b P b P C K K ++++-==1.00055K:考虑轮缘参与约束,产生横向推力 927.012=⨯=KL h I I KP 1,P 2:小车轮压 KN G G P P EX 9.321221=+==代入数值:mmK K L L EIC L P P f K911.22)12927.083927.08240009000(109.710102.2300055.19000)109.321109.321()12838(3(105233232)21=+⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=++++=按起重机设计规范有效悬臂端的许用挠度:mm L f K 7.253509000350][===][f f <结论:综上计算校核,该起重机的悬臂梁的刚度满足起重机械设计规范的要求。
Ⅱ.悬臂的强度校核1. 该起重机悬臂的危险截面为支承处截面,满载小车位于悬臂端时该截面受到最大弯曲应力和最大剪应力。
MG40/5t×26m 电动双梁门式起重机设计计算书编制审核设计计算依据及采用标准一.设计计算的依据为合同的技术规范二.设计计算采用的标准为《GB3811-83》起重机设计规范目录一、总图及主要技术参数二、小车部分的配套选型计算三、大车部分的配套选型计算四、稳定性计算五、桥架部分的主梁结构强度、刚度计算六、支腿部分的结构强度计算一、总图及主要技术参数(一)、40/5t×26m门式起作用总图(图1-1)(二)、主要技术参数:1、起重量:40/5t2、跨度:26m3、有效悬臂:6.5m4、起升高度:9/10m5、起升速度 7.5/15.5m/min6、小车运行速度 42m/min7、大车运行速度 36.2m/min7、工作级别:主起升:M3,副起升、大小车运行 :M38、小车轨道型号: 38kgf/m9、小车轨距:2.5m10、起重机自重:109.93t二、小车部分的配套选型计算(一)、机构配套选型1、主起升减速器采用ZQ850减速器,小车运行减速器采立式减速器ZSC600,副起升采用ZQ500。
2、40吊钩采用单钩,40t 吊钩组重1.09t ,倍率m=4 5t 吊钩组重量为0.107t, 倍率m=2。
3、小车采用四只φ400车轮,采用集中驱动,车轮材质为ZG55SiMn 。
(二)、机构选型计算1.主起升设计计算:起重量:40t 工作级别:M3起升静功率:Kw V G Q P j 24.5985.06120105.709.1406120(3=⨯⨯⨯+=⨯+=)()吊钩η选用 YZR315M-10JC40% 75kw n=576r/min合格钢丝绳的最大工作拉力:kgf t m G Q S 4643643.485.04209.1402max ==⨯⨯+=⨯⨯+=η吊钩按GB3811-83 M3 工作级别 钢丝绳的安全系数5,钢丝绳计算选用的最小破断拉力:kgf t S K p 21849)(849.2185.0643.4485.0max max ==⨯=⨯= 选用6W (19)-21.5-155 钢丝绳许用破断拉力为[]kgf p 29200=实际钢丝绳的安全系数[]34.5464385.02920085.0max =⨯=⨯=S p k 合格.选用φ650x2000卷筒传动速比:18.395.7465.05760=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππV m D n i 选用ZQ850-40.17-3CA 减速器[]m kgf M .12000= []Kw P 66= []tf R 23.14=实际起升速度:min /32.7417.4065.05760m m i D n V =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππ 合格减速器输出轴上工作扭矩:。
MG100/32-24-15 A5门式起重机计算说明书1. 主起升机构计算1.1钢丝绳选择根据起重机额定起重量,选择双联起升机构滑轮组倍率为81).钢丝绳最大静拉力: N m G Q S MAX 410956.6t 956.693.0825.31002⨯==⨯⨯+=∙+=滑钩η 2).选择钢丝绳所选钢丝绳的破断拉力应满足:,0F Sn F =≥ n ——安全系数,A5取5KN F 8.34710478.3510956.654,=⨯=⨯⨯=查钢丝绳样本可选用:26NAT6×19W+FC1670 ,其破断拉力kN F 372,0=,,0F F > ,满足要求。
1.2滑轮卷筒计算1).滑轮卷筒最小直径确定为保证钢丝绳具有一定的使用寿命,滑轮卷筒的最小直径应满足:d h D ∙=a.滑轮:D=20×26=520mm, 取630mm (A5,取h=20)b.卷筒:D=18×26=468mm, 取710mm (A5,取h=18)2).卷筒壁厚计算:初选 φ710×3400, δ=22, p=29, 材质:Q235B拉应力,由于L>3D,时安下式进行强度计算: bp u b WM σ≤=max σ mm N M M u ∙⨯=⨯+⨯=+=8272822max 1026.1)1094.4(1016.1M )(扭弯mm N ∙⨯=-⨯⨯==84MAX 1016.1260340010956.62L -L S M 光弯 mm N ∙⨯=⨯⨯==74M A X 1094.471010956.6D S M 扭 3644404101.87106667101.0D )D (1.0mm D W ⨯=-⨯=-=)( MPa b 56.15101.81026.168=⨯⨯=σMPa sbp 5.11722252==σσ ,MPa s 225=σ bp b σσ<压应力计算: cp c pS A A σδσ≤∙=max 1 MPa c 77.81292210956.675.014=⨯⨯⨯⨯=σ MPa scp 1505.12255.1===σσ cp c σσ<稳定性验算:失去稳定性的临界压应力:MPa R P W 5.123552252500525003333=⨯==δ 卷筒壁单位力:MPa Dp S P MAX 76.62971010956.6224=⨯⨯⨯== 稳定系数 5.1~3.185.176.65.12≥===P P K W 卷筒满足要求1.3根据静功率初选电动机(设计手册-铁道部1997,P95) 静功率:kW QV P 696085.010004.3)105.310100(100044=⨯⨯⨯⨯+⨯==η 初选电动机功率:kW QV G P j 2.55698.01000=⨯=∙=ηG —稳态负载平均系数查电动机产品目录,选择电动机YZR315S-10,在JC%=25%,功率N=63Kw,转速n=582r/min1.4减速器的选择起升机构总的传动比: 5.4976.11582===l n n i min /76.11736.04.380r D mV n l =⨯⨯==ππ(卷筒转速) 根据传动比5.49=i ,电机功率N=63Kw,电机转速n=582r/min,中级工作制,从减速器产品目录中选择ZQ1000-48.57,输入功率为65Kw.验算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力a.最大扭矩[]M M M ≤∙∙∙=ηϕi 75.0max 被式中 m N 1034582639550∙=⨯=被M (被M ——电动机额定扭矩) 1.3=ϕ (ϕ——电机最大扭矩倍数 )m N M ∙=⨯⨯⨯⨯=9925085.057.4810341.375.0max[]M ——查减速器样本,其低速轴上的最大短暂容许扭矩[]M =20900Kg.m=209000n.m[]M M ≤maxb.最大径向力 N G S P 444max max 10306.82107.210956.62⨯=⨯+⨯=+=卷 []P ——查减速器样本,其输出轴最大容许径向载荷[]N kg P 51076.117600⨯==⎣⎦P P ≤max减速器满足要求 实际起升速度:min /46.357.488582736.0n D 0m i m V =⨯⨯⨯=∙∙∙=ππ实1.5制动器的选择m N mi D Q K T Z ∙=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=∙≥145857.488285.0736.010)5.3100(75.12402η 从制动器产品目录选择YWZ 4B -400/E80,制动力矩为1600N.m,考虑到机构的重要性,选择2套制动器。
MET(125t+125t)/10t-38m门式起重机计算书目录一、概述 (3)二、计算依据 (4)三、计算荷载及荷载组合 (4)3.1 起重机的分级 (4)3.2 荷载与荷载系数 (4)3.2.1 常规荷载 (4)3.2.2 偶然荷载 (4)3.2.3 特殊荷载 (5)3.3 荷载组合 (5)四、材料和许用应力 (6)五、计算过程及结果 (6)5.1 计算工况 (6)5.2 计算模型 (8)5.3 计算结果 (9)5.3.1 作业工况一 (9)5.3.2 作业工况二 (11)5.3.3 作业工况三 (14)5.3.4 作业工况四 (16)5.3.5 作业工况五 (19)5.3.6 作业工况六 (21)5.4 结论 (23)一、概述本起重机采用门式结构,跨度38m,起吊高度12m,起升额定荷载为125t+125t,另外配备1台10t电动葫芦作为起重副钩,该起重机使用特点是两小车吊点间距为30m(即吊点距刚、柔支腿距离分别为4m)。
门式起重机主要结构为起重大梁、刚性支腿、柔性支腿、2台天车、走行大车。
起重大梁为三角桁架式结构,共2片,单片大梁重约34t 左右,布置间距为2.8m,桁架之间布置3片连接架,两片大梁上布置轨道,天车在两片大梁之间的空间进行作业。
大梁下与支座梁连接,通过螺栓固定,再与两支腿连接,两支腿均采用钢管结构,两个支腿合计11t左右。
本起重机所用材料除销轴为45#钢外,其余均为Q235钢材。
起重机布置见下图:图1-1 门式起重机布置图根据门式起重机使用情况,列出主要作业工况:1、工况一:门式起重机不考虑风载时,提升地面载荷;2、工况二:门式起重机不考虑风载时,悬吊载荷,走行驱动进行正常的加速或减速工作;3、工况三:门式起重机在工作风载作用下,提升地面载荷;4、工况四:门式起重机在工作风载作用下,悬吊载荷,走行驱动进行正常的加速或减速工作;5、工况五:门式起重机在工作风载作用下,静载实验作业;6、工况六:门式起重机在非工作风载作用下,空载抗倾覆情况。
MQ100 门式起重机总体设计计算书(共16页,含封面)XXX机械工程研究所2004年4月一. 总体计算计算原则:MQ100门式起重机设计计算完全按《起重机设计规范》GB3811执行,并参照下列标准进行设计计算:《塔式起重机设计规范》GB/T13752-92 《法国塔式起重机设计规范》NFE52081 工作级别 A 5 利用等级 U 5 起升机构 M 5 变幅机构 M 4 回转机构 M 4 行走机构 M 4 最大幅度 13m最大起重量 8000Kg(一) 基本参数:回转速度 0.7r/min回转制动时间 5s行走速度 12.5/25m/min行走制动时间 6s 回转惯性力()Kg RM M g t Rn F 002242.0.60..25.1=⨯⨯=π回其中 g=9.81 n=0.7r/min t=5s行走惯性力: ()Kg M M g t vF 0106184.0.605.1=⨯⨯=行其中 g=9.81 V=25m/min t=6s(二) 载荷组合:自重力矩、惯性力及扭矩上表中的回转惯性力到轨顶面的力矩总计为:-1971kg.m 上表中的行走惯性力到轨顶面的力矩总计为:5378kg.m(三)起重小车、吊钩和吊重载荷起重小车265kg绳60kg吊钩230kg起升动载系数(起升机构用40RD20):=1.136, q=8tV=16m/min时,2吊重q=8000kg, 幅度R=13m(1) 吊载Q=(8000+230+60/2)×1.136+(265+60/2)×1.1=9708kgM=9708×13=126204kg.m(2) 风载(包括起重小车、吊钩和吊重)迎风面积A=5.52+1.6×82/3=11.92m2风力:F=11.92×25=298kg=298×13=3874kg.m风扭矩:Tn风力到轨道上平面的力矩:M=298×12=3576kg.m(3) 回转惯性力F=0.002242×(8000+230+265+60)×13=249kg=249×13=3237kg.m回转惯性扭矩: Tn回转惯性力到轨道上平面的力矩:M=249×12=2988kg.m (4)行走惯性力F=0.0106184×(8000+230+265+60)=91kg行走惯性扭矩:T=91×13=1183kg.mn行走惯性力到轨道上平面的力矩:M=91×12=1092kg.m(四) 风载荷A、工作,垂直风(风向与臂架垂直)臂长jib=13m,垂直风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:14799kg.mB、工作,平行后吹风(风向与臂架平行,与底架平行)臂长jib=13m,后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:11168kg.mC、工作,45︒后吹风(风向与臂架平行,与底架成45︒)臂长jib=13m,45︒后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:12290kg.mD、非工作,平行后吹风(风向与臂架平行)臂长jib=13m,后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:35732kg.mE、非工作,45︒后吹风(风向与臂架平行,与底架成45︒)臂长jib=13m,45︒后吹风(注:标高均指风力作用点到轨顶面的高度)上表中的风力到轨顶面的力矩总计为:-39322kg.m二、载荷汇总MQ100门式起重机各力到轨顶面的载荷汇总如下:非工作,含小车,无系数重力:67930+495=68425kg工作,含小车,无系数重力:67930+495+60+8000=76485kg工作,含小车,有系数重力:1.1⨯67930+9708=84431kg非工作,含小车,无系数重力矩:-63443+2.9⨯495=-62008kg.m工作,含小车,无系数重力矩:-63443+8555⨯13=47772kg.m工作,含小车, 有系数重力矩:-1.1⨯63443+9708⨯13=56417kg.m工作,垂直风力:1650+298=1948kg工作,后吹风力:1422+298=1720kg工作, 45︒后吹风力:1628+298=1926kg非工作, 平行前吹风力:4550+5.52⨯80=4992kg非工作, 45︒前吹风力:5209.6+5.52⨯80=5651kg工作,垂直风力矩:14799+298⨯12=18375kg.m工作, 后吹风力矩:11168+298⨯12=14744kg.m工作, 45︒后吹风力矩:12290+298⨯12=15866kg非工作, 平行前吹风力矩:-(35732+5.52⨯80⨯12)=-41031kg.m 非工作, 45︒前吹风力矩:-(39322+5.52⨯80⨯12)=-44621kg.m 工作,回转惯性力:-142.5+249=106.5kg工作,行走惯性力:721+91=812kg工作,回转惯性力矩:-1971+249⨯12=1017kg.m工作,行走惯性力矩:5378+91⨯12=6470kg.m工作,垂直风力扭矩:146+298⨯12=3722kg工作,回转惯性力扭矩:1457+249⨯12=4445kg.m工作, 行走惯性力扭矩:-679+91⨯12=413kg.m回转离心惯性力忽略不计三、MQ100行走式门式起重机的稳定性计算(一)工作状态下的稳定性稳定力矩(kg.m)3.5m后倾翻边前倾翻边1. 工况:工作、静态、无风(R=13m,Q=8t)回转、行走M前倾=M负荷+M行走=1.5×8000×(13-1.75)+6470 =141470kg.mM前稳/M前倾=181752/141470=1.28>12. 工况:工作、动态、有风(R=13m,Q=8t)回转、后吹风M前倾=M负荷+M行走+M风=1.3×8000×(13-1.75)+6470+14744 =138214kg.mM前稳/M前倾=181752/138214=1.31>13. 工况:工作、动态、突然卸载(R=13m,Q=8t 0)无回转、无行走、风M后倾=M负荷+M风=0.3×8000×(13+1.75)+14744 =50144kg.mM后稳/M后倾=57736/50144=1.15>14. 工况:工作、动态、有风(R=13m,Q=8t)回转、行走、风M前倾=M回转+M行走+M风=1017+6470+18375=25862kg.mM稳=(67930+495+60+8000)×1.75 =133849kg.mM稳/M前倾=133849/25862=5.17>15. 工况:工作、动态、无风(R=13m,Q=8t)无回转、无行走、无风 M前倾=1.6×8000×(13-1.75)=144000kg.mM前稳/M前倾=181752/144000=1.26>1(二)非工作状态下的稳定性倾翻边风M倾=1.1M风=1.2×41031=49237kg.mM稳/M倾=57736/49237=1.17>1综上所述:M100行走式门式起重机在工作状态和非工作状态下的稳定性均安全.(三)安装状态下的稳定性(1).后倾翻边M后倾=6458+481+13630-447-57-556-534=18975kg.mM后稳=(67930-1728-320-108-429-10500)×1.75=95979kg.mM后稳/M后倾=95979/18975=5.06>1(2) 装上起重臂(13m臂长时,无配重)M前倾=(63433+230×10) -64155=1578kg.mM前稳=(67930-10500)×1.75=100503kg.mM前稳/M前倾=100503/1578=63.7>1四、M100行走式门式起重机的台车支反力计算1. 工况:工作、45 后吹风(R=13m,Q=8t)、行走、风重力: 84431kg 重力力矩: 56417kg.m 回转力矩: 1017kg.m 行走力矩: 6470kg.m风力矩: 15866kg.mRA=(-84431/4)+(56417+15866)/(3.5×2)+6470/(2×3.5)=-5580kgRB=(-84431/4)-1017/(3.5×2)-6470/(2×3.5)=-22238kgRC=(-84431/4)-(56417+15866)/(3.5×2)-6470/(2×3.5)=-36635kgRD=(-84431/4)+1017/(3.5×2)+6470/(2×3.5)=-19978kg2. 工况:非工作、45 前吹风(R=2.9m,Q=0)风重力: 68425kg 重力力矩: -62008kg.m风力矩: 44621kg.mRC=-68425/4+62008/(3.5×2)+44621/(3.5×2)=+4436kgRC为正,故按三点支承计算RA=-62008/(1.75×2)-44621/(1.75×2)=-43085kgRB =RD=-68425/2-62008/(2×1.75×2)-44621/(2×1.75×2)=-55755kgR=0C。
QM5t-14m(+3m)龙门起重机计算书一、概述QM5t-18m(+3m)门式起重机是用于杭州九堡大桥南接线1标钢筋场的小型起重设备,根据实际情况和现场条件采用跨度18米,单边悬臂3米,采用三角形桁架,加工字钢Ⅰ32a主梁组合,小车可沿主梁纵向行走,整机由2组单轨驱动台车支撑,可沿铺设在地面的专用。
本设计主梁跨中按5t(起重量)×14米跨度的规格进行控制设计,悬臂端也为4t(起重量)的规格进行控制,并充分考虑到外部环境对结构的冲击性,拼装的便利性,使用中的特殊要求等。
本设计完全遵循GB3811-2008《起重机设计规范》及其他相关的机械技术条件进行设计计算,所选用的零部件及电气元件等亦完全按照相关的国家标准、部门标准、行业标准、企业标准等要求执行设计。
二、计算依据1、设计参数1)、额定轻重量5t2)、额定起升速度 1.05m/min3)、跨度18米4)、起升高度6米5)、有效悬臂3米6)、小车运行速度1~7 m/min 重载7)整机装机功率8)起重机工作等级2、规范及参考文献1)《起重机设计规范》GB3811-20082)《起重机试验规范和程序》GB9505-863)《起重机机械安全规程》GB6067-854)钢结构设计规范GB50017-20035)钢结构施工及验收规范GB50205-956)通用门吊起重机GB/T14406-937)钢结构焊缝外形尺寸GB10854-898)电气装置安装工程施工及验收规范GB50017-20039)起重设备安装工程施工及验收规范GB50278-983、材料选择主材均选用Q235,主横梁下纵梁采用工字钢Ⅰ28a,上横梁采用工字钢2×L90×8,竖杆采用角钢2×L90×8,竖杆间距1.1米,高度1.5米,斜杆采用L90×8,平联杆采用L63×5,考虑1.5倍安全系数后其性能如下:1)抗拉、抗压和抗弯强度:[σ]=156Mpa2)抗剪强度:[σ]=90Mpa3)绕度[f]=L/400=18000/400=45mm。
MG5028门式起重机设计计算书1、计算依据:GB3811—83 起重机设计规范起重机设计手册2、技术特性:2.1、起重量Q=50t跨距S=28m S1=7m L1=9m起升高度H=18m2.2、工作级别A52.3、最大轮压 230KN起重机总重152t3、载荷:3.1、起升:P=0.5×(ψ2Q+ψ1 G小)=0.5×(1.2×50+1.05×14.4)=37.56t 计3.2、自重:G桥=0.712t/m G小=14.4t G支=6.5t3.3、风载荷:工作风载荷 150N/㎡P W(G小+Q)=CKhqA=1.3×1.39×15×8.3+1.3×1×15×25=713kgP W桥=CKhqA=1.6×1.23×15×2.064=61㎏/mP W支=CKhq A=1.3×1.23×15×24=576㎏P W马=CKhq A=1.3×1.39×15×4=108㎏3.4、大车运行惯性力 V=39m/min a=0.12m/S2ψ5=1.5P H(G小+Q)=ψ5ma=1.5×0.12×64400=1160㎏P H桥=ψ5ma=1.5×0.12×712=12.8㎏/m4、设计截面特性:4.1、主梁F=620㎝2型心Y1 =98.2㎝X1=38.7㎝(至主腹板外侧)JX=3333586㎝4W X=33947㎝3JY=939182㎝4W Y=18167㎝3悬臂截面加4—[16 JX’=4716430㎝4该参数仅计算挠度用4.2、支腿上部截面F=600.8㎝2JX=1080988㎝4W X=24022㎝3 J y=4497222㎝4下部截面F=288.8㎝2J X =319154㎝4 Jy=14922㎝40.72h处J X折=836652㎝4 J y折=2545543㎝4 0.45h处F=429.2㎝2J X =592807㎝4 WX=14033㎝3门架平面内 K= JX主/ JX折·h/s=0.724.3、马鞍梁J X =137733㎝4 WX=10843㎝35、主梁计算:5.1、挠度f Z中=PS3/48E J X主=2.1㎝<[S/800=3.5]P=05(Q+ G小)=32.2tf Z悬=PS12(S+S1)/3E J X主′=1.9㎝<[S1/350=2]f X中=P H+W(Q+G小)/48E J Y主=0.43㎝<[S/2000=1.4]P H+W(Q +G小)=1873kg5.2、强度计算工况小车满载位于跨中:M Z =P计S/4+G桥·S2/8=332.696t-m(大)MX=P H+W(Q+G小)S/4+G桥H+W·S2/8=19.089t-m工况小车满载位于悬臂:M Z ’=P计S1+G桥·S2/2=291.756t-m(小)计算上工况:σ=1.15Mz/W X+ M X/W Y =123.2Mpa <[235/1.33] 1.15为偏轨箱型梁加大系数主梁强度、刚度满足规范要求。
1000t 门式起重机起升机构设计一.主要参数额定起升总重量 Q=1000t起升速度 v=0~0.5 m/min (重载)v=0~1.5 m/min (空载) 起升高度 H max =10m额定起升功率 P=83.3kW二. 结构形式单梁、无小车(起吊位置可调)、四套卷扬,工作级别为M5,电机驱动。
三. 滑轮组的设计1.形式:双联滑轮组。
2.滑轮组倍率:m=22。
3.滑轮组效率:)1(100h h h --=m m (其中0h 为滑轮效率,取0.98) =02.02298.0122´- =81.55%4.钢丝绳的静拉力:21122/)(h h h ´+=z m q Q S (其中q 为吊钩及动滑轮组总重量) =98.098.018155.02222/)401000(´´´´+ =15.1t5.滑轮尺寸:工作滑轮直径D 0≥e.d=20×43=860mm根据计算结果选择直径为900mm 的双幅板压制滑轮。
四. 钢丝绳的设计按选择系数C 确定钢丝绳直径d(mm)S C d = =151000100.0´=38.6mm ()/(17002mm N b =s ) 根据计算结果选择:钢丝绳6W (19)—40—1700GB1102-74。
五. 多层绕钢卷筒的设计1. 卷筒名义直径:D=(e-1)×d=(20-1)×40=760mm根据计算结果取D=800mm 。
2. 卷筒长度:)(1.1'nd D n lp L +=p (其中p ’=1.2d ,l =mH max )=)404800(41000022402.11.1´+´´´´´´p =963.3mm根据计算结果取L=1000mm 。
3. 钢丝绳层数:n=4,p=42钢丝绳的长度=(1000/42)*3.14*0.8*4=239.2m>22*10=220m,满足起升要求。
龙门吊设计计算书(ME50t+50t-38mA3三角桁架龙门吊)计算内容:龙门吊结构计算、龙门吊抗倾覆计算设计人:年月日校核人:年月日审定人:年月日目录龙门吊设计计算书 0一、设计依据 (2)二、主要性能参数 (2)三、龙门吊组成 (2)四、龙门吊结构设计计算 (2)五、龙门吊抗倾覆计算 (7)一、设计依据1、《起重机设计规范》(GB3811-2008);2、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);3、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)4、起重机安装使用说明书、合格证、强度校核计算说明书;5、《特种设备安全法》;二、主要性能参数三、龙门吊组成四、龙门吊结构设计计算(一)提升小车(1)主要性能参数(2)起升机构计算已知:起重能力Q静=Q+W吊具=50t+1t=51t粗选:单卷扬,倍率m=10,滚动轴承滑轮组,效率η=0.91。
见《起重机设计手册》表3-2-11,P223。
则钢丝绳自由端静拉力S:S=QJ静/(η×m)=51/(0.91×10)=5.6t,选择一台8t卷扬机。
钢丝绳破断拉力总和∑t:∑t= S ×n/k=2.8×5/0.82=17t,选择钢丝绳:6×37—22—1570,GB8918-2006。
(二)C型主梁(以单根主梁分析)(1)计算载荷①额定起重量:Q1=500kN ②吊具自重:Q2=10kN③天车自重:Q3=65kN ④C型主梁自重:q=3.6kN/m(2)载荷系数:冲击系数:k1=1.1((GB3811-2008《起重机设计规范》P13)动载系数:k2=1.05 (GB3811-2008《起重机设计规范》P11)安全系数:[K]=1.22(3)载荷组合:P=1.1*(500+75)*0.5=316.25kN(4)计算参考数值:C型主梁截面技术特性:[σ]=215MPa E=2.1×105MPa [τ]=145MPa [f]=1/500 (5)内力计算(按最不利工况计算)①最大弯矩:计算简图M = 0.25PL+0.125qL2= 0.25×316.25×24+0.125×3.6×382= 2547.3 kN•m②强度校核:(以上弦计算)σx =Mx/Wx=2547.3×106/20924483=121 MPa安全系数:K=[σ]/σx=215/121=1.7 >[K]=1.22③刚度校核:f max =PL3/48EIx+5qL4/384EIx=316250×380003/(48×2.1×106×21944893353)+5×3.6×380004/(384×2.1×106×21944893353)=10mm<[f]=38000/500=76mm④剪力校核:(最不利工况)Q max =316.25KN A下=12960mm2τmax=1.5 Q max / A下=1.5×316.25×103/12960=37Mpa≤[τ]=145Mpa 验算结果:C型主梁强度、刚度、剪力均符合使用要求。
双梁门式起重机设计计算书(75.0吨18.0米)太原科蓝数据技术有限公司2009年04月20日目录第一章设计初始参数-------------------------------------1 第一节基本参数--------------------------------------1 第二节选用设计参数----------------------------------1 第三节相关设计参数----------------------------------1 第四节设计许用值参数--------------------------------1 第二章起重机小车设计-----------------------------------3 第一节小车设计参数---------------------------------3 第二节设计计算(详见桥吊计算书)-------------------3 第三章门机钢结构部分设计计算---------------------------4 第一节结构型式、尺寸及计算截面---------------------4一、门机正面型式及尺寸---------------------------4二、门机支承架型式及尺寸-------------------------4三、各截面尺寸及几何特性-------------------------5第二节载荷及其组合---------------------------------7一、垂直作用载荷---------------------------------7二、水平作用载荷---------------------------------8三、载荷组合-----------------------------------12第三节龙门架强度设计计算---------------------------13一、主梁内力计算---------------------------------13二、主梁应力校核计算-----------------------------17三、疲劳强度设计计算-----------------------------19四、主梁腹板局部稳定校核-------------------------20五、主梁整体稳定性-----------------------------22六、上盖板局部弯曲应力---------------------------22第四节龙门架刚度设计计算---------------------------25一、主梁垂直静刚度计算---------------------------25二、主梁水平静刚度计算---------------------------26三、门架纵向静刚度计算---------------------------27四、主梁动刚度计算-------------------------------27第五节支承架强度设计计算---------------------------29一、垂直载荷作用下,马鞍横梁跨中截面内力计算-----29二、水平载荷作用下,马鞍横梁跨中截面内力计算-----35三、支承架各截面内力及应力-----------------------40第六节支承架刚度设计计算---------------------------45一、垂直载荷作用下,支承架的小车轨顶处位移-------45二、水平载荷作用下,支承架的小车轨顶处位移-------49第七节支腿整体稳定性计算---------------------------58 第八节连接螺栓强度计算-----------------------------60一、马鞍立柱下截面或上端梁截面的螺栓强度---------60二、支腿下截面螺栓强度计算-----------------------62 第四章大车运行机构设计计算-----------------------------65 第一节设计相关参数及运行机构形式--------------------65一. 设计相关参数---------------------------------65二. 运行机构型式---------------------------------65第二节运行支撑装置计算------------------------------66一. 轮压计算-------------------------------------66二. 车轮踏面疲劳强度校核-------------------------66三. 车轮踏面静强度校核---------------------------67第三节运行阻力计算----------------------------------67一. 摩擦阻力计算---------------------------------67二. 风阻力计算-----------------------------------68三. 总静阻力计算---------------------------------68第四节驱动机构计算----------------------------------69一. 初选电动机-----------------------------------69二. 选联轴器-------------------------------------69三. 选减速器-------------------------------------70四. 电机验算-------------------------------------70第五节安全装置计算----------------------------------71一. 选制动器-------------------------------------71二. 防风抗滑验算---------------------------------72三. 选缓冲器-------------------------------------72 第五章整机性能验算-------------------------------------74 第一节倾翻稳定性计算-------------------------------74一、稳定力矩-------------------------------------74二、倾翻力矩-------------------------------------74三、各工况倾翻稳定性计算-------------------------75第二节轮压计算-------------------------------------75一、最大静轮压-----------------------------------75一、最小静轮压-----------------------------------75第一章设计初始参数第一节基本参数:起重量 PQ=75.000 (t)跨度 S=18.000 (m)左有效悬臂长 ZS1=4.000 (m)左悬臂总长 ZS2=6.000 (m)右有效悬臂长 YS1=4.000 (m)右悬臂总长 YS2=6.000 (m)起升高度 H0=15.000 (m)结构工作级别 ABJ=5级主起升工作级别 ABZ=5级副起升工作级别 ABF=5级小车运行工作级别 ABX=5级大车运行工作级别 ABD=5级主起升速度 VZQ=5.000 (m/min)副起升速度 VFQ=9.280 (m/min)小车运行速度 VXY=38.500 (m/min)大车运行速度 VDY=32.100 (m/min)第二节选用设计参数起升动力系数 O2=1.20运行冲击系数 O4=1.10钢材比重 R=7.85 t/m^3钢材弹性模量 E=2.1*10^5MPa钢丝绳弹性模量 Eg=0.85*10^5MPa第三节相关设计参数大车车轮数(个) AH=8大车驱动车轮数(个)QN=4大车车轮直径 RM=0.800 (m)大车轮距 L2=9.000 (m)连接螺栓直径 MD=0.0240 (m)工作最大风压 q1=0/* 250 */ (N/m^2) 非工作风压 q2=0/* 600 */ (N/m^2)第四节设计许用值:钢结构材料Q235─A许用正应力〔σ〕I=156Mpa〔σ〕II=175Mpa许用剪应力〔τ〕=124Mpa龙门架许用刚度:主梁垂直许用静刚度:跨中〔Y〕x~l=S/800=22.50mm;悬臂〔Y〕l=ZS1/360=11.11mm;主梁水平许用静刚度:跨中〔Y〕y~l=S/2000=9.00mm;悬臂〔Y〕l=ZS1/700=5.71mm;龙门架纵向静刚度:主梁沿小车轨道方向〔Y〕XG=H/800=19.1mm;许用动刚度〔f〕=2.0Hz;连接螺栓材料 8.8级螺栓许用正应力〔σ〕ls=210.0Mpa;疲劳强度及板屈曲强度依GB3811-83计算许用值选取。
双梁通用门式起重机MLH10T28M 设计计算书目录一、产品用途……………………………………………………………二、主要技术参数………………………………………………………三、设计计算校核………………………………………………………1.主梁设计………………………………………………………2.支腿设计校核…………………………………………………3.上下横梁设计校核…………………………………………………4.起重机刚度设计校核………………………………………………5.起重机拱度设计校核………………………………………6.减速电机的选用………………………………………设计计算校核:一、产品用途门式起重机是广泛用于工厂、建筑工地、铁路货场、码头仓库等处的重要装卸设备,按其用途不同,分为通用门式起重机,造船门式起重机和集装箱门式起重机。
本产品为双梁门式起重机,为应用最广的一种。
二、主要技术参数项目名称主要技术参数备注安全起重量10T跨距28m起升高度9m起重机等级A5起升机构等级M4起升速度5/0.83m/min大车速度32m/min 变频无级调速小车速度20m/min 变频无级调速起重机桥架质量32T起重机控制室内地面操作总功率23KW主梁形式箱形梁焊接表面处理要求抛丸处理小车质量0.7T最大轮压140KN控制电压48V电源380V/50Hz三.设计计算校核(一).主梁计算主梁的截面高度取决于强度、刚度条件,一般取h=(121~141)L=2333.3~ 2000主梁计算的最不利工况为:起重机带载(小车在任意位置)运行起、制动并发生偏斜的情况。
主梁承受的载荷有:结构重量,小车载荷,起升或运行冲击力,运行惯性力,偏斜侧向力。
1.载荷与内力主梁承受垂直载荷与水平载荷,应分别计算。
A ,垂直平面主梁在垂直平面内的计算模型应按门式起重机的各种工况分析确定。
当门式起重机静止工作时,由于超静定门架的刚性支腿下端有水平约束,而使主梁减载、支腿加载;当门式起重机带载运行工作时,却能明显地减小超静定门架支腿下端的水平约束,甚至降低到零,这时主梁受载最大。
因此,应取简支梁计算模型。
对门式起重机的静定门架,不管其工况如何,主梁始终为简支梁模型。
(1)载荷1)主梁自重载荷——自重载荷可参照相近的结构估算,也可根据预选的主梁截面推算,已知一根主梁质量m G =21070kg ,则一根主梁的单位重量(N/m )F g =lL gm G 2 =7101.5N/m 小车轨道重量 F g =m g g=24×9.81=235.4N/m 主梁的均布载荷Fq=Fq ’+Fg=7336.9N/m 2)小车集中载荷 小车轮压根据提升机构和运行机构的设计布置,近似看成吊钩铅垂线中心通过小车中心O ,小车重心也在O 点,l 1=400mm ,l 2=400mm 计算小车轮压:提升载荷为 P Q =(m Q +m 0)g=99081N 小车重量为 P Gx =m x g=6867N 满载小车的静轮压为P j1=0.5P Q (1-l 1/b )+ P Gx ×l 2/2b=26487N P j2=0.5P Q l 1/b+ 0.5P Gx (1-l 2/b )=26487N ΣP= P j1+P j2=52974N 空载小车轮压为P 1’=0.5 m 0g (1-l 1/b )+ P Gx ×l 2/2b=1717NP 2’=0.5 m 0gl 1/b+ 0.5P Gx (1-l 2/b )=1717N3)冲击力——自重载荷与小车载荷还应考虑起重机工作时的动力效应。
起升冲击系数——φ1=1.1起升动载系数——φ2=1+0.7Vq=1+0.7×5/60=1.0583运行冲击系数——φ4=1.1+0.058v d h =1.1+0.058×32/60=1.130 (h=1mm )统一取较大值φ4=1.13通常根据运行速度可以查表得到φ4 的值为1.0综上所述:φ4 =1.0(2)内力小车位于跨中央对主梁产生的垂直弯矩M cv=φ4(842LFPL q+∑)=1089834.2B.水平平面主梁在水平平面内采取一侧与支腿铰接另一侧与支腿刚接的简支梁模型,以便传递偏斜侧向力产生的力偶作用,这种模型计算最简单,(1)载荷主梁在是水平面内承受大车运行起、制动产生的惯性载荷和偏斜侧向力作用。
1)大车运行起、制动的惯性力——大车运行起、制动时由结构自重和小车质量产生的水平惯性力,与大车主动轮的轮数及其分布有关,因:主动轮数为全部轮数的一半且分配与下横梁的四角,所以结构或小车的惯性力分别取为各自重量的101一根主梁的惯性力P Gg=20669.7N大,小车都是4各车轮,其中主动轮各占一半,按车轮打滑条件确定大,一根主梁上小车的惯性力为P xg =ΣP/2×7=52974/14=3783.9N大车运行起、制动惯性力为(一根主梁上)P H=ΣP/2×7=52974/14=3783.9NF H=Fq/2×7=524.1N/m()()主梁跨端设备惯性力影响小,忽略2)偏斜运行侧向力门式起重机偏斜运动时,大车轮的轮缘与轨道侧面接触而产生水平侧向力。
通常侧向力仅作用在一侧支腿架底部,一根主梁的重量为PG=m Q g=206696.7N一根端梁单位长度的重量为F q1=kρAg=1.5×7850×0.026×9.81N/m=3003.3N/m一根端梁的重量为P=F B=3003.3×5.9N=17761.5N(1)满载小车在主梁跨中央左侧端梁总静轮压按下图计算P R1=0.5(P Q+P Gx)+0.5(2P G) +P Gd=277432.2N由L/B0的数值可查得λ=0.175侧向力为P s1=0.5P R1λ=24275.3N(2)满载小车在主梁左端极限位置左侧端梁总静轮压为P R2=(P Q +P Gx )(1-e 1/L )+0.5(2P G )+P Gd=224458.4N侧向力为P s2=0.5P R2λ=19640.1N (2)内力 1)垂直载荷计算大车传动侧得主梁,在固定载荷与移动载荷作用下,主梁按简支梁计算,如图所示11固定载荷作用下主梁跨中的弯矩为 Mq=φ4(F q L 2/8+P Gj d 1/2)=1(8287336.92 +8829×265.0)=721885.6N 跨端剪切力为F qc ≈φ4(0.5 F q L +P Gj )=1×(0.5×7336.9×28+8829) =111546N移动载荷作用下主梁的内力a.满载小车在跨中。
跨中E点弯距为M p=φ4ΣP(L-b1)2/4L轮压合力ΣP与左轮的距离为b1=b/2=0.45m则M p=52974×(28-0.45)2 /4×28=358995N·m跨中E点剪切力为F p≈0.5φ4ΣP(1-b1/L)=26061.39N跨中内扭矩为T n=0.5(φ4T P+T H)=23176.1·mb。
满载小车在跨端极限位置。
小车左轮距梁端距离为c1=e1-l1=0.263m跨端剪切力为FPC=φ4ΣP(L-b1-c1)/L=51719.7N跨端内扭矩为Tn1=(φ4Tp+TH)(1-e1/L)=46055.9N主梁跨中总弯矩为Mx=Mq+MP=1080880.6N·m主梁跨端总剪切力(支承力)为FR=FC=FqC+FPC=163265.7Ny2yx12)水平载荷a.水平惯性载荷。
在水平载荷PH作用下,桥架按刚架计算。
因箱形主梁与端梁连接面较宽,应取两主梁轴线间距K'代替原小车轨距K构成先的水平刚架,这样比较符合实际,于是K'=K+2x1= 2+2×0.225=2.450000mb=0.5K' =1.225ma=0.5(B0-K‘)=2.1375m水平刚架计算模型如下图所示:①小车在跨中。
刚度的计算系数为r1=1+2abI1/[3(a+b)LI2] =1.0232跨中水平弯矩与单梁计算相同M H=17670.8N·m跨中水平剪切力为F PH≈0.5P H=3153.5N跨中轴力为N H=(a-b)(F H L2/12+P H L)/abr1=-23681.4/r1②小车在跨端。
跨端水平剪切力为F‘CH=FHL/2+P H(1-e1/L)=6334.6N2)偏斜侧向力。
在偏斜侧向力作用下,桥架也按水平刚架分析这时,计算系数为r S=1+K‘I1/3LI2=1.0654①小车在跨中。
侧向力为P S1=8681.96N超前力为P W1= P S1B0/L=3307.4N端梁中点的轴力为N d1=0.5 P W1=1653.7N端梁中点的水平剪切力为F d1=1450.52N主梁跨中的水平弯矩为M S=221.2N·m主梁轴力为N S1=7231.44N主梁跨中总的水平弯矩为M y=17892 N·m同理小车在跨端时的应力也能计算出来:侧向力P s2=13246.6N超前力P W2=5046N端梁中点的轴力为N d2=2523N端梁中点的水平剪切力为F d2=2213.1N主梁跨端的水平弯矩为M cs= P s2a+F d2b=13583.8 N·m主梁跨端的水平剪切力为F cs= P w2- N d2=0.5 P w2=2523N主梁跨端总的水平剪切力为F cH= F’cH +F cs=8857.6N小车在跨端时,主梁跨中水平弯矩与惯性载荷下的水平弯矩组合值较小,不需计算。
2.强度需计算主梁跨中截面危险点的强度(1)主腹板上边缘点的应力主腹板边至轨顶距离为h y=107+5=112mm主腹板边的局部压力应为σm=32.22Mpa垂直弯矩产生的应力为σ01= M x y/I x=58.4MPa水平弯矩产生的应力为σ02=M y x1/I y=1.58MPa惯性载荷与侧向力对主梁产生的轴向力较小且作用方向相反,应力很小,故不计算主梁上翼缘板的静矩为S y=1654800mm3主腹板上边的切应力为τ=1.25Mpa该点的折算应力为σ0=σ01+σ02=59.98Mpaσ=σ02+σm2-σ0σm+3τ2 =51.96 Mpa<[σ]II=259Mpa同理校核其他危险点,其应力也都小于许用应力(2)主梁跨端的切应力主梁跨端截面变小,为便与大,端梁连接,取腹板高度等于端梁Gj FqE Gjd1高度h d=1300mm,跨端只需计算切应力a)主腹板。
承受垂直剪力F c及扭矩T n1,故主腹板中点切应力为τ=37.13Mpa<[τ]II=150Mpa副腹板中两切应力反向,可不计算b)翼缘板。