1、門式起重機MG100(32)-24-15A5設計計算書.(DOC)門式起重機MG100(32)-24-15A5設計計算書.(DOC)32/32門式起重機MG100(32)-24-15A5設計計算書.(DOC)MG100/32-24-15A5門式起重機計算說明書主起升機構計算1.1鋼絲繩選擇根據起重機額定起重量，選擇雙聯起升機構滑輪組倍率為81）.鋼絲繩最大靜拉力：SMAXQG鉤1003.56.956t6.956104N2m滑280.932）.選擇鋼絲繩所選鋼絲繩的破斷拉力應知足：F0SnF,n安全系數，A5取5F,6.95610453.478105347.8KN查鋼絲繩樣本可采用：26NAT6

2、19W+FC1670其,破斷拉力F0,372kNF0,F,知足要求。1.2滑輪卷筒計算1）.滑輪卷筒最小直徑確定為保證鋼絲繩擁有一定的使用壽命，滑輪卷筒的最小直徑應知足：hd滑輪：D=2026=520mm,取630mm(A5,取h=20)卷筒：D=1826=468mm,取710mm(A5,取h=18)2）.卷筒壁厚計算：初選7103400，=22,p=29,材質：Q235B拉應力，由于L3D,時安下式進行強度計算：MumaxbpbWMumax22（1.1682107)21.26108NmmM彎M扭10）(4.94M彎SMAXL-L光6.9561043400601.16108Nmm22M扭SMA

3、XD6.9561047104.94107Nmm0.1(D4D04)0.1（71046664）8.11063WD710mm1.2610815.56MPab1068.11s225，s225MPabp117.5MPa22bbp壓應力計算：cA1ASmaxcppc10.756.95610481.77MPa2229s225cp1.5150MPa1.5ccp穩定性驗算：失去穩定性的臨界壓應力：322312.5MPaPW5250052500R33553卷筒壁單位力：P2SMAX26.9561046.76MPaDp71029穩定系數PW12.51.851.31.5K6.76P卷筒知足要求1.3根據靜功率初選電

4、動機（設計手冊-鐵道部1997，P95）靜功率：PQV(1001043.5104)3.4kW100010000.856069初選電動機功率：PjQV0.86955.2kWG1000G穩態負載平均系數查電動機產品目錄，選擇電動機YZR315S-10,在JC%=25%，功率N=63Kw,轉速n=582r/min1.4減速器的選擇起升機構總的傳動比：n58249.5i11.76nlmV83.411.76r/min（卷筒轉速）nlD00.736根據傳動比i49.5,電機功率N=63Kw,電機轉速n=582r/min,中級工作制，2從減速器產品目錄中選擇ZQ1000-48.57，輸入功率為65Kw.驗算

5、減速器被動軸的最大扭矩及最大徑向力最大扭矩Mmax0.75M被iM式中M被9550631034Nm（M被電動機額定扭矩）5823.1（電機最大扭矩倍數）Mmax0.753.1103448.570.8599250Nm查減速器樣本，其低速軸上的最大短暫容許扭矩M=20900Kg.m=209000n.mMmaxMb.最大徑向力PmaxG卷6.9561042.71048.306104NSmax22查減速器樣本，其輸出軸最大容許徑向載荷P17600kg1.76105NPmaxP減速器知足要求實際起升速度：V實D0n0.7365823.46m/minmi848.571.5制動器的選擇TZK2QD01.75

6、(1003.5)1040.7360.851458Nm2mi2848.57從制動器產品目錄選擇YWZ4B-400/E80,制動力矩為1600N.m,考慮到機構的重要性，選擇2套制動器。副起升機構計算副起升機構為32t,借用標準雙梁QD32t起升機構，該臺副起升機構不再計算。小車運行機構計算3.1電機選擇）.運行阻力計算：a.小車滿載運行時的最大摩擦阻力3Fm(QG)(1003.5)104291040.0111.46104N小車滿載運行時的最大坡度阻力FP(QG)i(1003.529)1040.0020.265104N小車滿載運行時的最大靜阻力FjFmFp1.461040.2651041.7251

7、04N2）.滿載運行時電機靜功率pjFjv1.72510415.4kW1000n10000.91604.9選擇電動機：NK電N靜1.24.85.76kWK電功率增大系數，取1.2查電動機產品目錄，選擇電動機YZE132M-65.5kW3.2減速器選擇nD1000630128.5i100015.41000v0選擇三合一減速器：KD12-Y132M-6,傳動比i=122.48,服務系數f=1.95,承載功率5.5Kw,輸出轉速7.8r/min3.3實際運行速度nvD7.863015.4m/minv0大車運行機構計算4.1車輪直徑確實定一般車輪直徑主要根據疲勞計算的強度采用，其計算公式為PC=（2P

8、max+Pmin）/3P計算：Pmax=41.5t=415KNPmin=12.5t=125KNPC=(2415+125)/3=318.3KN門式起重常采用圓弧頂軌道（QU100），軌道踏面與軌頂見呈點接觸，最大許用輪壓P計算式：2RP=k23c1c2式中：k2與材料抗壓強度b有關的許用點接觸應力常數，車輪材質采用ZG50SiMn，其b=735Mpa，取k2=0.181R曲率半徑，取車輪曲率半徑與軌道曲率半徑之大值，取軌道R=450mmm由軌道曲率半徑與車輪曲率半徑之比（r/R）決定的系數，4r/R=300/450=0.67，取m=0.46c1軌道系數，取c1=1.07v=18m/minc2工作

9、級別系數，取c2=1.0A5P=0.18450231.071.0402.9KN0.46PCP，采用630車輪知足要求4.2運行機構計算1）運行靜阻力PjPmPpPw起重機滿載運行時的最大靜阻力Pm=（Q+G）2f+d/DK附=（100104125104）20.80.015130/6001.52.0104N滿載運行最大坡阻力PpK（QG）412544=風=0.001()=c.滿載運行時最大風阻力P風CKhqAC風力系數，取1.3Kh風壓高度變化系數，取1.25風振系數=1.0q計算風壓q=100N/m2迎風面積，A=93m2Pw=1.31.251.010093=1.51104Pj=2.0104+

10、0.225104+1.51104=3.735104N2初選電動機Pjv3.73510418N3.03KW61200m612000.94選擇電機N=K增.N靜K增取1.2N=3.031.2=3.645取電機功率4KW6級4.3減速器nD1000600i6000104.76000v018/60選三合一減速機KD10Y132M164KW傳動比i=100.75使用系數f=2.0，承載功率4KW，輸出轉速9.5r/min4.4實際運行速度n9.53.140.617.9m/minvDn05.金屬結構計算5.1主梁計算5.1.1主梁內力解析根據起重機設計手冊，對龍門起重機的主梁進行計算時，主梁按靜定簡圖計算

11、為最不利工況。計算簡圖如下作用于龍門起重機主梁的計算載荷可按其方向分為垂直載荷和水平載荷.垂直載荷引起的主梁內力移動載荷引起的主梁內力作用在主梁上的移動載荷即小車自重和起升載荷引起的小車輪壓。一個箱形主梁上的總的小車輪壓，按下式計算iGxciQRn式中Gxc-起重小車自重，Gxc=29t=2.9104NQ起升載荷，Q=100t=100104N6i沖擊系數，i=1=1.1i動力系數，i=2=1.23.461210.5609.（80.030.0435）n橋架主梁的根數，雙主梁取n=2則：R1.12.91041.210010461.6104N2固定載荷引起的主梁內力）均布固定載荷引起的主梁內力qG1

12、.1191048.7N/mmL024000b）水平載荷引起的主梁內力c）起重機偏斜運行是龍門機構產生的附加載荷.PPs2式中側向力系數，=0.13P起重機產生側向力一側與有效軸距有關的相應車輪靜輪壓之和，即P=41t2=82tPs0.13821045.33104N2側向力產生的彎矩：MysPs5.33104107005.7108Nm主梁彎矩計算龍門起重機主梁的危險截面一般是小車位于跨中時的跨中截面.1）由固定載荷及移動載荷在主梁計算截面引起的彎矩.固定載荷引起的主梁彎矩MqqL28.72400026.26108Nmm88移動載荷引起的主梁彎矩(Lb)2(240003000)2MRR24232.

13、48108mm4L61.610424000N由固定載荷及移動載荷在跨中共同引起的彎矩MxMqMR6.2610832.4810838.48108Nmm72）由大車制動慣性載荷、風載荷和水平側向力在主梁計算截面引起的彎矩：大車制動產生的水平慣性載荷和彎矩PH5ma1.5ma式中5考慮到起重機驅動力突加或突變時對金屬結構的動力效應，取5=1.5根據大車運行速度v=18m/min，查表得a=0.085m/s2，那么小車慣性矩和垂直力之比為：1.5a1.50.0850.013g9.8大車運行機構的水平慣性力對主梁跨中截面的水平彎矩為：My1（RLqL2）0.0148(61.6104240008.7240

14、002)0.01484.32107N.mm）風載荷引起的水平力PwCKhPaA1.31.251.0100450.73104N式中A45m2風載荷在主梁截面產生的彎矩：My2qL20.731042400022.19107Nmm8824000式中PwqL）由大車制動慣性載荷、風載荷、大車側向力共同引起的彎矩：MyMy1My2My3=（4.32+2.19+57/2）107=35.01107N.mm5.1.3主梁強度計算主梁截面特性：8面積：F=61200mm4慣性矩：Ix3.45108mm4Iy7.243109mm4抗彎系數：WX3.763107mm3Wy1.61107mm4靜面矩：Sx2.1210

15、7mm3滿載小車位于跨中：=（MxMy）1.15WxMy=1.15(38.4810835.01107)3.7631071.61107142N/mm22352176N/mm得滿載使用要求主梁靜剛度校核.擁有兩個剛度支腿的龍門起重機，小車位于跨中是靜撓度按簡支梁計算（P1P2）L3fC2f48EI式中：C2將小車輪壓用他們作用于跨中的協力代替計算撓度獲得換算系數P129.25tP236.27ta11.705ma21.295m9C2P1（1a1）【3（1a12P2（1a2）【3（1a22）】）】4R2L42LR2L42L29.25（11.705）【3（11.705236.27（11.295）【3（1

16、1.2952）】）】465.52224422465.522244224=4(0.11+0.136)=0.984f65.521042400030.98426mm2.11053.455101048f=24000/800=30mmff主梁靜剛度合格支腿計算支腿各截面計算特性大端：截面積：A=88224mm2截面慣性矩：Ix1.3671010mm4Iy5.1561010mm4抗彎模數：Wx3.232107mm3WY4.388107mm3靜面矩：Sx1.69107mm3小端：截面積：A=36880mm2截面慣性矩：Ix8.469109mm4Iy2.064109mm4抗彎模數：Wx1.415107mm3W

17、Y7.766106mm30.45h處：截面積：A=63488mm210截面慣性矩：Ix1.3781010mm4Iy1.6681010mm4抗彎模數：Wx2.65107mm3WY2.255107mm30.72h處：截面積：A=75792mm2截面慣性矩：Ix1.4161010mm4Iy3.1071010mm4抗彎模數：Wx3.0107mm3WY3.248107mm37.1內力解析對于擁有兩個剛性支腿的龍門起重機支腿按一次超靜定龍門架箱體進行內力計算，不帶懸臂的龍門起重機小車最近一條支腿處為計算龍門起重機支腿內力的最不利工況。內力計算分龍門架平面和支腿平面兩種情況議論。7.1.1龍門架平面支腿內力

18、計算由起升載荷和小車自重載荷引起的內力11VBR(1L0)61.6104(11903)56.72104NL24000HR3L0(LL0)61.6104231903(240001903)1.85104N2hL(2K3)1360024000(21.7133)式中支腿抗彎剛度比KI2h3.3181010175501.713I1L1.416101024000MQcMDHh1.85104136002.516108Nmmb.由小車慣性力引起的內力.VAVBPHXhL513600=1.5108.5104N式中：PHC5ma1.51.291060.0781.5105NHAHB1PHX11.51057.5104

19、N22MxcMDHAh8.51041360011.56108Nmm由支腿風載荷引起的支腿內力PwckhaA=1.31.251.027=46.875qWPW3.23103N/mm13600Mwc1qwh223.2310313600222.98105NmmMD012由起升載荷、自重載荷引起的支腿垂直載荷VA及內力支反力：VAR（1L0）1GL2=61.6104(11.90)11.11910424267.15104N抗拉力：VA67.15104Htan77.5tan14.887104N軸向力：NVA2H2=(67.15104)2(14.887104)268.78104N支腿自重：qz8104NMQz

20、VAGZaHh2=67.1510430008104300014.887104136002=1.1108Nmm風載荷引起的內力：pwCKhaA=1.31.251.048=78NqAh2MW2=15.7351031360022=5.3105Nmm式中qAPW5.735104N/mm1360013大車制動慣性力引起的內力PH5ma1.5ma=1.52250000.0852.87104NMpHPAh2.87104136003.9108Nmm由運行側向力PS引起的支腿內力McSh5.33104136007.25108Nmm門架平面共同彎矩MQXMQcMxcMwc=2.51610811.561082.98

21、10514.08108Nmm支腿平面共同彎矩MZMQZMwzMHzMC=1.11085.31053.91087.2510812.26108Nmm8.支腿強度計算在龍門架平面內，支腿上端為危險截面，在支腿平面內，支腿下端為危險截面，其危險截面的強度校核如下：MAW式中許用應力折減系數，根據支腿柔度hrmin由軸壓穩定系數表查取11.132，m0.7，z2rmin為支腿截面的最小慣性半徑，14rminIx5.1561010A764.5m88224rzmIx1.4151010A36880619.4mmm1.1320.713600764.514.1查表得0.98z1.132213600619.449.

22、7查表得0.988.1強度驗算（支腿上端為危險截面）MNMNWyWxF14.0810812.2610868.781044.3881073.2321078822477.81N/mm2176N/mm21.33驗算合格9.支腿整體穩定性校核取距支腿小端0.45h處截面NMxMy（X1.32213600，取0.79）AWyWx66.246568.781047.741086.51080.79634882.2551072.6510772.56N/mm210.穩定性驗算（0.45h處截面）門架平面彎矩：a.起升載荷：M11.8510474801.384108Nmmb.小車：M28.410474806.358108Nmmc.風載荷:M30.53.23103748029.04104Nmm總彎矩：M0.45hM1M2M37.74108Nmm15支腿平面：起升載荷：M167.1510416508104300014.88710474801.14108Nmm15.7352b.風載荷：M2103748021.6105Nmm2c.大車制動慣性載荷：M32.8710474802.15108Nmmd.側向力引起的載荷：M45.3310460203.2108Nmm總彎矩：M0.45h6.5108Nmm11.地