100t 龍門吊設(shè)計畢業(yè)論文.doc

江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）100t 龍門吊設(shè)計畢業(yè)論文第一章 緒論1.1 學(xué)術(shù)背景及其理論與實際意義1.1.1 學(xué)術(shù)背景及其理論起重機械是用來對物料進行其重、運輸和安裝作業(yè)的機械。它與我們的生活密切 相關(guān)，它能減輕體力勞動，提高工作效率、實現(xiàn)安全生產(chǎn)的傳統(tǒng)而重要的輔助機械。 且起重機在工廠、礦山、車站、港口、建筑工地、倉庫、水電站等多個領(lǐng)域和部門中 得到了廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴大、特別是現(xiàn)代化、專業(yè)化生產(chǎn)的要求各種 專門用途的起重機相繼產(chǎn)生，許多重要的部門中，它不僅是生產(chǎn)過程中的輔助機械， 它的發(fā)展對國民經(jīng)濟建設(shè)起著積極的促進作用。起重機械是一種循環(huán)的、間歇動作的、短程搬運物料的機械，一個工作循環(huán)一般 包括上料、運送、卸料及回到原位的過程。起重機工作時，各機構(gòu)經(jīng)常是處于起動、 制動以及正向、反向等相互交替的運動狀態(tài)之中。在高層建筑、冶金、華工及電站等建設(shè)施工中，需要吊裝和搬運的工程量日益增 多，其中不少組合件的吊裝和搬運重量達(dá)幾百噸。因此，必須選用一些大型起重機進 行諸如鍋爐及廠房設(shè)備的吊裝工作。在道路、橋梁和水利電力等建設(shè)施工中，起重機的使用范圍更是極為廣泛。無論 是裝卸設(shè)備器材，吊裝廠房構(gòu)件、安裝電站設(shè)備、吊運澆筑混凝土、摸板、開挖礦渣 及其他建筑材料等，均需使用起重機，尤其是水電工程施工，不但工程規(guī)模浩大，而 且地理條件特殊，施工季節(jié)性強，工程本身有很復(fù)雜，需要吊裝搬運的設(shè)備、建筑材 料量大品種多，所需要的起重機種類和數(shù)量就更多。二十世紀(jì)以來，由于鋼鐵、機械制造業(yè)和鐵路、港口及交通運輸業(yè)的發(fā)展，促進 了起重運輸機械的發(fā)展。對起重運輸機械的性能也提出了更高的要求?，F(xiàn)代起重運輸 機械擔(dān)當(dāng)著繁重的物料搬運任務(wù)，是工廠、鐵路、港口及其他部門實現(xiàn)物料搬運機械 化的關(guān)鍵。因而起重機的金屬結(jié)構(gòu)都用優(yōu)質(zhì)鋼材制造，并用焊接代替柳接，不僅簡化 了結(jié)構(gòu)，縮短了工期，而且大大地減輕了自重，焊接結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代金屬結(jié)構(gòu)的特征。我國是應(yīng)用起重機械最早的國家之一，古代我們祖先采用杠桿幾轆轤取水，就是 用起重設(shè)備節(jié)省人力的列子。幾千年的封建統(tǒng)治年代，工業(yè)得不到發(fā)展，我國自行設(shè)6計制造的起重機很少，絕大多數(shù)起重運輸設(shè)備主要依靠進口。解放以后，隨著冶金、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，起重運輸機械，獲得了飛速的發(fā)展，全國剛解放就建立了全國最大 的大連起重機械廠，1949 年 10 月，在該廠試制成功我國第一臺起重量為 50 噸、 跨度為 22.5m 的橋式起重機。為培養(yǎng)起重運輸機械專業(yè)的專門人才，在上海交通大 學(xué)等多所高等工業(yè)學(xué)校中，創(chuàng)辦了起重運輸機械專業(yè)。到目前為止，我國通用門式類型起重機和工程起重機（汽車起重機、輪胎起重機、 塔式起重機）已從過去的仿制渡到了自行設(shè)計制造的階段。有些機種和產(chǎn)品，無論從 結(jié)構(gòu)形式，還是性能指標(biāo)都達(dá)到了較高水平。1.1.2 實際意義我國起重運輸機械行業(yè)從上世紀(jì)五六十年代開始建立并逐步發(fā)展壯大，并已形 成了各種門類的產(chǎn)品范圍和龐大的企業(yè)群體，服務(wù)于國民經(jīng)濟各行各業(yè)。隨著我國 經(jīng)濟的快速發(fā)展，起重運輸機械制造業(yè)也取得了長足的進步。2005 年起重運輸機 械行業(yè)銷售額達(dá)到 1272 億元，“十五”期間平均每年增長超過 30，2006 年依然 保持著持續(xù)增長的態(tài)勢，目前的市場前景非常好。70 年代以來，起重機的類型、規(guī)格、性能和技術(shù)水平獲得了很大的發(fā)展，除 了滿足國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)對起重機日益增長的需要外，還向國外出口各種類型的高性 能、高水平的起重機。由此可見，起重機的設(shè)計制造，從一個側(cè)面反映了一個國家 的工業(yè)現(xiàn)代化水平。1.2 研究現(xiàn)狀及存在問題上個世紀(jì) 70 年代以來，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機械無論在品種及質(zhì)量 上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是國家加大基礎(chǔ)工程建 設(shè)規(guī)劃的實施，建設(shè)工程規(guī)模日益擴大，起重安裝工程量越來越大，需要吊裝和搬運 的結(jié)構(gòu)件和機器設(shè)備的重量也越來越大，特別是大型水電站、石油、化工、路橋、冶 煉、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進了起重機、特別 是大型起重機的發(fā)展，起重機的設(shè)計制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機的使用頻率、起重量的增大，對其安全性能、經(jīng)濟性能、效率及耐久 性等問題，也越來越引起人們的重視，并對設(shè)計理念、方法及手段的探討也日趨深入: 由于在起重機設(shè)計中采取常規(guī)設(shè)計方法時，許多構(gòu)件存在不合理性，進而影響整個設(shè)備性能。計算機技術(shù)的應(yīng)用在很大范圍內(nèi)解決了起重機的設(shè)計問題，尤其是有限 元分析方法與計算機技術(shù)的結(jié)合，為起重機結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強力的有效手段， 在實際工程已日益普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單獨構(gòu)件轉(zhuǎn)變到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體 空間分析。2.1 選題意義第二章 設(shè)計任務(wù)說明隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是國家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)規(guī)劃的實施，建設(shè)工程規(guī)模日益擴大，起重安裝工程量越來越大，需要吊裝和搬運的結(jié)構(gòu)件和機器設(shè)備 的重量也越來越大，且對起重機的安全性能、效率及耐久性的要求愈來愈高。按照 普遍的構(gòu)造形式，及造橋用龍門吊應(yīng)滿足工藝性好、通用性好及機構(gòu)安裝檢修方便， 以便加快施工速度，縮短施工周期的特點，龍門架采用箱形雙梁結(jié)構(gòu)，支腿分別采 用剛性支腿和柔性支腿，這種結(jié)構(gòu)能夠比較處理好功能和技術(shù)的要求。通過這次100t 龍門吊設(shè)計，了解鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本過程，鞏固大學(xué)四年以來所學(xué)的專業(yè)知 識，為以后工作堅固的基礎(chǔ)。2.2 設(shè)計任務(wù)本次畢業(yè)設(shè)計題目為 100t 龍門吊設(shè)計，工程概況：三環(huán)高架橋，全長 600M，24 跨，每跨為 25M 預(yù)制箱梁。梁板預(yù)制場位于三環(huán)高架橋的小樁號路基上，梁板 最大重量 77 噸。龍門吊的主要設(shè)計參數(shù)為：跨度 50 m 、最大起升高度 35 m 、主起升為 100 t 、副起升 60 t 。工作狀態(tài)風(fēng)壓：w0=0.25 kN/m2，非工作狀態(tài)風(fēng)2壓：w0=1.0 kN/m。要求：（a）、簡化結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，荷載計算，設(shè)計和驗算各主要構(gòu)件；（b）、繪制一定量的特征節(jié)點的施工圖；（c）、所有圖紙均用 AUTOCAD 軟件繪制； 根據(jù)設(shè)計要求作出起重機的立面圖，剖面圖。立面圖主要表達(dá)起重機的造型，各部分的高度及尺寸。剖面圖應(yīng)表達(dá)出起重機的結(jié)構(gòu)情況，構(gòu)件的組成情況。 設(shè)計說明應(yīng)著重表達(dá)自己的設(shè)計意圖，滿足使用功能要求的措施。 龍門吊應(yīng)力計算。起升機構(gòu)設(shè)計計算，包括鋼絲繩的計算、電動機的選擇和校核。 小車機構(gòu)設(shè)計計算、減速器以及鏈傳動計算、大車運行計算。2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)的主要現(xiàn)行設(shè)計及施工規(guī)范（1）.起重機設(shè)計規(guī)范（GB3811-83）（2）.起重機安全規(guī)程（GB6067-85）（3）.通用門式起重機（GB/T14406-93）（4）.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500172003）（5）.起重設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范（JBJ31-96）第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書3 . 1型式及主要技術(shù)參數(shù)3.1.1型式箱形雙梁門式起重機，由一個兩根箱形主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙 梁橋架，在 橋架上運行起重小車，可起吊和水平搬運各類物件。箱形雙梁結(jié)構(gòu) 具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機構(gòu)安裝檢修方便等一系列優(yōu)點。他 的主要組成部分有小車（主、副起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)和小車架）、橋架（主 梁）、大車運行機構(gòu)和電氣設(shè)備。3.1.2主要技術(shù)參數(shù)起重量 ： 主鉤Q主 = 250 t ，副鉤Q副 =60 t ； 跨度 ： L = 50 m ；起升高度 ： H =35 m；工作制度 ：主起升 ：中級 副起升 ：中級 小車運行 ：中級 大車運行 ：中級工作速度 ：主起升速度 ： v = 4.5 m/min ； 副起升速度 ： v = 4.5 m/min ；小車運行速度 ： v = 24 m/min ； 大車運行速度 ： v = 24 m/min ；小車軌距 ： 2 m ；3 . 2起重小車的計算3.2.1主起升機構(gòu)的計算1 . 主要參數(shù)起重量 ：Q主 = 250 t工作類型 ： 中級 ；最大起升高度 ：H =35 m；起升速度 ： v = 4.5 m/min 。2 . 鋼絲繩的選擇 ： 根據(jù)起重機的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機構(gòu)滑輪組倍率為 4 。（1）.鋼絲繩所受最大靜拉力 ：9S maxQG鉤2m組式中Q 額定起重量，Q = 50000 kg ；G鉤 釣鉤組的重量，G鉤 =8400 kg ；m 滑輪組倍率，m = 4 ；組 滑輪組效率 ， 組 = 0.98 。500008400S max24 0.987449 kg（2）鋼絲繩的選擇 ：所選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足 ：S繩S maxn繩；而S繩a S絲n繩 鋼絲繩安全系數(shù) ，對中級中級工作類型n繩 = 5.5由上式可得 SS maxn繩74495.5絲a0.85=48199 kg根據(jù) S絲 查鋼絲繩產(chǎn)品可選用：鋼絲繩 6 19 28 170 （ GB1102 74 ） ， S絲因 S絲 42648 kg ，滿足要求。3 . 滑輪、卷筒的計算= 49250 kg ，（1）. 滑輪、卷筒最小直徑的確定為確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑（自繩槽底部算起 的直徑） 應(yīng)滿足D(e1)d 繩式中e 系數(shù)，對中級工作類型的門式起重機，取 e =25所以 D（25-1）28 = 672 mm 。 取卷筒直徑和滑輪直徑為 D = 700 mm。（2）. 卷筒長度和厚度計算L雙（2 L0L1L2） L光 Hm而Lmaxn lD00式中H max 最大起升高度， H max =35 m ；n 鋼絲繩安全圈數(shù) ，n 1.5 ，取 n = 2 ；t 繩槽節(jié)距 ，t =d 繩 （2 4） = 30 34，取 t = 32 mm ；L1、L2 空余部分和固定鋼絲繩所需要的長度，L1 = L2 =3t ；D0 卷筒的計算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計算），D0Dd 繩 = 700 + 28 =728 mm ；L光 卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏斜角度確定：L光L32 H min * tg (a 2 )其中L3 吊鉤滑輪組位于繩槽中心線之間的距離，L3 = 415 mm ；H min 當(dāng)?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時，卷筒軸和滑輪軸之間的距離， H min =1300 mm ；a2 卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對與鉛垂線的允許偏斜角 a25o 6o ，取tga2tg 6o0.1 。L光4152 13000.1155 mm4 . 根據(jù)靜功率初選電動機主起升機構(gòu)靜功率計算：QGVN靜6120 0式中0 起升機構(gòu)的總效率，0組 筒 傳= 0.980.980.95 =0.91QGVN靜(1000008400)4.568KW6120 061200.91初選電動機功率NK電N 靜式中K電 起升機構(gòu)按靜功率初選電動機的系數(shù) ， JZR2 型電動機，取K電 = 0.85。N0.85 6857.8KW查電動機產(chǎn)品目錄，選擇較接近的電動機 JZR2 6310。在 JC%=25% ，功率N = 60 KW，轉(zhuǎn)速 n = 680 轉(zhuǎn)/分，最大轉(zhuǎn)矩倍率= 3.48 ，電動機轉(zhuǎn)子飛輪矩電GD 214.89 kg/m 2 。主起升機構(gòu)靜功率計算 ：QGVN靜(600008400)4.550KW6120 061200.91初選電動機功率 ：N0.85 5042.5KW查電動機產(chǎn)品目錄，選擇較接近的電動機 JZR2 6310。在 JC%=25% ，功率N= 60 KW，轉(zhuǎn)速 n = 680 轉(zhuǎn)/分，最大轉(zhuǎn)矩倍率= 3.48 ，電動機轉(zhuǎn)子飛輪矩18電GD 214.89 kg/m 2 。5 . 減速器的選擇（1）.起升機構(gòu)總的傳動比 ：in電n卷6807.87486.4根據(jù)傳動比 i= 86.4 ，電動機功率 N = 60 KW ，電動機轉(zhuǎn)速 n = 680轉(zhuǎn)/分，工作類型中級，從減速器產(chǎn)品目錄，選用 A850-V-2-16+開式減速器， 傳動比 i= 88.3 ，輸入減速器功率為 40 KW 。（2）.驗算減速器被動軸的最大扭矩及最大徑向力最大扭矩的驗算：M max0.75* M 額 * i *M式中M 額 電動機的額定扭矩， M 額 = 97560 / 680 = 86 kg*m ；i傳動比 ，i= 88.3 ；電動機至減速器被動軸的傳動效率，=0.94 ；電動機最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，=3.48 ；M 減速器低速軸上的最大短暫允許扭矩，M =19610kg*m 。M max0.753.48 8688.30.9418631kg * mMM（3）實際起升速度驗算：實際起升速度為 ：VD0 n3.140.7286804.4m / min實際m i4 88.3要求起升速度偏差應(yīng)小于 15%。VVV實際4.54.42.2%15%V4.5滿足要求。6. 起動時間與起動平均加速度的驗算（1）.起動時間的驗算1（QM起t0.97G）v 2nK （GD 2GD 2）（s）5M 平起靜 n0375電聯(lián) 式中M 平起 電動機的平均啟動力矩， M 平起1.6M 額= 1.686 = 137.6 kg*mM 靜 電動機軸上的靜力矩，(QG)D1084000.728 0 M靜114.755kg m2 m i024 88.60.9111084000.0752680t起137.6114.755 0.9756800.913751.2 （14.89）=1.46 s符合起動時間在 1 2 s 之間。（2）.起動加速度的驗算平av0.075t起1.460.051m / s 2根據(jù)起重機設(shè)計手冊表 8-13 規(guī)定 a平0.2m / s 2 ，所以起重機的平均加速度符合要求。（3）.電動機起動可靠性的驗算 對中級工作類型的起升機構(gòu)應(yīng)滿足下式 ：M必平器1.5M 靜M式中平器必 電動機必須發(fā)出的平均起動力矩，MMmax 必起 平器minM起2起其中M max電動機的最大起動力矩，起額M maxM=3.48 86 =299.3kg*m ；Mmin起電動機必須發(fā)出的最大起動力矩，Mmin起1.1M 靜 ；Mmin起1.1114.755126.231kg mM必 平器起1.5M min299.31.5126.2312126.231212.765kg m189.347kg mM必平器1.5M 靜，滿足要求 。3.2.2副起升機構(gòu)的計算1 . 主要參數(shù)起重量 ：Q主 = 60 t工作類型 ： 中級 ；最大起升高度 ：H =35 m； 起升速度 ： v = 4.5 m/min 。2 . 鋼絲繩的選擇 ： 根據(jù)起重機的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機構(gòu)滑輪組倍率為 4 。（1）.鋼絲繩所受最大靜拉力 ：S maxQG鉤2m組式中Q 額定起重量，Q = 60000 kg ；G鉤 釣鉤組的重量，G鉤 =6200 kg ；m 滑輪組倍率，m = 4 ；組 滑輪組效率 ， 組 = 0.98 。600006200S max（2）鋼絲繩的選擇 ：24 0.988444 kg所選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足 ：S繩S maxn繩；而S繩a S絲n繩 鋼絲繩安全系數(shù) ，對中級中級工作類型n繩 = 5.5由上式可得 SS maxn繩84445.5絲a0.85=54638 kg根據(jù) S絲 查鋼絲繩產(chǎn)品可選用：鋼 絲 繩 6 19 28 185 （ GB1102 74 ） ， S絲=57950kg ， 因 S絲 42648 kg ，滿足要求。3 . 滑輪、卷筒的計算（1）. 滑輪、卷筒最小直徑的確定為確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑（自繩槽底部算起的直徑）應(yīng)滿足D(e1)d 繩式中e 系數(shù)，對中級工作類型的門式起重機，取 e =25所以 D（25-1）28 = 672 mm 。 取卷筒直徑和滑輪直徑為 D = 700 mm。（2）. 卷筒長度和厚度計算L雙（2 L0L1L2） L光 Hm而Lmaxn lD00式中H max 最大起升高度， H max =35 m ；n 鋼絲繩安全圈數(shù) ，n 1.5 ，取 n = 2 ；t 繩槽節(jié)距 ，t =d 繩 （2 4） = 30 34，取 t = 32mm ；L1、L2 空余部分和固定鋼絲繩所需要的長度，L1 = L2 =3t ；D0 卷筒的計算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計算），D0Dd 繩 = 700 + 28 =728 mm ；L光 卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏斜角度確定：L光L32 H min * tg (a 2 )其中L3 吊鉤滑輪組位于繩槽中心線之間的距離，L3 = 415 mm ；H min 當(dāng)?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時，卷筒軸和滑輪軸之間的距離， H min =1300 mm ；a2 卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對與鉛垂線的允許偏斜角 a25o 6o ，取tga2tg 6o0.1 。L光4152 13000.1155 mmL0 卷筒半邊的繩槽部分的長度， 350004L2 201264mm0 3.14728卷筒長度 L雙 =2（1264 +220）+155 = 2763 mm ，取 L雙 =2800mm（3）.卷筒轉(zhuǎn)速V m n卷D04.43.1440.7287.874轉(zhuǎn)/ min4 . 根據(jù)靜功率初選電動機主起升機構(gòu)靜功率計算：N 靜QGV6120 0式中0 起升機構(gòu)的總效率，0組 筒 傳= 0.980.980.95 =0.91QGVN靜(600006200)4.550KW6120 061200.91初選電動機功率NK電N 靜式中K電 起升機構(gòu)按靜功率初選電動機的系數(shù) ， JZR2 型電動機，取K電 = 0.85。 N0.85 5042.5KW查電動機產(chǎn)品目錄，選擇較接近的電動機 JZR2 6210。在 JC%=25% ，功率N= 45 KW，轉(zhuǎn)速 n = 580 轉(zhuǎn)/分，最大轉(zhuǎn)矩倍率= 3.16 ，電動機轉(zhuǎn)子飛輪矩電GD 212.27 kg/m 2 。5 . 減速器的選擇（1）.起升機構(gòu)總的傳動比 ：in電n卷5807.87473.7根據(jù)傳動比 i= 86.4 ，電動機功率 N = 60 KW ，電動機轉(zhuǎn)速 n = 680 轉(zhuǎn)/分，工作類型中級，從減速器產(chǎn)品目錄，選用 A850-V-2-16+開式減速器， 傳動比 i= 88.3 ，輸入減速器功率為 40 KW 。（2）.驗算減速器被動軸的最大扭矩及最大徑向力最大扭矩的驗算：M max0.75* M 額 * i *M式中M 額 電動機的額定扭矩，M 額 = 97560 / 580 = 100.9 kg*m ；i傳動比 ，i= 88.3 ；電動機至減速器被動軸的傳動效率，=0.94 ；電動機最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，=3.16 ；M 減速器低速軸上的最大短暫允許扭矩，M =21600kg*mM max0.753.16100.988.30.9419848.5kg * mMM（3）實際起升速度驗算：實際起升速度為 ：VD0 n3.140.7285803.9m / min實際m i4 88.3要求起升速度偏差應(yīng)小于 15%。VVV實際4.53.913.3%15%V4.5滿足要求。6. 起動時間與起動平均加速度的驗算（1）.起動時間的驗算1（QM起t0.97G）v 2nK （GD 2GD 2）（s）5M 平起靜 n0375電聯(lián) 式中M 平起 電動機的平均啟動力矩， M 平起1.6M 額= 1.6100.9 = 161.4 kg*mM 靜 電動機軸上的靜力矩，(QG)D662000.728 0 M靜69.81kg m2 m i024 88.60.911t起161.469.81 0.975662005800.07520.915803751.2 （12.27）=1.78 s符合起動時間在 1 2 s 之間。（2）.起動加速度的驗算平av0.075t起1.780.042m / s 2根據(jù)起重機設(shè)計手冊表 8-13 規(guī)定 a平0.2m / s 2 ，所以起重機的平均加速度符合要求。（3）.電動機起動可靠性的驗算 對中級工作類型的起升機構(gòu)應(yīng)滿足下式 ：M必平器1.5M 靜M式中平器必 電動機必須發(fā)出的平均起動力矩，MMmax 必起 平器min起M2起其中M max電動機的最大起動力矩，起額M maxM=3.48 100.9 =351.113kg*m ；Mmin起電動機必須發(fā)出的最大起動力矩，Mmin起1.1M 靜 ；Mmin起1.169.8176.79kg mM必351.113平器276.79213.952kg m1.5M 靜1.569.81104.715kg mM必平器1.5M 靜，滿足要求。3 .3 龍門吊金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計計算3.3.1 主梁設(shè)計計算主梁結(jié)構(gòu)采用箱形雙主梁結(jié)構(gòu)形式，箱形橋架見簡圖：1.主要設(shè)計參數(shù)圖 31主梁結(jié)構(gòu)形式起重量 ： 主鉤Q主 = 250 t ，副鉤Q副 =60 t ；跨度 ： L = 50 m ； 起升高度 ： H =35 m ； 工作制度 ：中級 ； 小車輪距 ： a = 3 m ；2. 載荷計算1）. 起升荷載：PQ2式中：2 為其升載荷動載系數(shù)，其計算公式為：21cv1g ( 0y0 )c 操作系數(shù)；c=0.5 ；v 額定其升速度， v = 4.5 m/min；0 在額定載荷作用下，下滑輪組對上滑輪組的位移量， 00.0029H，H 為起升高度，0 = 0.002935=0.1015m ；y0 在額定載荷作用下，物品懸掛處的結(jié)構(gòu)靜變位值（單位：m）， y0 =L800500008000.0625m ；19結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù)：=1m1 (y0m2y0) 2 ；0m1 物品懸掛處的折算質(zhì)量（單位：kg）， m1 =0.5590.3 / 9.8 + （8.4+6.2）= 44.72t；m 2 額定起升質(zhì)量（單位：kg）， m 2 =160t；=144.72 (71.4) 21.0510.51604.571.4101.511.032601.059.8(0.10150.0714)PQ 額定起重量（含吊具），吊具總重（1.6732+1.852）9.8= 50.9KNPQ =1609.8+50.9=1618.9KN起升載荷 PQ21618.91.031667.5KNP小車 小車自重引起的輪壓，小車的軌距 b=3m；上小車自重： P上8.49.882.32KN下小車自重：P1下6.29.860.76KN滿載時小車引起的輪壓為：P1(P小車PQ2 ) / 4(82.3260.761618.91.03) / 4452.65KN2）. 主梁自重載荷PG * 11QC( 25 2a)2 3自重：PG 3 L3 (1) 3E 式中： Q 額定起重量，Q = 160 9.8=1568 KN；C2 小車輪壓轉(zhuǎn)化為跨中載荷計算撓度的換算系數(shù)，C2 =1.08 ；鋼材單位容積重量， =78.5KN/m 3 ；29腹板總厚度，E鋼的彈性模數(shù)；0.018 20.036m ； 1609.88001.080.036 ( 2151 )2 3GP 3 3 50 378.5(10.25) 3 2.1E8 = 952.4KN1 起升沖擊系數(shù) 0.9 1 1.1 ，取1 = 1.0 ；PG *1 = 952.41.0 =952.4KN主梁均布載荷為：qG總GLG總PGG軌G電管G其他952.4式中：G總 單根主梁的重量，G總476.2KN ；2G軌 主梁軌道的重量，G軌12.96KN ；G電管 主梁上附有電纜鋼管的重量，G電管6.4KN ；G其他 主梁上一些其他小物件如接線盒等，G其他3.8KN ；L 跨度， L = 50 m；G總q梁L3）.水平慣性載荷476.212.96506.43.810.0KN / mPHMma式中：M考慮起重機驅(qū)動力突加或突變時，對金屬結(jié)構(gòu)的動力影響，通常取 M = 1.5；m結(jié)構(gòu)、小車或吊重的質(zhì)量（kg）， m結(jié)構(gòu)2952.4（1+0.4）/9.8=136.1t ，m小車8.46.21605.198179.8t2a 加速度， a小車 =0.13 m/s； a大車 =0.16 m/s小車制動時，產(chǎn)生的水平載荷：PH小1.5150.70.13226.2KN大車制動時，產(chǎn)生的水平載荷：PH大 _ 梁1.52600.1662.4KN4）.風(fēng)載荷 PWPW =CK h qA式中， C 風(fēng)力系數(shù)，由起重機設(shè)計規(guī)范 GB3811-2005表5-6 插值得 C = 1.54 ；K h 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，工作狀態(tài)時 K h =1，非工作狀a h 態(tài)時 K h = ，由起重機設(shè)計規(guī)范知 K h =1.53； 10 q風(fēng)壓，工作狀態(tài)時q工作250 N/m 2，非工作狀q非工作1000 N/m 2A迎風(fēng)面積，吊重物的迎風(fēng)面積為 45m 2 （起重機設(shè)計規(guī)范 GB3811-2005附表 E.5），A 正 = A1+A2，由a/h=1800/2400=0.75，取=0.3，故 A = 353.6 + 353.60.3+4.232/2 = 276.2 m 2吊重引起的風(fēng)載荷為：工作狀態(tài)時PW =CK h qA1.541.532504526.5KN非工作狀態(tài)時PW =CK h qA1.541.53100045側(cè)面：106KN工作狀態(tài)時PW =CK h qA1.541.53250105.4562.1KN非工作狀態(tài)時PW =CK h qA1.541.531000105.45迎面：248.5KN工作狀態(tài)時PW _ 梁 =CK h qA1.541.53250209=123.1KN非工作狀態(tài)時PW _ 梁 =CK h qA1.541.531000241.9=492.5KN5）. 起重機偏斜運行時對龍門結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加載荷Ps P2式中側(cè)向力系數(shù)， L B504.2 由起重機金屬結(jié)構(gòu)12表 3-6，得=0.156B為大車輪距，B= 12 m； P 起重機產(chǎn)生側(cè)向力一側(cè)的輪壓之和，不考慮沖擊系數(shù)和動力系數(shù)， P =（1618.9+82.32+60.76）/4 = 881KN；0.1566）. 地震載荷Ps P2881268.7 KN根據(jù)我國幾次大地震后，起重機金屬結(jié)構(gòu)均未遭到破壞的實際情況，在起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計中可不考慮地震力對結(jié)構(gòu)的影響。3內(nèi)力計算 各載荷作用下的彎矩和剪力圖如下表。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和滿載小車位于支腿處。表 3.1內(nèi)力計算計算項目計算簡圖及內(nèi)力圖內(nèi)力值A(chǔ). 梁自 重載荷q梁引 起的內(nèi)力9.99計算簡圖彎矩圖（單位：KNm）剪力圖（單位：KN）跨中：M=3125 KN mL=3m 處：ql 210 9M=22=45 KN m支座處： V = -250KN L=3m 處： V = -220KNB. 滿載 時小車 輪壓 P（跨 中）引 起的內(nèi) 力計算簡圖B. 滿載 時小車 輪壓 P（跨 中）引 起的內(nèi) 力彎矩圖（單位：KNm）剪力圖（單位：KN）跨中：M=10637.3 KN m支座處：V = -479.8KNC. 滿載 時小車 輪壓 P（支座 處）計算簡圖彎矩圖（單位：KNm）跨中：M=678.8 KN mL=3m 處：M=1276.5 KN m支座處：V = -425.5KN計算 項目計算簡圖及內(nèi)力圖內(nèi)力值C. 滿 載 時 小 車 輪壓 P（ 支 座 處）剪力圖（單位：KN）D. 風(fēng) 載 荷作qw梁用 下 引 起的 內(nèi) 力（迎面）彎矩圖 xy 面內(nèi)（單位：KNm）剪力圖 xy 面（單位：KN）跨中：M Y=756.3KN m支座處：VY = -12.8KN.E. 大 車 制動PH梁引 起 的 內(nèi)力（沿主梁 長 度 方向）彎矩圖 xy 面內(nèi)（單位：KNm）跨中：M Y=390.63KN m支座處：VY = -31.3KN計算項目計算簡圖及內(nèi)力圖內(nèi)力值E. 大 車 制動PH梁引 起 的 內(nèi)力（沿主梁 長 度 方向）剪力圖 xy 面內(nèi)（單位：KN）F. 小 車 制 動 時 的 水 平 慣 性 力PH 引起 的內(nèi)力計算簡圖彎矩圖（單位：KNm）跨中： M=3958.5KN m支座處：V = 171.1KN計 算 項目計算簡圖及內(nèi)力圖內(nèi)力值F. 小 車 制 動 時 的 水 平 慣 性 力PH 引起 的內(nèi)力剪力圖（單位：KN）4. 主梁截面初選設(shè)單主梁截面初步尺寸為：3000mm、上翼緣板寬 1000mm、下翼緣板寬1000mm、 上下翼緣板厚 24mm、腹板厚 18mm。如圖：圖 3 2 主梁結(jié)構(gòu)圖主梁截面面積：A= 181624 mm 2yC =1500mm慣性矩計算： Ix = 2.3325E11mm 4Iy = 0.35583E11mm 4I X截面模量：WxyC2.3326E111500192617671mm3yWI XyC65772643mm3H300011L5000016.720H3000b0880b0880L50000h029520183.41561643.51602705 . 載荷組合1）. 工況 1： 大車不動，吊重起升離地（疲勞和強度計算）。 跨中或端支座為危險截面處，：. A + B跨中彎矩最大：M x312510637.2813762.3KN mQ425.5KN.A + CL=3m 處彎矩最大：M1032 / 21276.51321.5KN mQ-220 +（-398.3）= -618.3KN則Mxmax13762.3KN mQ425.5 KN2）. 工況 2：大車不動，小車運行至跨中或支座