畢業(yè)設(shè)計(jì)100t

1、第一章 緒論1.1 學(xué)術(shù)背景及其理論與實(shí)際意義1.1.1 學(xué)術(shù)背景及其理論起重機(jī)械是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行其重、運(yùn)輸和安裝作業(yè)的機(jī)械。它與我們的生活密切 相關(guān)，它能減輕體力勞動(dòng)，提高工作效率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的傳統(tǒng)而重要的輔助機(jī)械。 且起重機(jī)在工廠、礦山、車(chē)站、港口、建筑工地、倉(cāng)庫(kù)、水電站等多個(gè)領(lǐng)域和部門(mén)中 得到了廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大、特別是現(xiàn)代化、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的要求各種 專(zhuān)門(mén)用途的起重機(jī)相繼產(chǎn)生，許多重要的部門(mén)中，它不僅是生產(chǎn)過(guò)程中的輔助機(jī)械， 它的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。起重機(jī)械是一種循環(huán)的、間歇?jiǎng)幼鞯摹⒍坛贪徇\(yùn)物料的機(jī)械，一個(gè)工作循環(huán)一般 包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過(guò)程

2、。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常是處于起動(dòng)、 制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)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(yùn)的工程量日益增 多，其中不少組合件的吊裝和搬運(yùn)重量達(dá)幾百?lài)?。因此，必須選用一些大型起重機(jī)進(jìn) 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(jī)的使用范圍更是極為廣泛。無(wú)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(yùn)澆筑混凝土、摸板、開(kāi)挖礦渣 及其他建筑材料等，均需使用起重機(jī)，尤其是水電工程施工，不但工程規(guī)模浩大，而 且地理?xiàng)l件特殊，施工季節(jié)性強(qiáng)，工程本身有很復(fù)雜，需要吊裝搬運(yùn)的設(shè)備、建筑材 料量大品種多，所需要的起重機(jī)種類(lèi)和數(shù)

3、量就更多。二十世紀(jì)以來(lái)，由于鋼鐵、機(jī)械制造業(yè)和鐵路、港口及交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，促進(jìn) 了起重運(yùn)輸機(jī)械的發(fā)展。對(duì)起重運(yùn)輸機(jī)械的性能也提出了更高的要求。現(xiàn)代起重運(yùn)輸 機(jī)械擔(dān)當(dāng)著繁重的物料搬運(yùn)任務(wù)，是工廠、鐵路、港口及其他部門(mén)實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)機(jī)械 化的關(guān)鍵。因而起重機(jī)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(jiǎn)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(guó)是應(yīng)用起重機(jī)械最早的國(guó)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(guó)自行設(shè)計(jì)制造的起重機(jī)很少，絕大多數(shù)起重運(yùn)輸設(shè)備主要依靠進(jìn)口。解放以后，隨著冶金

4、、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械，獲得了飛速的發(fā)展，全國(guó)剛解放就建立了全國(guó)最大 的大連起重機(jī)械廠，1949 年 10 月，在該廠試制成功我國(guó)第一臺(tái)起重量為 50 噸、 跨度為 22.5m 的橋式起重機(jī)。為培養(yǎng)起重運(yùn)輸機(jī)械專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)門(mén)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(yùn)輸機(jī)械專(zhuān)業(yè)。到目前為止，我國(guó)通用門(mén)式類(lèi)型起重機(jī)和工程起重機(jī)（汽車(chē)起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、 塔式起重機(jī)）已從過(guò)去的仿制渡到了自行設(shè)計(jì)制造的階段。有些機(jī)種和產(chǎn)品，無(wú)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(shí)際意義我國(guó)起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)從上世紀(jì)五六十年代開(kāi)始建立并逐步發(fā)展壯大，并已形 成了各種門(mén)類(lèi)的產(chǎn)品范圍和

5、龐大的企業(yè)群體，服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)。隨著我國(guó) 經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械制造業(yè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。2005 年起重運(yùn)輸機(jī) 械行業(yè)銷(xiāo)售額達(dá)到 1272 億元，“十五”期間平均每年增長(zhǎng)超過(guò) 30，2006 年依然 保持著持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，目前的市場(chǎng)前景非常好。70 年代以來(lái)，起重機(jī)的類(lèi)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(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)起重機(jī)日益增長(zhǎng)的需要外，還向國(guó)外出口各種類(lèi)型的高性 能、高水平的起重機(jī)。由此可見(jiàn)，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造，從一個(gè)側(cè)面反映了一個(gè)國(guó)家 的工業(yè)現(xiàn)代化水平。1.2 研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題上個(gè)世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)械無(wú)論在品種及質(zhì)量

6、上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大基礎(chǔ)工程建 設(shè)規(guī)劃的實(shí)施，建設(shè)工程規(guī)模日益擴(kuò)大，起重安裝工程量越來(lái)越大，需要吊裝和搬運(yùn) 的結(jié)構(gòu)件和機(jī)器設(shè)備的重量也越來(lái)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(jìn)了起重機(jī)、特別 是大型起重機(jī)的發(fā)展，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機(jī)的使用頻率、起重量的增大，對(duì)其安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、效率及耐久 性等問(wèn)題，也越來(lái)越引起人們的重視，并對(duì)設(shè)計(jì)理念、方法及手段的探討也日趨深入: 由于在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采取常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)，許多構(gòu)件存在不合理性，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備性能。計(jì)算機(jī)技

7、術(shù)的應(yīng)用在很大范圍內(nèi)解決了起重機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，尤其是有限 元分析方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為起重機(jī)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)力的有效手段， 在實(shí)際工程已日益普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單獨(dú)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(jì)任務(wù)說(shuō)明隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)規(guī)劃的實(shí)施，建設(shè)工程規(guī)模日益擴(kuò)大，起重安裝工程量越來(lái)越大，需要吊裝和搬運(yùn)的結(jié)構(gòu)件和機(jī)器設(shè)備 的重量也越來(lái)越大，且對(duì)起重機(jī)的安全性能、效率及耐久性的要求愈來(lái)愈高。按照 普遍的構(gòu)造形式，及造橋用龍門(mén)吊應(yīng)滿足工藝性好、通用性好及機(jī)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(diǎn)，龍門(mén)架采用箱形雙

8、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(guò)這次100t 龍門(mén)吊設(shè)計(jì)，了解鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程，鞏固大學(xué)四年以來(lái)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知 識(shí)，為以后工作堅(jiān)固的基礎(chǔ)。2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為 100t 龍門(mén)吊設(shè)計(jì)，工程概況：三環(huán)高架橋，全長(zhǎng) 600M，24 跨，每跨為 25M 預(yù)制箱梁。梁板預(yù)制場(chǎng)位于三環(huán)高架橋的小樁號(hào)路基上，梁板 最大重量 77 噸。龍門(mén)吊的主要設(shè)計(jì)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）

9、、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，荷載計(jì)算，設(shè)計(jì)和驗(yàn)算各主要構(gòu)件；（b）、繪制一定量的特征節(jié)點(diǎn)的施工圖；（c）、所有圖紙均用 AUTOCAD 軟件繪制； 根據(jù)設(shè)計(jì)要求作出起重機(jī)的立面圖，剖面圖。立面圖主要表達(dá)起重機(jī)的造型，各部分的高度及尺寸。剖面圖應(yīng)表達(dá)出起重機(jī)的結(jié)構(gòu)情況，構(gòu)件的組成情況。 設(shè)計(jì)說(shuō)明應(yīng)著重表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，滿足使用功能要求的措施。 龍門(mén)吊應(yīng)力計(jì)算。起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，包括鋼絲繩的計(jì)算、電動(dòng)機(jī)的選擇和校核。 小車(chē)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、減速器以及鏈傳動(dòng)計(jì)算、大車(chē)運(yùn)行計(jì)算。2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的主要現(xiàn)行設(shè)計(jì)及施工規(guī)范（1）.起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB3811-83）（2）.起重機(jī)安全規(guī)程（GB6067-85）

10、（3）.通用門(mén)式起重機(jī)（GB/T14406-93）（4）.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500172003）（5）.起重設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（JBJ31-96）第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)3 . 1型式及主要技術(shù)參數(shù)3.1.1型式箱形雙梁門(mén)式起重機(jī)，由一個(gè)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(yùn)行起重小車(chē)，可起吊和水平搬運(yùn)各類(lèi)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(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。他 的主要組成部分有小車(chē)（主、副起升機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車(chē)架）、橋架（主 梁）、大車(chē)運(yùn)行機(jī)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 = 2×50 t ，

11、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(jí) 副起升 ：中級(jí) 小車(chē)運(yùn)行 ：中級(jí) 大車(chē)運(yùn)行 ：中級(jí)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(chē)運(yùn)行速度 ： v = 24 m/min ； 大車(chē)運(yùn)行速度 ： v = 24 m/min ；小車(chē)軌距 ： 2 m ；3 . 2起重小車(chē)的計(jì)算主起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算1 . 主要參數(shù)起重量 ：Q主 = 2×50 t工作類(lèi)型 ： 中級(jí) ；最大起升高度 ：H =35 m；起升速度 ： v = 4.5 m/min 。2 . 鋼絲繩的

12、選擇 ： 根據(jù)起重機(jī)的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機(jī)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 = 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aå S絲n繩 鋼絲繩安全系數(shù) ，對(duì)中級(jí)中級(jí)工作類(lèi)型n繩 = 5.5由上式可得å SS maxn繩74495.5絲a0.85=48199 kg根據(jù) 

13、9; S絲 查鋼絲繩產(chǎn)品可選用：鋼絲繩 6 × 19 28 170 （ GB1102 74 ） ，å S絲因 å S絲 > 42648 kg ，滿足要求。3 . 滑輪、卷筒的計(jì)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(duì)中級(jí)工作類(lèi)型的門(mén)式起重機(jī)，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(zhǎng)度和厚度計(jì)算L雙（2 L0L1L2） L光æ

14、; Hm而Lçmaxön ÷lD0ç÷è0ø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(zhǎng)度，L1 = L2 =3t ；D0 卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算），D0Dd 繩 = 700 + 28 =728 mm ；L光 卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長(zhǎng)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

15、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(shí)，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(duì)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(dòng)機(jī)主起升機(jī)構(gòu)靜功率計(jì)算：QGVN靜6120 0式中0 起升機(jī)構(gòu)的總效率，0組 筒 傳= 0.98×0.98×0.95 =0.91QGVN靜(1000008400)4.568KW6120 061200.91初選電動(dòng)機(jī)功率NK電N 靜式中K電

16、起升機(jī)構(gòu)按靜功率初選電動(dòng)機(jī)的系數(shù) ， JZR2 型電動(dòng)機(jī)，取K電 = 0.85。N0.85 6857.8KW查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇較接近的電動(dòng)機(jī) 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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪矩電GD 214.89 kg/m 2 。主起升機(jī)構(gòu)靜功率計(jì)算 ：QGVN靜(600008400)4.550KW6120 061200.91初選電動(dòng)機(jī)功率 ：N0.85 5042.5KW查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇較接近的電動(dòng)機(jī) JZR2 6310。在 JC%=25% ，功率N= 60 KW，轉(zhuǎn)速 n = 680 轉(zhuǎn)/分，

17、最大轉(zhuǎn)矩倍率= 3.48 ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪矩電GD 214.89 kg/m 2 。5 . 減速器的選擇（1）.起升機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)比 ：in電n卷6807.87486.4根據(jù)傳動(dòng)比 i= 86.4 ，電動(dòng)機(jī)功率 N = 60 KW ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n = 680轉(zhuǎn)/分，工作類(lèi)型中級(jí)，從減速器產(chǎn)品目錄，選用 A850-V-2-16+開(kāi)式減速器， 傳動(dòng)比 i= 88.3 ，輸入減速器功率為 40 KW 。（2）.驗(yàn)算減速器被動(dòng)軸的最大扭矩及最大徑向力最大扭矩的驗(yàn)算：M max0.75* M 額 * i *M式中M 額 電動(dòng)機(jī)的額定扭矩， M 額 = 975×60 / 680 = 86 kg*m

18、 ；i傳動(dòng)比 ，i= 88.3 ；電動(dòng)機(jī)至減速器被動(dòng)軸的傳動(dòng)效率，=0.94 ；電動(dòng)機(jī)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(shí)際起升速度驗(yàn)算：實(shí)際起升速度為 ：VD0 n3.140.7286804.4m / min實(shí)際m i4 88.3要求起升速度偏差應(yīng)小于 15%。VVV實(shí)際4.54.42.2%15%V4.5滿足要求。6. 起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度的驗(yàn)算（1）.起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算1é（QM起t0.97G）v 2nK （GD 2GD 2ù）（s

19、）ê5M 平起靜 ën0375電聯(lián) úû式中M 平起 電動(dòng)機(jī)的平均啟動(dòng)力矩， M 平起1.6M 額= 1.6×86 = 137.6 kg*mM 靜 電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，(QG)D1084000.728 0 M靜114.755kg m2 m i024 88.60.911é1084000.0752680ùët起137.6114.755 ê0.9756800.913751.2 （14.89）úû=1.46 s符合起動(dòng)時(shí)間在 1 2 s 之間。（2）.起動(dòng)加速度的驗(yàn)算平av0.075t起1.4

20、60.051m / s 2根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表 8-13 規(guī)定 a平0.2m / s 2 ，所以起重機(jī)的平均加速度符合要求。（3）.電動(dòng)機(jī)起動(dòng)可靠性的驗(yàn)算 對(duì)中級(jí)工作類(lèi)型的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足下式 ：M必平器1.5M 靜M式中平器必 電動(dòng)機(jī)必須發(fā)出的平均起動(dòng)力矩，MMmax 必起 平器minM起2起其中M max電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)力矩，起額M maxM=3.48 × 86 =299.3kg*m ；Mmin起電動(dòng)機(jī)必須發(fā)出的最大起動(dòng)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

21、.765kg m189.347kg mM必平器1.5M 靜，滿足要求 。副起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算1 . 主要參數(shù)起重量 ：Q主 = 60 t工作類(lèi)型 ： 中級(jí) ；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(jī)的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機(jī)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 0.98

22、8444 kg所選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足 ：S繩S maxn繩；而S繩aå S絲n繩 鋼絲繩安全系數(shù) ，對(duì)中級(jí)中級(jí)工作類(lèi)型n繩 = 5.5由上式可得å SS maxn繩84445.5絲a0.85=54638 kg根據(jù) å S絲 查鋼絲繩產(chǎn)品可選用：鋼 絲 繩 6 × 19 28 185 （ GB1102 74 ） ， å S絲=57950kg ， 因 å S絲 > 42648 kg ，滿足要求。3 . 滑輪、卷筒的計(jì)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

23、足D(e1)d 繩式中e 系數(shù)，對(duì)中級(jí)工作類(lèi)型的門(mén)式起重機(jī)，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(zhǎng)度和厚度計(jì)算L雙（2 L0L1L2） L光æ Hm而Lçmaxön ÷lD0ç÷è0ø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(zhǎng)度

24、，L1 = L2 =3t ；D0 卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算），D0Dd 繩 = 700 + 28 =728 mm ；L光 卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長(zhǎng)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(shí)，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(duì)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(zhǎng)度，

25、7;æ 350004Lç2 ö 201264mm0è 3.14728ø卷筒長(zhǎng)度 L雙 =2（1264 +2×20）+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(dòng)機(jī)主起升機(jī)構(gòu)靜功率計(jì)算：N 靜QGV6120 0式中0 起升機(jī)構(gòu)的總效率，0組 筒 傳= 0.98×0.98×0.95 =0.91QGVN靜(600006200)4.550KW6120 061200.91初選電動(dòng)機(jī)功率NK電N 靜式中K電 起升

26、機(jī)構(gòu)按靜功率初選電動(dòng)機(jī)的系數(shù) ， JZR2 型電動(dòng)機(jī)，取K電 = 0.85。 N0.85 5042.5KW查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇較接近的電動(dòng)機(jī) 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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪矩電GD 212.27 kg/m 2 。5 . 減速器的選擇（1）.起升機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)比 ：in電n卷5807.87473.7根據(jù)傳動(dòng)比 i= 86.4 ，電動(dòng)機(jī)功率 N = 60 KW ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n = 680 轉(zhuǎn)/分，工作類(lèi)型中級(jí)，從減速器產(chǎn)品目錄，選用 A850-V-2-16+開(kāi)式減速器， 傳動(dòng)比 i= 88.

27、3 ，輸入減速器功率為 40 KW 。（2）.驗(yàn)算減速器被動(dòng)軸的最大扭矩及最大徑向力最大扭矩的驗(yàn)算：M max0.75* M 額 * i *M式中M 額 電動(dòng)機(jī)的額定扭矩，M 額 = 975×60 / 580 = 100.9 kg*m ；i傳動(dòng)比 ，i= 88.3 ；電動(dòng)機(jī)至減速器被動(dòng)軸的傳動(dòng)效率，=0.94 ；電動(dòng)機(jī)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(shí)際起升速度驗(yàn)算：實(shí)際起升速度為 ：VD0 n3.140.7285803.9m / min實(shí)

28、際m i4 88.3要求起升速度偏差應(yīng)小于 15%。VVV實(shí)際4.53.913.3%15%V4.5滿足要求。6. 起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度的驗(yàn)算（1）.起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算1é（QM起t0.97G）v 2nK （GD 2GD 2ù）（s）ê5M 平起靜 ën0375電聯(lián) úû式中M 平起 電動(dòng)機(jī)的平均啟動(dòng)力矩， M 平起1.6M 額= 1.6×100.9 = 161.4 kg*mM 靜 電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩，(QG)D662000.728 0 M靜69.81kg m2 m i024 88.60.911t起161.4é

29、35;69.81 ê0.975662005800.07520.91580375ù1.2 （12.27）úû=1.78 s符合起動(dòng)時(shí)間在 1 2 s 之間。（2）.起動(dòng)加速度的驗(yàn)算平av0.075t起1.780.042m / s 2根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表 8-13 規(guī)定 a平0.2m / s 2 ，所以起重機(jī)的平均加速度符合要求。（3）.電動(dòng)機(jī)起動(dòng)可靠性的驗(yàn)算 對(duì)中級(jí)工作類(lèi)型的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足下式 ：M必平器1.5M 靜M式中平器必 電動(dòng)機(jī)必須發(fā)出的平均起動(dòng)力矩，MMmax 必起 平器min起M2起其中M max電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)力矩，起額M maxM=3.48

30、 × 100.9 =351.113kg*m ；Mmin起電動(dòng)機(jī)必須發(fā)出的最大起動(dòng)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(mén)吊金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 主梁設(shè)計(jì)計(jì)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(jiàn)簡(jiǎn)圖：1.主要設(shè)計(jì)參數(shù)圖 31主梁結(jié)構(gòu)形式起重量 ： 主鉤Q主 = 2×50 t ，副鉤Q副 =60 t ；跨度 ： L = 50 m ； 起升高度 ： H =35 m ； 工作制度 ：中

31、級(jí) ； 小車(chē)輪距 ： a = 3 m ；2. 載荷計(jì)算1）. 起升荷載：PQ2式中：2 為其升載荷動(dòng)載系數(shù)，其計(jì)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(duì)上滑輪組的位移量， 00.0029H，H 為起升高度，0 = 0.0029×35=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 ；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

32、.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（1.673×2+1.852）×9.8= 50.9KNPQ =160×9.8+50.9=1618.9KN起升載荷 PQ21618.91.031667.5KNP小車(chē) 小車(chē)自重引起的輪壓，小車(chē)的軌距 b=3m；上小車(chē)自重： P上8.49.882.32KN下小車(chē)自重：P1下6.29.86

33、0.76KN滿載時(shí)小車(chē)引起的輪壓為：P1(P小車(chē)PQ2 ) / 4(82.3260.761618.91.03) / 4452.65KN2）. 主梁自重載荷PG * 11QúC(ê 25é 2a)2 ù 3自重：PGê 3 ú L3 (1)ê 3Eú ëê úû式中： Q 額定起重量，Q = 160 ×9.8=1568 KN；C2 小車(chē)輪壓轉(zhuǎn)化為跨中載荷計(jì)算撓度的換算系數(shù)，C2 =1.08 ；鋼材單位容積重量， =78.5KN/m 3 ；腹板總厚度，E鋼的彈性模數(shù)；0

34、.018 20.036m ；é ê1609.88001.080.036 ( 21ú51 )2 ù 3GPê 3 3 ú50 378.5(10.25)ê 3 2.1E8ú êë úû= 952.4KN1 起升沖擊系數(shù) 0.9 1 1.1 ，取1 = 1.0 ；PG *1 = 952.4×1.0 =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

35、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(jī)驅(qū)動(dòng)力突加或突變時(shí)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響，通常取 M = 1.5；m結(jié)構(gòu)、小車(chē)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(chē)8.46.21605.198179.8t2a 加速度， a小車(chē) =0.13 m/s； a大車(chē) =0.16 m/s小車(chē)制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的水平載荷：PH小1.5150.70.13226.2K

36、N大車(chē)制動(dòng)時(shí)，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(jī)設(shè)計(jì)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(shí) K h =1，非工作狀aæ h ö態(tài)時(shí) K h = ç÷ ，由起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范知 K h =1.53；è 10 øq風(fēng)壓，工作狀態(tài)時(shí)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(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB3811-2005附表 E.

37、5），A 正 = A1+A2，由a/h=1800/2400=0.75，取=0.3，故 A = 3×53.6 + 3×53.6×0.3+4.2×32/2 = 276.2 m 2吊重引起的風(fēng)載荷為：工作狀態(tài)時(shí)PW =CK h qA1.541.532504526.5KN非工作狀態(tài)時(shí)PW =CK h qA1.541.53100045側(cè)面：106KN工作狀態(tài)時(shí)PW =CK h qA1.541.53250105.4562.1KN非工作狀態(tài)時(shí)PW =CK h qA1.541.531000105.45迎面：248.5KN工作狀態(tài)時(shí)PW _ 梁 =CK h qA1.541

38、.53250209=123.1KN非工作狀態(tài)時(shí)PW _ 梁 =CK h qA1.541.531000241.9=492.5KN5）. 起重機(jī)偏斜運(yùn)行時(shí)對(duì)龍門(mén)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加載荷Pså P2式中側(cè)向力系數(shù)， L B504.2 由起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)12表 3-6，得=0.156B為大車(chē)輪距，B= 12 m；å P 起重機(jī)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(dòng)力系數(shù)， å P =（1618.9+82.32+60.76）/4 = 881KN；0.1566）. 地震載荷Pså P2881268.7 KN根據(jù)我國(guó)幾次大地震后，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)均未遭到破壞的實(shí)際情況，在

39、起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可不考慮地震力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。3內(nèi)力計(jì)算 各載荷作用下的彎矩和剪力圖如下表。龍門(mén)起重機(jī)主梁的危險(xiǎn)截面一般是小車(chē)位于跨中時(shí)的跨中截面和滿載小車(chē)位于支腿處。表 3.1內(nèi)力計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算簡(jiǎn)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(jì)算簡(jiǎn)圖彎矩圖（單位：KN·m）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(shí)小車(chē) 輪壓 P（跨 中）引 起的內(nèi) 力計(jì)算簡(jiǎn)圖B. 滿載 時(shí)小車(chē) 輪壓 P（跨 中）引 起

40、的內(nèi) 力彎矩圖（單位：KN·m）剪力圖（單位：KN）跨中：M=10637.3 KN ·m支座處：V = -479.8KNC. 滿載 時(shí)小車(chē) 輪壓 P（支座 處）計(jì)算簡(jiǎn)圖彎矩圖（單位：KN·m）跨中：M=678.8 KN ·mL=3m 處：M=1276.5 KN ·m支座處：V = -425.5KN計(jì)算 項(xiàng)目計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖內(nèi)力值C. 滿 載 時(shí) 小 車(chē) 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：KN·m）剪力圖 xy 面（單位：KN）跨中：M Y=75

41、6.3KN ·m支座處：VY = -12.8KN.E. 大 車(chē) 制動(dòng)PH梁引 起 的 內(nèi)力（沿主梁 長(zhǎng) 度 方向）彎矩圖 xy 面內(nèi)（單位：KN·m）跨中：M Y=390.63KN ·m支座處：VY = -31.3KN計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖內(nèi)力值E. 大 車(chē) 制動(dòng)PH梁引 起 的 內(nèi)力（沿主梁 長(zhǎng) 度 方向）剪力圖 xy 面內(nèi)（單位：KN）F. 小 車(chē) 制 動(dòng) 時(shí) 的 水 平 慣 性 力PH 引起 的內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖彎矩圖（單位：KN·m）跨中： M=3958.5KN ·m支座處：V = 171.1KN計(jì) 算 項(xiàng)目計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖內(nèi)力值F. 小

42、車(chē) 制 動(dòng) 時(shí) 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(jì)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(chē)不動(dòng)，吊重起升離地（疲勞和強(qiáng)度計(jì)算）。 跨中或端支座為危險(xiǎn)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(chē)不動(dòng)，小車(chē)運(yùn)行至跨中或支座制動(dòng)，吊重下降制動(dòng)，風(fēng)向順著大車(chē)