20t·35mU型雙梁門(mén)式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)（由指導(dǎo)教師填寫(xiě)發(fā)給學(xué)生）學(xué)院（直屬系）：機(jī)電學(xué)院 時(shí)間： 2009 年 月 日學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師設(shè)計(jì)（論文）題目20t/35m u型雙梁門(mén)式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容研究方法要求運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)要求通過(guò)各種渠道收集資料,包括圖書(shū)館,網(wǎng)絡(luò),實(shí)習(xí),并且完成計(jì)算繪圖等待工程訓(xùn)練,并通過(guò)翻譯了解國(guó)際發(fā)展最新動(dòng)態(tài)。主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))主要參考文獻(xiàn)【1】徐格寧 機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 太原科技大學(xué)，2008【2】王金諾 起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu) 中國(guó)鐵道出版社，2002【3】陳道南，盛漢中 起重機(jī)課程設(shè)計(jì) 冶金工業(yè)出版社，2000【4】張質(zhì)文 起重機(jī)

2、設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)鐵道出版社，1997【5】起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,1980【6】倪慶興，王殿臣 起重輸送機(jī)械圖冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992【7】陳國(guó)章等編，起重機(jī)計(jì)算實(shí)例，中國(guó)鐵道出版社，1985說(shuō)明：一式兩份，一份裝訂入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)，一份交學(xué)院（直屬系）。目 錄摘要iabstractii第1章：計(jì)算參數(shù)- 1 -1.1基本參數(shù)- 1 -1.2：選用參數(shù)- 1 -第2章：總體設(shè)計(jì)- 2 -2.1:主梁- 2 -2.2:支腿- 5 -2.3：下橫梁- 7 -2.4：上橫梁- 8 -2.5：結(jié)構(gòu)總圖- 9 -第3章：載荷計(jì)算- 10 -3.1：自重- 1

3、0 -3.2：動(dòng)力系數(shù)- 12 -3.3：水平慣性力- 12 -3.4：偏斜側(cè)向力- 14 -3.5:風(fēng)載荷- 15 -第4章：內(nèi)力計(jì)算- 17 -4.1：門(mén)架平面的計(jì)算內(nèi)力- 18 -第5章：承載能力校核- 23 -5.1：強(qiáng)度驗(yàn)算- 23 -5.2:剛度計(jì)算- 26 -5.3:支腿整體穩(wěn)定性- 27 -5.4:支腿整體穩(wěn)定性- 28 -第6章：承載能力校核- 29 -6.1：主梁的拼接- 29 -6.2：主梁與支腿的法蘭連接- 32 -第7章：整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性校核- 34 -7.1：抗傾覆穩(wěn)定性校核條件- 34 -7.2：門(mén)機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算- 36 -致 謝- 39 -附錄1：英文部分-

4、 40 -附錄2：中文部分- 44 -摘要 本次設(shè)計(jì)為20t/35m u型雙梁門(mén)式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。對(duì)于主梁受力主要有自重、起重量、風(fēng)載、偏斜側(cè)向力以及慣性力，并分別考慮跨中和懸臂端的強(qiáng)度計(jì)算。在支腿的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要受力主要是主梁對(duì)其的作用力、風(fēng)載、慣性力及制動(dòng)力等，并驗(yàn)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。另外下橫梁、各部件間的連接、整機(jī)的抗傾覆穩(wěn)定性、整機(jī)的動(dòng)靜剛度都要進(jìn)行必要的計(jì)算。關(guān)鍵詞 主梁,支腿,下橫梁,跨中,懸臂,強(qiáng)度,剛度,穩(wěn)定性,連接20t/35m u portal hoist crane metal structure designabstract

5、this design is 20t/35m u type metal structural of double bridge portal type crane . during the design process, the main considerations is structural strength and stability. force on the main beams are mainly the weight of its own, the wind load, the lateral deflection, as well as inertia force, and

6、we should take the calculation of the strength of cross and cantilever-end respectively . during the design process of the outrigger , the main intensity is the force of the main beams, wind load, inertial force and the braking force, meanwhile checking its strength and stability is very important .

7、 whats more , the under the beams, the connections between the components, the whole anti-overturning stability of the dynamic and static stiffness of the machine must be carried out.key word middle of span，cantilever，strength，stiffness， stability第1章：計(jì)算參數(shù)1.1基本參數(shù)（1） 結(jié)構(gòu)形式：u型（2） 起重量：20t（3） 工作級(jí)別：a5（4） 跨

8、度;35m（5） 懸臂有效長(zhǎng)度：7m（6） 起升高度：15m（7） 起升速度：10ms（8） 運(yùn)行速度：60ms（9） 小車(chē)輪距：2.4m（10） 小車(chē)軌矩：7m（11） 小車(chē)總重：10t（12） 主吊鉤滑輪自重：467kg（13） 工作風(fēng)壓：250nm2（14） 非工作風(fēng)壓：600nm21.2：選用參數(shù)（1） 鋼材彈性模量：2.06105nmm2（2） 鋼材剪切模量：7.496104nmm2（3） 泊松比：0.3（4） 鋼材比重：7850kgm3（5） 鋼材線(xiàn)膨脹系數(shù)：1.210-6（6） 重力加速度：9.8ms2（7） 車(chē)輪與軌道之間粘著系數(shù)：0.14（8） 鋼絲的平均彈性模量：1.010

9、5nmm2（9） 小車(chē)輪數(shù)：4（10） 支腿結(jié)構(gòu)形式：一剛一撓支腿（11） 下橫梁結(jié)構(gòu)形式：拆線(xiàn)式有臺(tái)車(chē)（12） 上橫梁結(jié)構(gòu)形式：梯形截面（13） 大車(chē)集電總重：390kg 14 檢修平臺(tái)總重：608kg 15 走臺(tái)欄桿總重：4000kg 16 梯子平臺(tái)：1304kg 17 司機(jī)操縱室總重：2046kg第2章：總體設(shè)計(jì)2.1:主梁2.1.1主梁截面高度： h1=h=11411735m=2.062.5m， 取h1=h=2m。主梁兩腹板外側(cè)間距：b13h=0.690.83m， 取b=850mm這樣選取的主梁截面尺寸偏大，采用較薄的翼緣板和腹板亦可以滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，取翼緣板厚：1=10mm,腹板厚：2

10、=8mm,2=6mm。截面尺寸如圖示（見(jiàn)下一頁(yè)）： 圖2.1 考慮到梁及其設(shè)備布置情況，取上蓋板有軌一側(cè)外伸：s1=150mm,無(wú)軌一側(cè)外伸：s2=100mm,下蓋板兩側(cè)外伸均為：x=25mm。懸臂合理長(zhǎng)度： (a)：在自重條件下，懸臂合理長(zhǎng)度：l=0.35l=12.25m; (b):在活動(dòng)載荷作用下，懸臂合理長(zhǎng)度：l0=0.25l=8.75m。綜上所述：懸臂長(zhǎng)度可?。簂=8.7512.25m。取l=10m。主梁全長(zhǎng)：l0=l+2l=55m。2.1.2:截面幾何性質(zhì)：a=2000(6+8)+111410+91410=48280mm2,形心計(jì)算：y1=(1114102015+914105+200

11、061010+200081010)a=1051.6mm，y2=2020-1051.6=968.4mm。x1=111410482+91410457+2000628+20008885a=498mm，x2=914-498=416。慣性矩計(jì)算：i=ab312+ad2,ix=2.931010mm10,iy=2.015109mm4.2.1.3:主梁自重：根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)課本中式：718得：mg=my+mjs=2ay+hs=1114+9.4107850+1.36+82000785010-655=24475kg,g主=mgg=2.40105n.小車(chē)輪壓：滿(mǎn)載時(shí)： p1=14g小車(chē)+q0+q1=1410000+46

12、7+201039.8=74644n空載時(shí) p2=1410000+4679.8=2546n式中：g小車(chē):表示小車(chē)自重； q0:表示吊鉤滑輪組自重； q1：表示起重量。沖擊力：自重載荷與小車(chē)載荷還應(yīng)考慮起重機(jī)工作時(shí)的動(dòng)力效應(yīng)，分別乘以起升沖擊系數(shù)、起升動(dòng)載系數(shù)或運(yùn)行沖擊系數(shù)。起升沖擊系數(shù)：1=1.1；起升動(dòng)載系數(shù)：2=min+2vq=1.235式中：min=1.15： 與起升狀態(tài)級(jí)別相應(yīng)的起升動(dòng)載系數(shù)最小值 2=0.51：按起升狀態(tài)級(jí)別設(shè)定的系數(shù)，（表3-1） vq=10mmin=0.167ms：穩(wěn)定起升速度。運(yùn)行沖擊系數(shù)：4=1.1+0.058vyh=1.16,式中：vy=60mmin=1ms:

13、運(yùn)行速度， h=1mm：軌道接頭處兩軌面高度差。內(nèi)力：當(dāng)滿(mǎn)載輪壓作用于中間位置時(shí)，車(chē)輪下梁截面mmp=p212l=14100288.335=877522.6nm 式中：p=12mq+mxg=100288.3n， mq=20t：起重量， mx=467kg：吊鉤滑輪組自重。當(dāng)滿(mǎn)載輪壓作用于極限位置時(shí)： mcr=p17+p17-2.4=1127124.4nm梁自重產(chǎn)生的彎矩： q=g主l0=2.4010555=4.36103nm，m1=18ql2=667625nm。 跨中強(qiáng)度：=1.15mp+m1y1ix=31.4mpa。剛度：y=pl348ei=100288.3353482.0610112.931

14、0-2=14.84mml800=43.75mm端梁強(qiáng)度：=1.15mcr+m1y1ix=61.25mpa。剛度：y=p1l-2.42l3ei=16.86mml350=20mm，初步估計(jì)通過(guò)，各數(shù)據(jù)暫定為此。2.2:支腿支腿各部分尺寸如圖示：由于跨度大于30m，所選用一剛一柔支腿。在支腿平面內(nèi)：支腿上端寬度?。篵1=11.2h，h為主梁高度。b1=11.22000=20002400mm, 取b1=2300mm。c上c下0.7，c上=2300mm，c下=690mm取c下=700mm。 圖2.2上圖是剛性支腿。下圖是柔性支腿： 圖2.32.3：下橫梁下橫梁各部分尺寸如圖示： 圖2.42.4：上橫梁上

15、橫梁各部分尺寸如下圖示：(見(jiàn)下一頁(yè)) 圖2.5上橫梁各部分尺寸如上圖示。2.5：結(jié)構(gòu)總圖結(jié)構(gòu)總圖見(jiàn)下頁(yè)所示。 圖2.6第3章：載荷計(jì)算3.1：自重3.1.1：結(jié)構(gòu)自重1：主梁：g=2.4105n（前已算出）。2：支腿：a：剛性支腿 a1=122000+7001300010-6=17.55mm2 a2=12850+15002500+85013000-2500=11.86m2a=a1+a2=29.41m2。g剛支=kalg=1.37850229.141300010-69.8=78531.77n。上端面形心：由于對(duì)稱(chēng)性：y1=y2=435mm，x1=x2=1150mm,慣性矩：ix=9.53109m

16、m4，iy=3.741010mm4。下端面形心：由于對(duì)稱(chēng)性：x1=x2=500mm，y1=y2=760mm，慣性矩：ix=1.71010mm4,iy=3.56109mm4。b:柔性支腿 a1=7001300010-6=9.1m2a2=11.86m2,a=a1+a2=20.96m2.g柔支=kalg=1.37850220.961300010-69.8=55968.24n。3：下橫梁a=77012+116010210-6=0.04168m2。l折算為9m。g下=kalg=1.378500.0416899.8=37515.38n。截面形心：由于對(duì)稱(chēng)性：x1=x2=385mm，y1=y2=592mm。

17、慣性矩：ix=8.95109mm4，iy=3.84109mm4。4：上橫梁：a=62010+8508210-6=0.026m2，l=7m，g上=kalg=1.378500.02679.8=18201.64n。3.1.2：附加自重 1：大車(chē)集電：390kg, 2:司機(jī)室：2046kg 3:梯子平臺(tái)：1304kg 4:主梁上集電電氣：1260kg 5:檢修平臺(tái)：608kg 6:走行臺(tái)車(chē)：10476kg 7:走臺(tái)欄桿：4200kg3.2：動(dòng)力系數(shù)1=1.1：起升沖擊系數(shù)， 2=2min+2q=1.235，2min=1.15,與起升狀態(tài)級(jí)別有關(guān)的起升動(dòng)載系數(shù)最小值，查課本表3-1；2=0.51，按起升

18、狀態(tài)級(jí)別設(shè)定的系數(shù)，查課本表3-1； q=16ms,穩(wěn)定起升速度。4=1.1+0.58yh=1.15，運(yùn)行沖擊系數(shù)， y:運(yùn)行速度h:軌道接頭處兩軌面高度差。3.3：水平慣性力3.3.1：小車(chē)起制動(dòng)：為了減小慣性力，限制起、制動(dòng)時(shí)間在58秒的范圍內(nèi)，通常慣性力可按主動(dòng)輪與軌道之間的粘著力計(jì)算。ph=px=pq+pgxn0n式中：車(chē)輪與軌道的動(dòng)摩擦系數(shù)：=0.1417。 px:小車(chē)主動(dòng)輪靜輪壓之和， pq：額定起升載荷與吊具重力之和， pgx:小車(chē)重力， n：小車(chē)車(chē)輪總數(shù)， n0：小車(chē)主動(dòng)輪數(shù)。滿(mǎn)載時(shí)：ph=pq+pgxn0n=22727n， 空載時(shí)：ph=8727n。3.3.2：大車(chē)起、制動(dòng)：

19、大車(chē)起、制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由結(jié)構(gòu)自重和小車(chē)質(zhì)量產(chǎn)生的水平慣性力，與大車(chē)主動(dòng)輪的輪數(shù)及其分布有關(guān)，其計(jì)算公式如下：pg=pgbb0=1-hb0式中：pg:設(shè)備重量，b0,b,h：機(jī)架尺寸見(jiàn)各圖示：車(chē)輪與軌道的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，=0.14171:主梁 圖3.1fa=g主1-hb0=2.41051-0.14168.5=326087npg=fa=0.14326087=45652.18n2:支腿a剛性支腿:fa=g支1-h2b=92198.9npg=fa=12907.8nb柔性支腿：fa=g支1-h2b=65708.57npg=fa=9199.20n3:上橫梁fa=g上1-hb=23160.77npg=fa=37

20、42.51n4:下橫梁fa=g下1-hb=18776.83npg=fa=2628.26n5:貨物fa=g貨1-hb=220741.25npg=fa=30903.77n6:小車(chē)：fa=g小1-hb=79840.26npg=fa=11177.64n3.4：偏斜側(cè)向力 門(mén)式起重機(jī)偏斜運(yùn)行時(shí)，車(chē)輪的輪緣與軌道接觸面接觸并產(chǎn)生水平側(cè)向力，其方形垂直于起重機(jī)運(yùn)行方向，通常側(cè)向力僅作用于一側(cè)支腿架底部，具有柔性支腿的門(mén)式起重機(jī)，側(cè)向力作用在剛性支腿架下面。側(cè)向力與起重機(jī)的輪壓及跨度和有效軸距之比lb有關(guān)，對(duì)主梁應(yīng)考慮小車(chē)位于跨中和位于懸臂端兩種工況來(lái)計(jì)算，對(duì)兩種工況分別計(jì)算出支腿下橫梁的靜輪壓之和prc=g

21、總+p2=494196.8npri，然后按下式計(jì)算側(cè)向力：psi=12pri，式中：psi:計(jì)算的側(cè)向力，小車(chē)位于跨中時(shí)為psc,小車(chē)位于懸臂端時(shí)為pslpri:分別按兩種工況算出的下橫梁最不利的靜輪壓之和，小車(chē)在跨中時(shí)為prc，小車(chē)在懸臂端時(shí)為prl:側(cè)向力系數(shù)，=0.16位于跨中時(shí)：psc=prc=79071.5n式中：g總=g主2+g剛支+g柔支+g下+g上=670217.03np=(mq+mz)g=20103+12103+467=318176.6n位于懸臂端時(shí)：prl=g總2+52.535p=335108.5+477264.9=812373.4npsl=prl=129979.74n3.

22、5:風(fēng)載荷風(fēng)載荷由風(fēng)壓和受風(fēng)物體的體型尺寸所決定，風(fēng)壓是風(fēng)載荷基本量，風(fēng)壓與風(fēng)速和空氣的密度有關(guān)。按照起重機(jī)在風(fēng)力作用下是否能正常工作，把風(fēng)載pw 分為工作狀態(tài)風(fēng)載荷pwi和非工作狀態(tài)風(fēng)載荷pwo兩類(lèi)。起重機(jī)或物品所受的風(fēng)載荷統(tǒng)一按下式計(jì)算：pw=ckh1pia式中：pw:起重機(jī)或物品的風(fēng)載荷kn，c:風(fēng)力系數(shù)（見(jiàn)課本中表3-11）kh:風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取kh=1,1:風(fēng)振系數(shù)，取1=1,pi:計(jì)算風(fēng)壓，見(jiàn)課本中表3-7，a：起重機(jī)或物品垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積，取決于結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和類(lèi)型尺寸，按最不利的迎風(fēng)方位計(jì)算其垂直風(fēng)向平面上的投影面積。工作狀態(tài)參數(shù)：kh=1,1=1,pi=250pa非工作狀

23、態(tài)參數(shù)：kh=1.23,1=1,pi=600pa3.5.1平行小車(chē)軌道方向：1：主梁：迎風(fēng)面積：a=110010+90010+20006+8+2000850=1.748m2pwi=ckh1pia=1.55112501.748=677npwo=1.55116001.748=1625.64n2:支腿迎風(fēng)面積：a1=9.1m2pwi=3526.25npwo=8463n3:下橫梁：迎風(fēng)面積：a2=10.67m2式中：pw:起重機(jī)或物品的風(fēng)載荷kn，c:風(fēng)力系數(shù)（見(jiàn)課本中表3-11）kh:風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取kh=1,1:風(fēng)振系數(shù)，取1=1,pi:計(jì)算風(fēng)壓，見(jiàn)課本中表3-7，a：起重機(jī)或物品垂直于風(fēng)向的

24、迎風(fēng)面積，取決于結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和類(lèi)型尺寸，按最不利的迎風(fēng)方位計(jì)算其垂直風(fēng)向平面上的投影面積。工作狀態(tài)參數(shù)：kh=1,1=1,pi=250pa非工作狀態(tài)參數(shù)：kh=1.23,1=1,pi=600pa3.5.1平行小車(chē)軌道方向：1：主梁：迎風(fēng)面積：a=110010+90010+20006+8+2000850=1.748m2pwi=ckh1pia=1.55112501.748=677npwo=1.55116001.748=1625.64n2:支腿迎風(fēng)面積：a1=9.1m2pwi=3526.25npwo=8463n3下橫梁：迎風(fēng)面積：a2=0.0326m2pwi=7556.25npwo=33.67n4上橫

25、梁：迎風(fēng)面積：a3=0.026m2pwi=10.075npwo=24.18n5小車(chē)：迎風(fēng)面積：a4=6m2pwi=2350npwo=5880n6貨物：迎風(fēng)面積：a5=12m2pwi=4650npwo=11160n第4章：內(nèi)力計(jì)算4.1：門(mén)架平面的計(jì)算內(nèi)力4.1.1：計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖4.1g上和q作用時(shí)支反力為fa和fb,gd，gj，gs和gr作用時(shí)支反力為fa和fb。所以可得下式：fa+fb=gd+gj+gs+gr1g d10.550+gj8.950-gs3-gr5+fb35=02解得：fa=32974.7n fb=1776.04n。fa=fb=12g上+12q2l+l=129000.82n以上式

26、中：q=2.410555=4360nm12g上=18201.642=9100.82ngd=200kggj=300kggs=2046kggr=1000kgfa=fa+fa=161975.52nfb=fb+fb=130776.86n跨中彎矩：m=-12ql+2l14l+2l+fbl2-g上2l+2l2=-1498727.5n剪力：n=ql+2l2+g上2-fb=-1766.04n支腿內(nèi)側(cè)主梁：m=fa1+ql+122+gj8.95+1+gd10.55+19.8=477646.52nmn=-ql+1-gj9.8-gd9.8+fa=109115.52n支腿外側(cè)（主梁）;m=12ql-12+gj10.5

27、5-19.8+gd8.95-19.8=220239nm,n=ql-12+gj9.8+gd9.8=24520n4.1.2:端部：受力見(jiàn)下圖示： 圖4.2輪壓：p1=74644na-a截面：ma=p7+1.2-1+p7-1.2-1=1156982nmn=2p=149288n。b-b截面:fa+fb=2p12p7=fb352得：fa=111966nfb=37322nmb=fb35-1=1268948nmn=fb=37322n內(nèi)力圖如下圖示： 圖4.34.1.3：跨中位置: 圖4.4fa+fb=2p12p17.5=fb352得：fa=fb=p=74644nm=fa17.5=1306270nm。4.1.

28、4：受力圖如下圖示： 圖4.5r=pf主+pf主+pf上2+pf下2+p小慣+pf貨+p小風(fēng)=677+3526.25+2470.32+4134.62+2325+4650+22727=37207.7nm支上=rh=37207.715=558115.5n求支反力：fa35-pf支16-9.56-p下風(fēng)216-0.68-pf貨2.0=0fa=1667.67nfb=1667.67m中=fal2=1667.6717.5=29184.23nm支內(nèi)=1073.4nm4.1.5:下橫梁如下圖示受力圖示（下一頁(yè)）： 圖4.6f=220000n,qs1=pg剛+pf支=12907.8+7556.25=20464.

29、05nqs2=pg柔+pf支=9199.20+7556.25=16755.45np主=pg主+pf主2=45652.18+413732=43512.59npx=pgx+pf下2=2628.26+14.032=1321.145ng2=g上2=0.518201.64=9100.82nm=pg小2+pf小2+p輪0.427+pg貨1=144803.7nmqx=g下b=37515.389=4168.38nmva=vb=g2+f+12qxbr=9100.82+220000+124168.389=247858.51n支腿與下橫梁連接處：m=va0.42=104100.57nm下橫梁中截面彎矩：mx中=va

30、4.5-g2+f4.5-0.42-12qbrbr2=114553.2nmm支下=m+qs7.43=256148.46nm 圖4.7q主=pf主+pf小+pf貨=41373+2350+4650=48373npqx=pg主+pg小+pg貨=45652.18+0.511177.64+0.530903.77=66692.88nva=vb=12q主+pqx=57532.94nmls=va12l-12pf主+pq主14l=626091.29nm第5章：承載能力校核5.1：強(qiáng)度驗(yàn)算5.1.1：主梁靜強(qiáng)度主梁跨中截面：最大彎矩：ml2=1498727.5+1306270+29184.23=2834181.73

31、nmml2s=626091.29nm=1.15wl2wx+ml2swy=132mpa小車(chē)位于懸臂端：支腿內(nèi)側(cè)：ml=477646.52+1268948+1073.4=1747667.92nmml2s=12ph0.85+qf主10+0.85210+0.854=12227270.85+413735510.85210.854=20728.37nm支腿外側(cè)：ml=220239+1156982=1377221nmms=ph20.85+q主1210+0.851210-0.85=18670.04nm按支腿內(nèi)側(cè)主梁截面為危險(xiǎn)截面： =1.151747667.921.05162.9310-2+20728.370

32、.4982.01510-3=67.7mpa0由參考文獻(xiàn)，e5工作級(jí)別，取-1=90mpart=1.67-11-1-10.45b=278.055mpa式中：b=370mpar=rt2=196.64mpamaxrt且有：maxrt2+maxr=0.161.1故疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足。5.1.3：支腿強(qiáng)度a 支腿上端面：=5.58105100010-33.74101010-12+1.4510541010-39.5310910-12+43512.596474010-6=22.0mpa=176.92mpab 支腿下端面：=mr下支xiy+m支yix+na=172103.8935010-3315610910-12+

33、144803.775010-31.7101010-12+35715.725000010-6=24mpa=176.92mpa由于支腿剪應(yīng)力較小，故不予計(jì)算。5.1.4：下橫梁靜強(qiáng)度：下橫梁跨中彎矩：mc中=114553.2nm=mc中wy=mc中yiy=114553.254010-33.8410910-12=16.1mpa支腿與下橫梁連接處：mx=104100.57nm=mxyiy+myxix+qa=104100.5754010-33.8410910-12+256148.4635010-38.9510910-12+57532.94+4168.384.51500102+100010210-6=40

34、mpa剪力較小，不予計(jì)算，且車(chē)輪軸線(xiàn)與支腿中心線(xiàn)較近，忽略扭矩不計(jì)。5.2:剛度計(jì)算5.2.1：主梁跨中垂直靜剛度：y=pl348ei=746442352482.0610112.9310-2=22.09mmy=35000850=41.18mm yy,故得安全。5.2.2：主梁有效懸臂處境撓度y=p1l2l3ei+p1(l-2.4)2l3ei=16.86mmy=7000350=20mm yy, 故得安全。5.2.3：主梁在門(mén)架平面的縱向水平位移=plclh12ei=7464427351.34122.0610112.9310-2=0.85mm=h1000=35mm , 故得安全。支腿底端0.72h

35、處的慣性矩： i=87010312+10850312+8801010-64102=1.9109mm4,k=i16i135=6.17門(mén)架水平慣性位移：xg=pxglh22k+112ei=17.6mm式中：pxg=74644214=10663.4nxg=17.6mmfr=2hz5.3:支腿整體穩(wěn)定性5.3.1：門(mén)架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性：計(jì)算支腿整體穩(wěn)定性時(shí)，必須先把變截面支腿變?yōu)榈刃У冉孛鏄?gòu)件，按其等效（或最大）的慣性矩來(lái)計(jì)算單位剛度比i和支腿的長(zhǎng)細(xì)比。通常采用長(zhǎng)度換算法，即用支腿的最大截面慣性矩作為等效構(gòu)件的截面慣性矩，而將構(gòu)件長(zhǎng)度li放大，非對(duì)稱(chēng)變截面支腿的長(zhǎng)度換算系數(shù)2，根據(jù)支腿的變截面類(lèi)型（

36、n次）和支腿兩端慣性矩之比iminimax。門(mén)架平面支腿的計(jì)算長(zhǎng)度為：l0=12l支=2.9171.751300010-3=66.36m支腿長(zhǎng)細(xì)比：=l0=4.55式中：-支腿回轉(zhuǎn)半徑，=imaxamax=14.585nd=fa+fa=161975.52+111966=273941.52nimax=285010312+10870312+2425220001010-6=6.67109mm4,imin=285010312+10870312+242527001010-6=2.86108mm4,imaximin=0.12=1.45=ndaed=83.9mpa故合格。5.3.2：支撐平面內(nèi)的穩(wěn)定性：在支

37、腿平面內(nèi)按等截面構(gòu)件計(jì)算整體穩(wěn)定性，在支腿截面的加勁每個(gè)截面的區(qū)格都滿(mǎn)足：b60。故：支撐平面內(nèi)的穩(wěn)定性滿(mǎn)足。5.4:支腿整體穩(wěn)定性54.1：主梁加勁設(shè)置及驗(yàn)算：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)受切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力作用的腹板，按不同的寬厚比來(lái)確定加勁肋的設(shè)置和驗(yàn)算區(qū)格，240b=20208=252.23，拼接在彎矩作用下可只計(jì)算螺栓承受的水平力，接縫一邊最外排螺栓所受總內(nèi)力：fm=mf1y1yi2式中：y1：腹板拼接板外排螺栓的間距，y1=h=1840接縫一邊每排螺栓數(shù)目為n1，則一個(gè)螺栓所受內(nèi)力為：p1=fn1n1剪切力ff1由接縫一邊的全部螺栓平均承擔(dān)，每個(gè)螺栓的內(nèi)力為：pf=fy1m式中：m：拼接縫一邊

38、的螺栓總數(shù)。腹板拼接同時(shí)受彎矩和剪力作用時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算螺栓受力，組合之。角點(diǎn)上的螺栓的最大合力為：pl=p12+pf2=88.36npl6.2：主梁與支腿的法蘭連接6.2.1：法蘭螺栓連接設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖6.2.2：連接螺栓的強(qiáng)度驗(yàn)算對(duì)于門(mén)式起重機(jī)的支腿和主梁的連接，考慮到受力和安裝精度要求，在連接中多采用普通（粗制）螺栓和若干精制螺栓相配合的構(gòu)造，精制螺栓承剪（有時(shí)用擋板承剪而不用精制螺栓）及受拉，普通螺栓只受拉力。剪切力f由精制螺栓平均承受，如有水平扭矩，亦由精制螺栓承受，螺栓最大內(nèi)力的計(jì)算與受彎矩的承剪栓接類(lèi)似。所有螺栓都受拉力。假定法蘭板足夠剛勁，在彎矩作用下，法蘭板繞右邊列螺栓線(xiàn)（x軸）旋轉(zhuǎn)

39、，使左邊列螺栓受最大拉力。距x軸最遠(yuǎn)的一個(gè)螺栓的拉力為：pl=2m-ney1/i=1nyi2plem=144803.7nmn=229100.82ne=42510-3mpl=2.06104n=50.3mpa0式中：kg=0.95，kq=1.4，自重載荷和起升載荷的載荷系數(shù) g1=2.4105，g2=1.176105，門(mén)架和小車(chē)重力， c=17.5，a=7.55，門(mén)架重心和小車(chē)重心到傾覆邊的水平距離 pq=1.96105n，額定起升載荷縱向工況2：門(mén)架懸臂平面，有風(fēng)動(dòng)載，小車(chē)于懸臂極限位置起、制動(dòng)，并有垂直大車(chē)軌道方向的最大工作風(fēng)力作用，其抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算式為：m=kgg1c-g2a-kqpqa-kiiph2-iqh3-kff1h1-fqh2=0.95g1c-g2a-1.2pqa-iph2-iqh3-f