405t軌道式集裝箱門式起重機(jī)設(shè)計(jì)

1、一rJ9Sftl.sensteoAinia»1»|設(shè)計(jì)摘要摘要：軌道式集裝箱龍門起重機(jī)（英文縮寫 RMG是集裝箱堆場(chǎng)專用機(jī)械之一， 它利用市電，通過(guò)行走輪在軌道上的移動(dòng)，配有20'，40'可伸縮吊具（根據(jù)需要亦可配雙箱吊具），在集裝箱堆場(chǎng)的規(guī)定范圍內(nèi)起吊、堆放集裝箱。RMGf RTG（輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)）相比，具有用市電驅(qū)動(dòng)，無(wú)污染， 可加大起重量和起升速度，大車可吊貨快速行走等優(yōu)點(diǎn)。本機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車機(jī)構(gòu)、減搖機(jī)構(gòu)等組成。起升、大車、小車機(jī)構(gòu)多為交流變頻控制。起升機(jī)構(gòu)一般為單卷筒形式，亦可根據(jù)需要設(shè) 計(jì)成雙卷筒開式。關(guān)鍵字：軌道式，集裝

2、箱，門式，起重機(jī)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract desig nAbstract : The track-type container gantry cranes (the initials RMG) is one of machinery specialized for Container Yard, which uses electricity to run round the track on the mobile, with 20 ', 40' retractable spreader (also based on n eed Can double with me sprea

3、der), in the container yard of the provisi ons of the lifting and stack ing of contain ers.RMG and the RTG (tire container gantry cranes) compared with using electricity-drive n, non-polluti ng, can in crease from the weight lifting and speed, large carts may be suspe nded cargo fast walk ing, etc.T

4、he plane from lifting, running car agencies,large carts, roll bodies composed. Lifting, large carts, car bodies for the exchange of multi-frequency control. Lifting bodies is gen erally sin gle-reel form, or un der the dual n eeds of ope n-reel. Keyword: Track Crane , contain ers, Gan try crane, str

5、uctural desig n軌道式集裝箱門式起重機(jī)是眾多港口起重機(jī)械的一種，它以采用市電無(wú)污 染、能源充足等有點(diǎn)適用于固定場(chǎng)所的長(zhǎng)期作業(yè)， 是港口貨物裝卸運(yùn)輸?shù)谋貍湓O(shè) 備。針對(duì)世界貿(mào)易的全球發(fā)展，港口運(yùn)輸在世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中占居越來(lái)越重要的地 位。港口貨物的裝卸運(yùn)輸?shù)男矢叩椭苯雨P(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益的高低，因此港口的起重運(yùn)輸設(shè)備的革新和改進(jìn)就刻不容緩。傳統(tǒng)的集裝箱裝卸運(yùn)輸方法和系統(tǒng)已經(jīng)不 能滿足日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的需求。面對(duì)新時(shí)期的全球貿(mào)易的新挑戰(zhàn)，我們不斷的進(jìn)行著技術(shù)、設(shè)備和管理方法 的革新來(lái)提高港口的裝卸運(yùn)輸效率， 加大港口貨物的出入量。不斷的順應(yīng)全球化 經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的高速發(fā)展。就集裝箱裝卸運(yùn)輸方面的

6、革新，我們做出下面設(shè)想：技術(shù)方面我們采用整船集裝箱定位掃描系統(tǒng)， 起重機(jī)吊具采取數(shù)控系統(tǒng)由電 腦操作自動(dòng)尋取集裝箱坐標(biāo)并經(jīng)行精確對(duì)接吊取， 代替人工手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吊取。能夠 大大提高工作效率和質(zhì)量。設(shè)備改進(jìn)我們采取大噸位的高效率的起吊機(jī)械，改進(jìn)集裝箱的裝載重上限。 或者采取雙箱、三箱同時(shí)裝卸來(lái)提高效率。管理方面我們采取全面智能化系統(tǒng)管理，港口機(jī)械全面實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操 控。減少人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)高效率作業(yè)。本次設(shè)計(jì)就是本著提高港口機(jī)械的裝卸效率的原則， 設(shè)計(jì)的大噸位、大跨度、 大起升高度的軌道式集裝箱門式起重機(jī)。 起重量40t是現(xiàn)有最大的起重量，大跨 度和高起升高度大大擴(kuò)大了起重機(jī)的工作區(qū)域。作業(yè)能力大大

7、提高。本機(jī)設(shè)計(jì)是基于現(xiàn)有產(chǎn)品模型自行設(shè)計(jì)出來(lái)的， 設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)有疏漏和 過(guò)失之處，在后期的設(shè)計(jì)當(dāng)中作者會(huì)不斷的更新改正。 本設(shè)計(jì)僅僅設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)將后會(huì)繼續(xù)完成。設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)校老師和導(dǎo)師為我們提供了 巨大的幫助，再次向我們的指導(dǎo)老師表示誠(chéng)摯的感謝！一.軌道式集裝箱門式起重機(jī)總概 6二總體設(shè)計(jì)&1. 設(shè)計(jì)參數(shù)8.2. 主梁設(shè)計(jì)8.(1) 基本尺寸設(shè)計(jì) 8.(2) 主梁截面幾何參數(shù)計(jì)算9.3. 端梁設(shè)計(jì)1.04. 剛性支腿設(shè)計(jì) 1.15. 柔性支腿設(shè)計(jì)136. 下端梁設(shè)計(jì)1.57. 上馬鞍設(shè)計(jì)1.6三. 起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算171. 空載起重機(jī)沿軌道方向起、制動(dòng)時(shí)的載

8、重穩(wěn)定性安全系數(shù)驗(yàn)算 仃2. 起重機(jī)滿載時(shí)垂直于大車運(yùn)行軌道方向的載重穩(wěn)定性安全系數(shù)驗(yàn)算 20四. 主橋架計(jì)算211. 載荷計(jì)算21.(1) 主梁自重載荷 23(2) 一根主梁上小車集中載荷23(3) 端梁自重23(4) 慣性載荷23(5) 偏斜運(yùn)行側(cè)向力23(6) 風(fēng)載荷24(7) 扭轉(zhuǎn)載荷242. 主梁內(nèi)力計(jì)算25(1) 主梁垂直平面所受的內(nèi)力 25主梁截面水平載荷產(chǎn)生的內(nèi)力 263. 強(qiáng)度計(jì)算274. 疲勞強(qiáng)度計(jì)算: 305. 主梁穩(wěn)定性計(jì)算32五. 支腿計(jì)算.3.41. 載荷計(jì)算342. 支腿內(nèi)力計(jì)算353. 支腿強(qiáng)度計(jì)算 394. 支腿穩(wěn)定性計(jì)算41六. 下橫梁的強(qiáng)度計(jì)算44七. 連

9、接強(qiáng)度驗(yàn)算 44(1) 計(jì)算法蘭板上焊縫的強(qiáng)度45(2) 剛性支腿下端與下橫梁聯(lián)合 46(3) 螺栓連接計(jì)算47八剛度計(jì)算48(1) 靜剛度和位移 48(2) 橋架水平慣性位移49(3) 起重機(jī)偏斜運(yùn)行對(duì)主梁產(chǎn)生的水平位移 49(4) 垂直動(dòng)岡I度49九起重機(jī)拱度 51十.參考文獻(xiàn)51軌道式集裝箱門式起重機(jī)總概本起重機(jī)專供集裝箱貨場(chǎng)上作未來(lái)集裝箱的裝卸車及堆垛之用。在龍門起重機(jī)的行走距離內(nèi)可以進(jìn)行吊一箱過(guò)三箱的作業(yè)，為擴(kuò)大起重機(jī)的作業(yè)范圍，本機(jī)具有兩側(cè)13米的外伸距，加上龍門架跨度內(nèi)的60米工作長(zhǎng)度，形成86米長(zhǎng)的 小車作業(yè)線。起重機(jī)可以在門架跨度內(nèi)堆存 21排集裝箱；在外伸距處作車道的 集裝

10、箱裝卸車作業(yè)。同時(shí)，為了適應(yīng)不同的集裝箱堆放方向和集裝箱拖車行走方 向。本機(jī)配備伸縮式集裝箱索具（亦稱吊具），索具的開閉鎖動(dòng)作和伸縮可以由 司機(jī)在操縱室操作。本起重機(jī)在軌距60米的軌道上運(yùn)行，軌道型號(hào)為 QU80，軌道安裝質(zhì)量必 須達(dá)到中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn) JT5022-86港口起重機(jī)軌道安裝技術(shù)條件 的規(guī)定，以保證起重機(jī)在額定載荷下安全使用。操縱室懸掛在小車旋轉(zhuǎn)架上，和旋轉(zhuǎn)架、 集裝箱索具一起橫移和旋轉(zhuǎn)，保證司機(jī) 有良好的視線，以便準(zhǔn)確對(duì)箱操作。本起重機(jī)各機(jī)構(gòu)均為工作性機(jī)構(gòu)。即都能帶載動(dòng)作，完成20英尺或40英尺集裝箱的起升、下降、橫移、旋轉(zhuǎn)及整機(jī)沿堆場(chǎng)軌道運(yùn)行。起重機(jī)的設(shè)計(jì)和校核均 按

11、我國(guó)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) GB3811-83起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和 GB6070-85起重機(jī) 械安全規(guī)程的相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行，以保證本起重機(jī)在集裝箱裝卸作業(yè)時(shí)正常工作。 起重機(jī)總體性能表起重量起重能力40.5噸 吊（索）具下起重量 60噸 起升高度軌上16.5米 門架跨距60米 門架兩側(cè)外伸距13米 門架基距16米 工作速度起升25米/分 小車橫行62米/分 大車運(yùn)行50米/分 起重機(jī)最大工作輪壓 32噸/輪 大車使用鋼軌QU80 使用電源種類3相380伏50赫 方式 電纜卷筒繞入/ ±00米 起重機(jī)總重量520噸 本機(jī)金屬結(jié)構(gòu)均是鋼板焊接而成的箱型結(jié)構(gòu)，門架與門腿成n型，門腿內(nèi)設(shè)直梯， 主梁上設(shè)有人孔

12、，以方便人員進(jìn)如進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢查。門架與主梁用法蘭方式聯(lián) 結(jié)；主梁分成三段，用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)；以方便運(yùn)輸和安裝。在運(yùn)輸過(guò)程中，注 意枕木的擱置點(diǎn)應(yīng)放在箱體的橫隔板部位，以免產(chǎn)生凹陷變形。本機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和大車機(jī)構(gòu)均有終點(diǎn)開關(guān)保護(hù)。開關(guān)位置 在總裝試車前按設(shè)計(jì)圖要求定位。起升卷筒軸承座設(shè)重量傳感器。大車行走機(jī)構(gòu)上的頂軌器和防臺(tái)錨定銷和小車錨定銷上均有行程或聯(lián)鎖開關(guān)，亦須在現(xiàn)場(chǎng)作定位調(diào)整。大車機(jī)構(gòu)的附屬安全設(shè)備較多，有行程終點(diǎn)開關(guān)；門腿一側(cè)位置設(shè)有錨定聯(lián)鎖開關(guān)；在另一側(cè)位置設(shè)有大風(fēng)防爬裝置；裝在四條門腿上的大車行走聲光 報(bào)警器以及電纜放出完畢停車開關(guān)。這里需說(shuō)明一下：當(dāng)操縱大車運(yùn)

13、行手柄欲令大車行走時(shí)， 首先行走聲光報(bào)警器發(fā) 出紅色閃光，且笛聲大作，警告軌道附近人員避讓，同時(shí)，防爬器電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)提 防爬靴。當(dāng)防爬靴提起高度碰及行程開關(guān)時(shí)它一面接通行走控制電路，一面點(diǎn)亮松軌指示燈，行走電動(dòng)機(jī)正向（或反向）接觸器動(dòng)作，起重機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。停車時(shí)，操縱桿手柄扳回“（位，行走電動(dòng)機(jī)失電，此時(shí)行走制動(dòng)器不立即剎車， 起重機(jī)可以籍慣行滑行一段距離。經(jīng)過(guò)一段延時(shí)，然后制動(dòng)器才失電抱閘停車， 同時(shí)防爬電機(jī)失電，防爬靴下落至路軌上，碰動(dòng)行程開關(guān)，切斷大車控制回路， 頂軌指示燈亮。吊具系統(tǒng)：吊具開閉鎖只有在著箱開關(guān)全部動(dòng)作后， 才能動(dòng)作。開閉鎖動(dòng)作完成后才能 進(jìn)行起升動(dòng)作。超載保護(hù)系統(tǒng)：測(cè)重傳感

14、器安裝在一臺(tái)起升卷筒的軸承座內(nèi)重量傳感器，這里的鋼絲繩是沒(méi) 有收放的，利用鋼繩的張力測(cè)量吊重。訊號(hào)傳至司機(jī)室內(nèi)的微電腦載荷限制器， 它顯示所吊物品的重量。當(dāng)載荷達(dá)到 90%額定值時(shí)蜂鳴器發(fā)出斷續(xù)聲響，同時(shí) 報(bào)警燈閃爍，是為了預(yù)報(bào)警。當(dāng)達(dá)到105%額定起重量時(shí)，蜂鳴器發(fā)出連續(xù)聲響， 報(bào)警燈長(zhǎng)亮，約經(jīng)0.5秒延時(shí)后，若荷重仍沒(méi)減小，繼電器即行動(dòng)作，切斷起升 電機(jī)上升控制回路。此時(shí)，重物只能下降不能上升。載荷限制器的調(diào)試詳細(xì)情況 請(qǐng)見載荷限制器使用說(shuō)明書”并應(yīng)定期進(jìn)行檢查標(biāo)定。.總體設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)參數(shù)起重量Q=40.5t小車自重 Gx=60t小車軌距 b=14000mm起升速度V起=25m/min 大

15、車運(yùn)行速度V大=50m/min 起升高度H°=16.5m跨度L=60m有效懸臂長(zhǎng)度L0 剛=13mL0 柔=13m懸臂全長(zhǎng)L。'剛=18mL0 '柔=18m沿海 工作風(fēng)壓 qn =250pa 非工作風(fēng)壓qm =800pa材料A3鋼工作級(jí)別M62.主梁設(shè)計(jì)(1)基本尺寸設(shè)計(jì)取主梁高度 H1= (1/14-1/17 ) L=5.6 6.8m根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求和結(jié)構(gòu)的要求取 H1=4040mm 選用主梁為偏軌式箱形主梁主梁寬度 B1= (0.60.8) H1=1.82.4m初選 B1=1.59m變截面長(zhǎng)度初選為3m主梁上、下翼緣板厚S 0 =20mm主腹板S 1=12mm副

16、主板S 2=8mm箱形梁承軌部分采用寬翼緣T字鋼拼合，型號(hào)為600T字鋼上翼緣厚20、腹板厚12(2)主梁截面幾何參數(shù)計(jì)算1774侶丁,8£59C30截面積Ao=(1774X2O+165OX2O+4OOOX12+4OOOX8)mm2 =148520mm4求重心坐標(biāo)：Xi1(1774 888 20 1624 4000 12 8 34 4000 1650 20 825)mm 148520921.3mmy1(1774 20 4030 20 4000 2020 1650 20 10)mm1485202053.9mm求慣性矩：lx 丄 1774 203121776 20 1976.121143

17、.785 10 (mm )1 3 1 3 1650 20312 4000312 121650 20 2043.924000 201 38 400031233.921 3 1 3I y 20 1774320 1650312 122 21776 20 33.31650 20 96.31046.57 1010(mm4)1 3 1 34000 1234000 8312 122 24000 20 702.74000 8 887.313. 端梁設(shè)計(jì)端梁高度 H2=1/2H1=2020mm 寬度B2=1m端梁上、下翼緣板厚S 0=10mm腹板S =8mm主梁和端梁采用法蘭盤螺栓鏈接|和9 -01-1日*1端

18、巣尺寸4. 剛性支腿設(shè)計(jì)根據(jù)跨度60m,采用一剛性支腿和一柔性支腿的設(shè)計(jì)方法，柔性支腿鉸接。 在門架平面計(jì)算按靜定簡(jiǎn)圖，在計(jì)算支腿平面內(nèi)力時(shí)，采用超靜定簡(jiǎn)圖。由于設(shè)計(jì)起重機(jī)為工作級(jí)別為 M6，最大輪壓為20.3t,查手冊(cè)選取車輪的車輪 直徑為800,軌道型號(hào)為QU80由于起升高度H=16.5m,極限起升高度距主梁下翼緣高度 h0=2.5m, 支腿與質(zhì)量連接支座高度hz=0.3m。6輪臺(tái)車高度h臺(tái)=3.415m臺(tái)車與下端梁連接支座H支下=185mm下端梁高度H下端=600mm得出支腿的高度為：H支=H0+h0-hz-h臺(tái)-H支下-H下端=(16.5+2.5-0.3-3.415-0.185-0.6

19、) m=14.5m=14500mm門架平面剛性支腿上端寬度：b剛上=1.2h主=4.8m為滿足彎矩和扭力的強(qiáng)度要求，取b剛上=5m下端寬度b剛下1.59/3=0.53m考慮車輪和支腿支撐的構(gòu)造，取 b剛下=1000mm為節(jié)省材料又能符合力學(xué)的要求，將剛性支腿的構(gòu)造設(shè)計(jì)為如下圖形式：159011640DinJ戈2010嚴(yán)剛性支腿下截面:10401 ID2020|2 _ 2戟麗圖剛性支腿i-i截面計(jì)算：A (640 14 2 1576 10 2) 2mm2 49440 2mm2298880mmyX5040整個(gè)截面是由兩個(gè)截面組成，一個(gè)截面1I樣 210 15763 2 14 640 7952 1.

20、682 1010(mm4)121ly半 2 丄 14 6403 2 10 1576 2952 3.45 10(mm4) y半12整個(gè)截面的慣性矩：lx 2lx半 3.364 1010mm4ly 21 y半 2A 23502 1.095 1012mm4計(jì)算剛性支腿中間截面的尺寸屬性:2A剛中 A上 98880mmlx剛中 lx 上 3.64 1010（mm4）ly 剛中 2ly 半 2A 11752 2.73 10（mm4）剛性支腿下端截面計(jì)算：2 2A (1040 14 2 1576 10 2)mm 60640mm2.492 1010(mm4)9.347 109(mm4)132210 1576

21、3 2 14 1040 795212132214 10403 2 10 1576 4952125. 柔性支腿設(shè)計(jì)柔性支腿下端寬度設(shè)計(jì)于剛性支腿相同：b柔下=1040mm 根據(jù)柔柔下 0.7b柔上取b柔上=1640mm.13*50 .60支腿上截面:-W=-=-5-v-II2Cpn古 10寸1!1*£0£-11柔性支腿下端截面和剛性支腿下端截面各尺寸一樣:柔性支腿上截面:lx算。Iy10401010J柔性支腿下端截面142 15761022)mm277440 mm101576325614164032 10157679523.015(164010/4、

22、10 ( mm)1010(mm4)112112柔性支腿中間截面:lxIy(1340142 1576 10 2)mm2269040 mm丄12丄12101415763 2 14 134013403 2 10 157679523.0264521.87柔性支腿下截面和剛性支腿下截面各尺寸一樣,6下端梁設(shè)計(jì)1010(mm4)10 /4、10 (mm)截面性質(zhì)一樣在此不再做計(jì)下端梁的兩端截面計(jì)算:下端st®A (1040 16 2 600 10 2)mm245280mm21lx 210 6003 2 16 1040 3082 3.51 109(mm4)12ly 2 丄 16 10403 2 1

23、0 600 4962 5.95 109(mm) 127.上馬鞍設(shè)計(jì)上馬鞍設(shè)計(jì)與主梁直接相連，截面比較細(xì)小，起到加強(qiáng)橋架穩(wěn)定性、水平剛 度、抗彎、抗扭能力。因?yàn)樯像R鞍不在支腿平面與支腿直接剛性連接，所以所受 作用力相對(duì)較小。為了簡(jiǎn)化模型在此我們不對(duì)其做考慮，把其當(dāng)作進(jìn)一步加強(qiáng)作用。支腿平面示意圖|寸11三.起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算上軸駅寸銖計(jì)Ff帶懸臂的龍門起重機(jī)，除驗(yàn)算沿大車運(yùn)行方向 空載起、制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，還須驗(yàn)算垂直于軌 道方向的穩(wěn)定性，由于集裝箱的迎風(fēng)面積不 大，運(yùn)行速度較低，故滿載時(shí)的穩(wěn)定性可不計(jì) 算。1.空載起重機(jī)沿軌道方向起、制動(dòng)時(shí)的載重穩(wěn)定性安全系數(shù)驗(yàn)算©0.5（G 橋 G

24、 ?。〣1.4Pfhi P喬 h3 P小 h4式中 G橋橋架重量-白二 LG橋2（G靜總+腿+G柔腿 +Gw +Q車+Gr橫梁）G靜總G梁 G 軌 G 欄桿 G 電 118 5.4 10 4.6 138tG梁一一一根主梁的自重G梁=118tG軌一一一根主梁上的小車軌道自重G軌=5.4tG欄桿一根主梁一側(cè)的平臺(tái)欄桿的自重G欄桿=10tG電位于平臺(tái)上的電氣設(shè)備的重量G電=4.6tG剛腿一一剛性支腿的自重G剛腿=18tG柔腿一一柔性支腿的自重G柔腿=12tG馬鞍一一馬鞍自重 G馬鞍=10tG臺(tái)車大車運(yùn)行臺(tái)車總自重G臺(tái)車=40tG下橫梁一一下橫梁自重G下橫梁=15tG橋2 (138+18+12+10+

25、40+15) t=466tPf作用在橋架和小車上的工作狀態(tài)最大風(fēng)力。計(jì)算風(fēng)力時(shí)，前面一排的主梁，馬鞍、支腿、下橫梁及大車 輪組遮擋后面一排主梁、馬鞍、支腿、下橫梁及大車輪組。故后面一排 受風(fēng)面積應(yīng)減小，減小程度用折算系數(shù)n表示。風(fēng)力計(jì)算公式分別為：P前cknq AP 后cknq AP；后cknq AP；后clq A式中p'作用在橋架與小車上的非工作狀態(tài)的最大風(fēng)力；C風(fēng)力系數(shù)c=1.6Kh風(fēng)壓高度變化系數(shù)Kh=1計(jì)算非工作風(fēng)壓時(shí)，Kh=1.13中第U類載荷的風(fēng)壓值 qn=250Paqrn第川類載荷的風(fēng)壓值 q rn =250Pan折算系數(shù)，根據(jù)a/h值查 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)a/h=1.4/4

26、=3.25 4h1橋架與小車擋風(fēng)面積形心高度工作狀態(tài)最大風(fēng)力Pf及非工作狀態(tài)最大風(fēng)力P'f和其相應(yīng)的迎風(fēng)面和形心至 大車運(yùn)行軌頂?shù)母叨萮，計(jì)算如表：名稱迎風(fēng)面積A (m2)形心高度h1 (m)工作風(fēng)載t非工作風(fēng)載t力矩Pfh1P'f h；主梁3842115.3655.5322.561165.5剛腿17.4:160.6962.5111.1440.16:柔腿18.85170.7522.7112.7846.07馬鞍2.825.40.1120.402.8410.16下橫梁12.8 3.80.481.801.826.84:小車16240.642.3115.3655.44司機(jī)室4180.1

27、60.582.8810.44大車車輪 組20.50.080.290.040.145求各部件迎風(fēng)面積及形心至大車運(yùn)行軌頂?shù)母叨葧r(shí)，分別參照符圖從表1-1的值如下:Pfh1 322.56 11.14 12.78 2.84 1.82 15.36 2.88 0.04 369.42t/mP'fh；1165.5 40.16 46.07 10.16 6.84 55.44 10.44 0.145 1334.75t/mP橋一一起重機(jī)運(yùn)行起、制動(dòng)時(shí)引起橋架水平慣性力式中t制起重機(jī)制動(dòng)時(shí)間，t制=7秒 在計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)，取緊急制動(dòng)時(shí)間，t制=3.5秒G橋9.815060 3.50.0243G橋h3橋架重心高度

28、由于G橋2（G靜總+Q腿+G柔腿 +Gw +G車+gh黃梁）故P橋xh3值列表中名稱重量G (t)重心高度 h3（m）慣性力 P 橋（t）力矩P橋xh3(t/m)2G靜總276236.7154.12G剛3916p.914.42G柔24170.589.862G馬鞍10260.246.242G臺(tái)車801.8M.943.52G下橫梁303.80.72.66P喬 h3P喬 h3 154.1 14.4 9.86 6.24 3.5 2.66 190.76t/mP小起重機(jī)運(yùn)行啟動(dòng)，制動(dòng)時(shí)引起的小車水平慣性力Gz小509.81 60 3.50.0243G小1.944th 4小車重心高度 h 4=24mB軌距

29、B=16mK1°5 (466 80) 16 趣 7.1 1.4400 190.76 1.944 24637.42.起重機(jī)滿載時(shí)垂直于大車運(yùn)行軌道方向的載重穩(wěn)定性安全系數(shù)驗(yàn)算:1.4QLo剛式中F2作用在集裝箱上的工作狀態(tài)最大風(fēng)力。F2 CKhq A集 1.6 25 29.31.17th2小車軌頂至大車軌頂間的距離h2=23.2mPQ 小車運(yùn)行起、制動(dòng)時(shí)引起的物品水平慣性力 F小小車運(yùn)行起、制動(dòng)時(shí)引起的小車自重水平慣性力2Q4G小式中© 2起升載荷系數(shù) 當(dāng)V起=25m/min時(shí)© 2=1.17© 4運(yùn)行沖擊系數(shù) V小小于60m/min時(shí)© 4=1

30、.1n制小車制動(dòng)的輪數(shù)，n制=4n小車的總輪數(shù)n=241.17 120 1.1 8045.44t724h2=h4=23.2mP1'作用在橋架與小車的縱向工作最大風(fēng)力；h 1 橋架與小車縱向擋風(fēng)面積形心高度P1'和h1的計(jì)算列表為:名稱迎風(fēng)面積A形心高度h1工作風(fēng)載p''力矩 P'' h主梁70.4212.858.8剛腿46.416M.8529.6柔腿46.4171.8531.4馬鞍114.425.20.57614.5司機(jī)室618：0.244.3下橫梁15.83.80.632.4大車輪組9.80.50.380.2P'' h=141.

31、2t/m所以466 60 80 13 141.2 1.17 23.2 5.44 23.2Ki27.76 1.4120 13自重穩(wěn)定性安全系數(shù)，見圖和下式計(jì)算K1°（&喬+（?。〣 1.15P'hiK1°5（466+8°）163.0 1.15式中 R'h1由上表數(shù)值得出1447可見起重機(jī)的穩(wěn)定性滿足富余很大可保安全。四.主橋架計(jì)算1. 載荷計(jì)算起重機(jī)的各種載荷不可能同時(shí)作用于金屬結(jié)構(gòu)，應(yīng)按各種載荷出現(xiàn)的頻繁程度與 結(jié)構(gòu)的重要性根據(jù)起重機(jī)不同工況，考慮最不利的情況下，進(jìn)行合理組合。對(duì)于龍門集裝箱起重機(jī)載荷組合如下：風(fēng)算項(xiàng)主梁支腿疲勞和強(qiáng)度計(jì)算疲

32、勞和強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算 載荷 情況強(qiáng)度計(jì)算龍門架平面支腿平面龍門架平面支腿平面龍門架 或支腿 平面大車不 動(dòng)、吊重 起升離 地大車不 動(dòng)、小車 運(yùn)行至 跨中或 懸臂端 制動(dòng)，吊 重下降 制動(dòng)，風(fēng) 向順著 大車軌 道方向大車運(yùn)行 制動(dòng)、小 車滿載運(yùn) 行至跨中 或懸臂端 下降制 動(dòng)，吊重 下降制 動(dòng)，風(fēng)向 順著大車 軌道方向大車不 動(dòng)、小車 運(yùn)行至 跨中或 懸臂端 制動(dòng)，吊 重下降 制動(dòng)大車運(yùn)行 制動(dòng)、小 車滿載運(yùn) 行至跨中 或跨內(nèi)不 動(dòng)大車不 動(dòng)、小車 滿載運(yùn) 行至跨 中或懸 臂端制 動(dòng)，吊重 下降制 動(dòng)，風(fēng)向 垂直于 大車軌 道大車運(yùn)行 制動(dòng)、小 車位于跨 中或懸臂 端下降不 動(dòng)，吊重 下降制

33、動(dòng)，風(fēng)向 平行于大 車軌道方 向大車不 動(dòng)、空載 小車位 于跨中 或懸臂 端，非工 作狀態(tài) 下風(fēng)載 荷順大 車軌道 方向結(jié)構(gòu)自 重載荷Pg1 Pg1 Pg4Pgi FG4FGi FG4P3Pg小車自 重載荷GxciPxciPxc4PXCiPxc4PxCi Pxc4PxcPxc起升載荷Pq2巴2 P2020Pq202PQ大車慣 性載荷PHPhPhPh小車慣 性載荷PHxP HxPHxFHlx工作狀 態(tài)風(fēng)載荷Pw,iPw，iPw， iPv， iPv， i偏斜運(yùn) 行側(cè)向 力PsPsPs非工作 狀態(tài)風(fēng) 載荷Pw.OP ,0碰撞載荷PCFC實(shí)驗(yàn)載荷Pt垂直平面載荷(1)主梁自重載荷 主梁的單位重量:Fq

34、G靜總L 21'。130 9.81 1039641.33 10 N/m(2) 根主梁上小車集中載荷由于小車的軌距相對(duì)主梁橋梁的長(zhǎng)度過(guò)小，故計(jì)算時(shí)將車輪壓力計(jì)算 為一點(diǎn)壓力，作為集中載荷，作用于主梁上的移動(dòng)載荷。p (m, mjg/2 (120 80)9.81 103/2 9.81 105n由于421簡(jiǎn)便起見用4代替2，14=1.1(3)端梁自重Fd分配于主梁端部為固定集中載荷344 9.81 103.9 10 N(4)慣性載荷PHx一根主梁上的小車慣性力為：沁0： 7.0 104n1414一根主梁自重的慣性力Ph匹 10：0.95 103 N/m1414端梁自重作用在主梁端的慣性力為：

35、 Fd3Rh 2.79 10 N14偏斜運(yùn)行側(cè)向力由于本起重機(jī)采用剛、柔性支腿，故側(cè)向力主要作用在(5)剛性支腿架下面。®滿載小車在主梁跨中央支腿下面采用6車輪臺(tái)車，2個(gè)一組剛性支腿端總靜輪壓：1111Pr1 (Pg 橋 2 P)(466 120 80) 9.81 103 -1.07923 23106N由± 60 33查得015偏斜側(cè)向力為:1 1Ps1 2PR12 j°79 0.15 1 06 8.09 1 04 N滿載小車在主梁左端極限位置剛性支腿下端車輪總靜輪壓為:PR2Fg橋2p) 1146680120) 9.811031 1.416 106N232311

36、P2Pr21.4160.151061.062 105N22(6) 風(fēng)載荷見前述，此處略解(7) 扭轉(zhuǎn)載荷偏軌箱形梁有垂直載荷和水平慣性力的偏心作用而產(chǎn)生的移動(dòng)扭矩，其他載荷產(chǎn)生的扭矩較小而且作用方向相反，故不做考慮。偏軌箱形梁彎心A在梁截面的對(duì)稱形心在x軸上，(不考慮翼緣板外伸部分) 彎心至主腹板中線的距離為：2 1 2 8e1(b)(1590 10) mm 632mm1 2 2 2 20PH-crP廠1yFLA0bl軌高 hg=152mm (p50)1h'' H1 hg(2020 152)mm 2172mm移動(dòng)扭轉(zhuǎn)力為Tppq 1.1 9.81 105 632 6.82 10

37、5N?mTh PHxh'' 7 104 2.172 1.52 105N ?m2. 主梁內(nèi)力計(jì)算(1) 主梁垂直平面所受的內(nèi)力小車位于跨中央對(duì)主梁產(chǎn)生的垂直彎矩:木車位于陣主灤.垂支噹廚由力帶析PLM cv 4 (42.04 107N?mFqL28 9.81 105 60 1.33 104 602 1.33 104 1.1 (482程)Phif垂卯費(fèi)力務(wù)析跨中內(nèi)扭矩為:Tnc(TP Th) 4.17 105N ?m2跨中主腹板所受剪力為：1 5Fp 4 P 5.4 105Np 2小車位于懸臂極限位置，對(duì)主梁跨端或懸臂根部產(chǎn)生的垂直彎矩:M dv M bv 4 (1.7 106N

38、?mPloFql'22Fdl'o)1.1(9.81 105 13421.33 101883.9 104 18)小車位于懸臂極限位置處主梁支腿端部截面所受扭矩：Tnd Tp Th8.34 105N ?m小車位于懸臂極限位置處主梁支腿端部截面所受剪力為:Fpd 4 P 1.08 1 06 N(2) 主梁截面水平載荷產(chǎn)生的內(nèi)力小車位于跨中時(shí)產(chǎn)生的水平彎矩：2一(Ph PW)L (FhFw)L (FhFw)I'01M cH PsBo482244332(7 100.63 10 ) 60(0.95 101.57 10 ) 6081 4-8.09 101824(0.95 103 1.

39、57 103) 18222.582 106N ?m小車在懸臂極限位置時(shí)主梁跨端產(chǎn)生的水平彎矩:McH(pHRv )l0(Fh Fw)I'21 o22 ps2 B044(0.95 103 1.57 103) 182 14(7 104 0.63 104) 136.94 104 1823.53 106N?m3. 強(qiáng)度計(jì)算【1】主梁跨中的強(qiáng)度計(jì)算需要計(jì)算主梁跨中截面危險(xiǎn)點(diǎn)1、2、3的強(qiáng)度(1)主腹板上邊緣點(diǎn)1的應(yīng)力 主腹板邊至軌頂距離為：hy hg 0152 20172mm主腹板邊的局部壓應(yīng)力為：1 1 54 P 1.1 9.81 1054 4m C (2 172 50) 12垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)

40、力為：73Mxy 2.04 101966.1 100157.06Mpalx3.785 1011水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為：M yX 2.582 106 702.7 10302Iy106.57 1063.89Mpa27.6Mpa慣性載荷與側(cè)向力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用相反。應(yīng)力很少 故這此不計(jì)算。主梁上翼緣的靜矩為：y0B1(y1 0.5 °) 20 1774 (1986.4 10)70112027mm3主腹板邊上的切應(yīng)力為：FpSy Tn5.4 1057.01 1074.17 10510311 6 lx2A03.785 10(12 8)2 6.39 10127.72Mpa式中：A0為主

41、梁的過(guò)四邊中心線的截面面積：A 1590 40206391800mm2點(diǎn)O的折算應(yīng)力為：0102133.59Mpa133.5§ 57.0$ 133.59 57.06 3 7F22116.87Mpa 175Mpa(2)點(diǎn)C2的應(yīng)力:Mx2My%2.04 107 2053.9 1033.785 10112.58 106 103 921.36.57 1010110.7 36.2 146.9Mpa 175Mpa驗(yàn)證合格(3) 點(diǎn)C3的應(yīng)力:1.15 (Mx0Ix吵)1.15(Iy2.04 10 2053.91(J3.7851012.58 1(f 10 891.6.57 1001.15(110

42、.735) 167.5Mpa 175Mpa【2】小車位于懸臂極限位置處主梁支腿根部截面的強(qiáng)度計(jì)算 仍然驗(yàn)算該截面的1、2、3點(diǎn)的強(qiáng)度(1)點(diǎn)O的應(yīng)力主腹板上邊的切應(yīng)力為FpSyTn15.44MpaIx2A01點(diǎn)的應(yīng)力0 01 02Mxy1MyX11.70 107 1966.11033.53 106103 702.7IxIy3.785 10116.57101088.3 37.75126Mpa/ 2 2 :0m0 m3 21262 57.062126 57.0623 15.44112.5Mpa 175Mpa(2)點(diǎn)2的應(yīng)力Mxy2MyX21.7 1072053.9 1033.53 106 103

43、921.33.785 10116.57 101092.25 49.5 141.75Mpa175Mpa(3)點(diǎn)2的應(yīng)力1.15 沁1.15Ix1.15 (92.25 47.89)Iy161.16Mpa73(1.7 107 2053.9 103113.785 10175Mpa3.53 106 103 891.3)6.57 10104 疲勞強(qiáng)度計(jì)算：橋架工作級(jí)別為M6，應(yīng)按載荷組合計(jì)算I計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面的疲 勞強(qiáng)度。由于水平慣性載荷產(chǎn)生的風(fēng)載產(chǎn)生的應(yīng)力相對(duì)較小，為了簡(jiǎn)化計(jì)算在此忽略。主梁自重彎矩：滿載小車在跨中時(shí)對(duì)主梁的彎矩:2滿載小車在懸臂極限位置時(shí)的彎矩:P由此可見主梁中間位置截面的疲

44、勞破壞最嚴(yán)重，以下驗(yàn)算中間界面的疲勞強(qiáng)度：跨中最大彎矩為：M max Mx Mcv 2.04 107 N ?m跨中的最小彎矩為，滿載小車在懸臂極限位置：22M min(FqLFql'。4(821.1 (1.33 104 60281.33 if 1§29.81 105 13)2.8 1(fN?m(1)驗(yàn)算主腹板受拉翼緣板焊縫4點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度maxminM max ( y20)IxM min 020 )Ix應(yīng)力循環(huán)特性：min現(xiàn)3-Lho42.04 2033.9 107 1033.785 1011109.6Mpa2.8 2033.9 106 103113.785 1015Mpa15

45、Mpa109.6Mpa根據(jù)工作級(jí)別A6，應(yīng)力集中等級(jí)K1及材料Q235,(T -1=119Mpa焊縫拉伸強(qiáng)度許用應(yīng)力為：0.137 0max查得rt佃 119182.3Mpa1 0.67r1 0.67 0.137max 109.6Mpa rtK 合格)(2)驗(yàn)算橫隔板下端焊縫與主腹板連接處 5點(diǎn)疲勞強(qiáng)度732.04 1973.9 1010106.38MpaM max (y270)maxIx113.785 10minMminM 70)Ix2.8 1973.9 106 10314.6Mpa3.785 1011應(yīng)力循環(huán)特性：minmax上璽匹0.137 0106.38Mpa根據(jù)工作等級(jí)A6材料為Q2

46、35,橫隔板采用雙面連續(xù)貼角焊縫連接，底板 與受拉翼緣板的間隙距離為50mm，應(yīng)力集中等級(jí)為K3,查得(T -1=71Mpa。max1.671 0.67r1.67 711 0.67 0.137106.38 rt符合要求108.78Mpa5. 主梁穩(wěn)定性計(jì)算【1】整體穩(wěn)定性h 4040b 16002.5253整體穩(wěn)定性符合要求?！?】局部穩(wěn)定性 翼緣板穩(wěn)定性bg01580207960需設(shè)置一條縱向加勁肋在垂直中心線處，不再進(jìn)行驗(yàn)算 翼緣板最大外伸部分be0150207.515穩(wěn)定滿足主腹板穩(wěn)定性h400012333.3320副腹板穩(wěn)定性40008500320需設(shè)置橫隔板及三條縱向加勁肋，主腹板設(shè)

47、置相同，其布置顯示于圖:3OQ50Q5001上 (U311£ d/上JJ總橫向大隔板間距a=2000mm縱向加勁肋位置hi h40.2h°800mmh2 h30.3h01200mm 且 a 2h32400mm寬翼緣添加小隔板的間距為a°=500mm加勁肋尺寸的確定：CD大隔板的厚度為S =8m m,板中孔尺寸為1200mmx3590mm上翼緣板縱向加勁肋選用125x125x8mmA=27.770cm2lx=514.65cm縱向加勁肋對(duì)翼緣板厚度中線的慣性矩為：IxI x1 Ae?I x1 A(b 0.5 0 z0)22.17 107mm42I x=0.8m a b°23 2000 3 7 403 0.8203 1.62 107mm41580I x lxC主、畐阪板采用相同的縱向加勁肋:125 125 8A=19.75Ix=297.03縱向加勁肋對(duì)主腹板厚度中線的慣性矩：2 2Ix Ix1 Ae 2970300 1975 (125 6 33.7)742.17 10 mma a2lx (2.5 0.45)3h