10t電動單梁門式橋架結(jié)構(gòu)的設計和支腿設計

1、優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！緒論1. 門式起重機發(fā)展概述門式起重機是橋上起重機的一種變形。在港口，主要用于室外的貨場、料場貨、散貨的裝卸作業(yè)。它的金屬結(jié)構(gòu)像門形框架，承載主梁下安裝兩條支腳，可以直接在地面的軌道上行走，主梁兩端可以具有外伸懸臂梁。門式起重機具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應面廣、通用性強等特點，在港口貨場得到廣泛使用。其結(jié)構(gòu)框架總圖如下:圖 11 單梁門式起重機結(jié)構(gòu)框架圖國內(nèi)起重機發(fā)展動向:國內(nèi)門式式起重機發(fā)展有三大特征：1） 改進機械結(jié)構(gòu)，減輕自重國內(nèi)門式起重機多已經(jīng)采用計算機優(yōu)化設計，以此提高整機的技術(shù)性能和減輕自重，并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。如550t通用橋式起

2、重機中采用半偏軌的主梁結(jié)構(gòu)。與正軌箱形相比，可減少或取消加筋板，減少結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省加工工時。2） 充分吸收利用國外先進技術(shù)起重機大小車運行機構(gòu)采用了德國Demang公司的“三合一”驅(qū)動裝置，吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，使其不受主梁下?lián)虾驼駝拥挠绊?，提高了運行機構(gòu)的性能和壽命，并使結(jié)構(gòu)緊湊，外觀美觀，安裝維修方便。遙控起重機的需要量隨著生產(chǎn)發(fā)展頁越來越大，寶鋼在考察國外鋼廠起重機之后，提出大力發(fā)展遙控起重機的建議，以提高安全性，減少勞動力。3） 向大型化發(fā)展由于國家對能源工業(yè)的重視和資助，建造了許多大中型水電站，發(fā)電機組越來越大。特別是長江三峽的建設對大型起重機的需求量迅速提升。優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下

3、載借鑒！國外起重機發(fā)展動向:當前，國外起重機發(fā)展有四大特征：1） 簡化設備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本法國Patain公司采用了一種以板材為基本構(gòu)件的小車架結(jié)構(gòu)，其重量輕，加工方便，適應于中、小噸位的起重機。該結(jié)構(gòu)要求起升采用行星圓錐齒輪減速器，小車架不直接與車架相連接，以此來降低對小車架的剛度要求，簡化小車架結(jié)構(gòu)，減輕自重。Patain公司的起重機大小車運行機構(gòu)采用三合一驅(qū)動裝置，結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重較輕，簡化了總體布置。此外，由于運行機構(gòu)與起重機走臺沒有聯(lián)系，走臺的振動也不會影響傳動機構(gòu)。2） 更新零部件，提高整機性能法國Patain公司采用窄偏軌箱形梁作主梁，其高、寬比為43.5左右，大筋

4、板間距為梁高的2倍，不用小筋板，主梁與端梁的連接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上蓋板，由此可以降低端梁的高度，便于運輸。3） 設備大型化隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，起重機械設備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運幅度也有所增大，為節(jié)省生產(chǎn)和使用費用，其服務場地和使用范圍也隨之增大。4） 機械化運輸系統(tǒng)的組合應用國外一些大廠為了提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，把起重運輸機械有機的結(jié)合在一起，構(gòu)成先進的機械化運輸系統(tǒng)。2. 課題設計的內(nèi)容課題設計的主要內(nèi)容是主要設計的是10t 電動單梁門式橋架結(jié)構(gòu)的設計和支腿設計，其中包括斷面形式，載荷，剛度和穩(wěn)定性驗算以及鋼軌應力計算，對橋架主梁和支腿進行結(jié)構(gòu)

5、設計和力學分析，繪制橋架的結(jié)構(gòu)圖以及主梁，支腿的零件圖。起重機的起重量為 10 噸，跨度 S 為 29 米，有效懸臂為 7 米，大車運行的速度為 20 米/分， 在工作時，起升機構(gòu)的起升高度能達到 9 米，起升速度為 20 米/分，在起升機構(gòu)運動的同時，大車和下車可以同時進行直線運行，小車運行速度最大可以為20 米/分，大車運行速度最大可以為 20 米/分，電動小車采用 CD1 型電動葫蘆，起重機的工作級別為 M5。優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！1. 主梁結(jié)構(gòu)的設計1.1 電動單梁橋架結(jié)構(gòu)簡圖單梁葫蘆起重機一般采用工字鋼作為電動葫蘆的運行軌道，電動葫蘆沿工字鋼下翼緣運行，主梁結(jié)構(gòu)采用鋼板

6、焊接成形的 U 型槽鋼，再與工字鋼組成箱形實腹板梁， 為保證起重機安全，正常地工作，主梁應滿足強度，剛度和穩(wěn)定性的要求。1.2 主梁斷面形式確定圖 11 主梁結(jié)構(gòu)簡圖主梁截面為 U 型槽鋼與工字鋼的組合，截面尺寸可按靜剛度條件進行初選，對于移動載荷，應小車輪距較小，近似的按集中處理，根據(jù)電動葫蘆的參數(shù)，選定 30b 工字鋼。主梁初選高度：H = ( 1 1 )S = ( 1 1 ) ´ 29000 = (1160 1933)mm15251525S 為主梁跨度，S=29000mm取 H=1450mm，上翼緣板厚度為 14mm，腹板厚度為 6mm，主梁寬度為 650mm圖 12主梁斷面形

7、式優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！1.2.1 主梁斷面面積查得主梁斷面面積計算公式如下，以下計算式均查自起重機設計手冊起重機設計實例1F = 05.(l- 2 ´d) + 2 ´d´ h + 2 ´d´ l+ F -d ´ l112213=0.5×（652×0.6）+2×0.6×88.1+2×0.6×43+67.31×11=245.5cm21.2.2 主梁斷面水平行心軸XX 位置1xå FyFy1 =å1 ·1Få式中1主

8、梁斷面的總面積（mm2）Fyå1 ×1x 各部分面積對 XX軸的靜矩之和（mm2）Y 各個部分面積行心至 XX軸的距離（mm2）1x6 ´ (650 - 2 ´ 6) ´1394 + 2 ´ 6 ´ 650 ´ 600 +2 ´ 6 ´ 430 ´ 315 + 673´ 210 +10 ´110 ´ 6y1 =24550=480mm1.2.3 主梁斷面慣性矩xxii iJ = å J+ å F y 2500 ´ 636

9、80; 650=+ 500 ´ 6 ´ 327.52 + 2 ´+ 2 ´ 6 ´ 650 ´ 210 12122 ´ 6 ´ 732110 ´103+ 2 ´ 6 ´ 430 ´ 462 + 9400 + 48.5´ 2002 +12cos470=6.3×108mm412yyiiiJ = å J+ å F × y 2= 6 ´ 500 + 2 ´ 650 ´ 63+ 2 ´ 6

10、80; 650 ´147.5 + 2 ´6 ´193121212 sin 47010 ´1103+ 2 ´ 6 ´ 430 ´1102 + 345 += 6.5´107 mm12優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！1.3 主梁載荷與內(nèi)力計算作用于起重運輸機金屬結(jié)構(gòu)上的載荷，根據(jù)其不同特點與出現(xiàn)的頻繁程度分為基本載荷、附加載荷及特殊載荷三類。本章主要結(jié)合，10T 電動單梁門式起重機，對其計算載荷進行分析，選擇載荷組合方式，確定各個計算載荷.1.3.1 自重載荷與內(nèi)力計算對于有懸臂的門式起重機，其自重Q起重量（噸），Q

11、=10TP 門= 0.7Q × L0× HGL 主梁全長，L =S+2L=29+2×7=43m00H起升高度，H=9m0.710´ 43´ 9P 門 =G=43.4T主梁自重為:G ZL mg4.3×104×9.8=4.2×105NZL計算金屬結(jié)構(gòu)時，箱型梁的自重視為均布載荷，用 q 表示，跨度 S=29m， 有效懸臂長 L=7m，主梁總長 L =43mz主梁自重的均布載荷： qZL主梁自重引起的內(nèi)力= G/ LZLZ=4.2×104/43=9800N/m支反力：S29圖 13 靜載荷彎矩和剪力圖VABq

12、= V= F(+ L) = 9800 ´ (+ 7) = 210700 N22C、D 處靜載彎矩及剪力：優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！M= M= - FqL2 = - 9800 ´ 72 = -240100 NmCD22CDqQ= Q= F L = 9800 ´ 7 = 68600N跨中靜載彎矩：cF S 29800 ´ 292qMsW =8+ M =- 240100 = 790125 Nm 81.3.2 移動載荷及內(nèi)力計算龍門起重機的起升載荷常以小車輪壓的形式作用于主梁上。進行輪壓計算時，小車視為剛性支架。小車采用電動葫蘆代替tXC電動葫蘆輪壓的

13、計算表達式：P =y P+y ' PiQGPxc由于電動葫蘆自重引起的輪壓；QGP由于吊重Q 引起的輪壓；iiiy 、y ' 動力系數(shù)，y可取y或y 4，y ' 可取yyyi12 、或34P= mXCXCP= mQGDZg = 1004× 9.8 = 9839.2 Ng = 10 ×10 3× 9.8 = 98000 N+P = PXCP=9839.2+98000=1.1×10 5 NQG考慮動力載荷的作用,y 取yi4，y ' 取yi2。因大車運行速度 V=20m/min<60m/min，起42升速度=7m/min

14、，y=1.1，y=1.2ixcP y Py 'iPQG=1.1×9839.2+1.2×98000=1.3×105N移動載荷引起的主梁內(nèi)力（1） 移動載荷位于跨端有效懸臂處支反力：2P2 ´130000 ´ (29 + 7)F=(S + LAS) = 322758N029- 2P- 2 ´130000 ´ 7F0=L= -62759 NBS29剪力： QC = QD = F - 2P = 322758 - 2 ´130000 = 62758N優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！彎矩： MD = -2PL0 =

15、 -2 ´130000 ´ 7 = 1820000 NmM= FBS = 1 ´ (-62759) ´ 29 = 910006 NmSW22（2） 移動載荷位于跨中時支反力：圖 14 移動載荷彎矩和剪矩圖F= P(1- b ) = 130000 ´ (1-1.2) = 127311NA2S2 ´ 29F= P(1+b ) = 130000 ´ (1+1.2) = 132689 NB剪力：2S2 ´ 29DACBQ= F= 127311N Q= F= 132689N當其中一個輪壓 P 作用在跨中時，跨中剪力最大最大剪

16、力為：4F =yP(1-b ) = 1.1´130000 ´ (1- 1.2 ) = 142408N S29M= FA (2S - b) = 127311 ´ (2 ´ 29 -1.2) = 1807816 Nm彎矩：max441.3.3 風載荷及內(nèi)力計算露天工作的起重機金屬結(jié)構(gòu)應考慮風載荷的作用。視風載荷是可能作用于任何方向的水平載荷。對我們所討論的常用起重機，只計算風壓的靜力作用，不考慮風壓的優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！動力效應。按照起重機在一定風力下能否正常工作，把作用于起重機金屬結(jié)構(gòu)的風載荷分為工作狀態(tài)的風載荷和非工作狀態(tài)的風載荷兩類。工

17、作狀態(tài)的風載荷是起重機金屬結(jié)構(gòu)在正常工作情況下所能承受的最大計算風壓；非工作狀態(tài)的風載荷則是起重機金屬結(jié)構(gòu)不工作時能承受的最大計算風壓。工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)的風載荷按下式P= CKWbqAhC 風力系數(shù)，與金屬結(jié)構(gòu)的外形、幾何尺寸等有關(guān)；K h 風壓高度變化系數(shù)； Kh = 1b風振系數(shù)（對常用起重機b 1.0）；A 結(jié)構(gòu)或物品垂直于風向的迎風面積（ m 2）；q 計算風壓（ N / m2），q = 250N / m2迎風面的高度取h=1.4， L / h 43/1.4=31,根據(jù)起重機設計手冊風力系數(shù)得 C=1.7，主梁迎風面積A=L×h=43×1.4=60.2m2P=

18、CKWbqAh=1.7×1×250×60.2=25585N起升物品迎風面積，起重量 Q=10T 時，A=7m2P Q= Ckb q A = 1.7 ´ 250´ 7 = 2925N起升物品受風載荷f1 1設葫蘆有效迎風面積 A = 1.5m2，則葫蘆上風載荷為P xc = Ckb q A = 1.7 ´ 250´1.5 = 638Nf1 1主梁上的均布風載荷為：q = Pf25585= 595N / mfL431.3.4.小車制動慣性力引起的主梁內(nèi)力當小車制動時，慣性力順主梁方向引起的主梁內(nèi)力支反力：F= F= Pxg= 7

19、549 ´12 = 3124NABS2911F =× P=2xg2 ´ 7549 = 3775N優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！彎矩：sWADxg- M= M= P× H = 7549 ´12 = 90588Nm M= F × H = 3775´12 = 45300Nm1.4 主梁強度計算主梁強度計算按第 II 類載荷進行組合，對活動載荷由于小車輪距很小，可近似按集中載荷處理，驗算主梁跨中斷面彎矩正應力和跨端斷面剪應力,跨中斷面彎曲正應力應包括主梁的整體彎曲正應力和由小車輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應力兩部分，合成后

20、進行強度校核,梁的整體彎曲在垂直平面內(nèi)按簡支計算，在水平面內(nèi)按剛接計算.1.4.1 垂直載荷在下翼緣的彎曲正應力d= y1 pl + KII × G操× l + KII ×q × L2（ kg/cm 2）Jxz428P =yQ + K× G式中II ×II葫其中 Q額定起重量，Q=10×103kgG 葫電動葫蘆自重，G=1004kgyyII 動力系數(shù)，對中級工作類型 II =1.2KII 沖擊系數(shù)，對操作室操縱室， KII =1.1y1 主梁下表面距斷面行心軸 XX 的距離，y =48cm1J 主梁下表面距斷面對 XX 的距

21、離，J =6.3×104cm4xxl 操作室重心到支點的距離， l = 100cmG操操作室的重量， G操 =400kg q橋架單位長度重量q=1000×F×V+q'其中F 主梁斷面面積，F(xiàn)=245.5cm V 材料比重，對鋼板 V=7.85t/mq'主梁橫加筋板的重量產(chǎn)生的均勻布載荷，q'=7.5kg/m q=1000×0.02455×7.857.5=200kg/m優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！s=48´ ì(1.2 ´10 ´103 +1.1´1004)

22、80; 2900 + 1.1´ 400 ´100 + 1.1´ 2 ´ 29002 üzíý6.3´104î428þ= 901.7kg / cm2圖 15 垂直載荷在下翼緣的作用1.4.2 主梁工字鋼下翼緣局部彎曲計算（1） 計算輪壓作用點位置 i 及系數(shù)§I= +c-e式中，i輪壓作用點與腹板表面的距離（mm）C輪緣同工字鋼翼緣之間的間隙，取 c=4mm =（b-d）/2=（12811）/2=58.5mm e=0.164R（mm），對普型工字鋼，翼緣表面斜度為 1/6R葫蘆走輪踏面曲

23、率半徑，可從葫蘆樣本查得R=175mme=0.164×175=28.7mm所以 i=58.5+428.7=33.8mmx = i= 33.8= 0.58a58.5（2） 工字鋼下翼緣局部彎曲應力計算優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！圖 16 工字鋼下翼緣彎曲應力圖 14 中 1 點橫向（在 XY 平面內(nèi)）局部彎曲應力為s ，由下式計算1s= ± a1 × K1 × P輪t02式中a1 翼緣機構(gòu)型式系數(shù)，貼板補強取式取a1 =0.9K 局部彎曲系數(shù)，查圖得 K=21t =t+0其中 t工字鋼翼緣平均厚度，t=13.7mm 補強板厚度， =10mm t 2

24、=（13.7+10）=561.7mm0s = ± 0.9 ´ 2 ´ 2501 = 8.01kg / mm561.7圖 14 中 1 點縱向（在 YZ 平面內(nèi)）局部彎曲應力為s 2 ，由下式計算s 2 =a1 × K1 × P輪t12式中，K 局部彎曲系數(shù)，查圖得 K =0.62s 2 =20.9 ´ 0.6 ´ 2501 = 2.4 kg/mm561.7圖 14 中 2點縱向（在 YZ 平面內(nèi)）拒不彎曲應力s 3 ，由下式計算s 3 =a2 × K 3 × P輪t02式中K拒不彎曲系數(shù)，查得 K=0.4

25、 翼緣機構(gòu)形式系數(shù)，貼板補強式取 =1.5優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！s= 1.5´ 0.4 ´ 2501 = 2.67kg / mm3561.7（2）主梁跨中斷面當量應力計算圖中 1 點當量應力s 當1 ，查得其計算式為s=s當112-s（s+s ）+（s+s ）21zz22=8.012 +（2.4 + 8.01）2 - 8.01´ (2.4 + 9.02) = 10kg / mm < s = 18kg / mm2圖 14 中 2點當量應力sz= s+s當23= 9.02 + 2.67 = 11.69kg / mm2 < 18kg / mm2

26、1.5 主梁剛度計算單梁門式起重機應對主梁的垂直靜剛度和水平靜剛度進行驗算并必須符合要求, 而對動剛度一般可不驗算,只有在使用提出特殊要求時,如高速運行或精確安裝的起重機,尚需驗算動剛度.1.5.1.靜剛度的驗算P × L3Lf =£ f =s48 ´ E × J式中 f 主梁垂直剛度（厘米）700P 靜載荷P=Q+G=1004+10×103=11004KgL 跨度，L=2900cmE 材料彈性模量，對 3 號鋼 E=2.1×106Kg/cm2J主梁斷面垂直慣性矩，J =6.3×104cm4x x f 許用垂直靜撓度，取 f

27、 =L70011004 ´ 290032900f = 3.025 < f = 4.1448 ´ 2.1´106 ´ 6.3´1047001.5.2.水平靜剛度=vp × L3Lf1yv48E × J£ f =2000式中fv 主梁水平靜撓度（厘米）P 水平慣性力P =P/20=（Q+G）/20=5502Kg11J 主梁斷面水平慣性矩J =6.5×103cm4y_y優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！ fv 許用水平靜撓度取 =Lfv20005502 ´ 290032900f= 0.989

28、< fv48 ´ 2.1´106 ´ 6.5 ´104v = 1.45 2000綜上驗算,主梁剛度合格1.6 穩(wěn)定性計算（1） 整體穩(wěn)定性計算箱形截面主梁抗扭轉(zhuǎn)的剛性比較大，而且在水平方向也有一定的抗彎剛性，所以可不計算整體穩(wěn)定性（2） 腹板局部穩(wěn)定性計算主梁筋板的布置原則，當70 < h0d0£ 160腹板只加垂直筋板，當160 < h0 £ 240d0腹板應布置垂直橫筋板還要加一道水平縱向筋160 < h0d0= 1450 = 225 < 240 6此時采用縱向加筋板離腹板受壓力邊緣高度：h =（0.

29、20.5）h =（0.20.5）×1450，取 h =32cm，101圖 17 主梁縱筋板布置圖橫向加筋板設計，橫向加筋板的間距按下式計算ba £3 × h2h2 ×0.4s - bd4式中,34h系數(shù)，按<<起重機設計手冊>>選取,取=1031,=270034計算梁高 h =h h =14.22 201優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！ 腹板局部擠壓應力s =Pd(2h2+ 5)P 小車計算輪壓 P=6500NH 腹板上邊緣到軌頂?shù)木嚯x,h=14.2cm 腹板厚度 =0.8cms =6500= 243.3 (2 ´1

30、4.2 + 5) ´ 0.8ba £3× h2=1031´14.2= 304.4h2 ×0.4d - bd4145 ´0.4 ´ 243.3 - 27000.8h因為為正值,所以=2(h-h)=226,取=240,短的橫向加勁板的間距=/4=60cm 橫向加勁板的外伸寬度：b=0 + 40 = 145 + 40 = 8.8cm，取b= 9cm勁3030勁厚度：=b /15=6cm勁勁1.7 鋼軌應力計算小車鋼軌活動彎曲應力應滿足=P × as1 £ 1700kg / cm2軌軌6 ×W式中 P

31、指小車最大輪壓,P=130000N, 主梁垂直加勁板之間最大的距離,=60cm1W 鋼軌對自身水平軸線的斷面模數(shù),W=1.6×103cm3xs=1P ×a軌6 ×W130000 ´ 60= 812.5 < 1700kg / cm26 ´1.6 ´103軌所以,鋼軌應力滿足要求優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！2. 支腿的計算門式起重機支腿的內(nèi)力分析按門架平面和支腿平面分別進行。門架平面的支腿內(nèi)力,對于具有兩個剛性支腿的龍門起重機支腿按一次超靜定龍門架簡圖進行內(nèi)力計 算；帶懸臂的龍門起重機小車位于有效懸臂端、不帶懸臂的龍門起重機

32、小車靠近支腿處，為計算龍門起重機支腿內(nèi)力的最不利工況。2.1 斷面形式確定支腿在龍門架平面，根據(jù)其受力特點，為提高支腿與主梁的連接剛性，通常做成上寬下窄，上端連接寬度推薦取與主梁高度相同的尺寸，下端寬度與下橫梁的寬度相同，下橫梁的寬度與大車運行機構(gòu)的構(gòu)造有關(guān)，支腿平面，根據(jù)受力特點和構(gòu)造要求， 通常做成上端尺寸下而下端尺寸大的形式，上端尺寸根據(jù)支腿與主梁的連接計算確 定。圖 21支腿結(jié)構(gòu)簡圖優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！對于支腿上端面的寬度可以根據(jù)主梁的寬度來確定，取 b=500mm，圖 22 支腿上端面截面截面的幾何性質(zhì)圖 23 支腿下端面截面b=500mm，h=500mm， =10m

33、m， =6mm12上截面：A=（2000×10×2480×6×2）=45760mm2Z= 2000 ´10 ´ 480 + 2 ´ 6 ´ 480 ´1000 + 2000 ´10 ´ 0.5 = 210mm145760Z =500210=290mm2下截面：A=（500×10×2+480×6×2）=15760mm2Z1 =500 ´10 ´ 480 + 2 ´ 6 ´ 480 ´ 250 + 5

34、00 ´10 ´ 0.515760= 244mmZ =500244=256mm22.2 支腿載荷及內(nèi)力計算箱形門式起重機支腿的內(nèi)力分析按門架平面和支腿平面分別進行。對于龍門架平面，考慮小車在懸臂端時產(chǎn)生最大內(nèi)應力。同時要考慮的載荷有，起升載荷，自重載荷，風載荷，以及慣性載荷分別引起的內(nèi)力。優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！2.2.1 門架平面的支腿內(nèi)力對于具有兩個剛性支腿的龍門起重機支腿按一次超靜定龍門架簡圖進行內(nèi)力計算；對于帶柔性支腿的龍門起重機按靜定龍門架簡圖進行內(nèi)力計算。帶懸臂的龍門起重機小車位于有效懸臂端、不帶懸臂的龍門起重機小車靠近支腿處，為計算龍門起重機支腿內(nèi)

35、力的最不利工況。1. 由主梁均布載荷產(chǎn)生的內(nèi)力有懸臂時的側(cè)推力圖 24 主梁自重載荷引起的彎矩圖FF =q(S 2 - 6L2 )，為安全起見，將有懸臂門架當無懸臂門架計算：4h(2k + 3)F × L29800´ 432F = q= 12080N4h × (2k + 3)4 ´ 5´(2 ´ 0.63 + 3)彎矩M =M =Fh=12080×5=60400NmCD2. 移動載荷產(chǎn)生的內(nèi)力移動載荷產(chǎn)生的內(nèi)力分為小車在跨中和在有效懸臂處：（1） 小車在跨中側(cè)推力：3P(4S 2 - 5b2 )3´13 ´

36、;104 ´ (4 ´ 292 - 5 ´1.22 )F = 55180 N16hS (2k + 3)16 ´ 5 ´ 29 ´ (2 ´ 0.63 + 3)彎矩M =M =Fh=55180×5=275900NmCD（2） 小車在懸臂端：吊鉤左極限位置 L =70優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！側(cè)推力:3P(2L - b)3´13 ´104 ´ (2 ´ 7 -1.2)F = 0= 69785 N2h(2k + 3)2 ´12 ´ (2 ´

37、0.63 + 3)彎矩:M =M =Fh=69785×5=348925NmCD3. 作用在支腿上的風載荷產(chǎn)生的內(nèi)力作用在支腿上的風載荷：fPt= CqhB = 1.7 ´ 250´ 5´ 2 = 4205N化為均布載荷：tqt= P f= 4205= 841N / mfh5側(cè)推力：F= qtf × h × 11k +18A82k + 3= 841´ 5 ´ 11´ 0.63 +18 82 ´ 0.63 + 3= 9750NF= qtf × h × 5k + 7B82k + 3

38、= 841´ 5 ´ 5´ 0.63 + 7 82 ´ 0.63 + 3= 3969N彎矩：Mc=F h=3969×5=19845NmB3´ qtM=f × h2 (k + 2) = 3´ 841´ 52 ´ (0.63 + 2) = 28337 ND8(2k + 3)8 ´ (2 ´ 0.63 + 3)最大彎矩：qth11k + 8M= f´ (×)2= 32725 Nmmax282k + 34. 小車制動力和風載荷產(chǎn)生的內(nèi)力 小車制動力和風載荷產(chǎn)生的支

39、腿內(nèi)力側(cè)推力：FAB= F= 1 ( p2xg+ pxc+ pQ )ff=（2640+638+2925）/2=3102N彎矩：M =M =Fh=3102×5=15510NmCD優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！2.2.2 支腿平面的支腿內(nèi)應力分析對于具有兩個剛性支腿的龍門起重機支腿按一次超靜定龍門架簡圖進行內(nèi)力計 算；對于帶柔性支腿的龍門起重機按靜定龍門架簡圖進行內(nèi)力計算。帶懸臂的龍門起重機小車位于有效懸臂端、不帶懸臂的龍門起重機小車靠近支腿處，為計算龍門起重機支腿內(nèi)力的最不利工況。在支腿平面內(nèi)，支腿下端為危險截面。所以，取支腿下端截面計算。P = 2 p +Fq(S + 2L)

40、2= 61284 + 9800 ´ (29 + 2 ´ 7)2計算系數(shù)： k= 197148N=Il= 1.22´1010 ´13 = 3.481I b9.7 ´109 ´ 4.61支反力：V= V= P d = 197148 ´ 1= 98574 NABB2Ph 13(de - a2 ) + 2abk X = 6I1B + h2b (3 + 2k )A3I=197148´12×1éë3(52 - 2.62 ) + 2 ´ 2.6´ 4.6´ 3.48&#

41、249;û6´1.22´10-210+122 ´ 4.6(3 + 2 ´ 3.48)= 197148´12 3´1.22´10-20.04323´1.22´10-2×13889033´1.22´10-2= 18335NM= M= V a - XhCDA= 98574´ 2.6 -18335´12= 256292 - 220020= 36272NmM= VpA ×d - X × h= 98574´ 5 -18335&#

42、180; 5= 272850Nm（1） 水平載荷作用在支腿頂部水平載荷有 PQ , Pxc , Pq ，fff優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！合力：P = Pxc + PQ + Pxcffdg= 787.5+ 3675 + 8387 = 12849.5N支反力：AB-V= V= p × hB= 12846 NPh2b (3 + 2k )X =6I1B + h2b (3 + 2k )A3I15911´122 ´ 4.6 (3 + 2 ´ 3.48)=6 ´1.22 ´10-210+122 ´ 4.6(3 + 2 ´

43、; 3.48)0.04323´1.22 ´10-2= 2955N彎矩：M= V a - XhCB= 5911´ 2.6 - 2955´12 = -20094NmM= V (B - a) - XhDB= 5911´(10- 2.6) - 2955´12 = 8274Nm（2） 風載荷作用在支腿平面內(nèi)作用在支腿上的風載荷：Pt= Cqhbfzf2= 1.2 ´ 250 ´ 12 ´ 1.2 = 4320 N化為均布載荷：qt= Ptf 2f 2/ h = 4320 /12 = 360N / m支反力：qth2

44、360´122-V= V=f 2= 2592NAB2B2´10優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！qth3b f 2(6 + 5k )X =24I1B + h2 B (3 + 2k )A3I1360 ´123 ´ 4.6 (6 + 5 ´ 3.48)=24 ´1.22 ´10-210+122 ´10(3 + 2 ´ 3.48)彎矩：0.04323´1.22 ´10-2= 546NM= V a - XhCB= 2592´ 2.6 - 546´12= -187NmM =

45、 V (B - a) - XhDB= 2592´(10- 2.6) - 546´12= 15293Nm（3） 支腿軸向力計算主梁自重對一個支腿產(chǎn)生的軸向力：F (S + 2L)9800 ´ (29 + 2 ´ 7)N= 37290N144支腿自重 N0=0.9N1=0.9×37290=33561N滿載小車位于有效懸臂處，支腿最大軸向力：=G(N xc+ G )(S + L0) = (1004 +10000) ´ 9.8´ (29 + 6) = 66507 NQxc2S2 ´ 29單根支腿承受最大軸向力：N = N

46、+ N + N1txc= 37290 + 33561+ 66507= 137358N按剛架反對稱屈曲失穩(wěn)計算支腿端約束長度系數(shù)m：1IL6.2 ´109 ´ 291Y= k = 2.96門架平面內(nèi)： 1I h3.5´1010 ´12Y= k=x1 2= 8.1´109 ´14.5= 1.36IL1支腿平面內(nèi)：2取m= 1.551I1h3.5´1010 ´12優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！支腿的毛截面的最小回轉(zhuǎn)半徑：I3.4 ´108r =x = 161m mxA0.3´ 36488Ir =

47、y=1.3´1010194mm長細比：yA0.3´ 34688l1= m l =xrxl1= m l =yry1.55´130001611.55´13000194= 125= 104對于箱型支腿，板件寬厚比大于 20, lx數(shù)f = 0.441 ，則支腿名義歐拉臨界力：ss235= 125 ,按 b 類受壓構(gòu)件查得穩(wěn)定系D2 × E × AD2 ´ 2.06 ´105 ´ 0.3´ 36488N= 1.69 ´106 NExl2x1252= 2.44 ´106 NND2 &#

48、215; E × Al2 ´ 2.06 ´105 ´ 0.3´ 36488Eyl2x2.3.支腿強度計算1042s = N +M y+M xxyA(1-N )I(1-N )INNxyExEy=137358+58909 ´ 0.180+757980 ´ 0.260.3´ 0.036488(1-137358 ) ´ 3.4 ´10-4(1-137358) ´1.3´10-31.69 ´1062.44 ´106= 114MPa < s = 175MPa強度

49、合格優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！2.4 支腿整體穩(wěn)定性計算（1） 整體穩(wěn)定性計算s =N+M y+M xxyFA(1-N )I(1-N )INNxEx=137358+yEy58909 ´ 0.180+757980 ´ 0.260.44 ´ 0.3´ 0.036488(1-137358 ) ´ 3.4 ´10-4(1-137358) ´1.3´10-31.69 ´1062.44 ´106= 122MPa < s = 175MPa整體穩(wěn)定性合格（2） 支腿局部穩(wěn)定性計算為了防止支腿的腹

50、板和翼緣板發(fā)生波浪變形，應對支腿進行局部穩(wěn)定性校核，否則有可能導致結(jié)構(gòu)過早損失：對于截面支腿，其腹板的高度與厚度和截面兩腹板間的翼緣板寬度與其厚度之比應滿足下式：db0 £ 501db0 £ 502240ss240ss+ 0.1´l+ 0.1´l式中： l 為支腿柔度，可由軸穩(wěn)定系數(shù)查詢在剛性腿有：d 1=10mmb0 =1750mml =20mmb0 = 1750= 175 > 50 ´240+ 0.1´ 20 = 521d10235因此： 要加縱向勁桿，縱向勁通常由鋼板或者扁鋼制成，縱向加勁應成對布置，其寬度b1> 10d（ d 腹板或翼緣板的厚度，即 6mm），厚度>3×/4（ 為腹板或勁翼緣板的厚度）為增加支腿的抗扭剛度，必須設橫向加勁板，橫向加勁板間距通常為（2.53）´ b 或者c00優(yōu)秀完整畢業(yè)設計資料，歡迎下載借鑒！圖 25 支腿加勁板布置簡圖1橫向加勁板2縱向加勁板所以縱向加勁的寬度為：b=10×6=60mm加勁的厚度： =3/4×10=7.5mm橫向加勁的寬度為：b ³ b0 + 40mm230Cb ³