門式起重機(jī)MG100(32)2415設(shè)計(jì)計(jì)算書(DOC)

1、門式起重機(jī)MG100(32)-24-15A5設(shè)計(jì)計(jì)算書.(DOC)門式起重機(jī)MG100(32)-24-15A5設(shè)計(jì)計(jì)算書.(DOC)32/32門式起重機(jī)MG100(32)-24-15A5設(shè)計(jì)計(jì)算書.(DOC)MG100/32-24-15A5門式起重機(jī)計(jì)算說(shuō)明書主起升機(jī)構(gòu)計(jì)算1.1鋼絲繩選擇根據(jù)起重機(jī)額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率為81）.鋼絲繩最大靜拉力：SMAXQG鉤1003.56.956t6.956104N2m滑280.932）.選擇鋼絲繩所選鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)知足：F0SnF,n安全系數(shù)，A5取5F,6.95610453.478105347.8KN查鋼絲繩樣本可采用：26NAT6

2、19W+FC1670其,破斷拉力F0,372kNF0,F,知足要求。1.2滑輪卷筒計(jì)算1）.滑輪卷筒最小直徑確定為保證鋼絲繩擁有一定的使用壽命，滑輪卷筒的最小直徑應(yīng)知足：hd滑輪：D=2026=520mm,取630mm(A5,取h=20)卷筒：D=1826=468mm,取710mm(A5,取h=18)2）.卷筒壁厚計(jì)算：初選7103400，=22,p=29,材質(zhì)：Q235B拉應(yīng)力，由于L3D,時(shí)安下式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：MumaxbpbWMumax22（1.1682107)21.26108NmmM彎M扭10）(4.94M彎SMAXL-L光6.9561043400601.16108Nmm22M扭SMA

3、XD6.9561047104.94107Nmm0.1(D4D04)0.1（71046664）8.11063WD710mm1.2610815.56MPab1068.11s225，s225MPabp117.5MPa22bbp壓應(yīng)力計(jì)算：cA1ASmaxcppc10.756.95610481.77MPa2229s225cp1.5150MPa1.5ccp穩(wěn)定性驗(yàn)算：失去穩(wěn)定性的臨界壓應(yīng)力：322312.5MPaPW5250052500R33553卷筒壁單位力：P2SMAX26.9561046.76MPaDp71029穩(wěn)定系數(shù)PW12.51.851.31.5K6.76P卷筒知足要求1.3根據(jù)靜功率初選電

4、動(dòng)機(jī)（設(shè)計(jì)手冊(cè)-鐵道部1997，P95）靜功率：PQV(1001043.5104)3.4kW100010000.856069初選電動(dòng)機(jī)功率：PjQV0.86955.2kWG1000G穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇電動(dòng)機(jī)YZR315S-10,在JC%=25%，功率N=63Kw,轉(zhuǎn)速n=582r/min1.4減速器的選擇起升機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)比：n58249.5i11.76nlmV83.411.76r/min（卷筒轉(zhuǎn)速）nlD00.736根據(jù)傳動(dòng)比i49.5,電機(jī)功率N=63Kw,電機(jī)轉(zhuǎn)速n=582r/min,中級(jí)工作制，2從減速器產(chǎn)品目錄中選擇ZQ1000-48.57，輸入功率為65Kw.驗(yàn)算

5、減速器被動(dòng)軸的最大扭矩及最大徑向力最大扭矩Mmax0.75M被iM式中M被9550631034Nm（M被電動(dòng)機(jī)額定扭矩）5823.1（電機(jī)最大扭矩倍數(shù)）Mmax0.753.1103448.570.8599250Nm查減速器樣本，其低速軸上的最大短暫容許扭矩M=20900Kg.m=209000n.mMmaxMb.最大徑向力PmaxG卷6.9561042.71048.306104NSmax22查減速器樣本，其輸出軸最大容許徑向載荷P17600kg1.76105NPmaxP減速器知足要求實(shí)際起升速度：V實(shí)D0n0.7365823.46m/minmi848.571.5制動(dòng)器的選擇TZK2QD01.75

6、(1003.5)1040.7360.851458Nm2mi2848.57從制動(dòng)器產(chǎn)品目錄選擇YWZ4B-400/E80,制動(dòng)力矩為1600N.m,考慮到機(jī)構(gòu)的重要性，選擇2套制動(dòng)器。副起升機(jī)構(gòu)計(jì)算副起升機(jī)構(gòu)為32t,借用標(biāo)準(zhǔn)雙梁QD32t起升機(jī)構(gòu)，該臺(tái)副起升機(jī)構(gòu)不再計(jì)算。小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算3.1電機(jī)選擇）.運(yùn)行阻力計(jì)算：a.小車滿載運(yùn)行時(shí)的最大摩擦阻力3Fm(QG)(1003.5)104291040.0111.46104N小車滿載運(yùn)行時(shí)的最大坡度阻力FP(QG)i(1003.529)1040.0020.265104N小車滿載運(yùn)行時(shí)的最大靜阻力FjFmFp1.461040.2651041.7251

7、04N2）.滿載運(yùn)行時(shí)電機(jī)靜功率pjFjv1.72510415.4kW1000n10000.91604.9選擇電動(dòng)機(jī)：NK電N靜1.24.85.76kWK電功率增大系數(shù)，取1.2查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇電動(dòng)機(jī)YZE132M-65.5kW3.2減速器選擇nD1000630128.5i100015.41000v0選擇三合一減速器：KD12-Y132M-6,傳動(dòng)比i=122.48,服務(wù)系數(shù)f=1.95,承載功率5.5Kw,輸出轉(zhuǎn)速7.8r/min3.3實(shí)際運(yùn)行速度nvD7.863015.4m/minv0大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算4.1車輪直徑確實(shí)定一般車輪直徑主要根據(jù)疲勞計(jì)算的強(qiáng)度采用，其計(jì)算公式為PC=（2P

8、max+Pmin）/3P計(jì)算：Pmax=41.5t=415KNPmin=12.5t=125KNPC=(2415+125)/3=318.3KN門式起重常采用圓弧頂軌道（QU100），軌道踏面與軌頂見(jiàn)呈點(diǎn)接觸，最大許用輪壓P計(jì)算式：2RP=k23c1c2式中：k2與材料抗壓強(qiáng)度b有關(guān)的許用點(diǎn)接觸應(yīng)力常數(shù)，車輪材質(zhì)采用ZG50SiMn，其b=735Mpa，取k2=0.181R曲率半徑，取車輪曲率半徑與軌道曲率半徑之大值，取軌道R=450mmm由軌道曲率半徑與車輪曲率半徑之比（r/R）決定的系數(shù)，4r/R=300/450=0.67，取m=0.46c1軌道系數(shù)，取c1=1.07v=18m/minc2工作

9、級(jí)別系數(shù)，取c2=1.0A5P=0.18450231.071.0402.9KN0.46PCP，采用630車輪知足要求4.2運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算1）運(yùn)行靜阻力PjPmPpPw起重機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的最大靜阻力Pm=（Q+G）2f+d/DK附=（100104125104）20.80.015130/6001.52.0104N滿載運(yùn)行最大坡阻力PpK（QG）412544=風(fēng)=0.001()=c.滿載運(yùn)行時(shí)最大風(fēng)阻力P風(fēng)CKhqAC風(fēng)力系數(shù)，取1.3Kh風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.25風(fēng)振系數(shù)=1.0q計(jì)算風(fēng)壓q=100N/m2迎風(fēng)面積，A=93m2Pw=1.31.251.010093=1.51104Pj=2.0104+

10、0.225104+1.51104=3.735104N2初選電動(dòng)機(jī)Pjv3.73510418N3.03KW61200m612000.94選擇電機(jī)N=K增.N靜K增取1.2N=3.031.2=3.645取電機(jī)功率4KW6級(jí)4.3減速器nD1000600i6000104.76000v018/60選三合一減速機(jī)KD10Y132M164KW傳動(dòng)比i=100.75使用系數(shù)f=2.0，承載功率4KW，輸出轉(zhuǎn)速9.5r/min4.4實(shí)際運(yùn)行速度n9.53.140.617.9m/minvDn05.金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算5.1主梁計(jì)算5.1.1主梁內(nèi)力解析根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)龍門起重機(jī)的主梁進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主梁按靜定簡(jiǎn)圖計(jì)算

11、為最不利工況。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下作用于龍門起重機(jī)主梁的計(jì)算載荷可按其方向分為垂直載荷和水平載荷.垂直載荷引起的主梁內(nèi)力移動(dòng)載荷引起的主梁內(nèi)力作用在主梁上的移動(dòng)載荷即小車自重和起升載荷引起的小車輪壓。一個(gè)箱形主梁上的總的小車輪壓，按下式計(jì)算iGxciQRn式中Gxc-起重小車自重，Gxc=29t=2.9104NQ起升載荷，Q=100t=100104N6i沖擊系數(shù)，i=1=1.1i動(dòng)力系數(shù)，i=2=1.23.461210.5609.（80.030.0435）n橋架主梁的根數(shù)，雙主梁取n=2則：R1.12.91041.210010461.6104N2固定載荷引起的主梁內(nèi)力）均布固定載荷引起的主梁內(nèi)力qG1

12、.1191048.7N/mmL024000b）水平載荷引起的主梁內(nèi)力c）起重機(jī)偏斜運(yùn)行是龍門機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的附加載荷.PPs2式中側(cè)向力系數(shù)，=0.13P起重機(jī)產(chǎn)生側(cè)向力一側(cè)與有效軸距有關(guān)的相應(yīng)車輪靜輪壓之和，即P=41t2=82tPs0.13821045.33104N2側(cè)向力產(chǎn)生的彎矩：MysPs5.33104107005.7108Nm主梁彎矩計(jì)算龍門起重機(jī)主梁的危險(xiǎn)截面一般是小車位于跨中時(shí)的跨中截面.1）由固定載荷及移動(dòng)載荷在主梁計(jì)算截面引起的彎矩.固定載荷引起的主梁彎矩MqqL28.72400026.26108Nmm88移動(dòng)載荷引起的主梁彎矩(Lb)2(240003000)2MRR24232.

13、48108mm4L61.610424000N由固定載荷及移動(dòng)載荷在跨中共同引起的彎矩MxMqMR6.2610832.4810838.48108Nmm72）由大車制動(dòng)慣性載荷、風(fēng)載荷和水平側(cè)向力在主梁計(jì)算截面引起的彎矩：大車制動(dòng)產(chǎn)生的水平慣性載荷和彎矩PH5ma1.5ma式中5考慮到起重機(jī)驅(qū)動(dòng)力突加或突變時(shí)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)，取5=1.5根據(jù)大車運(yùn)行速度v=18m/min，查表得a=0.085m/s2，那么小車慣性矩和垂直力之比為：1.5a1.50.0850.013g9.8大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的水平慣性力對(duì)主梁跨中截面的水平彎矩為：My1（RLqL2）0.0148(61.6104240008.7240

14、002)0.01484.32107N.mm）風(fēng)載荷引起的水平力PwCKhPaA1.31.251.0100450.73104N式中A45m2風(fēng)載荷在主梁截面產(chǎn)生的彎矩：My2qL20.731042400022.19107Nmm8824000式中PwqL）由大車制動(dòng)慣性載荷、風(fēng)載荷、大車側(cè)向力共同引起的彎矩：MyMy1My2My3=（4.32+2.19+57/2）107=35.01107N.mm5.1.3主梁強(qiáng)度計(jì)算主梁截面特性：8面積：F=61200mm4慣性矩：Ix3.45108mm4Iy7.243109mm4抗彎系數(shù)：WX3.763107mm3Wy1.61107mm4靜面矩：Sx2.1210

15、7mm3滿載小車位于跨中：=（MxMy）1.15WxMy=1.15(38.4810835.01107)3.7631071.61107142N/mm22352176N/mm得滿載使用要求主梁靜剛度校核.擁有兩個(gè)剛度支腿的龍門起重機(jī)，小車位于跨中是靜撓度按簡(jiǎn)支梁計(jì)算（P1P2）L3fC2f48EI式中：C2將小車輪壓用他們作用于跨中的協(xié)力代替計(jì)算撓度獲得換算系數(shù)P129.25tP236.27ta11.705ma21.295m9C2P1（1a1）【3（1a12P2（1a2）【3（1a22）】）】4R2L42LR2L42L29.25（11.705）【3（11.705236.27（11.295）【3（1

16、1.2952）】）】465.52224422465.522244224=4(0.11+0.136)=0.984f65.521042400030.98426mm2.11053.455101048f=24000/800=30mmff主梁靜剛度合格支腿計(jì)算支腿各截面計(jì)算特性大端：截面積：A=88224mm2截面慣性矩：Ix1.3671010mm4Iy5.1561010mm4抗彎模數(shù)：Wx3.232107mm3WY4.388107mm3靜面矩：Sx1.69107mm3小端：截面積：A=36880mm2截面慣性矩：Ix8.469109mm4Iy2.064109mm4抗彎模數(shù)：Wx1.415107mm3W

17、Y7.766106mm30.45h處：截面積：A=63488mm210截面慣性矩：Ix1.3781010mm4Iy1.6681010mm4抗彎模數(shù)：Wx2.65107mm3WY2.255107mm30.72h處：截面積：A=75792mm2截面慣性矩：Ix1.4161010mm4Iy3.1071010mm4抗彎模數(shù)：Wx3.0107mm3WY3.248107mm37.1內(nèi)力解析對(duì)于擁有兩個(gè)剛性支腿的龍門起重機(jī)支腿按一次超靜定龍門架箱體進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，不帶懸臂的龍門起重機(jī)小車最近一條支腿處為計(jì)算龍門起重機(jī)支腿內(nèi)力的最不利工況。內(nèi)力計(jì)算分龍門架平面和支腿平面兩種情況議論。7.1.1龍門架平面支腿內(nèi)力

18、計(jì)算由起升載荷和小車自重載荷引起的內(nèi)力11VBR(1L0)61.6104(11903)56.72104NL24000HR3L0(LL0)61.6104231903(240001903)1.85104N2hL(2K3)1360024000(21.7133)式中支腿抗彎剛度比KI2h3.3181010175501.713I1L1.416101024000MQcMDHh1.85104136002.516108Nmmb.由小車慣性力引起的內(nèi)力.VAVBPHXhL513600=1.5108.5104N式中：PHC5ma1.51.291060.0781.5105NHAHB1PHX11.51057.5104

19、N22MxcMDHAh8.51041360011.56108Nmm由支腿風(fēng)載荷引起的支腿內(nèi)力PwckhaA=1.31.251.027=46.875qWPW3.23103N/mm13600Mwc1qwh223.2310313600222.98105NmmMD012由起升載荷、自重載荷引起的支腿垂直載荷VA及內(nèi)力支反力：VAR（1L0）1GL2=61.6104(11.90)11.11910424267.15104N抗拉力：VA67.15104Htan77.5tan14.887104N軸向力：NVA2H2=(67.15104)2(14.887104)268.78104N支腿自重：qz8104NMQz

20、VAGZaHh2=67.1510430008104300014.887104136002=1.1108Nmm風(fēng)載荷引起的內(nèi)力：pwCKhaA=1.31.251.048=78NqAh2MW2=15.7351031360022=5.3105Nmm式中qAPW5.735104N/mm1360013大車制動(dòng)慣性力引起的內(nèi)力PH5ma1.5ma=1.52250000.0852.87104NMpHPAh2.87104136003.9108Nmm由運(yùn)行側(cè)向力PS引起的支腿內(nèi)力McSh5.33104136007.25108Nmm門架平面共同彎矩MQXMQcMxcMwc=2.51610811.561082.98

21、10514.08108Nmm支腿平面共同彎矩MZMQZMwzMHzMC=1.11085.31053.91087.2510812.26108Nmm8.支腿強(qiáng)度計(jì)算在龍門架平面內(nèi)，支腿上端為危險(xiǎn)截面，在支腿平面內(nèi)，支腿下端為危險(xiǎn)截面，其危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核如下：MAW式中許用應(yīng)力折減系數(shù)，根據(jù)支腿柔度hrmin由軸壓穩(wěn)定系數(shù)表查取11.132，m0.7，z2rmin為支腿截面的最小慣性半徑，14rminIx5.1561010A764.5m88224rzmIx1.4151010A36880619.4mmm1.1320.713600764.514.1查表得0.98z1.132213600619.449.

22、7查表得0.988.1強(qiáng)度驗(yàn)算（支腿上端為危險(xiǎn)截面）MNMNWyWxF14.0810812.2610868.781044.3881073.2321078822477.81N/mm2176N/mm21.33驗(yàn)算合格9.支腿整體穩(wěn)定性校核取距支腿小端0.45h處截面NMxMy（X1.32213600，取0.79）AWyWx66.246568.781047.741086.51080.79634882.2551072.6510772.56N/mm210.穩(wěn)定性驗(yàn)算（0.45h處截面）門架平面彎矩：a.起升載荷：M11.8510474801.384108Nmmb.小車：M28.410474806.358108Nmmc.風(fēng)載荷:M30.53.23103748029.04104Nmm總彎矩：M0.45hM1M2M37.74108Nmm15支腿平面：起升載荷：M167.1510416508104300014.88710474801.14108Nmm15.7352b.風(fēng)載荷：M2103748021.6105Nmm2c.大車制動(dòng)慣性載荷：M32.8710474802.15108Nmmd.側(cè)向力引起的載荷：M45.3310460203.2108Nmm總彎矩：M0.45h6.5108Nmm11.地