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100T龙门吊起重机械毕业论文目录摘要IABSRTACTII第一章 绪论41.1 学术背景及其理论与实际意义41.1.1 学术背景及其理论41.1.2 实际意义51.2 研究现状及存在问题5第二章 设计任务说明书62.1 选题意义62.2 设计任务62.3 结构设计依据的主要现行设计及施工规范7第三章 结构设计计算书83 . 1 型式及主要技术参数83.1.1 型式83.1.2 主要技术参数83 . 2 起重小车的计算93.2.1主起升机构的计算93 .3龙门吊金属结构设计计算143.3.1 主梁设计计算143.3.2 支腿设计343.4大车运行机构计算79参 考 文 献84第一章 绪论1.1 学术背景及其理论与实际意义1.1.1 学术背景及其理论起重机械是用来对物料进行其重、运输和安装作业的机械。它与我们的生活密切相关，它能减轻体力劳动，提高工作效率、实现安全生产的传统而重要的辅助机械。且起重机在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域和部门中得到了广泛的应用。随着生产规模日益扩大、特别是现代化、专业化生产的要求各种专门用途的起重机相继产生，许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是一种循环的、间歇动作的、短程搬运物料的机械，一个工作循环一般包括上料、运送、卸料及回到原位的过程。起重机工作时，各机构经常是处于起动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态之中。在高层建筑、冶金、华工及电站等建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此，必须选用一些大型起重机进行诸如锅炉及厂房设备的吊装工作。在道路、桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件、安装电站设备、吊运浇筑混凝土、摸板、开挖矿渣及其他建筑材料等，均需使用起重机，尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强，工程本身有很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机种类和数量就更多。二十世纪以来，由于钢铁、机械制造业和铁路、港口及交通运输业的发展，促进了起重运输机械的发展。对起重运输机械的性能也提出了更高的要求。现代起重运输机械担当着繁重的物料搬运任务，是工厂、铁路、港口及其他部门实现物料搬运机械化的关键。因而起重机的金属结构都用优质钢材制造，并用焊接代替柳接，不仅简化了结构，缩短了工期，而且大大地减轻了自重，焊接结构是现代金属结构的特征。我国是应用起重机械最早的国家之一，古代我们祖先采用杠杆几辘轳取水，就是用起重设备节省人力的列子。几千年的封建统治年代，工业得不到发展，我国自计制造的起重机很少，绝大多数起重运输设备主要依靠进口。解放以后，随着冶金、钢铁工业的发展，起重运输机械，获得了飞速的发展，全国刚解放就建立了全国最大的大连起重机械厂，1949 年 10 月，在该厂试制成功我国第一台起重量为 50 吨、跨度为 22.5m 的桥式起重机。为培养起重运输机械专业的专门人才，在上海交通大学等多所高等工业学校中，创办了起重运输机械专业。到目前为止，我国通用门式类型起重机和工程起重机（汽车起重机、轮胎起重机、塔式起重机）已从过去的仿制渡到了自行设计制造的阶段。有些机种和产品，无论从结构形式，还是性能指标都达到了较高水平。1.1.2 实际意义我国起重运输机械行业从上世纪五六十年代开始建立并逐步发展壮大，并已形成了各种门类的产品范围和庞大的企业群体，服务于国民经济各行各业。随着我国经济的快速发展，起重运输机械制造业也取得了长足的进步。2005 年起重运输机械行业销售额达到 1272 亿元，“十五”期间平均每年增长超过 30，2006 年依然保持着持续增长的态势，目前的市场前景非常好。70 年代以来，起重机的类型、规格、性能和技术水平获得了很大的发展，除了满足国内经济建设对起重机日益增长的需要外，还向国外出口各种类型的高性能、高水平的起重机。由此可见，起重机的设计制造，从一个侧面反映了一个国家的工业现代化水平。1.2 研究现状及存在问题上个世纪 70 年代以来，随着生产和科学技术的发展，起重机械无论在品种及质量上都得到了极其迅速的发展。随着国民经济的快速发展，特别是国家加大基础工程建设规划的实施，建设工程规模日益扩大，起重安装工程量越来越大，需要吊装和搬运的结构件和机器设备的重量也越来越大，特别是大型水电站、石油、化工、路桥、冶炼、航天以及公用民用高层建筑的安装作业的迫切需要，极大的促进了起重机、特别是大型起重机的发展，起重机的设计制造技术得到了迅速发展。 随着起重机的使用频率、起重量的增大，对其安全性能、经济性能、效率及耐久性等问题，也越来越引起人们的重视，并对设计理念、方法及手段的探讨也日趋深入: 由于在起重机设计中采取常规设计方法时，许多构件存在不合理性，进而影响整个设备性能。计算机技术的应用在很大范围内解决了起重机的设计问题，尤其是有限元分析方法与计算机技术的结合，为起重机结构的准确分析提供了强力的有效手段，在实际工程已日益普及，且今后的结构分析从孤立的单独构件转变到结构系统的整体空间分析。 第二章 设计任务说明书2.1 选题意义 随着国民经济的快速发展，特别是国家加大基础工程建设规划的实施，建设工程规模日益扩大，起重安装工程量越来越大，需要吊装和搬运的结构件和机器设备的重量也越来越大，且对起重机的安全性能、效率及耐久性的要求愈来愈高。按照普遍的构造形式，及造桥用龙门吊应满足工艺性好、通用性好及机构安装检修方便，以便加快施工速度，缩短施工周期的特点，龙门架采用箱形双梁结构，支腿分别采用刚性支腿和柔性支腿，这种结构能够比较处理好功能和技术的要求。通过这次100t 龙门吊设计，了解钢结构设计的基本过程，巩固大学四年以来所学的专业知识，为以后工作坚固的基础。 2.2 设计任务 本次毕业设计题目为 100t 龙门吊设计，工程概况：三环高架桥，全长 600M，24 跨，每跨为 25M 预制箱梁。梁板预制场位于三环高架桥的小桩号路基上，梁板最大重量 77 吨。龙门吊的主要设计参数为：跨度 50 m 、最大起升高度 35 m 、主起升为 100 t 、副起升 60 t 。工作状态风压：w0=0.25 kN/m 2，非工作状态风压：w0=1.0 kN/m 2 。 要求： （a）、简化结构的力学模型，荷载计算，设计和验算各主要构件； （b）、所有图纸均用 AUTOCAD 软件绘制； 根据设计要求作出起重机的立面图，剖面图。 立面图主要表达起重机的造型，各部分的高度及尺寸。剖面图应表达出起重机的结构情况，构件的组成情况。设计说明应着重表达自己的设计意图，满足使用功能要求的措施。 龙门吊应力计算，起升机构设计计算，包括钢丝绳的计算、电动机的选择。小车机构设计计算、减速器的选择、大车运行计算。2.3 结构设计依据的主要现行设计及施工规范（1）.起重机设计规范 （GB3811-83）（2）.起重机安全规程 （GB6067-85）（3）.通用门式起重机 （GB/T14406-93） （4）.钢结构设计规范 （GB500172003）（5）.起重设备安装工程施工及验收规范 （JBJ31-96）第三章 结构设计计算书3 . 1 型式及主要技术参数3.1.1 型式箱形双梁门式起重机，由一个两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，在桥架上运行起重小车，可起吊和水平搬运各类物件。箱形双梁结构具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列优点。他的主要组成部分有小车（主、副起升机构、小车运行机构和小车架）、桥架（主梁）、大车运行机构和电器设备。3.1.2 主要技术参数起重量 ：主钩 ，副钩 ；跨 度： L = 50 m ； 起升高 度 ： H =35 m；工作制度 ：主起升 ：中级副起升：中级小车运行：中级大车运行：中级工作速度 ： 主起升速度：v = 4.5 m/min ； 副起升速度 ： v = 4.5 m/min小车运行速：v = 24 m/min ； 大车运行速度 ： v = 24 m/min ； 小车轨距 ： 2 m ； 3 . 2 起重小车的计算3.2.1主起升机构的计算 1 . 主要参数起重量：Q50 t 工作类型：中级；最大起升高度：H =35 m；起升速度：v = 4.5 m/min 。 2 . 钢丝绳的选择 ： 根据起重机的额定起重量，选择双联起升机构滑轮组倍率为4。 （1）.钢丝绳所受最大静拉力 ： 式中 Q 额定起重量， Q = 50000 kg ；钓钩组的重量， ； m 滑轮组倍率，m = 4 ；滑轮组效率，.98 。 （2）钢丝绳的校核 ： 所选择钢丝绳的破断拉力应满足 ：；而 钢丝绳安全系数，对中级工作类型由上式可得 根据查钢丝绳产品可选用：钢丝绳28170（GB102-74）,=49250kg,因42648kg,满足要求。3 . 滑轮、卷筒的计算（1）.滑轮、卷筒最小直径的确定 为确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮、卷筒的直径（自绳槽底部算起的直径）应满足D 式中 e 系数，对中级工作类型的门式起重机，取 e =25 所以 D（25-1）28 = 672 mm 。 取卷筒直径和滑轮直径为 D = 700 mm。（2）. 卷筒长度和厚计算 而 式中 最大起身高度，m； n 钢丝绳安全圈数,n 1.5,取 n =2； t 绳槽节距，t = （24）= 30 34，取 t = 32 mm ；空余部分和固定钢丝绳所需要的长度， L1= L2=3tD0卷筒的计算直径（按缠绕钢丝绳的中心计算）L光 卷筒左右绳槽之间不刻槽部分长度，根据钢丝绳允许偏斜角度确定， 其中L3吊钩滑轮组位于绳槽中心线之间的距离， L3= 415 mm H当吊钩滑轮组位于上部极限位置时,卷筒轴和滑轮轴之间的距离,Hmin=1300 mm ；a卷筒上绕出的钢丝绳分支相对与铅垂线的允许偏角 5o6o，取0.1.卷筒半边的绳槽部分的长度，卷筒长度，取（3）卷筒转速转/min3 . 根据静功率初选电动机 主起升机构静功率计算： 式中 起升机构的总效率，初选电动机功率式中， 起升机构按静功率初选电动机的系数，ZJR型电动机，取=0.8=0.8568=57.8KW查电动机产品目录，选择较接近的电动机ZJR6310。在JC=25，功率N=60KW，转速,最大转矩倍率，电动机转子飞轮转矩。主起升机构经功率计算：初选电动机功率： =0.8550=42.5KW查电动机产品目录，选择较接近的电动机ZJR6310。在JC=25，功率N=60KW，转速n=680转/分，最大转矩倍率，电动机转子飞轮矩。4减速器的选择（1）起升机构总的传动比：根据传动比i=86.4，电动机功率N=60KW，电动机转速n=680转/分，工作类型中级，从减速器产品目录，选用A850-V-2-16+开式减速器，传动比i=88.3,输入减速器功率为40KW。3.2.2 副起升机构的计算1 . 主要参数起重量：Qt 工作类型 ：中级；最大起升高度 ：H =35 m；起升速度 ：v = 4.5 m/min 。 4 . 根据静功率初选电动机 主起升机构静功率计算： 式中 起升机构的总效率，初选电动机功率式中， 起升机构按静功率初选电动机的系数，ZJR型电动机，取=0.8=0.8550=42.5KW查电动机产品目录，选择较接近的电动机ZJR6310。在JC=25，功率N=45KW，转速n=580转/分，最大转矩倍率，电动机转子飞轮矩。3 .3龙门吊金属结构设计计算 3.3.1 主梁设计计算 主梁结构采用箱形双主梁结构形式，箱形桥架见简图 图3-1主梁结构形式1. 主要设计参数起重量： 主钩，副钩； 跨度 ： ， 其升高度： 工作制度： 中级， 小车轮距：2. 载荷计算1） 起升载荷 式中：起升载荷动载系数，其计算公式为 操作系数；取0.5； 额定起升速度，=4.5 在额定载荷作用下，下滑轮组对上滑轮组的位移量，0.0029H , H为起升高度，=0.0029在额定载荷作用下，物品悬挂处的结构静变位置 （单位：m）,; 结构质量影响系数：; 物品悬挂处的折算质量（单位：kg）,； 额定起升质量（单位：kg），； PQ额定起重量（含吊具），吊具总重（1.6732+1.852）9.8=50.9KN 起升载荷 小车自重引起的轮压，小车的轨距b=3m；上小车自重： 下小车自重： 满载时小车引起的轮压力为： =452.62KN2).梁自重载荷 自重： 式中：Q额定起重量，Q=1609.8=1568KN； C2小车轮压转化为跨中载荷计算挠度的换算系数，C2 =1.08 ； v 钢材单位容积重量，v =78.5KN/m 3 ； 腹板总厚度，= 0.018 2 = 0.036m ； E钢的弹性模数；=952.4KN 起升冲击系数 0.9 1 1.1 ，取 1 = 1.0 ； PG = 952.41.0 =952.4KN主梁均布载荷为： 式中：单根主梁的重量， 主梁轨道的重量，； 主梁上附有电缆钢管的重量，;主梁上一些其他小物件如接线盒等，L 跨度， L = 50 m；3）.水平惯性载荷 式中： M考虑起重机驱动力突加或突变时，对金属结构的动力影响，通常取 M = 1.5；m结构、小车或吊重的质量（kg） m结构 = 952.4（1+0.4）/9.8=136.1t ，m小车 = 8.4 + 6.2 + 160 + 5.198 = 179.8ta 加速度， a小车 =0.13 m/s2 ； a 大车 =0.16 m/s2小车制动时，产生的水平载荷：PH小 = 1.5 150.7 0.13 = 226.2 KN大车制动时，产生的水平载荷：PH大梁 = 1.5 260 0.16 = 62.4 KN4）.风载荷 PwPw=CKhqA 式中， C 风力系数，由起重机设计规范 GB3811-2005表5-6 查值得 C = 1.54 ； Kh风压高度变化系数，工作状态时 Kh=1，非工作状态时 Kh=（h10）a，由起重机设计规范知 Kh =1.53； q风压，工作状态时 q 工作= 250 N/m 2 ，非工作状态时 q 非工作= 1000 N/m2A迎风面积，吊重物的迎风面积为 45m2,( 起重机设计规范 GB3811-2005附表E.5),A正=A1+A2,由a/h=1800/2400=0.75，取=0.3，故 A = 353.6 + 353.60.3+4.232/2 = 276.2 m2吊重引起的风载荷为：工作状态时 P w= CKh qA = 1.54 1.53 250 45=26.5KN非工作状态时 Pw=CKhqA=1.541.53100045 =106KN 侧面：工作状态时 Pw=CKhqA=1.541.53250105.45=62.1KN 非工作状态时 Pw=CKhqA=1.541.531000105.45=248.5KN 迎面：工作状态时 Pw_梁=CKhqA=1.541.53250209=123.1KN非工作状态时 Pw_梁=CKhqA=1.541.531000241.9=492.5KN5）. 起重机偏斜运行时对龙门结构产生的附加载荷 Ps=2P式中：侧向力系数，由起重机金属结构表36，得=0.156 B为大车轮距，B= 12 m； P起重机产生侧向力一侧的轮压之和，不考虑冲击系数和动力系数，3内力计算各载荷作用下的弯矩和剪力图如下表。龙门起重机主梁的危险截面一般是小车位于跨中时的跨中截面和满载小车位于支腿处。 表3.1 内力计算计算项目 计算简图及内力图 内力值A梁自重载荷引起的内力 跨中：L=3m处： = 支座处：V=-250KNL=3m处V=-220KNB满载时小车轮压P（跨中）引起的内力 B.满载时小车轮压p(跨中)引起的内力跨中：M=10637.3KN支座处：V=-479.8KNC.满载时小车轮压p(支座处)跨中：M=678.8KN L=3m处：M=1276.5支座处：V=-425.5KN计算项目 计算简图及内力值内力值C.满载时小车轮压p(支座处)D.风载荷作用下引起的内力（迎面）跨中：支座处：KNE.大车制动引起的内力（沿主梁长度方向）跨中：KN支座处：KN计算项目 计算简图及内力图 内力值E.大车制动引起的内力（沿主梁长度方向）F.小车制动时的水平惯性力引起的内力跨中：M=3958.5支座处：V=171.1KN计算项目 计算简图及内力图 内力值F.小车制动时的水平惯性力引起的内力4.主梁截面初选 设单主梁截面初步尺寸为：3000mm、上翼缘板宽1000mm、下翼缘板宽1000mm、上下翼缘板厚24mm、腹板厚18mm。如图： 图3-2主梁结构图主梁截面积： 惯性矩计算：Ix=2.3326E11mm4 Iy=0.35583E11mm4 截面模量：Wx=Ixyc=2.3326E111500=192617671mm3Wy=Iyyc=65772643mm3 HL=300050000=116.7120 Hb0=3000880=3.4160 h00=295218=164270 5 . 载荷组合1）. 工况 1： 大车不动，吊重起升离地（疲劳和强度计算）。 跨中或端支座为危险截面处，:. A + B 跨中弯矩最大：Mx=3125+10637.28=13762.3KNmQ=425.5KN.A+C L=3m 处弯矩最大：M=10322+1276.5=1321.5KNm Q= -220+(-398.3)=-618.3KN 则 Q=425.5 KN2）. 工况 2： 大车不动，小车运行至跨中或支座制动，吊重下降制动，风向顺着大车轨道方向。.A+B+D+F 跨中弯矩最大： Mx = 3125 + 10637.28 + 7917 / 2 = 17720.8 KN m My = 756.3KN m Q = 425.5 + 171.73 = 596.6 KN. A + C + D + F L=3m 处弯矩最大： Mx= 10 3 2 / 2 + 1276.5 + 7917 / 2 = 5280 KN m My = 756.3KN m Q = -220 +（-398.3）+171.73= -446.6KN Mxmax = 17720.8 KN m Mymax = 756.3KN m Q = 596.6 KN3）. 工况 3 ： 大车运行制动，小车运行至跨中或支座制动，吊重下降制动，风向顺着大车轨道方向，. A + B + D + E + F 跨中弯矩最大： Mx = 3125 + 10637.28 + 7917 / 2 = 17720.8 KN m Q = 425.5 + 171.73 = 596.6 KN. A +C + D + E + FL=3m 处弯矩最大：则 6. 主梁强度计算1）.正应力主梁在两个平面内受弯，按下式验算正应力 式中 由固定载荷及移动载荷在主梁截面引起的弯矩（）； 由大车制动惯性载荷，风载荷和水平侧向力在主梁计算截面引起的弯矩（）； 主梁截面抗弯模数（）。 安全系数，取=1.3 满足要求！2）.切应力 式中 垂直平面内梁截面的最大剪力（N）梁截面惯性矩（）；S计算剪应力处以上截面积对中性轴的静面矩（），S=39694320；一块腹板的厚度，=18mm；许用剪应力（Mpa）， Mpa。满足使用要求！3）.按强度理论计算复合应力在腹板边缘的正应力和剪应力都比较大，应按下式验算复合应力： 满足使用要求！4）.小车轮压产生的腹板局部挤压应力应起重小车压直接作用在腹板上（图3-3），在腹板的上边缘产生的局部挤压应力： 式中 P轮压中较大的一个车轮轮压； 块腹板的厚度 C集中载荷压力分布长度，可按下式计算 ： 其中 集中载荷的支撑（包括梁翼缘板）高度； 集中载荷处的支撑长度（对车轮取=50mm）。 满足要求! 图3-3小车轮压作用在轨道上 跨中部分可能承受较大正应力、剪应力和局部挤压应力，还应按下式计算复合应力： 满足要求！10.小车轨道应力计算 小车钢轨受活动载荷后引起的弯曲应力 式中 P计小车计算最大带轮（N），P计=273.8KN；主梁垂直加劲板之间的最大间距（mm），=750mm钢轨对自身水平轴线xx的断面模量（mm3），=251300mm3满足要求。图3-7加劲肋布置图11.垂直加劲板验算1）.加劲板端部表面挤压应力计算式中 P计小车计算最大轮压（N），P计=273.8KNA加劲板断面的计算面积（mm2）,A=其中加劲板厚度（mm）, =10mm加劲板断面计算长度（mm）,其中 轨道地面宽度51.2Kg/m的轨道，Bb=132mm腹板厚度，=18mm=132+23.3.2 支腿设计1.载荷计算1）.自重载荷 由机械工程手册12卷，箱形双梁龙门吊支腿单位长度自重取0.2-0.4倍的主梁单位长度自重，则： 刚性支腿单位长度自重为： 柔性支腿单位长度自重为：（2）水平惯性载荷 式中 M考虑起重机驱动力突加或突变时，对金属结构的动力影响，通常取M=1.5； m支腿的质量（kg）, a加速度，；大车制动时，产生的水平载荷： KN(3)风载荷 式中 C风力系数，由起重机设计规范GB3811-2005表5-6插值得C=1.54风压高度变化系数，工作状态时=1，非工作状态时，由起重机设计规范知=1.53； q风压，工作状态时q工作=250N/m2 ,非工作状态时 A迎风面积，A钢=（3+1.2）*35/2=73.5m2 A柔=29*0.6=17.4m2刚性支腿： 工作状态时：=36.8KN 非工作状态时： =147.1KN柔性支腿： 工作状态时：=10.2KN 非工作状态时：=41KN2.内力计算 内力计算分龙门架平面内和支腿平面内两种情况讨论，见表3.2、表3.2表3.2 龙门架平面支腿内力计算名称计算简图和内力图内力值备注A.由自重引起的内力 计算简图弯矩图剪力图名称 计算简图和内力图内力值备注轴力图B.起升载荷小车自重（跨中）引起的内力计算简图弯矩图名称计算简图和内力图内力值备注起升载荷小车自重（跨中）引起的内力剪力图轴力图C.起升载荷小车自重（端支座）引起的内力计算简图名称计算简图和内力图内力值备注起升载荷小车自重（端支座）引起的内力弯矩图剪力图轴力图名称 计算简图和内力图 内力值备注D.由小车惯性力引起的内力KN158.3KN计算简图弯矩图剪力图名称 计算简图和内力图 内力值备注轴力图E.由风载荷引起的内力 名称计算简图和内力图 内力值备注由风载荷引起的内力剪力图轴力图 表3.3 支腿平面的支腿内力计算名称 计算剪图和内力图支座反力V或轴力和弯矩MA.由起升载荷、自重载荷、 小车自重引起的内力 刚性支腿 A.由起升载荷、自重载荷、小车自重引起的内力柔性支腿 名称 计算简图和内力图支座反力V或轴力和弯矩M柔性支腿 B.大车制动时产生的水平惯性力引起的内力刚性支腿 名称 计算简图和内力图支座反力V或轴力和弯矩M大车制动时产生的水平惯性力引起的内力柔性支腿名称 计算简图和内力图支座反力V或轴力和弯矩MC.由风载荷引起的内力刚性支腿 柔性支腿名称 计算简图和内力图支座反力V或轴力和弯矩M由风载荷引起的内力柔性支腿 2.载荷组合1).龙门架平面内在龙门架平面内，支腿的上端面为危险截面，需计算该截面处得最大轴向压力和最大弯矩。.工况1：大车不动，小车满载运行至跨中或支座处制动，吊重下降制动。小车在跨中时：A+B+DM=7917KN V=500+959.6-158.3=1301.3KN 小车在支座时：M7917KNV=500+1766.3-158.3=2108KNM=7917 KNV=2108KN.工况2：大车不动，小车满载运行至跨中或支座处制动，吊重下降制动，分向垂直大车轨道。小车在跨中时：A+B+D+EM=7917+1102.5=9019.5 KNV=500+959.6-158.3-22.1=1279.2KN小车在支座时：+EM7917+1102.5=9019.5 KNV=500+1766.3-158.3-22.1=2085.9KN M=9019.5 KNV=2085.9KN2).支腿平面内在支腿平面内，支腿的下端为危险面，需计算该截面处得最大轴向压力和最大弯矩。.工况1 A+B大车运动制动，小车满载运行至支座处（支座处反力最大）不动。 刚性支腿下端最大弯矩: V=2256.3KN柔性支腿下端最大弯矩：V=-1167.3+15.4=-1151.9下端横梁的轴力 N=299.6-11.6=288KN工况2：A+B+C刚性支腿下端最大弯矩：V=2256.3KN柔性支腿下端最大弯矩:V=-1167.3+15.4+11.9=-1140KN下端横梁的轴力 N=299.6-11.6-9.0=279KN3.支腿设计1）.刚性支腿刚性支腿采用变截面箱形结构，初选上端截面（与梁连接处）3000mm3000mm、厚度为24mm，下端截面为1200mm3000mm，厚度为24mm。截面形式见下图3-8： 图3-8刚性支腿截面上端截面截面特性： 剪面积： 惯性矩： 抗扭系数: 惯性半径：下端截面截面特性： 截面积：A=199296 惯性矩： 抗扭系数： 图3-9刚性支腿立面图 惯性半径：2）.柔性支腿柔性支腿采用圆管结构，选用无缝管，两圆管夹角为，外径为D=680mm,厚度为20mm。见图3-10。截面积：A=364.425惯性矩： 惯性半径： 抗扭系数： 图3-10柔性支腿4.支腿的强度校核在龙门架平面内，支腿上端为危险截面，在支腿平面内，支腿下端为危险截面。支腿为压弯构件，其危险截面的强度校核公式如下： 式中 V支腿的轴向压力，由垂直载荷和水平载荷引起的垂直反力； M计算截面上的弯矩； A计算截面上的支腿截面积； W计算截面上的支腿截面抗弯模数；轴压稳定系数，根据支腿柔度由轴压稳定系数表查取。其中为变截面支腿的折算长度系数，由起重机金属结构表8-9查取：u是由支腿的支承情况决定的折算长度系数，支腿在龙门架平面内的支承情况决定的折算长度系数，支腿在龙门架平面内的支承情况可视为上端固定，下端铰支，则u=0.7；支腿在支腿平面内的支承情况可视为下端固定、上端自由，则u=2.1，i 为支腿计算截面的最小关系半径。1).刚性支腿.龙门架平面内，由起重机设计手册表4-5-15查值，得，为变截面构件的惯性矩折算系数。距支腿小端为：的截面的实际惯性矩为所求的折算惯性矩。该截面尺寸为，求得其截面特性为：截面积：A=2590.1cm2惯性矩： 惯性半径： 抗扭系数： 由起重机金属结构表8-9查得，得变截面支腿折算长度系数。，属于b类截面，Q345钢，查轴心受压构件稳定系数表，得稳定系数：工况1： =工况2： =满足要求。 支腿平面内，由起重机设计手册表4-5-15查值，得距支腿小端为：的截面的实际惯性距为所求的折算惯性矩该截面尺寸为26813000，求得其截面特性为：截面积：A=270384mm2 惯性矩：惯性半径： 抗扭系数：由起重机金属结构表8-9查得，变截面支腿折算长度系数 查轴心受压构件稳定系数表，得稳定系数； 满足要求2）.柔性支腿取单根钢管为计算单元，支腿上端与主梁用铰球相连接，故上端弯矩为0，剪力为： h=29100mm 支腿截面为轧制圆形截面，属于a类截面，查轴心受压构件稳定系数表，查得稳定系数： 满足要求5.连接计算1）.主梁与支腿连接计算.刚性支腿与主梁的连接支腿与主梁的连接采用M30 10.9级高强螺栓，共92个，直径为52mm。螺栓有效面积： 式中 螺栓的有效直径，mm p螺距，p=5mm。 图3-11刚性支腿加劲板布置 许用应力 一个螺栓容许拉力： 一个螺栓容许剪力： 图3-12主梁与刚性支腿的连接式中 螺栓许用剪应力，174。 已知：龙门架平面内：轴向压力 轴向力 弯矩支腿平面内：轴向压力 轴向力 弯矩 一个螺栓最大拉力计算 式中 2（+）+ =318.5 2（+）+= =133.2+68 螺栓最大剪应力计算 =2)柔性支腿与主梁的连接柔性支腿与主梁的连接采用铰球连接，其结构如下图3-13： 自由滚动时的按下式验算接触点最大法应力：式中 P作用在球上的最大法应力（即主梁在柔性支腿上的最大作用力），小车停在支座处时的支座反力最大P=640+1768.3=2408.3KN；E换算弹性模数，E=，其中E为球头材料的弹性模量，E为球座材料的弹性模量，两者采用相同的材料，故E=2.1*10； 图3-13球铰结构图 r球头曲率半径，r=390mm;R球座曲率半径，R=525mm;自由滚动时球铰许用应力，采用ZG640钢，=1700MPa。0.39 =1700满足要求！.球头与球座有相对滑动时： 式中 A-球头与球座接触面积的水平投影，A=； a-系数，用来考虑油槽及加工光洁度等因素对实际接触面积减小的影响，取a=0.8;。满足！（3）.柔性支腿下端与下横梁的连接支腿与主梁的连接采用M30 10.9级高强螺栓，共46个，直径为48mm。每个螺