125t双向启闭机门架.doc

3. 门架计算3.1 载荷计算A. 小车空载静轮压：Pk1/2= Pk2/2= Pk3/2= Pk4/2=57.25 kN；B. 小车主起升满载静轮压：Q11/2= 171.03kN；Q21/2=242.15kN；Q31/2= 181.57kN；Q41/2= 259.26kN； C. 小车主起升满载、起升机构起动、运行机构起制动时，小车轮压：Q1a/2= 188.13kN；Q2a/2=266.37kN；Q3a/2=199.73kN；Q4a/2= 285.19kN； D. 满载小车运行机构起制动时，作用在每个小车车轮轮压处的水平惯性载荷为：E. 主起升吊500kN时的小车静轮压：Q12/2= 102.76kN；Q22/2=131.21kN；Q32/2= 106.98kN；Q42/2= 138.05kN； F. 主起升吊500kN时起升机构起动、运行机构起制动时，小车轮压：Q1b/2=113.04kN；Q2b/2=144.33kN；Q3b/2=117.68kN；Q4b/2= 151.86kN； G. 主起升吊500kN时，小车运行机构起制动时，作用在每个小车车轮轮压处的水平惯性载荷为：H. 主起升吊1000kN时的小车静轮压：Q13/2= 148.27kN；Q23/2=205.17kN；Q33/2= 156.70kN；Q43/2= 218.86kN； I. 主起升吊1000kN时起升机构起动、运行机构起制动时，小车轮压：Q1c/2=163.10kN；Q2c/2=225.69kN；Q3c/2=172.37kN；Q4c/2= 240.75kN； J. 主起升吊1000kN时，小车运行机构起制动时，作用在每个小车车轮轮压处的水平惯性载荷为：K. 大车运行机构起制动时，门架质量的水平惯性载荷按质量均布在门架结构上，加速度取：1.5a =1.50.095= 0.143m/s2。L. 门机偏斜运行时的水平侧向力：Ps =0.5R=0.54041.20.125= 252.58kN。式中R产生侧向力一侧最大轮压之和， R=Q1hIQ2hI=2044.561996.64=4041.2kN水平侧向力系数，=0.125。3.2 计算工况A载荷组合根据“起重机设计规范”3.3.2载荷组合，选择门架最危险工况如下。1.静刚度计算工况：起升静载荷2.强度计算工况：第类载荷：自重载荷+起升动载荷+惯性载荷+偏斜运行侧向力。B计算工况选择1.主钩吊500kN时，小车位于上游侧跨外，吊钩中心线与上游侧轨道中心线的距离为14m，此位置计算有效悬臂处(14m)的挠度和门架应力。2.主钩吊1250kN时，小车位于上游侧跨外，吊钩中心线与上游侧轨道中心线的距离为8.6m，此位置计算有效悬臂处(8.6m)的挠度和门架应力。3.主钩吊100kN时，小车位于跨内，吊钩中心线与跨度中心线重合，此位置计算跨中的挠度和门架应力。3.3 有限元模型门架金属结构主要为板件，采用ANSYS中shell63单元离散，共计51896个节点，53508个单元。有限元模型见图1。图1 有限元模型小车轮压按集中力施加于模型的轨道节点上，风载和惯性力按载荷比例因子以全局加速度形势近似施加。模型约束按一次超静定形势约束。3.4 计算结果A小车位于跨中100t静载，门架挠度计算结果见图2、3。图2 跨中垂向挠度图3 跨中水平挠度B小车位于8.6m悬臂处125t静载，门架挠度计算结果见图4、5。图4 门架8.6m有效悬臂处垂向挠度图5 门架8.6m有效悬臂处水平挠度C小车位于14m悬臂处50t静载，门架挠度计算结果见图6。图6 门架14m有效悬臂处垂向挠度D小车位于跨中100t起吊，门架应力计算结果见图7。图7 跨中100t起吊时的门架整体复合应力云图E小车位于8.6m悬臂处125t起吊，门架应力计算结果见图8、9。图8 小车8.6m悬臂起吊125t门架整体复合应力云图图9 小车8.6m悬臂起吊125t门架局部复合应力云图F小车位于14m悬臂处50t起吊，门架应力计算结果见图10、11。图10 小车14m悬臂起吊50t门架整体复合应力云图图11 小车14m悬臂起吊50t门架局部复合应力云图3.5 静刚度、强度的判定标准1）静刚度许用值按照起重机设计规范GB3811-83对A6级结构垂向变形要求，其跨中垂向挠度许用值为：fzL/1000=18500/1000=18.5mm小车位于8.6m有限悬臂处时，悬臂垂向挠度许用值为：fxL/3508600/35024.5mm小车位于14m有限悬臂处时，悬臂垂向挠度许用值为：fxL/35014000/35040mm2）强度许用值依据起重机设计规范（GB3811-83）、钢结构设计规范（GBJ17-88）对类载荷强度要求，类载荷强度要求的安全系数为n21.33，门架大部分板材（除了接头法兰板）均小于16mm，材料主要采用Q345C钢，II类荷许用应力为：2=230MPa。5.2 计算结论1）静刚度分析 由静刚度工况的计算结果图2可知，主梁跨中下挠的最大值为4.9mmfz18.5mm，门架跨中静刚度满足设计要求。由静刚度工况的计算结果图4可知，主梁8.6m有效悬臂处垂向下挠的最大值为25.73.322.4mmfz24.5mm，门架此处静刚度满足设计要求。由静刚度工况的计算结果图6可知，主梁14m有效悬臂处垂向下挠的最大值为41.61.939.7mmfz40mm，门架此处静刚度满足设计要求。2）强度计算结果分析由强度工况的计算结果图711，可得各工况门架结构的最大应力出现在小车位于8.6m悬臂处起吊125t时，大小为210MPa，由此可知，结构强度满足使用条件。6. 参考书目1 王金诺.起重运输机金属结构.北京:中国铁道出版社,19842 张质文,刘全德.起重运