JX02-239@起重机总体设计及金属结构设计
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机械毕业设计全套
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JX02-239@起重机总体设计及金属结构设计,机械毕业设计全套
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龙门式起重机总体设计方案 起重机的设计参数是指 ： 起重量 Q(t)、跨度 L(m)起升高度 H(m)起升速度qV(m/min)、小车运行速度oV(m/min)和工作级别等。 起重机的设计参数是指：有无电源 (交流或直流 )、工作地点 (室内或室外 )、 最大行程以及工作环境 (温度、 湿度、有无煤气或酸气 )等。 其它要求：如起重机所占空间的限制、司机室的型式 (敞开式或封闭式 )、司机室的位置 (在桥梁中间或一端 )、司机室的高度、操纵方式 (手动、电动，遥控 )等。 龙门起重机的总体方按和基本参数确定： 龙门起重机广泛用于各种工矿企业、交通运输和建筑施工。主要在露天贮料场、建筑构件加工场、船坞、电站、港口和铁路货站等处，用 其装卸及搬运货物、设备以及建筑构件安装等。 一、 门架 的结构型式 ： 采用板梁结构。由于板梁结构制造方便，采用这种型式的门式起重机占多数。门架 可制成双腿 (全门架 )， 门架主梁与支腿的选择是刚性连接的。门架采用双梁 。门架结构是板梁式箱形结构。 双 梁箱形结构门架的支腿 制成“八”字型。 二、 门架的主要尺寸的确定： 箱行结构 箱行主梁的截面 以矩形截面。 门式起重机的主梁高度 LH )201151(：当采用两条刚性支腿时，取 LH )251151(， HB )3121(，采用 单箱型时，取HB )132( 。 对于支腿，腿高 h 由所要求的门架净空尺寸确定。刚性支腿的上部连接按箱形结构宽度 Hb (主梁高度 )确定；柔性支腿的上、下部和刚性支腿的下部连接按门架下横梁宽度及具体结果确定。 考虑到起重机沿大车轨道方向稳定性的 要求，门式起重机的轮距oLK )6141(，oL为主梁全长。 三、门式起重机的载荷及其组合： 1 载荷 作用在门式起重机上的载荷有：起重载荷、门架自重、小车重量、电气设备及司机室等自重；小车惯性力 (由大、小车制动时产生的 )，大车惯性力 (大车制动时产生的 )、大车偏斜倾向力及风力等。 1)箱形结构的门架自重：箱形截面桥架自重 对于 75t 以下的普通门式起重机，桥架 (主梁 )自重按下式估算： 带悬臂 qG oo HQL5.0无悬臂 ooq HQLG 7.0式中 Q 额定起重量 (t )； nts oL 桥架 (主梁 )全长 (m )； oH 起升高度 (m )。 支腿自重：双梁门架的支腿单位长度自重常取为主梁单位长度自重的 0.2 0.4倍单主梁门架的支腿单位长度自重取为主梁的 0.7 0.9 倍。 2)小车自重 对于双梁小车， 单主梁小车自重xcG按下式估算： 当 tQ 165 时 )(7.2 tQG xc 对于 A7 工作类型小车，宜再乘以系数 1.15。 当 tQ 5020 时 )(5.33 tQG xc Q 大时，分母应取大值。对于 A7 级工作类型小车 ，宜再乘以系数 1.06。 3)惯性力 (惯性载荷 ) 机构起、制动时产生的惯性力和冲击振动引起的惯性载荷的确定。 大车制动时引起的水平惯性力dgP大车运行制动时引起的水平惯性力，对于主动轮仅布置在一侧的门式起重机，设 1 轮为主动轮， 2 轮为从动轮，则大车制动惯性力dgP为： zdxczdqxcdgQdgqdgdg gtvGQgtvGPPPP )( 式中 qdgP 大车制动时，由桥架自重引起的水平惯性力； zdxcxcdgQdg gt vGQPP )( 由货重和小车自重引起的水平惯性力； pG、xcG、dv和 zt 等符号 但是，大车制动惯性力dgP应受到主动轮打滑的限制，即 1fVPdg 式中 f 粘着系数； 1V 大车主动轮轮压。 小车制动时引起的惯性力xgP小车运行制动时引起的水平惯性力xgP按下式计算： nts zxxcxg gt vGQP )( 式中 xV 小车运行速度。 4)大车运行偏斜侧向力 当门式起重机的运行速度与桥式起重机的运行速度相近时，可按下式计算侧向力： max1.0 VS 式中 maxV 大车的最大轮压。 当门式起重机的运行速度较低时，侧向力按照之腿由于运行阻力不同时求出 LBWWS BA 2 )( 表示主梁由于侧向力引起的弯矩。其中： LWWBSM BAL 2 式中 AW 和 BW 两支腿处的运行阻力，且 AW BW ； AT 和 BT 两支腿运行牵引力，且 BA TT 。 2载荷组合 由于各种载荷不可能同时作用在门架结构上，因此要根据门式起重机的使用情况来确定这些载荷的组合。 门式起重机的计算载荷组合通常考虑以下几种情况： 1)对于主梁，考虑小车位于跨中或悬臂端，小车满载下降制动，同时大车平稳制动，风力平行大车轨道 方向。称为计算情况 IIa。 2)对于支腿，分别考虑门架平面和支腿平面内的两种载荷组合： 在门架的平 面内，大车不动，小车位于跨端或悬端，小车满载下降制动，同时小车运行机构制动，风力沿小车轨道方向，称为计算情况 IIb。 表 门式起重机的计算载荷组合 计 算 构 件 主 梁 支 腿 载荷情况及组合 IIaIIdIIbIIcIId门架自重 qG4qGmGmG4mG起升载荷 Q2 Q2 Q2 nts小车惯性力 xgP 大车惯性力 dgP dgP 大车偏斜侧向力 S S S 门架支承 横推力 H H 风力 mFP FP tFP tFP FP 小车自重 xcG4xcGxcxcG4xcG注：表中qG 桥架 (主梁 )自重；mG 门架 (包括主梁和支腿等 )自重， mFP 在门架平面内，沿小车轨道方向的风力； tFP 在支腿平面内，沿大车轨道方向的风力。其余符 号同前述。 在支腿平面内，小车位于跨度端或悬臂端，小车满载下降制动，同时大车平稳制动，风力平行大车轨道。称为计算情况c。 3) 对于主梁和支腿，还应考虑非工作状态下的载荷组合，这时大车和小车皆不动，空载。仅作用有非工作状态的最大 风载荷，称为技术情况d。 对于每种计算情况，由于其载荷组合出现的可能性不同，所以在设计计算时，对金属结构的许用应力值也各不相同 。 四、箱形结构门架的强度验算 1主梁危险载面的强度验算 1）正应力的验算 根据公式计算的垂直弯矩同时作用在主梁上，并考虑约束弯曲和约束扭转的影响，主梁再面上的正应力可按下式叠加： 主梁跨中： 15.1)( 3 m axm ax2yzzxz WMWM主梁支承载面： 15.1)( m axm axysccxcz WMWM 式中 maxzM、 szMmax 主梁跨中的最大垂直弯矩和水平弯矩； maxcM、 scMmax 主梁支承载面的最大垂直弯矩和水平弯矩； zxW、cxW 主梁跨中和支承载面对 x 轴的载面摸数； nts yW 主梁对 y 轴的载面摸数。 2）剪应力的验算 箱形载面主 梁支承载面处的剪力cQ在腹板上引起的剪应力按下式计算： )( 21 x xcx ISQ 式中 xS 主梁载面的一部分对中性轴的静矩； xI 主梁载面对 x 轴的惯性矩； 1 、 2 主梁的主、副腹板的厚度。 在水平载荷作用 下，盖板上的剪应力： oyysy ISQ 2式中 sQ 支承处的水平剪力； yS 主梁载面的一部分对 y 轴的静矩； yI 主梁载面对 y 轴的惯性矩； o 上、下盖板厚度。 主梁受扭的影响 。则按纯扭转计算，计算式为： 主腹板上 11 2 kM 副腹板上 22 2 kM 盖板上 oko M 2式中 KM 作用与主梁支承载面的扭矩； 主梁封闭载面的轮廓面积， bh 。 在主梁载面上， 各种载荷在同一点引起的剪应力予叠加。 2、支腿危险载面的强度验算 对于单主梁箱形结构门架的支腿应分别选取几个载面进行强度计算。 强度验算式为： nts FNWMWM txtym m axm axm ax 式中 mMax 门架平面，支腿验算载面的最大弯矩； tMmax 支腿平面，支腿验
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