毕业论文终稿-龙门式起重机金属结构设计[下载送CAD图纸 全套打包资料]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑机电与车辆工程学院毕业设计论文学生姓名李子毅专业机械工程及自动化班级机111学号指导教师张楠大学二O一五年二月需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763I目录摘要IIIABSTRACTIV第1章绪论111研究背景及意义112起重机简介113国内外起重机研究及发展现状2第2章龙门起重机介绍及选型421龙门起重机概述4211龙门起重机的分类4212龙门起重机的结构4213龙门起重机的主要形式5214龙门起重机的基本参数622龙门起重机的选型7221设计数要求7222方案选型7第3章龙门起重机总体及金属结构设计831总体结构及尺寸设计8311主梁设计8312端梁设计9313刚性支腿设计10314柔性支腿设计12315下端梁设计14316上马鞍设计1432主桥架计算15321载荷计算15322强度计算17324主梁稳定性计算2133支腿计算23331载荷计算23332支腿强度计算25333支腿稳定性计算2634下横梁的强度计算2735连接强度验算28需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763II351计算焊缝的强度28352计算螺栓连接强度3036刚度计算31361静刚度和位移31362垂直动刚度32第4章起升机构和运行机构设计3441起升机构设计34411钢丝绳选择34412卷筒35413电动机的选择35414减速器的选择37415制动器的选择37416机构起动时间计算3742小车的行走机构设计和计算38421运行机构的基本参数38422运行静阻力38423电动机的选择与计算39424减速器的选择与计算39425连轴器的选择40426制动器的选择40427小车车轮的强度计算41第5章行走机构设计4251运行机构的基本参数4252运行静阻力4253电动机的选择与计算4254减速器的选择4355缓冲器的选择4356车轮与轨道43结论45参考文献46致谢47需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763III摘要龙门式起重机是一种重要的物料搬运设备，广泛应用于厂矿、车站、港口、电站等生产领域中。本文对龙门起重机进行了总体设计及金属结构设计研究，龙门起重机主要由门架、起升机构、运行机构、行走机构等组成。本文首先研究了单梁龙门式起重机的分类、结构、主要形式、基本参数及其选型等；其次，对单梁龙门式起重机进行了总体设计，对主梁的强度进行了计算，以及对龙门式起重机的金属结构设计和计算；接着，起升机构和运行机构进行了设计与计算；然后，起重机的行走机构进行了设计与计算；最后，采用AUTOCAD制图软件绘制了龙门起重机装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AUTOCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词龙门起重机；金属结构；起升机构；行走机构需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IV需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763V需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VI需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VIII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IXABSTRACTGANTRYCRANEISANIMPORTANTMATERIALHANDLINGEQUIPMENT,FACTORIESANDMINESWIDELYUSEDINTHEPRODUCTIONAREAS,RAILWAYSTATIONS,PORTS,POWERPLANTSANDTHELIKEINTHISPAPER,GANTRYCRANESFORTHEOVERALLDESIGNANDSTRUCTURALDESIGNOFMETAL,MAINLYBYTHEDOORFRAMEGANTRYCRANE,LIFTINGMECHANISM,OPERATINGAGENCIES,TRAVELAGENCIESANDOTHERCOMPONENTSTHISPAPERSTUDIESTHESINGLEBEAMGANTRYCRANECLASSIFICATION,STRUCTURE,THEMAINFORM,ANDTHEIRSELECTIONANDOTHERBASICPARAMETERSSECONDLY,TOSINGLEBEAMGANTRYCRANEFORTHEOVERALLDESIGNOFTHEMAINBEAMINTENSITYWASCALCULATED,ANDTHEDRAGONMETALSTRUCTUREDESIGNANDCALCULATIONCRANESTHEN,LIFTINGMECHANISMANDOPERATIONMECHANISMISDESIGNEDANDCALCULATEDTHEN,CRANERUNNINGGEARISDESIGNEDANDCALCULATEDFINALLY,USINGAUTOCADDRAWINGSOFTWARETODRAWAGANTRYCRANEANDMAINPARTSANDASSEMBLYDRAWINGSPARTSDRAWINGTHROUGHTHISDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYISTHEPROFESSIONALKNOWLEDGE,SUCHASMECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCESANDINTERCHANGEABILITYTHEORY,MECHANICALDRAWINGANDTHELIKEMASTEREDTHEDESIGNOFGENERALMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADMAPPINGSOFTWAREONTHEFUTUREWORKOFGREATSIGNIFICANCEINLIFEKEYWORDSGANTRYCRANEMETALSTRUCTURESHOISTINGMECHANISMTRAVELAGENCIES需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763X需要CAD图纸，Q咨询4149516051章绪论11研究背景及意义随着人类的进步，经济的发展，现代工业和现代社会越来越离不开物料搬运，物料搬运的经济意义显示在各个方面。据不完全统计和专家们估计，如今的物料搬运费用在工业生产成本中所占比例可能超过30。在工业发达国家，物料搬运技术己成为机械制造业最大的分支之一，被西方国家称之为第三利润的源泉。如德国，1996年其年产值为175亿马克，约占整个机械制造业产值的8，全国约有350家企业，从业人数超过了77000人。在美国，产值约达到120亿美元。我国的物料搬运业近年来呈增长的态势，在国民经济中的作用也越来越大。如在港口中，实际上物料搬运的费用己经超过30，在汽车制造业，也己接近30。据统计，1997年末，我国独立核算的物料搬运机械设备生产厂总数达958家，其中国营企业211家，全行业从业人数为353万人。1997年物料搬运机械总产值255亿元人民币，比上年增长36，约占当年机械工业总产值的17。起重机作为物料搬运工具，装备在国民经济的各个部门，在现代化生产中占有重要地位。起重机，在完成一个工作过程中，一般包括“储、装、运、卸”作业，因而对于提高生产能力、保证产品质量、减轻劳动强度、降低生产成本、提高运输效率、加快物资周转、流通等方一面均有着重要的影响，对安全生产、减少事故更有显著作用。龙门起重机作为物料搬运机械中的最主要的一种，在各行各业中得到广泛的应用，龙门起重机起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都必须有龙门起重机。因此，对其进行研究，改进其结构，使其更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义1314。12起重机简介起重机是起升、搬运和输送物料及产品的机具，是国民生产各部门提高劳动生产率、生产过程机械化不可缺少的大型机械设备，如图11所示。起重机对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用。起重机是现代工业生产不可缺少的设备，被广泛的应用于各种物料的起重、运输、装卸、安装和人员输送等作业中，从而大大减轻了体力劳动强度，提高了劳动生产率，是保证施工生产质量和效益的关键起重设备。有些起重机还能在生产过程中进行某些特殊的工艺操作，使生产过程实现机械化和自动化。在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、水电站、仓库等各生产部门中，都得到广泛地应用。在现代化钢铁企业中，起重机更是不可缺少的。近年来，由于工业技术的不断发展，生产水平不断提高，起需要CAD图纸，Q咨询414951605机的作用已超出作为辅助设备的范围，进而直接应用于生产工艺过程中，成为生产流水作业线上的主体设备组成部分。因此，世界各国都在不断改进起重机产品的性能，提高运转速度和生产能力，提高自动化水平，制造方便可靠、新型、高效能的起重机和运输机来满足生产的需要1。图11龙门式起重机随着现代科学技术的飞跃发展，在国民经济各部门和基本建设中，新结构、新工艺、新技术、新材料的不断应用。一些大、中型构件、桥梁等设备的垂直运输及在高难度建筑上的安装就位等工作，没有起重机设备是很难完成的。我国在发明和使用起重机方面，历史是最悠久的。早在奴隶社会的商朝时期，由于农业灌溉上的需要，以创造了用于汲水的起重工具，这是由杠杆和取物装置构成的简单起重装置。早在古代我国劳动人民就发明了辘护以汲取更深的井水，辘护是由支架、卷筒、绳索和曲柄等简单元件组成的，成为现代绞车的原始雏形。在公元200年左右出现了用于汲水和排水的翻车。翻车的发明，从工作原理上说，是一个很大的飞跃，它从间歇动作发展为连续动作，与现代的刮板运输机极为相似2。随着我国生产制造业的发展和进步，起重机制造业也得到了很大的发展和应用，起重机领域也从无到有、由小到大的逐步发展起来，一批起重机的科研机构和生产加工逐步建立，设计一、研制力量日趋壮大。不仅产品的种类基本齐全，而且有了自己的系列和标准。不仅能生产小型轻巧的起重机械，而且也能生产吨位很大的、技术较先进的大型起重机。但是，与世界先进水平比较，无论在产品的种类、数量方面，还是机械性能、质量等方面都存在着较大的差距。为尽快赶超世界先进水平，我们应该在独立自主的原则下，认真学习国外先进技术3。13国内外起重机研究及发展现状现在，我国工程机械行业发展已经有了很好的基础，产品门类，生产规模，大、中、小企业构架和发展环境都比较好，但同国际先进的工程机械制造厂一家相比差距还比较大，主要表现在产品的可靠性、使用寿命、绿色工程设计、高新技术的创新应用以及管理模式上。相对而言，我国自主开发能力还比较薄弱，有自主知识产权的产需要CAD图纸，Q咨询414951605还比较少，新产品的关键技术大部分还依赖于引进国外技术；另一方面对国外先进技术的消化、吸收、创新不足。其次，对市场反应速度慢，产品更新周期长。而美国一些机械企业1990年已经做到了三个“3”，即产品的生命周期为3年，产品的试制周期为3个月，产品的设计周期为3个星期。我国工程机械的规格还有空缺。以上事实证明中国工程机械市场虽然可保持持续增长的势头，但中国工程机械行业的技术发展仍然任重道远。随着我国生产和制造业的发展和进步，起重机制造业也得到了很大的发展和应用，起重机领域也从无到有、从小到大逐步发展起来，一批起重机的科研机构和生产工厂也逐步建立，设计、研制力量日趋壮大。不仅产品的种类基本齐全，而且有了自己的系列和标准。不仅能生产小型轻巧的起重机械，而且也能生产吨位很大的、技术较先进的大型起重机3。但是，与世界先进水平比较，无论在产品的品种、数量方面，还是机械的性能、质量方面都存在着较大的差距。我们应该在独立自主的基础上，积极学习国外先进技术，赶超世界先进水平。从20世纪后期开始，国际上龙式起重机的生产向大型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展5。重点产品大型化，高速化和专用化系列产品模块化、组合化和标准化通用产品小型化、轻型化和多样化产品性能自动化、智能化和数字化产品组合成套化、集成化和柔性化基于以上起重机的发展特点和国内外集装箱码头的现状，世界上绝大多数大型的集装箱港口都采用跨运车、轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机系统。相比于跨运车，龙门起重机因其较高的堆场利用率而受到大型集装箱码头的欢迎，特别是亚洲集装箱码头，据CARGOSYSTEM统计，在20042009年交货定单中，中国堆场龙门起重机订单占世界总订单的34，而通用型中大型门式起重机的需求量日益剧增。因此对中大型门式起重机优化设计、轻量化设计研究已经成为该领域的热点问题1416。需要CAD图纸，Q咨询4149516052章龙门起重机介绍及选型21龙门起重机概述211龙门起重机的分类龙门起重机的形式很多，根据不同的分类方法，可以概括为以下几种L依据主梁数量不同，可分为单主梁龙门起重机和双主梁龙门起重机，如图21（A）和21（B）所示；2依据取物装置不同，可分为吊钩式、抓斗式、电磁吸盘式等起重机；3依据结构形式不同，可分为析架式、箱形梁式、管型梁式、混合结构式等起重机；4依据支腿结构形式不同，可分为L形、C形单主梁龙门起重机和八字形、O形、半门形等双梁龙门起重机；5依据支腿与主梁的连接方式不同，可分为两个刚性支腿、一个刚性支腿与一个柔性支腿两种结构形式的龙门起重机。柔性支腿与主梁之间可采用螺栓、球形铰和柱形铰连接或其它方式连接；6依据用途不同，可分为一般用途龙门起重机、造船用龙门起重机、水电站用龙门起重机、集装箱用龙门起重机以及装卸桥用龙门起重机等；此外，还可以分为单梁或双梁，单悬臂、双悬臂或无悬臂，轨道式或轮胎式等2。图21（A）单主梁龙门起重机图21（B）双主梁龙门起重机212龙门起重机的结构总体来说，无论龙门起重机的形式如何，其组成主要分为三大部分机械部分、结构部分和电气部分。具体来说，龙门起重机主要由门架结构、载重小车、大车运行机构、电气设备和驾驶室等几部分组成。（1）门架结构门架结构主要由主梁和支腿组成。主梁用以支撑载重小车，并且通过支腿沿轨道运行。小型龙门起重机采用单梁，大型龙门起重机采用双梁。主梁的结构通常有箱形需要CAD图纸，Q咨询414951605析架式两种，箱形梁结构简单、便于制造，但迎风面积大，运行阻力大，且自重大，不利于节省钢材。支腿的构造，大型机上一般一侧用刚性支腿，另一侧用柔性支腿，以减轻自重，补偿跨度误差。（2）载重小车双梁龙门起重机的载重小车与桥式起重机小车基本相同。但主梁通常用电动葫芦做载重小车，但单主梁的龙门起重机不使用普通的电动葫芦做载重小车。由20T龙门起重机箱形主梁力学分析及优化设计于吊钩需要放置在主梁的外侧即侧向悬挂的方式，所以小车形式也相应有变化，除了沿轨道形式的车轮外，还增加了防止倾翻和导向的水平和垂直滚轮（3）大车运行机构大车运行机构同桥式起重机，多采用分别驱动。因为是露天作业，其支腿面装有夹轨器或压轨器。在起重机不工作或偶有大风时，采用夹轨器夹紧轨道，防止起重机被风吹动造成事故。（4）电气设备（A）电机电机的运行状态分为电动状态和制动发电状态两种。在龙起重机中，当电机引进电能时，电机开始运转，将电能转化为机械能，这种运状态称为电动状态当电机轴上加入机械能，除去电机本身的损耗外在电机内变成电能，这种运动状态成为制动发电状态。在一定条件下，任何一台电机都可以采用上述两种状态中的任何一种状态运行。（B）照明与信号照明分为内部照明和工作场地照明两种。内部照明包括纵室照明、电气设备室照明和手提检修灯；在露天场地工作的起重机一般由于地照明条件较差，往往需要增设探照灯24只。（C）驾驶室驾驶室是操作人员对龙门起重机进行具体使用的场所，由于龙门起重机是卸大型货物的重要起重设备，其运行的好坏直接影响运行的效率，因此，对操作人员有很严格的要求。例如熟悉龙门起重机的用途、设备、操作方法、起重能力以及保养知识等5。213龙门起重机的主要形式龙门起重机的形式很多，这里主要介绍几种主要形式。根据主梁形式，可为单主梁龙门起重机和双主梁龙门起重机。龙门起重机的起重小车若采用电动芦，称为单梁电动葫芦式龙门起重机。单梁电动葫芦龙门起重机的承重结构是上部主梁和支腿，当起重量较小时，用单梁工字钢即可作为电动葫芦的跑道，又可作为承载梁。当起重量和跨度较时，工字钢上需加矩形断面析架梁起重要承载作用。单梁电动葫芦龙门起重机有结构简单、安装方便等优点。缺点是速度低、起重量小一般在10T以下。需要CAD图纸，Q咨询414951605梁龙门起重机若采用专制小车则称单主梁小车式龙门起重机。由于其支的形式不同，可分为单主梁L形和单主梁C形龙门起重机。L形单主梁龙门起机的起重小车多采用垂直反滚轮式两支点小车；C形单主梁龙门起重机多用水平反滚轮式三支点小直反滚轮小车构造简单，维修方便，但起机构启动和制动时垂直方向的跳动比较大。水平反滚轮小车工作过程中比较稳，但维修不太方便。按龙门起重机支腿的数目，可分为龙门起重机和半龙门起重机。半龙门起重机的一个支腿沿地面轨道运行，另一侧则沿安置于厂房或仓库结构上的轨道运行。按龙门起重机金属结构的形式，有可分为析架式龙门起重机和板梁式龙门起重机。这两种结构的发展趋势是板梁结构的生产量大些，主要原因在于析架式结构，起重量虽然要比板梁结构要轻一些，但制造劳动量大，多采用手工焊，维修、保养也不太容易等。214龙门起重机的基本参数龙门起重机的特性可用下列基本参数来表征起重量、起升高度、跨度、悬臂长度、工作速度和生产率。（1）起重量龙门起重机的起重量及额定起重量是指起重机在正常工作时允许起吊的最大货物的重量以及能从起重机上取下的取物装置不包括吊钩装置重量之和。对于配置抓斗一和电磁吸盘的龙门起重机，起重量包括抓斗和电磁洗盘重量。起重量系列已有国家标准。龙门起重机国家规定的标准系列如表21。表21龙门起重机起重量系列单位T35810125162032405080100125140160180200225250（2）跨度龙门起重机的跨度是指大车行走轨道中心线之间的距离，单位是米M。跨度是由使用单位根据起重机的工作范围、起重机跨度内铺设线路的股数、运输车辆通道及需要货位多少而定。龙门起重机通常采用两种跨度系列。如表22。表22龙门起重机现行跨度系列单位M系列111141720232629323538系列2105135165195225255285315345375（3）起升高度龙门起重机的起升高度是当吊钩上升到最高位置时，大车运行轨面到吊钩中心的垂直距离，单位是米M。对于抓斗龙门起重机，起升高度则是当抓斗上升到最高位置时，大车运行轨面到抓斗最低点之间的垂直距离。对于某些装卸船只的龙门起重机，吊钩或抓斗需要下到大车运行轨面以下进入船舱装卸货物，此时起升高度应该包括轨需要CAD图纸，Q咨询414951605以下的部分称下放深度，轨面以上的起升高度与下放深度之和总称起升高度。（4）工作速度龙门起重机的工作速度包括起升和运行大车运行和小车运行速度。起升速度是指吊钩抓斗的起升速度，单位为米/分M/MIN。运行速度是指龙门起重机大车和起重小车的行走速度，单位为米/分M/MIN。工作速度的选择应与工作行程相适应。协同工作机构的速度应该协调，不至于因某一机构太慢或太快影响工作循环时间。（5）生产率生产率是表明龙门起重机装卸能力的综合指标，单位为吨/时T/H。生产率可根据起重量、机构的工作速度、工作行程以及机构重叠工作的程度进行计算。实际生产率还取决于生产条件和操作者的熟练程度。龙门起重机的基本参数一般是在设计前根据使用单位的要求合理选定的。起重量及表示工作范围的尺寸参数可根据所装卸的单件重量及工作场地的情况决定。工作速度与生产率大小有关。一般来说，对装卸量大、生产率要求高的装卸时取较高的工作速度，对大件货物装卸或安装时取较小的工作速度7。22龙门起重机的选型221设计数要求起重量16T最大跨度24M最大起升高度18M轨距24M工作级别A6起升速度220M/MIN起重机运行速度880M/MIN车运行速度440M/MIN222方案选型龙门起重机的选型必须建立在调查研究的基础上。选型时应充分了解用户要求，机械的工作条件，制造工艺水平，设备维修能力和料源等因素。无论选择了什么形式的龙门起重机，都要力求达到节约材料，使用性能好，制造安装容易，维修方便，专用费用少和外形美观等目的。选型时应该由使用、制造、设计技术人员三方面相互协商，汲取各方面的经验和成果，尤其是国外先进技术6。需要CAD图纸，Q咨询4149516053章龙门起重机总体及金属结构设计31总体结构及尺寸设计311主梁设计（1）基本尺寸设计取主梁高度H1（1/141/17）L3668M根据设计的实际要求和结构的要求取H14040MM选用主梁为偏轨式箱形主梁主梁宽度B1（0608）H11321M初选B1159M变截面长度初选为3M主梁上、下翼缘板厚020MM主腹板112MM副主板28MM箱形梁承轨部分采用宽翼缘T字钢拼合，型号为600T字钢上翼缘厚20、腹板厚12图31主桥架总图需要CAD图纸，Q咨询4149516052）主梁截面几何参数计算图32主梁截面尺寸截面积A01774X201650X204000X124000X8MM2148520MM4求重心坐标174820164012834016520852093XMM136548Y求惯性矩3333222141170650408406999385MXI333322221041170654040869775YI312端梁设计端梁高度H21/2H12020MM宽度B21M端梁上、下翼缘板厚010MM需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976310腹板8MM主梁和端梁采用法兰盘螺栓链接图33端梁尺寸313刚性支腿设计根据跨度60M，采用一刚性支腿和一柔性支腿的设计方法，柔性支腿铰接。在门架平面计算按静定简图，在计算支腿平面内力时，采用超静定简图。由于设计起重机为工作级别为M6，最大轮压为203T，查手册选取车轮的车轮直径为800，轨道型号为QU80。由于起升高度H0165M，极限起升高度距主梁下翼缘高度H025M，支腿与质量连接支座高度HZ03M。6轮台车高度H台3415M台车与下端梁连接支座H支下185MM下端梁高度H下端600MM得出支腿的高度为H支H0H0HZH台H支下H下端（16525033415018506）M145M14500MM门架平面刚性支腿上端宽度B刚上12H主48M。为满足弯矩和扭力的强度要求，取B刚上5M。下端宽度B刚下159/3053M。考虑车轮和支腿支撑的构造，取B刚下1000MM。为节省材料又能符合力学的要求，将刚性支腿的构造设计为如下图形式需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976311图34刚性支腿刚性支腿上截面图3511截面图刚性支腿下截面图3622截面图刚性支腿11截面计算需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397631222264015761049098AMM图37刚性支腿上端截面整个截面是由两个截面组成，一个截面32104120576214079568MXI半（）9Y434半（）整个截面的惯性矩104236MXI半2124Y59A半计算刚性支腿中间截面的尺寸属性2980刚中上1436MXXI刚中上（）214YY27530A刚中半（）刚性支腿下端截面计算22104166M3104257407954XI（）29Y231（）314柔性支腿设计柔性支腿下端宽度设计于刚性支腿相同B柔下1040MM根据B07柔下柔上柔上需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976313取B柔上1640MM图38柔性支腿支腿上截面图39柔性支腿上端截面柔性支腿下端截面和刚性支腿下端截面各尺寸一样图310柔性支腿下端截面柔性支腿上截面221640215760740AM310449536MXI（）需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397631432104Y1246021576935MI（）柔性支腿中间截面22304AM3104120576147953XI（）2Y42068M（）柔性支腿下截面和刚性支腿下截面各尺寸一样，截面性质一样在此不再做计算。315下端梁设计图311下端梁总尺寸下端梁的两端截面计算图312下端梁截面2210462014580AM394631MXI（）2Y912（）316上马鞍设计上马鞍设计与主梁直接相连，截面比较细小，起到加强桥架稳定性、水平刚度、抗弯、抗扭能力。因为上马鞍不在支腿平面与支腿直接刚性连接，所以所受作用力相对较小。为了简化模型在此我们不对其做考虑，把其当作进一步加强作用。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976315图313支腿平面示意图图314上马鞍的尺寸设计32主桥架计算321载荷计算起重机的各种载荷不可能同时作用于金属结构，应按各种载荷出现的频繁程度与结构的重要性根据起重机不同工况，考虑最不利的情况下，进行合理组合。（1）主梁自重载荷主梁的单位重量34Q019801/26GFNMLL静总（2）一根主梁上小车集中载荷由于小车的轨距相对主梁桥梁的长度过小，故计算时将车轮压力计算为一点压力，作为集中载荷，作用于主梁上的移动载荷。35/2108910/29810QXCPMGN由于简便起见用代替，11421424（3）端梁自重分配于主梁端部为固定集中载荷需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976316344981091DFN（4）惯性载荷一根主梁上的小车惯性力为549810714HXP一根主梁自重的惯性力43130951/HFQNM端梁自重作用在主梁端的惯性力为327014DHP（5）偏斜运行侧向力由于本起重机采用刚、柔性支腿，故侧向力主要作用在刚性支腿架下面。满载小车在主梁跨中央支腿下面采用6车轮台车，2个一组刚性支腿端总静轮压36111P46208907903RGPN桥由查得068LB15偏斜侧向力为641S079089102RPN满载小车在主梁左端极限位置刚性支腿下端车轮总静轮压为362111P468012904032RGPN桥（5S2205N（6）扭转载荷偏轨箱形梁有垂直载荷和水平惯性力的偏心作用而产生的移动扭矩，其他载荷产生的扭矩较小而且作用方向相反，故不做考虑。偏轨箱形梁弯心A在梁截面的对称形心在X轴上，（不考虑翼缘板外伸部分）弯心需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976317至主腹板中线的距离为212811590632EBM图315扭转载荷计算轨高HG152MM120152172GHHHM移动扭转力为551986380PTENM47021HXPH322强度计算（1）主梁跨中的强度计算需要计算主梁跨中截面危险点1、2、3的强度图316主梁截面主腹板上边缘点1的应力需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976318主腹板边至轨顶距离为01527YGHM主腹板边的局部压应力为54981076272MPMPAC垂直弯矩产生的应力为730110490689385XMYPAI水平弯矩产生的应力为6310210272765YXMPAI惯性载荷与侧向力对主梁产生的轴向力较小且作用相反。应力很少故这此不计算。主梁上翼缘的静矩为0103521749861072YBM主腹板边上的切应力为575316404100378289272FPSYTNIXAMA式中A0为主梁的过四边中心线的截面面积201594063918M点1的应力0025PA2222231957061395706316877MMPA点2的应力73632110042282385571073619YXIPAMPA验证合格需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976319点3的应力7363221103020459028915153857076YXMIIPAMPA（）小车位于悬臂极限位置处主梁支腿根部截面的强度计算仍然验算该截面的1、2、3点的强度主腹板上边的切应力为540FPSYTNPAIXA点1的应力736311002110096057238583756YXMIPA22222006706573541175M点2的应力点点3736322110029059238579541YXMIIPAMPA的应力73632211030102590589153875947816YXIIPAPA）323疲劳强度计算桥架工作级别为M6，应按载荷组合计算计算主梁跨中的最大弯矩截面的疲劳强度。由于水平惯性载荷产生的风载产生的应力相对较小，为了简化计算故忽略。主梁自重弯矩需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976320图317主梁自重弯矩满载小车在跨中时对主梁的弯矩图318集中载荷作用的弯矩满载小车在悬臂极限位置时的弯矩图319集中载荷作用的弯矩由此可见主梁中间位置截面的疲劳破坏最严重，以下验算中间界面的疲劳强度跨中最大弯矩为7MAX2041MCVNM跨中的最小弯矩为，满载小车在悬臂极限位置200424256IN813613891032810QFLLPLNM（1）验算主腹板受拉翼缘板焊缝4点的疲劳强度需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976321图320主梁截面73MAX20A1423909685MYMPAI63IN20IN157XI应力循环特性MI1503A096MPA根据工作级别A6，应力集中等级K1及材料Q235，查得1119MPA焊缝拉伸强度许用应力为167671982300RTMPARMAX9RTMPA（合格）（2）验算横隔板下端焊缝与主腹板连接处5点疲劳强度73AX2MAX1704906838YPAI63IN2IN14750XMI应力循环特性MI1463A038MPA根据工作等级A6材料为Q235，横隔板采用双面连续贴角焊缝连接，底板与受拉翼缘板的间隙距离为50MM，应力集中等级为K3。查得171MPA。16767108703RTMPAR符合要求。MAX38T324主梁稳定性计算（1）整体稳定性402536HB需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976322整体稳定性符合要求。（2）局部稳定性翼缘板稳定性01587960B需设置一条纵向加劲肋在垂直中心线处，不再进行验算。翼缘板最大外伸部分01572EB稳定满足。主腹板稳定性0432012H副腹板稳定性0450328H需设置横隔板及三条纵向加劲肋，主腹板设置相同，其布置显示于图图321主梁加强布局横向大隔板间距A2000MM纵向加劲肋位置14028HHM且230H3240A宽翼缘添加小隔板的间距为A0400MM加劲肋尺寸的确定大隔板的厚度为8MM，板中孔尺寸为1200MM3590MM上翼缘板纵向加劲肋选用10取H150。厚度，取。34L10腹板15760B8需设置横向加劲肋A15M。并设置一条纵向加劲肋在中线处。宽度H10，取H120。厚度，取。34L834下横梁的强度计算需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976328经分析下端梁5点为危险点，5点受双向载荷。5点的应力为52106YMNM图324下横梁端截面62142510XMNM在截面内位于支腿腹板正对下侧添加2横向大隔板截面面积为2640580A5556339911245010620312787YXXNPMIPA（）35连接强度验算支腿上端与主梁通过法兰盘用螺栓连接，下端与下端梁焊接。351计算焊缝的强度支腿与法兰采用焊接连接，采用周边贴角焊缝连接，焊缝高度。8FHM刚性支腿上法兰平面和焊缝在X方向的作用力为图325支腿受力需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976329所受的弯矩为6123487510CCCCMMNM水平惯性力F为4W6H大车大车计算焊缝的惯性矩图326焊缝连接焊缝截面性质2264015762049638FFAHM321045659FFIXHM321011047672698432659YFFFFIHM2【（）（89）】经过分析焊缝端点6点为应力最大点，6点的应力为4778FFMPAA631025094MYXPAI222761NKFM需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763300817592NMPA验算合格。柔性支腿不受弯矩作用，其他受力过小，故在此不做计算。352计算螺栓连接强度图327螺栓布置（1）刚性支腿与主梁的连接由支腿的受力分析可得出距Y0轴最远的一排螺栓的受力最大,竖直方向的压力最小值为0。63921875108015NIMGEYPLN222219253608516404787NIYM共采用92个普通螺栓，孔径的40MM。螺纹小径为。03187DM单个许用拉力为22031874016254LLDPN其中LMPA需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976331LLP验算合格单个螺栓的剪力48736109562LJFNN10824LJDP合格LJJ（2）柔性支腿与主梁的连接柔性支腿与主梁采用铰接，受单向较小作用力，在此不在计算。36刚度计算361静刚度和位移图328刚度计算（1）满载小车位于主跨中产生的垂直静挠度3335261488412900617832PLPPLKYEIKEILY验算通过。式中集中载荷59810PN26E137850IX为刚性支腿对垂直平面的折算惯性矩，可以近似取支腿距小端1为072H处的截面惯性矩。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763321137850236IHKL（2）满载小车位于悬臂端极限位置产生的静挠度251128981030312367604970CPKYLLEILCY（3）桥架水平惯性位移322442251051038807663563180414132HSSYYCPLFXLXEILL合格。（4）起重机偏斜运行对主梁产生的水平位移34251018620705WSPYPSPXLEILX式中起重机偏斜运行超前力WSP54016218360SIBNL362垂直动刚度门式起重机的动刚度以满载小车位于起重机指定位置产生的满载自振频率来表达。图329门式起重机垂直自振频率的计算满载小车位于跨中或悬臂端工作时，应按同一标准来检验起重机的垂直自振频率，需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976333计算模型如图所示，门式起重机的垂直自振频率（HZ）。可用下列公式来计算0121VVGFFY起重量QMK小车量8XG桥架中点的质量为105051780145260816725XKALKG起升钢丝绳最大下放长度为2RQRLHM桥架跨中静位移35301898106049784248QXPLKYMEI起升钢丝绳选用直径为36MM，钢丝绳滑轮组的静伸长为6051701245873QRLNA结构影响系数为220121619801946045YM起重机跨中的垂直自振频率为01829245109462GFYFHZ验算合格。小车位于悬臂端频率小在此不做验算。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976334第4章起升机构和运行机构设计41起升机构设计龙门式起重机起升机构的传动方案的设计如图41所示，主要包括电动机，半齿联轴器，浮动轴，带制动轮的半齿联轴器，制动器，减速器，卷筒等23。1电动机2半齿联轴器3浮动轴4带制动轮的半齿联轴器5制动器6减速器7卷筒如图41起升机构的传动方案设计411钢丝绳选择滑轮组的效率（41）9146081QB下降时的滑轮组效率（42）901462B小车走行时滑轮组效率（43）9028B钢丝绳最大静拉力当起升机构工作时钢丝绳的最大拉力为（44）MAX1260370132849189BQSNQ在上式计算中，由重量向重力换算时取重力加速度。20/GMS需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976335当小车运行时钢丝绳的最大拉力为（45）MAX091463283SN根据计算钢丝绳直径公式，选择系数C取为0095，得（46）MIN095146DCM选用面接触钢丝绳，最小直径为36MM,破断拉力为904000N，参考质量531KG/100M。所选用的钢丝绳的计算安全系数N904000/1463496177，满足所设计的要求。412卷筒当采用国产直径的钢丝绳，卷筒节距，标准绳槽名义直径。3609DM四层绕卷筒长度因为绕绳量大，采用多层缠绕，层数多卷筒长度可以短，但起升速度变化较大，经初步计算，认为采用4层较为有利，每一卷筒的绕绳量,节距取为12LH40MM，在4层情况下，卷筒的长度L可用下式计算（47）12901497236LPLMNDD圆整取为1000MM。卷筒壁厚取卷筒壁厚为50MM，验算其强度，对于4层取，卷筒壁的应力为2（48）2146392/197/50SNMNMT钢丝绳线速度钢丝绳在第一层时的线速度为（49）17309648/IN42V钢丝绳在第一层时的线速度为（410）27301597/MIN4V平均线速度为（411）1286541/INV需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976336卷筒的静转矩（412）13285/2760TNMA413电动机的选择（1）起升机构电动机的稳态功率，即静功率按上计算（413）004637054138QVPKWN式中，1290978BTC滑轮组效率；卷筒组效率；T减速器效率；1C开式齿轮效率；2（2）电动机选型起升机构选择择4台YZP200L8型电动机，根据相关资料，对于一般用途的起重机，取CZ300，JC25；转速735R/MIN，转动惯量J0339KG，自重为260KG。2MA变频控制的电动机最小起动转矩。1792364TNA（3）起升电动机发热校验根据公式验算发热得（414）081350NSPGKW式中，所选电动机在相应CZ值和JC值下的额定功率；平均稳态负载系数；机构的稳态平均功率；SP计算功率；0校验通过。（4）起升电动机过载能力校验根据公式校验得（415）02463705916188NMHQVPKWM需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976337式中，在机构接电持续率下电动机基准功率；NP电动机转矩的允许过载倍数；M考虑电压降及转矩允差及静载试验超载的系数；H校验通过。414减速器的选择因为起升速度很小，从理论上说起升载荷动载系数接近于1，现在根据铁道部制定报900T箱梁运架设备技术条件中的规定，取。2105疲劳计算的基本载荷为（416）MAX1057680325TNM选择用4台QJRSD400，I100，安装形式为或，输出轴的连接形式为平键，工作级别为M5，当输入轴转速为710R/MIN时，高速轴许用功率为155KW，额定输出转矩21200，输出转矩安系数为NA（417）21017835N转矩实际工作级别为M4，许用功率为，输出功率安系数为4125736MPKW（418）17365N功率415制动器的选择每套驱动装置设计两个制动器，每一个制动器的制动转矩为（419）046370152/125078144BQRTKNMQI选用YW200/E30型的制动器，制动转矩T135310，安装时调整，一套SZA起升机构安装两台制动器，使其中一台延时动作，就不会产生太大冲击。416机构起动时间计算转动惯量（420）203920531059JKGMA静转矩需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976338（421）MAX132805761849RSRTNMIA变频控制的电动机轴上的平均起动转矩（422）17236TM起升质量（423）4/0起升速度（424）10/IN167/VMS电动机转速（425）735/IR总的起动时间（426）20195ATMRTMJNVTTTN本起升速度非常小，故上式第2项之值也非常之小，可忽略不计，因此机构起动时间为（427）05973102648TS42小车的行走机构设计和计算小车运行机构的传动方案的设计如图42所示，主要包括电动机，联轴器，浮动轴，制动器，减速器，车轮等。1电动机2联轴器3制动器4减速器5车轮6联轴器7浮动轴图42小车运行机构的传动方案设计421运行机构的基本参数需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976339根据设计要求，小车运行机构的设计参数如下起重量16T小车加吊具质量5TG小车轨道坡度I2/0小车运行速度4MINV小车轨距A3L机构工作级别A6422运行静阻力有轨运行摩擦阻力（428）2015720616041539FDKFQGCDN坡道阻力（429）SIN80RFGQR风阻力（430）1653410WCQAN起升绳的僵性和滑轮的摩擦阻力（431）1978QQKQFKN使牵引绳保持一定垂度所需的张力（432）21806ZLF总的静阻力（433）27960STFRWQZFFN423电动机的选择与计算电动机的静功率（434）00135STVPKW按稳态负荷系数法求平均稳