80t×25m门吊计算书

1、80t X 25m门式起重机设计计算书LM80)编写 审核 批准机械厂2007年 8 月、 设计计算依据及参考文献、 主要技术参数三、 小车部分计算15四、 门架部分的计算10-2122 23五、 整机稳定性验算、设计计算的依据及参考文献1.80tx25m门式起重机的技术规范书及技术协议参书2 . GB38 1 1 -83起重机设计规范3. 起重机设计手册中国铁道出版社出版参书4. 起重运输机金属结构设计教材机械工业出版社参书、主要技术参数按照80tx 25m门式起重机技术规格书，主要技术参数如下:起重量： 80T起升高度: 14.5m(+14.5m/-4m)。跨度: 25m无悬臂大车路轨:

2、QU70工作级别: A6起升 速度:4.5m/min小车运行速度:14m/min大车运行速度:36m/min大车最大轮压:Pmax=20t室外，最高40C ,最低-10 C .XC=20060kgXC=3000mm,LB=3800mm工作环境小车自重小车轨距小车基距主钩倍率80t吊具质量m=5.1800kg三. 机构计算(a). 起升机构的计算：1. 本机构额定载荷 Gn=80t，2. 滑轮倍率 m=53. 吊具重量 1800kg . 选择钢丝绳、滑轮： 钢丝绳安全系数： n=6钢丝绳选用6X29Fi+Fc1770钢芯钢丝绳，其最大拉力：Smax=Gn/(2mn nn)=(80000+1800

3、)/(2 X5X0.98 >0.985 X0.97) =8737kgf钢丝破断拉力总和：刀 Sb=Snax n=8737X5=52422kgf选28NAT6X29Fi+IWR177(最小钢丝破断拉力总和刀Ss=1.321 X 457=603.7KN>ESb=524.3KN,故合格。 滑轮的许用最小直径D> h2d=20X 28=560 mm选标准热轧滑轮D=© 800mm材料Q235-B 选择卷筒：卷筒许用最小直径D>hid=18X 28=504选择标准卷筒D=© 800mm材料HT200壁厚S =28mmL光=300mm 绳槽节距 t=31mm D

4、0=828mm 卷筒长度：L=2Hm/(兀D)+Z0+nt+L 光=2X14.5 >5/( n>0.828)+5 X31+300 =2339mm选L=2500mm卷筒及轴自重G=3700kgfa. 卷筒强度验算验算由弯矩和扭矩产生的换算压力：oy = Mz/W=1188360/1290022=92.2kgf/cm < oy=340 kgf/cm 故合格。式中： Mz - 换算力矩 ,2 2 1/2Mz = (MW +MN )2 2 1/2 =(961070 +698960)=1188360kgfcm弯矩： MW=Smax(L-L 光)/2=8737> (250-30)/

5、2=961070kgfcm 扭矩： MN=SmaxD=8737> 80=698960kgfcmW- 卷筒断面抗弯模量 ,44W=0.1(D-DC)/D443=0.1 >(80 -74.4 )/80=12900cm2材料HT20Q抗压强度oy=1700kgf/cm故许用压应力司 y= oS/52=1700/5=340kgf/cm . 选电动机 计算静功率：机构总效率n=0.85,N=Gn V起/(6120 nm) =80000X4.5/(6120 ><0.85)=69.2Kw式中：m-电动机个数,m=1选用起重用变频调速三相异步电动机 YZP315S2-8N=75Kw，

6、n=735r/min ， . 选择标准减速器 卷筒转速：nj =礎 m/(兀 D)=4.5 >5/( nX.828)=8.65r/min 减速器传动比：i 0二n/nj i 1=735/8.65 >2.7=31.48式中：ii -开式齿轮传动比,i 1=2.7选减速器A850, io M =31.5，许用功率N=65KW最大径向载荷 R=118KN，起升机构实际起升速度：V =735 Xn X 0.828/5 X31.5 X2.7=4.5 m/min . 选择制动器：所需静制动力矩MZ>KZ - MjM =KZ QD/(2mi)n 叩= 1.75 X80000X0.828/(

7、2 X5X31.5 X2.7 >2X0.85)=80.2kgfm选制动器 YWZ4 -400/125 ，共 2台许用制动力矩Mz=90-180Kg m(b). 小车运行机构：采用集中驱动 V小=14/60=0.233m/s. 选择车轮及轨道并验算其强度 车轮的最大轮压 (假定轮压均布 )Pmax= ( Q+Gxc )/4=(80000+20060)/4=25015kgf2车轮直径 D=600mm 材料 ZG340-64Q ob=6400kg/cm 车轮轴材料45,轨道P43,轨道头部曲率半径r=300mm 轴承型号 22224. 疲劳计算：车轮踏面疲劳计算载荷Pc = ( 2 P max

8、+ Pmin ) /3 =(2X25015+5015)/3=18350kgf=183500NPmax- 设备正常工作时的最大轮压,Pmax=25015kgfPmin- 设备正常工作时的最小轮压,Pmin=Gxc/4=5015kgf点接触的允许轮压：23P=K2 (R /m ) CQ23=0.132 >(300 /0.388 ) X1.14 X1.O=23186ON式中： K2- 与材料有关的许用点接触应力常数，查(GB3811-83)表 33, K2=O.132R-曲率半径，轨面曲率半径 R=300m-轨道顶面与车轮的曲率半径之比 r/R=300/300=1, 查(GB3811-83)表

9、36, m=0.388C1- 转速系数， n=970/133.87=7.25 ，查表34， C1=1.14C2-工作级别系数，小车运行为M5查表35, C2=1.0PcV P，车轮合格。 . 选电动机：运行摩擦阻力 :Pn=(Q+Gc)(2k+ 谥)kf/D=(80000+20060)(2 >0.09+0.015 >12)>1.5/60 =900.6kgf式中： K-滚动摩擦系数,2-3-2 ，K=0.09查起重机设计手册表尸0.015尸轴承摩擦系数，2-3-3 ，查起重机设计手册表d- 轴承内径, d=120mmkf =1.52-3-4 ，kf- 附加摩擦阻力, 查起重机设

10、计手册表. 满载运行时最大坡度阻力：坡度阻力系数 kp=0.002Pp= kp(Q + Gxc )=0.002>(80000+200060)=200.1kgf. 风阻力Ra=C q A=1.2>15>41.3=744gf式中：C-风力系数，查起重机设计手册表 1-3-11 ，C=1.2 q- 计算风压，2 查起重机设计手册表 1-3-9 ， q=15Kg/m A- 小车和起吊物品的迎风面积2A=(2.18+0.75) X3.85+30=41.3m(4). 运行阻力 Pj =Pm+Pp+Pw=900.6+200.1+744=1844.7kgf选电动机：电机静功率(取1=0.9)

11、N=R V小/(6120 和)=1844.7X14/(6120 X0.9X1)=4.69Kw选用电机 YZP2160M2-6， N=7.5Kw， n=970r/min ， . 选择减速器. 减速器的传动比：i 0=兀 n D/V小二 n%70X 0.6/14=130.54选减速器 ZSC750，i=133.87 ，中心距 750， 工作级别M5寸N=5.6Kw ;小车实际运行速度：V =970 Xn X 0.6/133.87=13.7 m/min . 选择制动器：MZ=0.75 X 9550XNnn=0.75 X9550X7.5 X0.9/970=49.8N.m选制动器 YWZ4 -200/2

12、2 ，共1台许用制动力矩Mz=100-200N m四、门架部分的计算1.截面特性的计算主梁截面惯性矩T21hx =583.3(mm)hy =1012.4(mm)lx =3.42>M010(mm4)ly =1.67 咒 1010(mm4)支腿的惯性矩a.支腿与主梁相连接处的截面104I XG =1.41x10 (mm)lyG =2.61x1010(mm4)Ag =51264(mm2)b.与下横梁相连截面1 xGlyG= 2.14xi09(mm4)= 2.33xi09(mm4)= 25664(mm2)距小端0.72H处支腿截面JxG =9.27>M09(mm4)lyG =1.58 咒

13、1010(mm4)下横梁截面的惯性矩Jy =1.81xi09(mm4)紳=2304(Xmm2)2.主梁强度计算:主梁的计算简图是按两端简支梁计算，作用于主梁上的力分为垂直载荷和水平载荷。 主梁在垂直平面内载荷及应力计算。一根主梁自重 G1=18100Kg，小车自重：G小车=20.06t一根主梁上轨道安装重量为G轨=820kg主梁总长L总=27m一根主梁的单位重量:GG 轨=7.01 (N/mm)小车+ Q一根主梁上受到的集中力(移动)GZ R=X1.05 =525315N2考虑动载系数后的集中力：Pd =®4G小车+ Wq 冥 1.05 = 560006( N )冲击系数:4 7黄=

14、1 + 0.7V 起升=1+0.7X =1.0560黄=1.1 +0.058V大 7h =1.13(式中 h=1mm)跨中截面剪切力R1 =汕=280003 (N)2Fq一根主梁的均布惯性载荷：也第7.01=0.5N / mm14一根主梁上集中水平惯性载荷:PH14无 P1525315 =37523(N)14一根主梁的均布风载荷:q =空=空叱193 =0.77N/mm w L27000小车及吊重风载荷：巳=CqiiA = 1.2x250(12.7) = 5310N一根主梁上的水平均布载荷：qs Th +qw =0-5 + 0.77 =1.27N/mm一根主梁上小车受的集中水平总载荷:P =P

15、 +0.5P =37523 +0.5 咒 5310 =40178(N) sj H w当满载小车位于跨中，主梁跨中产生的垂直弯矩:McTPd；58L= 2.37>dO9(N -mm)合格19(式中L:跨度25000mm,)当满载小车位于跨中，主梁跨中产生的水平弯矩:一qs 丄2 丄C L 1.27X250002 rc 25000 u “8 ,M% = +Psi=+40178X=3.5x10 N mm8 j 484主腹板中心线至弯心距离e = M 6益b =534(mm)6 +偏心扭矩:Tn =巳 xe=2.99x108(N mm)跨中截面内力:垂直弯矩：Me =2.37灯09 N mm水平

16、弯矩：Ms =3.5x108 N mm剪切力：R =280003 N扭矩：Tnc =-Tn =1.5x108(n -mm)主梁跨中截面最大静强度验算:跨中截面上盖板外侧边:3.42X1O10lyb0=M 中(H 7)+ =2.3"0r63.6+36108>c5183.3 =65.12MPa lxly3.42X10101.67X1010< tr=176MPa合格小车轮压引起的挤压应力:pd/25253155 (2hy +50)10(2x140 + 50) "79.59MPa合格(6)剪应力：T平=24 Mpah 6Tnc扭转剪应力:Tn =ne- =4.4M pa

17、2® E &合成应力:=+时cTcCTm +3(T +片)2 =88.4Mpa k =仃6皿pa3. 主梁稳定性计算(1) 主梁的整体稳定性计算:主梁为封闭截面，主梁高宽比hb 1202=空=1.463 ,主梁的整体稳定性满足要求。(2) 主梁盖板的局部稳定性计算B盖板的宽厚比一=75 >60 ,6因此需加一条筋，加筋后的宽厚比 38 V 60, 满足要求。选用L100X 63X 6的角钢作纵向加强筋。该角钢对翼缘板厚中心线的惯性矩Iz必须满足:Iz >m0.64+0.09天旦J 花3IB丿B(式中 a=1542mm B=1202mmS =16mm m=1)由 L

18、100 X63X6,得lz =lx +A ”h2 =6.5xl06(mm4)fa、a2364吨.64+0如訂6 一 10)2。护口 自63=6"106(mm4)因此，Iz均大于右式, 选用合格。(3) 主梁腹板的局部稳定性验算。 腹板的高厚比为175处于135<!兰270 ,0因此需加一条纵向筋，选用 L100X 63 X 6,满足公式lz >f2.5-0.45xa.a .S3 =1.46x106(mm4) Vb丿b'丿lz >1.5b 怎3 =1.34>d06(mm4)L100X 63 X 6的惯性矩:Iz =lx +A 相=6.5x106(mm4)

19、(式中 a=1542mm b=1750mm S =8mm)Iz >右式，选用合格。4. 支腿的计算 门架平面内，支腿上端的弯矩 Mx在门架平面内，支腿的内力按静定结构计算：Ha1JHTTTlTrrrn27支腿上端弯矩计算：风载荷对支腿内力的计算考虑在支腿平面内，在门架平面内只考虑小车起制动引起的惯性力对支腿的内力计算：小车惯性制动力：G小+ QPhx =7147(Kg)14一根主梁上的惯性力矩为-=3574KgPHx弯矩 M支y=PHx H =4.81x108(N mm)( 计算高度：H = 13446mm) 支腿平面内，支腿上下端的内力计算当小车位于支腿侧极限位置时,hi=10300m

20、mli =9.27>M09mm4（刚性腿上 0.72H处lx）c = 553mma = 947 mmb =4106mmI =10343 mm由起升载荷、小车自重、主梁、支腿等引起的垂直载荷VA的计算:G支腿=3999kgVa=（Q9、Nl-2）+G主=55.46t按表4-5-9中计算公式:* " EI1 |3 h1 I32xhx h +lx h2h1 I 2+即1+匹2Va忙I a 丄 I1 a +c,牛+E h S h1 h1 I3 h1h1丿hh2h1h1丿H =-P = 5.25x104 N§11刚性支腿上部弯矩:M, =%(Va g + H 也)=1.05x1

21、09(N -mm)刚性支腿下部弯矩为0。由起升载荷、主梁、小车、物品、风载荷、主梁自重、支腿、大车制动的惯性 力和风载荷引起的支腿内力：PHxg :小车惯性力G小+ Q%23 = 3287 Kgg14X225Ph主g :主梁惯性力14pw主 g：主梁风载荷：q”1 =676 Kg26 识主=9590(N)2G、.q支 Hg :支腿惯性均布力q 支 H =0.29N/mm14x10000q支wg :支腿风载荷均布力 q支W = 0.44(N/mm)10000P =PHPh 主中 FW主 =13553(N) q = q 支 H + q支 w = 0.73(N/mm)b =4106mm h =100

22、00mmh =9.27x109mm494I =9.92 x10 mmB = 6000mmP b h2M2 上 T 5B B +A鶴%+5k1)242'hB+h "B(3 + 2k1)A 3I按参书(三)表6-2中公式: 支腿上部弯矩：q巾2巾+(B-a)-h3Ib(3 + 2k1)2B式中：K =丄I1-=2.7 bA为下横梁截面积，A = 23040(mm2)代入得M2 =6.76x107(N mm)支腿下部弯矩为0。上部截面弯矩:Mx =M1 + M2=1.12x109(N rnm)一根支腿上的垂直力为 VA电=62.67t = Fc 支腿上端合成应力:'y=炷 +処忑 J.12 他：610+4"10匕000+沁=79.05皿 PaIxIy A1.41X102.61X1051264CT < lcr =