L型门式起重机设计毕业设计

1、学士学位论文L型门式起重机设计姓名：尤林学号：201115120261指导 教师：张姗学院：机电工程学院专业： 机械设计制造及其自动化完成 日期：2015 年 4 月 20 日学校代码：10904学士学位论文L型门式起重机设计姓名：尤林学号：201115120261指导 教师：张姗学院：机电工程学院专业： 机械设计制造及其自动化完成 日期：2015 年 4 月 20 日枣庄学院学士学位论文作者芦明本人声明：本人呈交的学位论文是本人在导师指导下取得的研究 成果。对前人及其他人员对本文的启发贡献己在论文中作岀了明确 的声明，并表示了谢意。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外 不包含其他人和其它机构

2、己经发表或者撰写过的研究成杲。本人同意学校根据中华人民共和国学位条例暂行实施办法等 有关规定保留本人学位论文并向国家有关部门或资料库送交论文或 者电子版，允许论文被查阅和借阅；本朋权枣庄学院可以将本人学 位论文的全部或者部分內容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或者其它复制手段和汇编学位论文（保密论文在解密后应遵 守此规定）。作者签名:日期：年 月 日i本设计采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对门式起重机桥架金属结构进行设计。设计过程先用估计的门式起重机各结构尺寸数据对起重机的强度、 疲劳强度、稳定性、刚度进行粗略的校核计算，待以上因素都达到材料的许用要 求后，画出桥架结构图。然后

3、计算出主梁和端梁的自重载荷， 再用此载荷进行桥 架强度和刚度的精确校核计算。若未通过，再重复上述步骤，直到通过。由于门 架的初校是在草稿中列出，在设计说明书中不予记录，仅记载桥架的精校过程。设计中参考了各种资料，运用各种途径，努力利用各种条件来完成此次设计本 设计通过反复斟酌各种设计方案，认真讨论，不断反复校核，力求设计合理；通过 采取计算机辅助设计方法以及参考前人的先进经验，力求有所创新；通过计算机 辅助设计方法，绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能，力求设计高 效。关键词：L型门式起重机；校核；许用应力2AbstractThis desig n uses a desig n by

4、stress method and computer aided desig n method ofgantry crane metal structure. Desig n process to use estimates of gantry crane structuresize data of crane stre ngth, fatigue stre ngth, stability and stiff ness of rough calculati on,these factors have to be reached Materials Xu requireme nts, draw

5、bridge structure. Thencalculate the main beam and side beam weight load, and the n load the bridge this exactstre ngth and stiff ness calculati on. If not passed, repeat the above steps, un til the. Thedoor frame is first listed in the draft, no record in the design manual, sizing process onlyrecord

6、s the bridge. Design reference all kinds of information, using various means, to usea variety of con diti ons to complete the desig n. This desig n by repeatedly con sideri ngvarious desig n opti ons, serious discussi on repeatedly check, and strive to desig n reason able; by tak ing the adva need e

7、xperie nce of the computer aided design method andwith reference to the former, and strive to innovate; through computer aided desig nmethod, desig n calculati on and draw ing can give full play to the computers powerfulauxiliary function, and strive to desig n efficie nt.Key Words: L type gantry cr

8、ane; check; allowable stressI第1章 总体方案设计1.1基本参数和已知条件 .21.2材料选择及许用应力.2第2章门架的设计计算2.1门架主要尺寸确定 .3.2.1.1主梁几何尺寸和特性 .32.1.2主梁几何特性 .3.2.1.3支腿总体尺寸 .3.第3章：载荷计算3.1门架的计算载荷：.8.第4章：内力计算4.1主梁的内力计算.124.1.1垂直面内的内力.124.1.2水平载荷引起的主梁内力.1.54.2支腿的内力计算.174.2.1门架平面内的支腿内力计算.184.2.2支腿平面内的支腿内力计算.22第5章强度计算5.1主梁的强度验算 .275.1.1弯曲应

9、力验算.275.1.2主梁剪应力的验算 .275.1.3主梁扭转剪应力的验算 .285.2支腿的强度验算 .29第6章门架的刚度计算6.1主梁的刚度计算.316.2支腿静刚度计算.31II6.3主梁动刚度计算.36第7章门架的稳定性计算7.1主梁的稳定性.387.2支腿的稳定性.417.3支腿上下法兰盘上的螺栓计算.42第8章主梁的拱度和翘度第9章整机抗倾覆稳定性校核9.1非工作状态下空载制动 .459.2工作状态下空制动.459.2.1工作状态下大车满载制动.459.3工作状态下小车满载制动.46参考文献.47致谢.48L 型门式起重机设计作者：尤林第1页共48页引言L型门式起重机是桥式起重

10、机的一种变形， 它的金属结构像门形框架，承载 主梁下安装两个L型支腿，可以直接在地面轨道上行走，主梁两端可以有外伸 悬臂梁。门式起重机具有场地利用率高，作业范围大，适应面广，通用性强等特 点门式起。L型门式起重机的制造安装方便，受力情况好，自身质量较小，但是， 调运货物通过支腿处的空间相对小一些。本次毕业设计的题目是32吨的单梁门式起重机结构设计，本次设计是为了 配合专业课的教学工作而进行的，是对起重机金属结构的设计一次良好的实践和 学习的机会，也是对起重机完整认识的一个学习过程。通过此次毕业设计，要求我们毕业生对起重机的金属结构的设计、焊接、制 造工艺流程、技术要求等有一定的了解和掌握。本设

11、计书编写时引用了教材机械装备金属结构设计（第一版，徐格宁主编，机械工业出版社，2008）的有关内容。L 型门式起重机设计作者：尤林第2页共48页第 1 章 总体方案设计1.1 基本参数和已知条件起重量：32/5t跨度：30m起升高度：11/12m工作级别：A5起升速度：7.4/19.8m/min大车运行速度：45.9m/min小车运行速度：39m/mi n小车自重：11.87t臂长（右悬臂长度）：10006mm大车轮距：8500mm小车轮距：3500mm吊钩左极限：5000/6950mm（主/副）吊钩右极限：5000/3050mm（主/副）1.2 材料选择及许用应力根据总体结构采用箱形梁，主要

12、采用板材及型材。主梁、端梁均采用Q235钢，二者的联接采用螺栓连接。材料许用应力及性质:235：176MPa n1.33一. :175101MPa取 = 175MPa(1-1)取！丄100MPa(1-2)!h丄：123MPa取!h=120MPa(1-3)L 型门式起重机设计作者：尤林第3页共48页第 2 章门架的设计计算2.1 门架主要尺寸确定门架的主要构件有主梁、支腿和下横梁，皆采用箱形结构。主梁截面如图所示，其几何尺寸如下：18501-jk1600-图2-1主梁的截面尺寸2.1.1主梁几何尺寸和特性高度H=(1/151/25)S=(1/151/25)错误！未找到引用源。30=1200m m

13、2000mm取腹板高度H=2270mm ,宽度 B _(0.6 0.8) H=（0.60.8）错误！未找到引用源。2270mm=13621816mm取Bs=1850mm, Bx=1600mm,腹板厚度 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源二10mm2240L 型门式起重机设计作者：尤林第4页共48页其他板厚 错误！未找到引用源。、：3二20mm:.4 =10mm其余尺寸h = 2240mm b = 1540mm 2.1.2主梁几何特性截面积：A=错误！未找到引用源错误！未找到引用源。93320错误！未找到引用源。mm2形心：37000800160008002240036179201575x

14、-37000 + 16000 + 22400 + 17920732.0 mm37000汉10 + 16000汉2265 + 22400汉1130 + 17920汉1130 y =37000 + 16000 + 22400 + 17920880.5mm惯性矩:= 7.81010mm4= 3.81010mm42.1.3支腿总体尺寸支腿几何图形如图2-2所示，参考同类型起重机，采用“L型支腿，确定总体几何尺寸如下：201850 - 10160010224082240lx37000 2031237000 20 73221600016000 10 86*2叱型3121212ly22400 1031222

15、400 10 880.52go *任躬20 37003121212L 型门式起重机设计作者：尤林第5页共48页图2-2支腿的计算简图H = 8.05m；Hi=1.35m；0.40m；1.50m；H4=2.00m；H5 = 13800m；h= 8.25m ；l1=1.60m；l2= 6.40m；a = 4.05m；l = 7m；B = 8.53m;计算门架内力时，取计算高度：h二H H,H2=1. 358. 050. 4二9. 80m计算支腿平面内力时，取h = H = 8. 05mL 型门式起重机设计作者：尤林第6页共48页支腿界面尺寸及几何特性支腿截面尺寸如图2-3所示，其几何特性为：L 型

16、门式起重机设计作者：尤林第7页共48页(a)A-A截面(b) B-B截面图2-3支腿界面尺寸A_A 截面：IA从二3222702cm4;I二1469701cm4;WAA =31719cm4;114001I-T1312- fc-叩8卄15121416L 型门式起重机设计作者：尤林第8页共48页WA*二22610cm4B - B 截面：1：少=4032083m4;IyB_B= 1951118m4;= 11859cm3;膚卫二19356sm3L 型门式起重机设计作者：尤林第9页共48页折算惯性矩:44Ixz= 2095850cm;Iyz二1857421cm下横梁截面尺寸如图所示，其截面几何特性为:1

17、0图2-4支腿界面尺寸C-C截面：IC =178926. 3cm4；I- 1113442cm4；W/x=14885. 5cm3WC= 4771. 3cm3系数：K= 111L式中I2主梁绕X轴惯性矩；IIyz= 1857421cm4支腿折算惯性矩；5501255121275V14-750-k10(c) CC截面(2-1)L 型门式起重机设计作者：尤林第10页共48页第 3 章载荷计算3.1 门架的计算载荷：Q=O.5.QH）Lo= 0.532 50.012 11-66. 34有悬臂通用门式起重机支腿总质量约为mt=（0.70.9）mGmG为有悬臂的主梁总质量66.34t=（0.70.9） mG

18、+mG=34.91t39.02t取36t主梁的单位长度质量：q=（36000错误！未找到引用源。9.8）/50012=7.5N/mm3.2 小车轮压：单主梁小车有两个垂直车轮轮压2 Q GXC计算轮压：2R二Gc2（Q - G0）由第二章，动力系数2可按下式计算：2-10.01Vq=10.01 8=1.008取2= 1. 15，贝U2Fj=1 11870 9.8 1.15 32000 847=486511.69NPj=243255.845NL 型门式起重机设计作者：尤林第11页共48页3.3 小车制动引起的惯性力小车制动时的惯性力受限于小车车轮与轨道的粘着力，即（3-1）吴！未找到引用源。(3

19、-2)L 型门式起重机设计作者：尤林第12页共48页V-主动车轮轮压带入数据得32866.995N。3.4 大车制动时的惯性力大车制动时的惯性力也受限于车轮与轨道的粘着力主梁自重引起的惯性力pqfGbadgB(1_fB)B0. 15360004. 059. 87(1 0. 159. 8)7错误！未找到引用源。N在本设计中，大车车轮总数为8，主动车轮数为2货物自动和小车自重引起的惯性力若取PdXc作用在h处:0.15(3200084710200)4.059.87(1 - 0. 15 -9j-)2汽7=40679N支腿自重引起的惯性力支腿自重：Gt=28tPdgwgPxgJV式中 f粘着系数,(3

20、-3)f = 0. 15(3-4)PdgPxc厂(3-5)(3-6)f (Q G GJ aBL 型门式起重机设计作者：尤林第13页共48页0. 15260007 - 1. 60. 8 1 9. 8L 型门式起重机设计作者：尤林第14页共48页= 25116N主梁自重引起惯性力化成均布载荷3）作用在主梁上的风载荷RII- CqfiiFq式中Fq主梁长度方向的迎风面积:Fq=H(L 2L1)Pd：qdgL 2L1(3-7)38756.9650. 012= 774.95 m3.5 风载荷1）作用于货物的风载荷当Q=32t时A=18 m2RII- CqfiiA(3-8)=1.75错误！未找到引用源。2

21、50错误！未找到引用源18=78575N2）作用在小车上的风载荷PjiiCqjiiFxcPjii(3-9)可知qfII=250%2PjXc= 1.225010=3000N式中Fxc小车的迎风面积，由小车防雨罩的尺寸确定,Fxc10m2(3-10)L 型门式起重机设计作者：尤林第15页共48页=2. 2850. 012= 114. 03m2L 型门式起重机设计作者：尤林第16页共48页pq=1.75 250 114.03=49888. 125N将主梁上的风载荷化为均布载荷qfiqPfq49888.12550. 0124）作用在之腿上的风力pll-CqfIIAfT式中A.=HB= 8.05 1.6

22、7= 13.5m2P；i=1.2 250 250 13.5 = 4050N化为均布载荷q；” 二R；/h =4050/9.8 =413= 997.5L 型门式起重机设计作者：尤林第17页共48页第 4 章内力计算4.1 主梁的内力计算4.1.1垂直面内的内力计算主梁的内力时，将门架当做平面静定结构分析(1)主梁均布自重引起的内力：支反力V二VB=q/LL1)230= 7050(10.006)2二176292. 3N剪力QD二QC二qjLj= 705010. 006 =70542. 3N* mR L1 1QD=Qc = qjL = 疋7050汉30 = 105750N2211弯矩MC二MDqjL

23、?7050 10.006 -352923.17N *m22跨中由主梁自重引起的内力由下图所示(4-1)(4-2)L2q/ -kJ=-X7050X2丿2= 440201.87 N *mL 型门式起重机设计作者：尤林第18页共48页图4-1主梁内力载荷图 移动载荷引起的主梁内力取小车轮压：P =B = P = 243255.8451N分别计算小车位于跨中和悬臂端时的主梁内力A:小车位于跨中Pi= 2847106.95N *m最大弯矩作用位置 A-fr, -二d丹K.dfam-z 和啣卿1dmaxL 型门式起重机设计作者：尤林第19页共48页L -KR+ B :x二-2求得支反力L _xx .flk

24、FA=RP2271635.69NA1L2LFB=(P +P2) FA=214876N剪力Qc二FB=214876NB:小车位于悬臂端PiPernfjnvs-rrnTlI哥KnnTnTmrrrTrTTL+L+_kFA= PP,L2LLL _kFB二-RP2133888.02N剪力FA=271635.69NMill 11闿图4-3支反力(R +P2LP2DAL 型门式起重机设计作者：尤林第20页共48页Qf=FB=133888.02NQD = 95596.3-565742.3= -486511.69N弯矩MD= -PL P2(L-kA-4016640.51NL 型门式起重机设计作者：尤林第21页共

25、48页L30ML二FB133888.022008320.3N222小车制动惯性力引起的主梁内力当小车制动时，惯性力顺主梁方向引起的 主梁内力。剪力Q =QD = FA= FB=10736.54NQA二HA二Pg=32866.995N弯矩支座处MD二Pxgh =32866.995 9.8 = 32096.551N1 1跨中MLPxgh32866.995 9.8 =161048.28NL22xg24.1.2水平载荷引起的主梁内力当大车制动时，由惯性力和风载荷引起的主梁内力。 在主梁水平面内，大车 制动时产生的惯性力顺大车轨道方向，其中由主梁自重引起的Pd*g和由满载小车32866.995 9.83

26、0= 10736.54NL 型门式起重机设计作者：尤林第22页共48页自重引起的Pdxc的计算值已于前述，顺大车轨道方向的风载荷为Pfqu，Pfx；，PQJ（其值也列在前面）。他们引起的主梁内力见下图1 /屮心 妆山心屮 山占W冷1心屮寸 屮“山 电业心Ml/Pn场蚀BPMLrnTnTTTmrnnTmTTTTTTT图4-5主梁内力图A小车在跨中弯矩A2 qqg- qqiiL1二-87727.68N *m-PXCPfxu Pflt L r289593.05Nm4B小车在悬臂端弯矩MD八2 qdg qquL1 -P川PfTtE=-；774.95 997.510.0062- 42493.643000

27、78755=355572. 08N m=-22749. 85N* m现分别将主梁垂直面和水平面内的弯矩列表如下:=2 qdgqfu4 L2ML2冷磴+qqI土2-L2-1 PXcPXc PfQS/ 2=2 774.95 997.5普-10.0062-1 42493.64 3000 7875 5L 型门式起重机设计作者：尤林第23页共48页4-1主梁弯矩表:主梁面内弯矩（N错误！未找到引用源。M）产生弯矩的外力小车的位置主梁均布质量q移动载荷pMDML/2MDML/2小车在跨中-352923.17440201.87923293350000小车在悬臂-352923.17440201.87-4016

28、640.51-2008320.3产生弯矩的外力小车的位置小车制动时产生惯性力Pxg外力合成MDML/2MDML/2小车在跨中32096.551161048.28-228497.62936250.15小车在悬臂32096.551161048.28-4337467.13-2200195.09主梁水平面内弯矩（N错误！未找到引用源。M）产生弯矩的外力 小车的 位置xcqxcQq宓PdgqdgPf门Pf门qff!等MDML/2小车在跨中-87727.68-289593.05小车在悬臂-355572.08-22749.854.2 支腿的内力计算因为跨度只有30m,没有超过35m,所以采用支腿均为刚性。L

29、 型门式起重机设计作者：尤林第24页共48页421门架平面内的支腿内力计算(1)由主梁均布自重产生的内力图4-6主梁均布自重产生的内力图有悬臂时的侧推力为:为了安全起见，现将有悬臂门架当作无悬臂门架计算，即qjS2FHj32372.4N4h(2k 3)弯矩：Me二MD二-FHh =3330000N *m(2)由移动载荷产生的内力(由小车轮压产生的主梁内力) 和小车在悬臂端进行。A:小车在跨中FHqj(L2-6L1)4h(2k 3(4-3)，分为小车在跨中L 型门式起重机设计作者：尤林第25页共48页图4-7支腿由移动载荷产生的内力图当a=c=13.25m，b=3.5m时，侧推力为：3pa(a

30、+ K)FHj110178.76NhL(2k 3)弯矩：Me=MD- -FHII- -1079757848N *mB:小车在悬臂端，主钩在左极限位置，S = 5m侧推力为:弯矩:72k 3 2h243255.8453.510.006243255.84510.00632 13129.8= 175084.64NFHL 型门式起重机设计作者：尤林第26页共48页Me二MD =FHh =-175084.64 9.8 =1715829.43N *mL 型门式起重机设计作者：尤林第27页共48页dKU* 11111II、H ih图4-9支腿由移动载荷引起的内力图（在悬臂端）（3）作用在支腿上的风载荷产生的

31、支腿内力=nn图4-8支腿由移动载荷引起的内力图（在跨中）P PL 型门式起重机设计作者：尤林第28页共48页侧推力:qfjh 5k 64.13 9.8_8 2k 3弯矩:3qfnh（k 2）= 5949678Nm8（2k 3）=也 也J1k+18 =1O424331.7Nm28 2k 37、DCliftHB.业竺吏=4139.811 1 18厂2k 32934.36N2 13x5+6= 509.3N82 13Me-FHBh - -4991238NMDMmax图4-10支腿内力图L 型门式起重机设计作者：尤林第29页共48页(4)由顺小车轨道方向的小车制动惯性力和风载荷产生的支腿内力L 型门式

32、起重机设计作者：尤林第30页共48页图4-11支腿由小车惯性力引起的内力图侧推力：FHA二FHB冷 巳gPfL=132866.995 3000 7875 =21871N弯矩：Me=MD=-21433577.55Nm小车在跨中的支腿合成弯矩： Me=T661255.52Nm MD=T12316881N *m小车在悬臂端的支腿合成弯矩：a Me二-1134331.748N *m MD=1672412.458N *m4.2.2支腿平面内的支腿内力计算计算支腿平面内的内力时，可按小车运行到只退位置时计算，此时垂直载荷:qj(L +2Lj)PC=2P3-Y GcGCTGdp2(4-4)LL 型门式起重机

33、设计作者：尤林第31页共48页式中各符号的意义见前述70.5疋(30 +2汉10.006)Pc=2 243255.845(566 124 750) 9.82= 613447.52 N1有垂直载荷引起的支腿内力在垂直载荷FC作用下引起的支腿内力得支反力：匚PcL-馆a)FV1613447.52 7 -(1.6 1.6)-7= 333014.368N(4-5)Fc(L1a)FV2 :l613447.52 (1.6 1.6)-7= 280433.152 N(4-6)弯矩M1= FvL二532822.99N * mM2=V2L2=1514339.02NL 型门式起重机设计作者：尤林第32页共48页M3

34、= PCa = 981516.03N * m2.由水平载荷引起的支腿内力在水平载荷和作用下引起的支腿内力由；作用在支腿顶部的水平载荷：1q I1q丄xc丄xc丄QPsi=?Pdg2 PfPdg Pf J Pf【1 138756.96 49888.12542493.647875 3000 =97691.83 N-作用在支腿中部分的水平载荷：Ps2二pdgpf，25116 4045二29166N支反力2ps1h Ps2hF/1=FV2 :2l_ 2 97691.83 8.0529166 8.052汉7=129116.05 N(4-7)(4-8)PcL 型门式起重机设计作者：尤林第33页共48页支反

35、力:hMS= pS1hPs2-二903812. 38N * m2(4-9)3.支腿承受从主梁传递扭矩作用引起的支腿内力已知口Mn=G1l_G2l2亠G313= 617841N * m(4-10)Mn671841支反力：FV1十2= 95977N1.支腿自重引起的支腿内力已知一根支腿自重G =1.3 105N,a = 1.60m,化为均布载荷:qt3 10=81250N /m1.60弯矩M3二2qta二104000N *m2FV1G l -(li b) I1-3 1 05 9-87-1-.85428.57NFV25G八，、1.3 10(1.6 0.8)=-(h b)=44571.43N(4-11

36、)弯矩:M1= FV1h = 136685.71N * mM2二FV2I2=24068572N m5.下横梁自重引起的下横梁内力在计算支腿平面内的门架内力时，可同时求出支腿上的弯矩Ms和下横梁中的弯矩M1及M2。除此之外，下横梁自重在下载和产生的弯矩:下横梁自重 G =2800 kg，化为均布载荷qh2800 9.8700=40N/cmL 型门式起重机设计作者：尤林第34页共48页在支腿与下横梁连接处得下横梁C-C截面处的弯矩;支腿平面内支腿和下横梁承受的弯矩（N.m）:4-2支腿承受弯矩表:构件外力PSMNGG支腿错10412477484767184130182.0误！未44找到引用源。M3

37、下横错5652472200015356439670.错误！未找到误！未4引用源。找到引=24000用源。下横错1606496425351827769854.M=16934.4误！未24找到引支反力:FV1 =FVqhi40 7002= 14000N弯矩ML2qhl28=24500N *mMC _Cqi=17280N(4-12)L 型门式起重机设计作者：尤林第35页共48页用源。第五章强度计算5.1 主梁的强度验算5.1.1弯曲应力验算由上表可知，主梁在垂直面和水平面内的合成弯矩：小车在跨中时，跨中弯矩最大。小车在悬臂端时，支承处弯矩最大。现分别验算主梁跨中和支腿D处的弯曲应力。 由课本P299

38、增大10%15%由金属结构第七章P224以及起重机 设计手册P525得 跨中弯曲应力：MLM：厂6 =1.15十一2WWyI丿(5-1)=111.43MP W9】=175MP(5-2)=134. 39MP兰k】=175MP5.1.2主梁剪应力的验算根据上述计算，小车在悬臂端时，主梁支承处剪力最大。主梁支承处垂直面内的剪应力由下式计算：QDSxlx 1小车在跨中:(5-3)L 型门式起重机设计作者：尤林第36页共48页 QD=705423+271635.69-10736.54 =331441.45N小车在悬臂端QD- -70542.3 -486511.69 -10736.54 =-567790.

39、53N剪应力567790.53 1.0451082.41 10108 10主梁在水平面内受水平惯性力和风力引起的剪应力一般较小，可忽略不计5.1.3主梁扭转剪应力的验算对于偏轨箱形主梁受扭的影响， 其主梁截面除承受自由弯曲应力之外，还承受约 束弯曲应力 （以增大15%的自由弯曲应力计入）和剪应力。此外，主梁截面还 承受纯扭转剪应力，现验算如下：主梁截面弯心的位置如下图所示。e b081549 = 688mm-136N / mm2L 型门式起重机设计作者：尤林第37页共48页勺览10+8(5-4)L 型门式起重机设计作者：尤林第38页共48页1661255.5 617841WxWy3171922

40、610=79.7MPafo(5-8)小车各部分重量如下:& =450Ckg小车上机械部分重量G? = 3284永g吊重及吊钩组重量G3=5.5t小车架及防雨罩重量外扭矩Mn-G.h G2l2G3I3=6 1 7 N4m(2)主腹板上的剪应力A二b0h0= 3500740mm(3)副腹板上的剪应力5.2 支腿的强度验算支腿平面内支腿下部弯矩合成: M2=MCQ=1606492 64253 518277 69854 16934 = 2275810Ym M3 =1041244 77484667184130182 =2518113丫 m支腿和下横梁强度验算1)支腿强度验算由上述门架的内力计算可

41、知，在门架平面内，支腿上部弯矩较大，向下逐渐 小。而在支腿平面内，支腿下部弯矩较大，向上逐渐变小。所以单主梁门式起重 机支腿在两个方向的宽度尺寸可变化成为截面形状，如图8-15所示对于支腿上部截面A-A，当小车位于跨中时，可按门架平面的合成弯矩：v MC- -1661255.5、m和支腿平面内支腿承受主梁传递的扭矩Mn=617841 m验算弯曲应力:(5-5)6718410002 3500740 10= 9.6MPa I - I(5-6)6718410002 3500740 8= 11.99MPa乞I. I(5-7)L 型门式起重机设计作者：尤林第39页共48页对于支腿下部截面BB,可只按支腿

42、平面、支腿下部承受的合成弯矩a M3和轴力N合成验算支腿强度已知M3=2661169.31：二m轴向力N= pcsin二=613447.52 sin77 21/=598556.71X2）下横梁强度按C-C截面的合成弯矩验算:(5-9)弯曲应力、M3Wy2N 2661169.31 102+=-F19356-598556.71434.36=15126Mpa _二(5-10)c _cWy172800014885.5= 116.09MpazfL 型门式起重机设计作者：尤林第40页共48页第六章 门架的刚度计算6.1 主梁的刚度计算计算门架刚度时，应分别对主梁和支腿进行刚度计算。在进行主梁刚度计算时，

43、应以门架平面作为计算平面。在进行支腿刚度计算时，以支腿平面作为计算平面 主梁刚度按超静定门架计算1当小车在跨中时，送PL33瓦PL3243255.845 x 303丫148 EI264(2 k 3) EI3482.11061328762_ 3 235073汉303_64_(2_13)_2 106_1328762= 1.579 - 1.11 = 0.5空IY, 12小车在悬臂端时，Z PL3送PLL3XPLL3丫27 :3EI23EI24(2 k 3)EI33243255.84550023000064(23) 2.1 101328762= 1.1一lf216.2 支腿静刚度计算对于支腿，只需进行

44、支腿平面内的刚度计算即可243255.8455002(300010.006)63 2.1 101328762L 型门式起重机设计作者：尤林第41页共48页(a)支腿水平静刚度图(b)支腿水平静刚度图1.025L 型门式起重机设计作者：尤林第42页共48页(c)支腿垂直动刚度图L 型门式起重机设计作者：尤林第43页共48页(d)支腿垂直动刚度图心1(e)支腿扭转刚度图L 型门式起重机设计作者：尤林第44页共48页(f)支腿扭转刚度图图6-1支腿静刚度计算 水平刚度(图a,b)在水平载荷psi,ps2作用下，支腿顶部的水平位移如下计算:11(6-1)其中，单位水平载荷Ps=1引起的支腿内力为:M；

45、二FJ1=1.15 160=184门cmM2二F/2I2=1.15 540=6211 cmMS = PSh =1 805 =80*cm在水平载荷Ps1, Ps2作用下引起的内力由前所述知Ps1= 92299.75Nps2=7909N8.057= 1.15、L 型门式起重机设计作者：尤林第45页共48页2 20.5 160 1842200000 0.5 540 6216425300_ 3_+_ 3_2.1 1061113442 9.82.1 106113442 9.82805 825 50.5 92299 805 825805 0.5 790980562 364260.64cm2.1 10616

46、91770.59.82.1 1061691770.59.8 垂直动刚度计算（图c,d）在垂直载荷FC作用下，支腿顶部的垂直位移如下计算:22二.Mp；MpCds单位垂直载荷Ps =1引起的支腿内力为:2311134421 20.772 640207775804上3)=9101113442-:11(6-2)_ I -(11a)_ l9 -(2. 61.6)9二0. 533NL 型门式起重机设计作者：尤林第46页共48页V1/= 1一0. 533二0. 467乂M；=0.543 160 =86.81 cmM2-0.457 540 =246.81 cmM3=1 160=160cm由前述计算：PC=6

47、50777.33扭转刚度计算（图e,f）支腿受主梁传递的扭矩而引起扭转变形，其扭转刚度由下验算:，!- . - M Mn = 1M Mn ds二1(825 1 26933999J EI2.106汉9.8(1691770.5120.228 26061563420.5 160 825 - 104124400 0.5 160 86.8 - 5652470022=(322.1 1069.80.5 540 2472160649200+3) x1113442111344212.1 1069.8=0.345cmL 型门式起重机设计作者：尤林第47页共48页4单位扭转刚度计算单位扭转刚度计算按下式计算:1 2

48、21825 1 10.228 1600.228Js =J (825 4 123_2.1 x101691770.51113442120.772 540.0.77225)=2.6 10J011134426.3 主梁动刚度计算主梁的动刚度，可以验算主梁满载自振频率来控制:f =0.166 _ 69.8 48 2.1 10132876264(2 1 3) 2.1 101328762 9.8=224126N /cmMn=MElL 型门式起重机设计作者：尤林第48页共48页当小车在跨中时,3-13-式中300033、30003于是小车在悬臂端时:(6-3)KS(0.5qL Gxc)二19802(0.5 7

49、4 3000 11870 980) =215.3*s2/ cm(6-4)L348EI264(2 K13)EI2126.25163.22-0.77在此Q G016000 3229809.8 = 163.22s2/cm(6-5)式中KS224126在此Kt152676= 1.47& _nEFtlr66 1 102.54461000二152676f =0.162241261 126250.77(1.47):0.77(1 47)2= 3.18HL 型门式起重机设计作者：尤林第49页共48页式中K - _ _ .Li(L LJ3Li3Eb4(2Ki3)EI215002(3000 500)3 50

50、029.8 3 2.1 10 1328762 4(2 1 3) 2.1 10 1328762 9.8 =70128N /cm皆大于2HZ,满足要求f =0.16m(1 k) m(1 k)式中mMSMQ旦74163.22KSKt70128.11152676(6-6)701280.11f =0.160.50(1 4.59)_-4.2 HZ0.50 (1 4.59)2-X：120L 型门式起重机设计作者：尤林第50页共48页第七章 门架的稳定性计算7.1 主梁的稳定性1） 主梁的整体稳定性：主梁为封闭截面，当主梁高宽比h/b3时，主梁的整体稳定性不必计算，一 般均能满足要求。由于h/b=1716/1

51、014=1.693,故主梁的整体稳定性不必验算。2） 主梁的局部稳定性：翼缘板的最大外伸部分：= 7.3：15（稳定）色20翼缘板的极限宽厚比为：=l86=93 60，右20故需设置一条纵向加劲肋主腹板的极限宽厚比为：b二2240= 224260，b10孕0副腹板的极限宽厚比为：b - 224 _ 280.320，58u故需设置横隔板及两条纵向加劲肋，主、副腹板相同。如图：纵向加劲肋的位置h = b = 0.2佗=0公2240= 450mm,构型梁的横隔板下端与受拉翼缘板间距为60mm,隔板间距a=1900mm横隔板的厚度=10mm,板中开孔尺寸为840mm 1340mm,翼缘板的纵向加劲肋选

52、用角钢 90060mm，主、副腹板采用相同的纵向加劲肋90060mm，对区隔I进行稳定性验算：2兀E62板的欧拉应力：-E甘（）12（1-卩）b式中：板的厚度，-；=8mm;L 型门式起重机设计作者：尤林第51页共48页B区隔宽，b=400mm;L 型门式起重机设计作者：尤林第52页共48页6 =二0二02107.2MP1716 -877.5 -4001716 -877.5（属于不均匀压缩板）匚2=0.523 W.2MP=56.07MP8 4 K5.1760.523+1.1;=4简支板的屈曲系数K =5.34刍=5.59（剪切应力）d丄0.7 1+B丄0.7 1+1- K0.8（2力（一）=0

53、.8 （2花）（）78175（局部压应力）5E钢材的弹性模量，E=2.1 10 MP；一泊松比，=0.3;253.142.1 1012（1 -0.32）爲2= 79.95MPa板边弹性嵌固系数=11.26,取=1.2区隔a 1800,1b 15408 4简支板的屈曲系数心一一（压缩应力）（7-2）二01MxyMyx02板边两端应力比二二= 0.5230.75j需修正等效临界复合应力；九为:修正值:Yr=；s(1)=235(1235)5.3仙5.3 462.175= 212.45MP(7-5)L 型门式起重机设计作者：尤林第57页共48页=6.2MP b 1整体稳定性通过2）支腿的局部稳定性：取

54、截面面积大的C-C截面进行计算：翼缘板的极限宽厚比为：2 =2000= 250 .34d 8腹板的极限宽厚比为：-658=82.25 .60,68故需设置横隔板及两条纵向加劲肋取支腿大隔板间距a=0.928m7.3 支腿上下法兰盘上的螺栓计算距x轴最远处的一个螺栓拉力：Ne= N,X1.32皿-肌 _2375733 06 - 357351.751. 31.7一n2- 217023402505267521700210yii =1=9287.4N距y轴最远处的一个螺栓拉力：P22 M -Ne为2 5738949. 46 - 357351. 75 0. 651. 122(1352+ 2702+ 40

55、02+ + 11002衣10i占=18875.6N则该螺栓所受合力为：P = :：P2P2二-9287.4218875.62=21036.73N对于高强度螺栓:（1）对于上法兰盘：支腿轴向力：架方向的弯矩:支撑架方向的弯矩：M=357351.75NMd=5738949.46 N.mMC=375733.06 N.mL 型门式起重机设计作者：尤林第58页共48页P 21036.73二1 :A n(24)9.8+2(5737.5+15232) 9.8=691225.164 N.m(9-1)(9-2)M2M1验算通过L 型门式起重机设计作者：尤林第61页共48页921工作状态下，大车满载制动主梁上风力

56、、惯性力，支腿上风力、惯性力，吊重风力、惯性力对00线的转矩为：MM3(PWXCPdXc)H/=691225.164+(4183.2+3400) X8=751890.764 N.m工作状态下主梁、支腿、下横梁、吊重产生的对00线的扭矩为：M2二M2 PL12(9-4)7 5=4922725.188+126175X52=5395881.438N m M4M2故工作状态下，满载制动抗倾覆稳定性通过9.3 工作状态下，小车满载制动：此时小车对AA线产生的力矩为：M5八P” (Pd；PwXC)H/2(9-5)7 5=126175+(4183.2 3400) 8=533821.85N *m主梁、支腿及下横梁对AA线产生的力矩为：M6= G2 $G1Lhq2L2(9-6)252=210000170000 25 3070.6