门式起重机MG100(32)2415设计计算书(DOC)

1、门式起重机MG100(32)-24-15A5设计计算书.(DOC)门式起重机MG100(32)-24-15A5设计计算书.(DOC)32/32门式起重机MG100(32)-24-15A5设计计算书.(DOC)MG100/32-24-15A5门式起重机计算说明书主起升机构计算1.1钢丝绳选择根据起重机额定起重量，选择双联起升机构滑轮组倍率为81）.钢丝绳最大静拉力：SMAXQG钩1003.56.956t6.956104N2m滑280.932）.选择钢丝绳所选钢丝绳的破断拉力应知足：F0SnF,n安全系数，A5取5F,6.95610453.478105347.8KN查钢丝绳样本可采用：26NAT6

2、19W+FC1670其,破断拉力F0,372kNF0,F,知足要求。1.2滑轮卷筒计算1）.滑轮卷筒最小直径确定为保证钢丝绳拥有一定的使用寿命，滑轮卷筒的最小直径应知足：hd滑轮：D=2026=520mm,取630mm(A5,取h=20)卷筒：D=1826=468mm,取710mm(A5,取h=18)2）.卷筒壁厚计算：初选7103400，=22,p=29,材质：Q235B拉应力，由于L3D,时安下式进行强度计算：MumaxbpbWMumax22（1.1682107)21.26108NmmM弯M扭10）(4.94M弯SMAXL-L光6.9561043400601.16108Nmm22M扭SMA

3、XD6.9561047104.94107Nmm0.1(D4D04)0.1（71046664）8.11063WD710mm1.2610815.56MPab1068.11s225，s225MPabp117.5MPa22bbp压应力计算：cA1ASmaxcppc10.756.95610481.77MPa2229s225cp1.5150MPa1.5ccp稳定性验算：失去稳定性的临界压应力：322312.5MPaPW5250052500R33553卷筒壁单位力：P2SMAX26.9561046.76MPaDp71029稳定系数PW12.51.851.31.5K6.76P卷筒知足要求1.3根据静功率初选电

4、动机（设计手册-铁道部1997，P95）静功率：PQV(1001043.5104)3.4kW100010000.856069初选电动机功率：PjQV0.86955.2kWG1000G稳态负载平均系数查电动机产品目录，选择电动机YZR315S-10,在JC%=25%，功率N=63Kw,转速n=582r/min1.4减速器的选择起升机构总的传动比：n58249.5i11.76nlmV83.411.76r/min（卷筒转速）nlD00.736根据传动比i49.5,电机功率N=63Kw,电机转速n=582r/min,中级工作制，2从减速器产品目录中选择ZQ1000-48.57，输入功率为65Kw.验算

5、减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力最大扭矩Mmax0.75M被iM式中M被9550631034Nm（M被电动机额定扭矩）5823.1（电机最大扭矩倍数）Mmax0.753.1103448.570.8599250Nm查减速器样本，其低速轴上的最大短暂容许扭矩M=20900Kg.m=209000n.mMmaxMb.最大径向力PmaxG卷6.9561042.71048.306104NSmax22查减速器样本，其输出轴最大容许径向载荷P17600kg1.76105NPmaxP减速器知足要求实际起升速度：V实D0n0.7365823.46m/minmi848.571.5制动器的选择TZK2QD01.75

6、(1003.5)1040.7360.851458Nm2mi2848.57从制动器产品目录选择YWZ4B-400/E80,制动力矩为1600N.m,考虑到机构的重要性，选择2套制动器。副起升机构计算副起升机构为32t,借用标准双梁QD32t起升机构，该台副起升机构不再计算。小车运行机构计算3.1电机选择）.运行阻力计算：a.小车满载运行时的最大摩擦阻力3Fm(QG)(1003.5)104291040.0111.46104N小车满载运行时的最大坡度阻力FP(QG)i(1003.529)1040.0020.265104N小车满载运行时的最大静阻力FjFmFp1.461040.2651041.7251

7、04N2）.满载运行时电机静功率pjFjv1.72510415.4kW1000n10000.91604.9选择电动机：NK电N静1.24.85.76kWK电功率增大系数，取1.2查电动机产品目录，选择电动机YZE132M-65.5kW3.2减速器选择nD1000630128.5i100015.41000v0选择三合一减速器：KD12-Y132M-6,传动比i=122.48,服务系数f=1.95,承载功率5.5Kw,输出转速7.8r/min3.3实际运行速度nvD7.863015.4m/minv0大车运行机构计算4.1车轮直径确实定一般车轮直径主要根据疲劳计算的强度采用，其计算公式为PC=（2P

8、max+Pmin）/3P计算：Pmax=41.5t=415KNPmin=12.5t=125KNPC=(2415+125)/3=318.3KN门式起重常采用圆弧顶轨道（QU100），轨道踏面与轨顶见呈点接触，最大许用轮压P计算式：2RP=k23c1c2式中：k2与材料抗压强度b有关的许用点接触应力常数，车轮材质采用ZG50SiMn，其b=735Mpa，取k2=0.181R曲率半径，取车轮曲率半径与轨道曲率半径之大值，取轨道R=450mmm由轨道曲率半径与车轮曲率半径之比（r/R）决定的系数，4r/R=300/450=0.67，取m=0.46c1轨道系数，取c1=1.07v=18m/minc2工作

9、级别系数，取c2=1.0A5P=0.18450231.071.0402.9KN0.46PCP，采用630车轮知足要求4.2运行机构计算1）运行静阻力PjPmPpPw起重机满载运行时的最大静阻力Pm=（Q+G）2f+d/DK附=（100104125104）20.80.015130/6001.52.0104N满载运行最大坡阻力PpK（QG）412544=风=0.001()=c.满载运行时最大风阻力P风CKhqAC风力系数，取1.3Kh风压高度变化系数，取1.25风振系数=1.0q计算风压q=100N/m2迎风面积，A=93m2Pw=1.31.251.010093=1.51104Pj=2.0104+

10、0.225104+1.51104=3.735104N2初选电动机Pjv3.73510418N3.03KW61200m612000.94选择电机N=K增.N静K增取1.2N=3.031.2=3.645取电机功率4KW6级4.3减速器nD1000600i6000104.76000v018/60选三合一减速机KD10Y132M164KW传动比i=100.75使用系数f=2.0，承载功率4KW，输出转速9.5r/min4.4实际运行速度n9.53.140.617.9m/minvDn05.金属结构计算5.1主梁计算5.1.1主梁内力解析根据起重机设计手册，对龙门起重机的主梁进行计算时，主梁按静定简图计算

11、为最不利工况。计算简图如下作用于龙门起重机主梁的计算载荷可按其方向分为垂直载荷和水平载荷.垂直载荷引起的主梁内力移动载荷引起的主梁内力作用在主梁上的移动载荷即小车自重和起升载荷引起的小车轮压。一个箱形主梁上的总的小车轮压，按下式计算iGxciQRn式中Gxc-起重小车自重，Gxc=29t=2.9104NQ起升载荷，Q=100t=100104N6i冲击系数，i=1=1.1i动力系数，i=2=1.23.461210.5609.（80.030.0435）n桥架主梁的根数，双主梁取n=2则：R1.12.91041.210010461.6104N2固定载荷引起的主梁内力）均布固定载荷引起的主梁内力qG1

12、.1191048.7N/mmL024000b）水平载荷引起的主梁内力c）起重机偏斜运行是龙门机构产生的附加载荷.PPs2式中侧向力系数，=0.13P起重机产生侧向力一侧与有效轴距有关的相应车轮静轮压之和，即P=41t2=82tPs0.13821045.33104N2侧向力产生的弯矩：MysPs5.33104107005.7108Nm主梁弯矩计算龙门起重机主梁的危险截面一般是小车位于跨中时的跨中截面.1）由固定载荷及移动载荷在主梁计算截面引起的弯矩.固定载荷引起的主梁弯矩MqqL28.72400026.26108Nmm88移动载荷引起的主梁弯矩(Lb)2(240003000)2MRR24232.

13、48108mm4L61.610424000N由固定载荷及移动载荷在跨中共同引起的弯矩MxMqMR6.2610832.4810838.48108Nmm72）由大车制动惯性载荷、风载荷和水平侧向力在主梁计算截面引起的弯矩：大车制动产生的水平惯性载荷和弯矩PH5ma1.5ma式中5考虑到起重机驱动力突加或突变时对金属结构的动力效应，取5=1.5根据大车运行速度v=18m/min，查表得a=0.085m/s2，那么小车惯性矩和垂直力之比为：1.5a1.50.0850.013g9.8大车运行机构的水平惯性力对主梁跨中截面的水平弯矩为：My1（RLqL2）0.0148(61.6104240008.7240

14、002)0.01484.32107N.mm）风载荷引起的水平力PwCKhPaA1.31.251.0100450.73104N式中A45m2风载荷在主梁截面产生的弯矩：My2qL20.731042400022.19107Nmm8824000式中PwqL）由大车制动惯性载荷、风载荷、大车侧向力共同引起的弯矩：MyMy1My2My3=（4.32+2.19+57/2）107=35.01107N.mm5.1.3主梁强度计算主梁截面特性：8面积：F=61200mm4惯性矩：Ix3.45108mm4Iy7.243109mm4抗弯系数：WX3.763107mm3Wy1.61107mm4静面矩：Sx2.1210

15、7mm3满载小车位于跨中：=（MxMy）1.15WxMy=1.15(38.4810835.01107)3.7631071.61107142N/mm22352176N/mm得满载使用要求主梁静刚度校核.拥有两个刚度支腿的龙门起重机，小车位于跨中是静挠度按简支梁计算（P1P2）L3fC2f48EI式中：C2将小车轮压用他们作用于跨中的协力代替计算挠度获得换算系数P129.25tP236.27ta11.705ma21.295m9C2P1（1a1）【3（1a12P2（1a2）【3（1a22）】）】4R2L42LR2L42L29.25（11.705）【3（11.705236.27（11.295）【3（1

16、1.2952）】）】465.52224422465.522244224=4(0.11+0.136)=0.984f65.521042400030.98426mm2.11053.455101048f=24000/800=30mmff主梁静刚度合格支腿计算支腿各截面计算特性大端：截面积：A=88224mm2截面惯性矩：Ix1.3671010mm4Iy5.1561010mm4抗弯模数：Wx3.232107mm3WY4.388107mm3静面矩：Sx1.69107mm3小端：截面积：A=36880mm2截面惯性矩：Ix8.469109mm4Iy2.064109mm4抗弯模数：Wx1.415107mm3W

17、Y7.766106mm30.45h处：截面积：A=63488mm210截面惯性矩：Ix1.3781010mm4Iy1.6681010mm4抗弯模数：Wx2.65107mm3WY2.255107mm30.72h处：截面积：A=75792mm2截面惯性矩：Ix1.4161010mm4Iy3.1071010mm4抗弯模数：Wx3.0107mm3WY3.248107mm37.1内力解析对于拥有两个刚性支腿的龙门起重机支腿按一次超静定龙门架箱体进行内力计算，不带悬臂的龙门起重机小车最近一条支腿处为计算龙门起重机支腿内力的最不利工况。内力计算分龙门架平面和支腿平面两种情况议论。7.1.1龙门架平面支腿内力

18、计算由起升载荷和小车自重载荷引起的内力11VBR(1L0)61.6104(11903)56.72104NL24000HR3L0(LL0)61.6104231903(240001903)1.85104N2hL(2K3)1360024000(21.7133)式中支腿抗弯刚度比KI2h3.3181010175501.713I1L1.416101024000MQcMDHh1.85104136002.516108Nmmb.由小车惯性力引起的内力.VAVBPHXhL513600=1.5108.5104N式中：PHC5ma1.51.291060.0781.5105NHAHB1PHX11.51057.5104

19、N22MxcMDHAh8.51041360011.56108Nmm由支腿风载荷引起的支腿内力PwckhaA=1.31.251.027=46.875qWPW3.23103N/mm13600Mwc1qwh223.2310313600222.98105NmmMD012由起升载荷、自重载荷引起的支腿垂直载荷VA及内力支反力：VAR（1L0）1GL2=61.6104(11.90)11.11910424267.15104N抗拉力：VA67.15104Htan77.5tan14.887104N轴向力：NVA2H2=(67.15104)2(14.887104)268.78104N支腿自重：qz8104NMQz

20、VAGZaHh2=67.1510430008104300014.887104136002=1.1108Nmm风载荷引起的内力：pwCKhaA=1.31.251.048=78NqAh2MW2=15.7351031360022=5.3105Nmm式中qAPW5.735104N/mm1360013大车制动惯性力引起的内力PH5ma1.5ma=1.52250000.0852.87104NMpHPAh2.87104136003.9108Nmm由运行侧向力PS引起的支腿内力McSh5.33104136007.25108Nmm门架平面共同弯矩MQXMQcMxcMwc=2.51610811.561082.98

21、10514.08108Nmm支腿平面共同弯矩MZMQZMwzMHzMC=1.11085.31053.91087.2510812.26108Nmm8.支腿强度计算在龙门架平面内，支腿上端为危险截面，在支腿平面内，支腿下端为危险截面，其危险截面的强度校核如下：MAW式中许用应力折减系数，根据支腿柔度hrmin由轴压稳定系数表查取11.132，m0.7，z2rmin为支腿截面的最小惯性半径，14rminIx5.1561010A764.5m88224rzmIx1.4151010A36880619.4mmm1.1320.713600764.514.1查表得0.98z1.132213600619.449.

22、7查表得0.988.1强度验算（支腿上端为危险截面）MNMNWyWxF14.0810812.2610868.781044.3881073.2321078822477.81N/mm2176N/mm21.33验算合格9.支腿整体稳定性校核取距支腿小端0.45h处截面NMxMy（X1.32213600，取0.79）AWyWx66.246568.781047.741086.51080.79634882.2551072.6510772.56N/mm210.稳定性验算（0.45h处截面）门架平面弯矩：a.起升载荷：M11.8510474801.384108Nmmb.小车：M28.410474806.358108Nmmc.风载荷:M30.53.23103748029.04104Nmm总弯矩：M0.45hM1M2M37.74108Nmm15支腿平面：起升载荷：M167.1510416508104300014.88710474801.14108Nmm15.7352b.风载荷：M2103748021.6105Nmm2c.大车制动惯性载荷：M32.8710474802.15108Nmmd.侧向力引起的载荷：M45.3310460203.2108Nmm总弯矩：M0.45h6.5108Nmm11.地