龙门式起重机总体设计及金属结构设计(3)

面积 F?374.8cm2；静面矩 Sx?10150cm；Sy?6860cm4；cm3；惯性矩 Ix?1328762cm3；Wyl?10884Iy?559431cm4 截面模数 Wx?17035cm3；Wyr?9457cm3。

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

b?H(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。

11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K?(~)Lo，Lo为主

46梁全长。

1．4．1门式起重机的载荷及其组合：

载荷：

作用在门式起重机上的载荷有：起重载荷、门架自重、电气设备及司机室等自重；、及风力等。

1．4．2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 Gq?0.5QLoHo=0.536?32?13?1283.32 无悬臂 Gq?0.7QLoHo=0.736?32?13?3158.21 式中 Q——额定起重量(t)； Lo——桥架(主梁)全长(m)； Ho——起升高度(m)。

门架的计算载荷：qf??1q?1?50.13?50.13N

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。

1．4．3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。

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Pdg为：

cm

Pdg?P?P?PqdgQdgxcdg?Gqvdgtz?(Q?Gxc)vd35.78?21.23(34?26)21.23??231.85 =

50?3150?31gtzq式中 Pdg——大车制动时，由桥架自重引起的水平惯性力；

Gp、Gxc、vd和tz等符号 1．4．4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： S?0.1Vmax 式中 Vmax——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 S?(WA?WB)(37.5?21.9)?31?1023.6 L=

2?512B表示主梁由于侧向力引起的弯矩。其中： ML?S?B?WA?WB153?106?30?127.30 L=325?129?22式中 WA和WB——两支腿处的运行阻力，且WA>WB； TA和TB——两支腿运行牵引力，且TA?TB。 1．4．5进行最大拉力验算： TA?Mxymax44850?245??32kN 22222?mi?yi2?(2?55?2?150?2?245)1．4．6计算受拉单栓承载力

?Nt??0.7P?0.7?175?122.5kN

故 TA??Nt? 验算通过。

1．4．7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。

1．5 门式起重机的计算载荷组合通常考虑以下几种情况：

1．5．1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。

1．5．2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：

1．5．3支腿几何尺寸和几何特性：支腿总体尺寸 采用?型支腿，确定总体

几何尺寸如下：

① 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 载荷情况及组合 门架自重 起升载荷 小车惯性力 大车惯性力 大车偏斜侧向力 门架支承横推— — 主 梁 IIa IId 支 腿 IIb IIc IId ?4Gq ?2Q — Gq — — — — Gm ?4Gm ?2Q — Gm — — — — ?2Q Pxg?? — Pdg?? S?? Pdg?? S?? H S?? H — 力 风力 小车自重 PFm?? PF??? t PF??PFt?? PF??? ?4Gxc Gxc ?xc ?4Gxc Gxc 注：表中Gq——桥架(主梁)自重；Gm——门架(包括主梁和支腿等)自重，PFm??——在门架平面内，沿小车轨道方向

的风力；PF??——在支腿平面内，沿大车轨道方向的风力。其余符号同前述。

t ② 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。

1．5．4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。

2．起重机金属结构设计：

箱型结构形式，支腿型式为“?”型。主要参数及校核计算如下： 2．1．1主梁危险载面的强度校核计算：

主梁的内力计算：计算主梁的内力时，将门架当作平面静定分析 2．1．2正应力的校核验算：

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：

MzmaxMz3max310.21210.763?)?1.15??13127.23? ?2?(?)?1.15????=(3539WzxWy主梁支承载面：

McmaxMcsmax214.36321.65?)?1.15??12158.25? ?z?(?)?1.15????=(4537WcxWys式中 Mzma、xMzmax——主梁跨中的最大垂直弯矩和水平弯矩；

s Mcma、xMcmax——主梁支承载面的最大垂直弯矩和水平弯矩；

Wzx、Wcx——主梁跨中和支承载面对x轴的载面摸数；

Wy——主梁对y轴的载面摸数。

强度许用应力为： ??????sn??240?180.45MPa 1.33 确定应力循环特性r?Nmin15000??0.01 Nmax1500000Q235A钢的强度许用应力为：

?240?180.45MPa ?????s?

n1.33?式中 n?为载荷组合的安全系数。

2．1．3剪应力的校核验算：

箱形载面主梁支承载面处的剪力Qc在腹板上引起的剪应力按下式计算：

?x?QcSx325?203=?131.59

Ix(?1??2)39?(69?56)式中 Sx——主梁载面的一部分对中性轴的静矩； Ix——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：

?y?QsSy2Iy?o=

32?24?106.1

2?13?25式中 Qs——支承处的水平剪力；

Sy——主梁载面的一部分对y轴的静矩； Iy——主梁载面对y轴的惯性矩；

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