内容发布更新时间 : 2024/11/8 14:44:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

双梁门式起重机设计计算书 (40.0吨36.0米)

注：风力、风力集度及迎风面积的含义在这里均为沿大车轨道方向。 ⒊惯性力、风力的共同作用：

当大车制动，产生的惯性力和存在风力往往是同时出现的，在强度计算中，应考虑其合力作用，详见表３－８

表３－８ 单位：KN,KN/m

┌──────┬───┬───────┬───┬──────┐ │构 件 名 称 │符 号│均布集度(KN/M)│符 号│ 集中力(KN) │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │主梁跨中段 │ │ │ │ │ ├──────┤ Q0 │ 1.344 │ │ │ │主梁悬臂段 │ │ │ │ │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │ 主梁上横梁 │ │ │ P12 │ 0.545 │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │刚 性 支 腿 │ Q5A │ 0.868 │ │ │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │柔 性 支 腿 │ Q5B │ 0.00 │ │ │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │下 横 梁│ │ │ P6 │ 1.403 │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │司机房及电气│ │ │ PD │ 2.900 │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │电 气 房│ │ │ P8 │ 2.550 │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │梯 子 平 台 │ │ │ │ 0.700 │ ├──────┼───┼───────┼───┼──────┤ │大车运行机构│ │ │ │ 22.008 │ └──────┴───┴───────┴───┴──────┘ ⒋小车集中惯性力

当大车制动时，起重量及小车质量产生集中惯性力，它通过车轮作用于二根主梁上，若摩擦系数为0.14，大车驱动轮数n攬驱攭=8，全部车轮数n攬全攭=16，其比值为0.0，则作用于一根主梁的集中惯性力PH0为：

PH0=0.035*(PQ+GX)=0.035*(40.000+6.000)=1.610 (t)=16.100 (KN) ⒌小车集中风力

当风沿着门机轨道方向吹时，小车沿此方向迎风面积为XDS，则工作状态风力为： PW0=0.025*1.5*XDS/2=0.025*1.5*8.000/2=0.150 (t)=1.500 (KN) 水平合力P0为：

P0=PH0+PW0=16.100+1.500=17.600 (KN) ⒍小车制动惯性力

PY=0.35*(PQ+GX)*0.039/(0.14*0.5)

=0.35*(40.000+6.000)*0.039/(0.14*0.5) =0.897(t) ⒎偏斜侧向力

因侧向力计算值不准确，引起应力不大，故本计算中忽略此因素。

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三、载荷组合憖

根据ＧＢ３８１１－８３规范，载荷组合如下表：

门式起重机结构载荷组合 表３－９

┌─────────┬─────────┬─────────┐ │ 部件名称 │ 主 梁 │ 支 承 架 │ ├─────────┼────┬────┼────┬────┤ │ │ Ⅰ │ Ⅱ │ Ⅰ │ Ⅱ │ ├──────┬──┼────┼────┼────┼────┤ │自 重 载 荷 │ Ｇi│ Ｇi │ Ｇi │ Ｇi │ Ｇi │ ├──────┼──┼────┼────┼────┼────┤ │运行冲击系数│ Ｏ4│ │ Ｏ4 │ │ Ｏ4 │ ├──────┼──┼────┼────┼────┼────┤ │起 升 载 荷 │ Ｑ │ Ｑ │ Ｑ │ Ｑ │ Ｑ │ ├──────┼──┼────┼────┼────┼────┤ │起升动载系数│ Ｏ2│ Ｏ2 │ Ｏ2 │ Ｏ2 │ Ｏ2 │ ├──────┼──┼────┼────┼────┼────┤ │水平惯性力 │ＰH │ │ ＰH │ │ ＰH │ ├──────┼──┼────┼────┼────┼────┤ │风 力 │Ｐwi│ Ｐwi │ Ｐwi │ Ｐwi │ Ｐwi │ ├──────┼──┼────┼────┼────┼────┤ │偏斜侧向力 │ Ｐs│ │ Ｐs │ │ Ｐs │ ├──────┼──┼────┼────┼────┼────┤ │门架水平推力│ Ｔ │ Ｔ │ │ Ｔ │ │ └──────┴──┴────┴────┴────┴────┘

由于主梁和支承架均以载荷组合Ⅱ作用时，受力严重，故以此工况校核强度和稳定性。组合Ⅱ的工况为：大车运行和满载下降同时制动的工况，此时侧向横推力减弱了，可忽略不计。

第三节 龙门架强度设计计算 一、主梁内力计算憖

⒈垂直载荷作用产生内力

主梁在垂直载荷作用下，取计算简图为简支刚架，作用有均布载荷及集中轮压，主梁的跨中截面１－１及主梁的悬臂根部２－２为危险计算截面。 ⑴ 小车位于跨中时，计算简图如图３－４

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ZS1=1.326(m) ZS2=1.726(m) YS1=1.326(m) YS2=1.726(m) S=36.000(m) P1=25.300(t) Q1=1.202(t/m)

由上图及结构力学知识，可得１－１截面垂直弯矩MX1、剪力QX1以两轮压合力为P1，计算弯矩时，应考虑小车轮距B的影响，设影响系数为C1，则： C1=(1-B/(2*S))^2

=(1-2.5/(2*36.000))^2 =0.932

弯矩计算系数K1为：

K1=(1+GX/PQ*O4/O2)*O2*C1+(FG1/PQ-2*(ZFG2*ZS2+YFG2*YS2)/PQ/S)*O4

=(1+6.0/40.0*1.1/1.1)*1.10*0.9+(39.3/40.0-2*(1.9*1.7+1.9*1.7)/40.00/36.0)*1.1 =2.251

计算弯矩MX1为： MX1=PQ*S/800*K1

=40.000*36.000/800*2.251 =4.051 (MN·m) QX1=(GX*O4+PQ*O2)/400

=(6.000*1.100+40.000*1.100)/400 =0.126 (MN)

⑵ 小车作用在悬臂端极限位置时，计算简图如图３－５所示。

由上图及结构力学知识，可得２－２截面垂直弯矩MX2、剪力QX2为： K2=(1+GX/PQ*O4/O2)*O2+ZFG2*ZS2/(PQ*ZS1)*O4

=(1+6.00/40.00*1.1/1.1)*1.1+1.89*1.73/(40.00*1.33)*1.1 =1.333

MX2=PQ*ZS1*K2/200 =40.0*1.3*1.3/200 =0.353 (MN·m)

QX2=(GX*O4+PQ*O2+2*ZFG2*O4)/200

=(6.000*1.10+40.00*1.1+2*1.886*1.1)/200 =0.274 (MN)

⒉水平载荷作用产生内力

主梁和上端梁组成水平框架，承受水平惯性力、风力和小车及吊重引起的惯性力。其中水平惯性力和风力为均布作用载荷，小车及吊重引起的惯性力为移动的集中载荷作用。 ⑴水平框架超静定内力计算：

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小车位于跨中或位于悬臂端时，计算简图如图３－６，３－７所示。

P0=1.760(t) 2B1=4.160(m) Q0=0.134 (t/m)

由图可见，水平框架为多次超静定结构，利用结构力学的对称性，从两端梁中间截开得到计算的基本系统，由于结构对称，载荷反对称，基本系统的断开截面只有剪力，而且两边的剪力不相等。为计算方便，P0与Q0分别作用，求超静定内力。

均布载荷作用，基本系统由Q0和内力X1Z=1,X1Y=1作用，弯矩图如图３－８、３－９所示：

KYZ=IY1/IY12B

=4.950e-002/6.337e-003 =7.810 KYY=KYZ=7.810

AS=3.0*ZS2+S+B1*KYZ

=3.0*1.726+36.000+2.080*7.810 =57.424 (m)

BS=3.0*YS2+S+B1*KYY

=3.0*1.726+36.000+2.080*7.810 =57.424 (m)

CS=(4.0*ZS2*ZS2*(ZS2+S)/(S*S)+2.0*YS2*YS2*S/(S*S)-S)

=(4.0*1.7*1.7*(1.7+36.0)/(36.0*36.0)+2.0*1.7*1.7*36.0/(36.0*36.0)-36.0) =-35.487 (m)

DS=(4.0*YS2*YS2*(YS2+S)/(S*S)+2.0*ZS2*ZS2*S/(S*S)-S)

=(4.0*1.7*1.7*(1.7+36.0)/(36.0*36.0)+2.0*1.7*1.7*36.0/(36.0*36.0)-36.0) =-35.487 (m)

DT11=AS*B1*B1/(3.0*E1*IY1)

=57.424*2.1*2.1/(3.0*210000.0*4.950e-002) =0.008 (m)

DT22=BS*B1*B1/(3.0*E1*IY1)

=57.424*2.1*2.1/(3.0*210000.0*4.950e-002) =0.008 (m)

DT12=0.5*S*B1*B1/(3.0*E1*IY1)

=0.5*36.0*2.1*2.1/(3.0*210000.0*4.950e-002)

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