L型門式起重機(jī)設(shè)計(jì)

《L型門式起重機(jī)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《L型門式起重機(jī)設(shè)計(jì)（34頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 學(xué)校代碼：10904 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 L型門式起重機(jī)設(shè)計(jì) 姓 名： 尤林 學(xué) 號(hào)： 201115120261 指導(dǎo)教師： 張姍 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 完成日期： 2015年4月20日 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 L型門式起重機(jī)設(shè)計(jì) 姓 名： 尤林 學(xué) 號(hào)： 201115120261 指導(dǎo)教師： 張姍 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 完成日

2、期： 2015年4月20日 【精品文檔】第 27 頁(yè) 摘 要 本設(shè)計(jì)采用許用應(yīng)力法以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法對(duì)門式起重機(jī)橋架金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程先用估計(jì)的門式起重機(jī)各結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)對(duì)起重機(jī)的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度進(jìn)行粗略的校核計(jì)算，待以上因素都達(dá)到材料的許用要求后，畫出橋架結(jié)構(gòu)圖。然后計(jì)算出主梁和端梁的自重載荷，再用此載荷進(jìn)行橋架強(qiáng)度和剛度的精確校核計(jì)算。若未通過(guò)，再重復(fù)上述步驟，直到通過(guò)。由于門架的初校是在草稿中列出，在設(shè)計(jì)說(shuō)明書中不予記錄，僅記載橋架的精校過(guò)程。設(shè)計(jì)中參考了各種資料, 運(yùn)用各種途徑, 努力利用各種條件來(lái)完成此次設(shè)計(jì). 本設(shè)計(jì)通過(guò)反復(fù)斟酌各種設(shè)計(jì)方案,

3、 認(rèn)真討論, 不斷反復(fù)校核, 力求設(shè)計(jì)合理;通過(guò)采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以及參考前人的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn), 力求有所創(chuàng)新;通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法, 繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功能, 力求設(shè)計(jì)高效。 關(guān)鍵詞: L型門式起重機(jī); 校核; 許用應(yīng)力 Abstract This design uses a design by stress method and computer aided design method of gantry crane metal structure. Design process to use estimates of gantry crane struct

4、ure size data of crane strength, fatigue strength, stability and stiffness of rough calculation, these factors have to be reached Materials Xu requirements, draw bridge structure. Then calculate the main beam and side beam weight load, and then load the bridge this exact strength and stiffness calcu

5、lation. If not passed, repeat the above steps, until the. The door frame is first listed in the draft, no record in the design manual, sizing process only records the bridge. Design reference all kinds of information, using various means, to use a variety of conditions to complete the design. This d

6、esign by repeatedly considering various design options, serious discussion, repeatedly check, and strive to design reasonable; by taking the advanced experience of the computer aided design method and with reference to the former, and strive to innovate; through computer aided design method, design

7、calculation and drawing can give full play to the computer's powerful auxiliary function, and strive to design efficient. Key Words: L type gantry crane; check; allowable stress 目 ? ?錄? 第1章 總體方案設(shè)計(jì) 1.1 基本參數(shù)和已知條件 2 1.2 材料選擇及許用應(yīng)力 2 第2章 門架的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 門架主要尺寸確定 3 2.1.1 主梁幾何尺寸和特性 3 2.1.2 主梁幾

8、何特性 3 2.1.3支腿總體尺寸 3 第3章：載荷計(jì)算 3.1門架的計(jì)算載荷： 8 第4章：內(nèi)力計(jì)算 4.1主梁的內(nèi)力計(jì)算 12 4.1.1垂直面內(nèi)的內(nèi)力 12 4.1.2水平載荷引起的主梁內(nèi)力 16 4.2支腿的內(nèi)力計(jì)算 18 4.2.1 門架平面內(nèi)的支腿內(nèi)力計(jì)算 18 4.2.2 支腿平面內(nèi)的支腿內(nèi)力計(jì)算 22 第5章 強(qiáng)度計(jì)算 5.1 主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 27 5.1.1彎曲應(yīng)力驗(yàn)算 27 5.1.2 主梁剪應(yīng)力的驗(yàn)算 27 5.1.3主梁扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的驗(yàn)算 28 5.2 支腿的強(qiáng)度驗(yàn)算 29 第6章 門架的剛度計(jì)算 6.1主梁的剛度計(jì)算 31 6.2支

9、腿靜剛度計(jì)算 31 6.3主梁動(dòng)剛度計(jì)算 39 第7章 門架的穩(wěn)定性計(jì)算 7.1 主梁的穩(wěn)定性 38 7.2 支腿的穩(wěn)定性 41 7.3 支腿上下法蘭盤上的螺栓計(jì)算 42 第8章 主梁的拱度和翹度 第9章 整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性校核 9.1非工作狀態(tài)下空載制動(dòng) 45 9.2工作狀態(tài)下空制動(dòng) 45 9.2.1工作狀態(tài)下大車滿載制動(dòng) 46 9.3 工作狀態(tài)下小車滿載制動(dòng) 46 參考文獻(xiàn) 47 致謝 48 目錄字號(hào)改 引 言 L型門式起重機(jī)是橋式起重機(jī)的一種變形，它的金屬結(jié)構(gòu)像門形框架，承載主梁下安裝兩個(gè)L型支腿，可以直接在地面軌道上行走，主梁兩端可以有外伸懸臂梁

10、。門式起重機(jī)具有場(chǎng)地利用率高，作業(yè)范圍大，適應(yīng)面廣，通用性強(qiáng)等特點(diǎn)門式起。L型門式起重機(jī)的制造安裝方便，受力情況好，自身質(zhì)量較小，但是，調(diào)運(yùn)貨物通過(guò)支腿處的空間相對(duì)小一些。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是32噸的單梁門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)是為了配合專業(yè)課的教學(xué)工作而進(jìn)行的，是對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一次良好的實(shí)踐和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也是對(duì)起重機(jī)完整認(rèn)識(shí)的一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求我們畢業(yè)生對(duì)起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、焊接、制造工藝流程、技術(shù)要求等有一定的了解和掌握。 本設(shè)計(jì)書編寫時(shí)引用了教材《機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（第一版，徐格寧主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2008）的有關(guān)內(nèi)容。 第1章

11、總體方案設(shè)計(jì) 1.1 基本參數(shù)和已知條件 起重量：32/5t 跨 度：30m 起升高度：11/12m 工作級(jí)別：A5 起升速度：7.4/19.8m/min 大車運(yùn)行速度：45.9m/min 小車運(yùn)行速度：39m/min 小車自重：11.87t 臂長(zhǎng)（右懸臂長(zhǎng)度）：10006mm 大車輪距：8500mm 小車輪距：3500mm 吊鉤左極限：5000/6950mm（主/副） 吊鉤右極限：5000/3050mm（主/副） 1.2 材料選擇及許用應(yīng)力 根據(jù)總體結(jié)構(gòu)采用箱形梁，主要采用板材及型材。主梁、端梁均采用Q235鋼，二者的聯(lián)接采用螺栓連接。 材料許用應(yīng)力及

12、性質(zhì)： 取= (1-1) 取= (1-2) 取= (1-3) 第2章 門架的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 門架主要尺寸確定 門架的主要構(gòu)件有主梁、支腿和下橫梁，皆采用箱形結(jié)構(gòu)。主梁截面如圖所示，其幾何尺寸如下： 1600 1850 2240 1540 20 10 圖2-1 主梁的截面尺寸 2.1.1 主梁幾何尺寸和特性 高度H=(1/15～1/25)S =(1/15～1/25)30 =1200mm～2000mm

13、 取腹板高度H=2270mm , 寬度 =(0.6～0.8)2270mm =1362～1816mm 取Bs=1850mm，Bx=1600mm, 腹板厚度 其他板厚 其余尺寸 h = 2240mm b = 1540mm 2.1.2 主梁幾何特性 截面積：A= 93320 形心：732.0 mm 880.5mm 慣性矩： 2.1.3支腿總體尺寸 支腿幾何圖形如圖2-2所示，參考同類型起重機(jī)，采用“L”型支腿，確定總體幾何尺寸如下： 圖2-2 支腿的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ；m；m；m；m；H

14、5 = 13800m； ；l1=1.60m；；；l = 7m；B = 8.53m; 計(jì)算門架內(nèi)力時(shí)，取計(jì)算高度： 計(jì)算支腿平面內(nèi)力時(shí)，取 支腿界面尺寸及幾何特性支腿截面尺寸如圖2-3所示，其幾何特性為： 1512 1400 1312 8 1416 （a） A-A截面 (b) B-B截面 圖2-3 支腿界面尺寸 截面： 截面： 折算慣性矩： 下橫梁截面尺寸如圖所示，其截面幾何特性為： 750 1255 550 10 10 12 1275 y (c) C—C圖編號(hào)？？ 截面 圖2-4

15、支腿界面尺寸 截面： 系數(shù)： (2-1) 式中 ——主梁繞軸慣性矩； ——支腿折算慣性矩； 第3章載荷計(jì)算 3.1門架的計(jì)算載荷： (3-1) 有懸臂通用門式起重機(jī)支腿總質(zhì)量約為 mt=(0.7～0.9)mG mG為有懸臂的主梁總質(zhì)量 66.34t=(0.7～0.9) mG+mG =34.91t～39.02t 取36t 主梁的單位長(zhǎng)度質(zhì)量： q=(360009.8)/50012 =7..5N/mm 3.2小車輪壓： 單主梁小

16、車有兩個(gè)垂直車輪輪壓 (3-2) 計(jì)算輪壓： 由第二章，動(dòng)力系數(shù)可按下式計(jì)算： 取，則 2 = 486511.69N =243255.845N 3.3小車制動(dòng)引起的慣性力 小車制動(dòng)時(shí)的慣性力受限于小車車輪與軌道的粘著力，即 (3-3) 式中 ——粘著系數(shù)， ——主動(dòng)車輪輪壓 帶入數(shù)據(jù)得32866.995N。 3.4大車制動(dòng)時(shí)的慣性力 大車制動(dòng)時(shí)的慣性力也受限于車輪與軌道的粘著力 主梁自重引起的慣性力

17、 (3-4) ？？？？ N 在本設(shè)計(jì)中，大車車輪總數(shù)為8，主動(dòng)車輪數(shù)為2 貨物自動(dòng)和小車自重引起的慣性力 若取作用在處： (3-5) =40679N 支腿自重引起的慣性力 支腿自重： (3-6) 主梁自重引起慣性力化成均布載荷 (3-7)

18、 3.5風(fēng)載荷 1）作用于貨物的風(fēng)載荷 當(dāng)Q=32t時(shí) A=18 (3-8) =1.7525018 =78575N 2）作用在小車上的風(fēng)載荷 (3-9) 可知 =3000N 式中 ——小車的迎風(fēng)面積，由小車防雨罩的尺寸確定， 3）作用在主梁上的風(fēng)載荷 (3-10) 式中 ——主梁

19、長(zhǎng)度方向的迎風(fēng)面積： 將主梁上的風(fēng)載荷化為均布載荷 4）作用在之腿上的風(fēng)力 式中 化為均布載荷 第4章 內(nèi)力計(jì)算 4.1主梁的內(nèi)力計(jì)算 4.1.1垂直面內(nèi)的內(nèi)力 計(jì)算主梁的內(nèi)力時(shí)，將門架當(dāng)做平面靜定結(jié)構(gòu)分析 (1) 主梁均布自重引起的內(nèi)力： 支反力 (4-1) 剪力 (4-2) 彎矩 跨中 由主梁自重引起的內(nèi)力由下圖所示 圖4-1 主梁內(nèi)力載荷圖 移動(dòng)載荷引起的主梁內(nèi)力取小車輪壓： 分別計(jì)算小車位于跨中和懸

20、臂端時(shí)的主梁內(nèi)力 ：小車位于跨中 圖4-2主梁內(nèi)力 最大彎矩作用位置 求得支反力 剪力 ：小車位于懸臂端 圖4-3 支反力 剪力 彎矩 小車制動(dòng)慣性力引起的主梁內(nèi)力當(dāng)小車制動(dòng)時(shí)，慣性力順主梁方向引起的主梁內(nèi)力。 圖4-4支反力 剪力 彎矩 支座處 跨中 4.1.2水平載荷引起的主梁內(nèi)力 當(dāng)大車制動(dòng)時(shí)，由慣性力和風(fēng)載荷引起的主梁內(nèi)力。在主梁水平面內(nèi)，大車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力順大車軌道方向，其中由主梁自重引起的和由滿載小車自重引起的的計(jì)算值已于前述，順大車軌道方向的風(fēng)載荷為，，（其值也列在前面）。他們引起的主梁內(nèi)力見下圖 圖4-5 主梁內(nèi)力圖 小車在跨中 彎

21、矩 小車在懸臂端 彎矩 現(xiàn)分別將主梁垂直面和水平面內(nèi)的彎矩列表如下表頭？？？ ： 4-1主梁彎矩表： 主梁面內(nèi)彎矩（NM） 產(chǎn)生彎矩的外力 小車的位置 主梁均布質(zhì)量q 移動(dòng)載荷p 小車在跨中 小車在懸臂 產(chǎn)生彎矩的外力 小車的 位置 小車制動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生慣性力 外力合成 小車在跨中 小車在懸臂 主梁水平面內(nèi)彎矩（NM） 產(chǎn)生彎矩的 外力 小車的 位置 等 小車在跨中 小車在懸臂 4

22、.2支腿的內(nèi)力計(jì)算 因?yàn)榭缍戎挥?0m，沒(méi)有超過(guò)35m，所以采用支腿均為剛性。 4.2.1 門架平面內(nèi)的支腿內(nèi)力計(jì)算 (1) 由主梁均布自重產(chǎn)生的內(nèi)力 圖4-6 主梁均布自重產(chǎn)生的內(nèi)力圖 有懸臂時(shí)的側(cè)推力為： (4-3) 為了安全起見，現(xiàn)將有懸臂門架當(dāng)作無(wú)懸臂門架計(jì)算，即 彎矩： (2) 由移動(dòng)載荷產(chǎn)生的內(nèi)力（由小車輪壓產(chǎn)生的主梁內(nèi)力），分為小車在跨中和小車在懸臂端進(jìn)行。 ：小車在跨中 圖4-7 支腿由移動(dòng)載荷產(chǎn)生的內(nèi)力圖 當(dāng)，時(shí)，側(cè)推力為： 彎矩： B：小車在懸臂端，主鉤在

23、左極限位置， 側(cè)推力為： =彎矩： 圖4-8支腿由移動(dòng)載荷引起的內(nèi)力圖（在跨中） 圖4-9支腿由移動(dòng)載荷引起的內(nèi)力圖（在懸臂端） (3) 作用在支腿上的風(fēng)載荷產(chǎn)生的支腿內(nèi)力 圖4-10 支腿內(nèi)力圖 側(cè)推力： 彎矩： (4) 由順小車軌道方向的小車制動(dòng)慣性力和風(fēng)載荷產(chǎn)生的支腿內(nèi)力 圖4-11支腿由小車慣性力引起的內(nèi)力圖 側(cè)推力： 彎矩： 小車在跨中的支腿合成彎矩: 小車在懸臂端的支腿合成彎矩： 4.2.2 支腿平面內(nèi)的支腿內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算支腿平面內(nèi)的內(nèi)力時(shí)，可按小車運(yùn)行到只退位置時(shí)計(jì)算，此時(shí)垂直載荷:

24、 (4-4) 式中各符號(hào)的意義見前述 1 有垂直載荷引起的支腿內(nèi)力 在垂直載荷作用下引起的支腿內(nèi)力得支反力： (4-5) (4-6) 彎矩 圖4-12 支腿的內(nèi)力計(jì)算圖 2.由水平載荷引起的支腿內(nèi)力 在水平載荷和作用下引起的支腿內(nèi)力由； 作用在支腿頂部的水平載荷: (4-7) -作用在支腿中部分的水平載荷： (4-8) 支反力

25、 (4-9) 3.支腿承受從主梁傳遞扭矩作用引起的支腿內(nèi)力 已知 (4-10) 支反力： 1. 支腿自重引起的支腿內(nèi)力 已知一根支腿自重化為均布載荷： 彎矩 支反力： (4-11) 彎矩： 5.下橫梁自重引起的下橫梁內(nèi)力 在計(jì)算支腿平面內(nèi)的門架內(nèi)力時(shí)，可同時(shí)求出支腿上的彎矩和下橫梁中的彎矩及除此之外，下橫梁自重在下載和產(chǎn)生的彎矩： 下橫梁自重，化為均布載荷 支反力： 彎矩 在支腿與下橫梁連接處得

26、下橫梁C-C截面處的彎矩； (4-12) 支腿平面內(nèi)支腿和下橫梁承受的彎矩（）： 4-2支腿承受彎矩表： 表的表頭？、 構(gòu)件 外力 支腿 1041244 774847 671841 30182.4 0 下橫 565247 22000 153564 39670.4 =24000 下橫 1606492 64253 518277 69854.4 =16934.4 第五章 強(qiáng)度計(jì)算 5.1 主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 5.1.1彎曲應(yīng)力驗(yàn)算 由上表可知，主梁在垂直面和水平面內(nèi)

27、的合成彎矩：小車在跨中時(shí)，跨中彎矩最大。小車在懸臂端時(shí)，支承處彎矩最大?，F(xiàn)分別驗(yàn)算主梁跨中和支腿D處的彎曲應(yīng)力。由課本P299增大10％～15％由金屬結(jié)構(gòu)第七章P224以及起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)P525得 跨中彎曲應(yīng)力： (5-1) (5-2) 5.1.2 主梁剪應(yīng)力的驗(yàn)算 根據(jù)上述計(jì)算，小車在懸臂端時(shí)，主梁支承處剪力最大。主梁支承處垂直面內(nèi)的剪應(yīng)力由下式計(jì)算：

28、 (5-3) 小車在跨中： 小車在懸臂端 剪應(yīng)力 主梁在水平面內(nèi)受水平慣性力和風(fēng)力引起的剪應(yīng)力一般較小，可忽略不計(jì) 5.1.3主梁扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的驗(yàn)算 對(duì)于偏軌箱形主梁受扭的影響，其主梁截面除承受自由彎曲應(yīng)力之外，還承受約束彎曲應(yīng)力（以增大15％的自由彎曲應(yīng)力計(jì)入）和剪應(yīng)力。此外，主梁截面還承受純扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，現(xiàn)驗(yàn)算如下： 主梁截面彎心的位置如下圖所示。 800 2255 1549 圖5-1 主梁截面彎心位置圖 (5-4) 小車各部分重量如下： 小車

29、上機(jī)械部分重量 吊重及吊鉤組重量 小車架及防雨罩重量 (1) 外扭矩 (5-5) (2) 主腹板上的剪應(yīng)力 (5-6) (3) 副腹板上的剪應(yīng)力 (5-7) 5.2 支腿的強(qiáng)度驗(yàn)算 支腿平面內(nèi)支腿下部彎矩合成： 支腿和下橫梁強(qiáng)度驗(yàn)算 1）支腿強(qiáng)度驗(yàn)算 由上述門架的內(nèi)力計(jì)算可知，在門架平面內(nèi)，支腿上部彎矩較大，向下逐漸小。而在支腿平面內(nèi)，支腿下部彎矩較大，向上逐漸變小。所以單主梁門式起重機(jī)支腿在兩個(gè)方向的寬度尺寸可變化

30、成為截面形狀，如圖8-15所示 對(duì)于支腿上部截面A-A，當(dāng)小車位于跨中時(shí)，可按門架平面的合成彎矩： 和支腿平面內(nèi)支腿承受主梁傳遞的扭矩 驗(yàn)算彎曲應(yīng)力： (5-8) 對(duì)于支腿下部截面B—B,可只按支腿平面、支腿下部承受的合成彎矩和軸力N合成驗(yàn)算支腿強(qiáng)度 已知 軸向力 N= (5-9) 彎曲應(yīng)力 (5-10) 2）下橫梁強(qiáng)度按C-C截面的合成彎矩驗(yàn)算： 第六章 門架的剛度計(jì)算 6.1主梁的剛度計(jì)算 計(jì)算門架剛度時(shí)，應(yīng)分別對(duì)主梁和支腿進(jìn)行剛度計(jì)算。在進(jìn)行主梁剛度計(jì)算時(shí)，應(yīng)以門架平面作為計(jì)算平面。在進(jìn)行支腿剛度計(jì)

31、算時(shí)，以支腿平面作為計(jì)算平面。主梁剛度按超靜定門架計(jì)算 ① 當(dāng)小車在跨中時(shí)， ② 小車在懸臂端時(shí)， 6.2支腿靜剛度計(jì)算 對(duì)于支腿，只需進(jìn)行支腿平面內(nèi)的剛度計(jì)算即可 （a）支腿水平靜剛度圖 （b）支腿水平靜剛度圖 （c）支腿垂直動(dòng)剛度圖 （d）支腿垂直動(dòng)剛度圖 （e）支腿扭轉(zhuǎn)剛度圖 （f每個(gè)分圖土的圖標(biāo) ）支腿扭轉(zhuǎn)剛度圖 圖6-1支腿靜剛度計(jì)算 ① 水平剛度(圖a,b) 在水平載

32、荷作用下，支腿頂部的水平位移如下計(jì)算： （6-1） 其中，單位水平載荷引起的支腿內(nèi)力為： 在水平載荷作用下引起的內(nèi)力由前所述知 ② 垂直動(dòng)剛度計(jì)算(圖c,d) 在垂直載荷作用下，支腿頂部的垂直位移如下計(jì)算： 公式編號(hào) （6-2） 單位垂直載荷引起的支腿內(nèi)力為： 由前述計(jì)算： ③ 扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算(圖e,f) 支腿受主梁傳遞的扭矩而引起扭轉(zhuǎn)變形，其扭轉(zhuǎn)剛度由下驗(yàn)算： ④ 單位扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算 單

33、位扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算按下式計(jì)算： 6.3主梁動(dòng)剛度計(jì)算 主梁的動(dòng)剛度，可以驗(yàn)算主梁滿載自振頻率來(lái)控制： (6-3) ① 當(dāng)小車在跨中時(shí)， (6-4) 式中 在此 (6-5) 式中 在此 于是 ② 小車在懸臂端時(shí)： 式中 式中 (6-6) 皆大于2HZ，滿足要求。 第七章 門架的穩(wěn)定性計(jì)算 7.1 主梁的穩(wěn)定性 1）主梁的整體穩(wěn)定性：

34、主梁為封閉截面，當(dāng)主梁高寬比h/b<3時(shí)，主梁的整體穩(wěn)定性不必計(jì)算，一般均能滿足要求。 由于h/b=1716/1014=1.69<3, 故主梁的整體穩(wěn)定性不必驗(yàn)算。 2）主梁的局部穩(wěn)定性： 翼緣板的最大外伸部分： （穩(wěn)定） 翼緣板的極限寬厚比為： ， 故需設(shè)置一條縱向加勁肋 主腹板的極限寬厚比為： ， 副腹板的極限寬厚比為： ， 故需設(shè)置橫隔板及兩條縱向加勁肋，主、副腹板相同。 如圖：縱向加勁肋的位置構(gòu)型梁的橫隔板下端與受拉翼緣板間距為60mm,隔板間距a=1900mm,橫隔板的厚度=10mm,板中開孔尺寸為840mm×1340mm, 翼緣板的縱向加勁肋選用角鋼 9

35、0×56×6mm， 主、副腹板采用相同的縱向加勁肋 90×56×6mm， 對(duì)區(qū)隔Ⅰ進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算： 板的歐拉應(yīng)力： (7-1) 式中：—板的厚度，=8mm; B—區(qū)隔寬， b=400mm; E—鋼材的彈性模量， E=; —泊松比，=0.3； 板邊彈性嵌固系數(shù) ～1.26， 取.2 ∵ 區(qū)隔 ∴ 簡(jiǎn)支板的屈曲系數(shù) (壓縮應(yīng)力) (7-2) 板邊兩端應(yīng)力比 <1 (屬于不均勻壓縮板)

36、 ∴ =0.523×107.2MP=56.07MP ∵ =4 ∴ 簡(jiǎn)支板的屈曲系數(shù) (剪切應(yīng)力) （局部壓應(yīng)力） ∴ 板的臨界壓縮應(yīng)力： ==1.2×5.176×74.41=462.175MP 板的臨界剪切應(yīng)力： =1.2×5.59×74.41=499.14MP 板的局部壓 應(yīng)力： =1.2×0.8175×74.41=73MP 又∵ 0.75=0.75×235=176.25MP ∴ ，均大于0.75，需修正 修正值： (7-3) ∵ 區(qū)隔長(zhǎng)寬比 采用以下公式求臨界和應(yīng)力： =

37、 (7-4) 局部壓應(yīng)力=0 平均剪應(yīng)力 ∴ 等效臨界復(fù)合應(yīng)力為 =332.84MP 區(qū)隔的局部穩(wěn)定性驗(yàn)算如下： 當(dāng)小車位于跨端時(shí)，需驗(yàn)算懸臂根部受壓區(qū)隔的局部穩(wěn)定性： 此處彎曲壓應(yīng)力為： 頂部最大拉應(yīng)力為： ∴ 腹板中央兩邊緣應(yīng)力之比為： ∴ ， ， =0.8175； ∴ ==1.2×4.08×74.41=364.3MP>0.75 需修正 修正值：= (7-5) ∴ 等效臨界復(fù)合應(yīng)力為： =274.9MP ∴ 該區(qū)隔的局部穩(wěn)定性驗(yàn)算如下： 區(qū)隔Ⅱ的尺寸與Ⅰ相同，而應(yīng)力較小，故不需計(jì)算。主腹板外側(cè)設(shè)置短加勁肋，與上翼緣

38、板頂緊以支承小車軌道，間距=400mm。 7.2 支腿的穩(wěn)定性 1）支腿的整體穩(wěn)定性： 由《金屬結(jié)構(gòu)》表6-6查得穩(wěn)定系數(shù)=0.748 支腿的整體穩(wěn)定性： (7-6) =6.2MP< 整體穩(wěn)定性通過(guò) 2）支腿的局部穩(wěn)定性： 取截面面積大的C-C截面進(jìn)行計(jì)算： 翼緣板的極限寬厚比為： ， 腹板的極限寬厚比為： ， 故需設(shè)置橫隔板及兩條縱向加勁肋 取支腿大隔板間距a=0.928m 7.3 支腿上下法蘭盤上的螺栓計(jì)算 （1）對(duì)于上法蘭盤： 支腿軸向力： =357351.

39、75N 架方向的彎矩： =5738949.46 N.m 支撐架方向的彎矩： =375733.06 N.m ∴ 距x軸最遠(yuǎn)處的一個(gè)螺栓拉力：=×1.3 =9287.4N ∴ 距y軸最遠(yuǎn)處的一個(gè)螺栓拉力： =18875.6N 則該螺栓所受合力為： =21036.73N 對(duì)于高強(qiáng)度螺栓： =46.52MP ∴ 合格 （2）對(duì)于下法蘭盤： 支腿軸向力： =527351.75N 架方向的彎矩： =5738949.46 N.m 支撐架方向的彎矩： =285556.32N.m ∴ 當(dāng)單獨(dú)作用時(shí)，距x軸最遠(yuǎn)處的一個(gè)螺栓拉力：=×1.3

40、 =20178.3N ∴ 當(dāng)單獨(dú)作用時(shí)，距y軸最遠(yuǎn)處的一個(gè)螺栓拉力為： =17622.7N 則該螺栓所受合力為： =26790.36N 對(duì)于高強(qiáng)度螺栓： =59.25MP ∴ 合格 第八章 主梁的拱度和翹度 為使小車正常運(yùn)行，門式起重機(jī)的主梁也需要在跨間設(shè)置拱度，在懸臂設(shè)置翹度。 主梁跨中央上拱度為 懸臂端的拱度取為， 其它部分按二次拋物線變化考慮制造誤差和可能引起的變化，允許將拱度和翹度值增大40%. 第九章 整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性校核 起重機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性是指起重機(jī)在自重和外載荷作用下抵抗翻倒的能力，保證起重機(jī)具有足夠的抗傾覆穩(wěn)定性是起重機(jī)設(shè)計(jì)中最基本

41、的條件之一。 9.1非工作狀態(tài)下空載制動(dòng) 假設(shè)所有部件（主梁、支腿、下橫梁）的均布載荷方向均在主梁豎直中心線的平面內(nèi)的大車車輪的水平軸線OO上。 則主梁上風(fēng)力及支腿上風(fēng)力對(duì)OO線產(chǎn)生彎矩為： (9-1) =93350.4×9.8+18360×9.8 =1094761.92 N.m 主梁、支腿和下橫梁對(duì)OO線產(chǎn)生的力矩為：

42、 (9-2) =210000+ =4922725.188 N.m ∴ 驗(yàn)算通過(guò) 9.2工作狀態(tài)下空制動(dòng) 此時(shí)主梁上風(fēng)力、慣性力和支腿上風(fēng)力、慣性力產(chǎn)生對(duì)OO線的轉(zhuǎn)矩： (9-3) =（29172+20391.68）×9.8+2（5737.5+15232）×9.8 =691225.164 N.m ∴ 此時(shí)抗傾覆穩(wěn)定性通過(guò) 9.2.1工作狀態(tài)下，大車滿載制動(dòng) 主梁上風(fēng)力、慣性力，支腿

43、上風(fēng)力、慣性力，吊重風(fēng)力、慣性力對(duì)OO線的轉(zhuǎn)矩為： =691225.164+（4183.2+3400）×8 =751890.764 N.m 工作狀態(tài)下主梁、支腿、下橫梁、吊重產(chǎn)生的對(duì)OO線的扭矩為： (9-4) =4922725.188+126175× =5395881.438 ∴ 故工作狀態(tài)下，滿載制動(dòng)抗傾覆穩(wěn)定性通過(guò) 9.3 工作狀態(tài)下，小車滿載制動(dòng)

44、： 此時(shí)小車對(duì)AA線產(chǎn)生的力矩為： (9-5) =126175+ =533821.85 主梁、支腿及下橫梁對(duì)AA線產(chǎn)生的力矩為： (9-6) =5997725.188 ∴ 故工作狀態(tài)下，小車滿載制動(dòng)抗傾覆穩(wěn)定性通過(guò) 參考文獻(xiàn) ［1］ 孫桓、陳作模、葛文杰（西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室）.機(jī)械原理.第七版.北京：高等教育出版社，2006.6-7參照這個(gè)改

45、 ［2］ 徐格寧.起重輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.9-10 ［3］ 西南交通大學(xué)等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.12 ［4］ 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.13-14 ［5］ 大連理工大學(xué)工程畫教研室.機(jī)械制圖（第四版）.北京：高等教育出版社，2005.16-19 ［6］ 楊長(zhǎng)揆、傅東明.起重機(jī)械（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.20-21 ［7］ 陳道南、盛漢中.起重機(jī)課程設(shè)計(jì)（第二版）.北京：冶金工業(yè)出版社，1991.22 ［8］ 濮良貴、紀(jì)名剛、陳國(guó)定、吳立言（西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及

46、機(jī)械零件教研室）機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.北京：高等教育出版社，2007.23 ［9］ 劉鴻文.材料力學(xué)（第四版）.北京：高等教育出版社，2006.24 ［10］ 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)（第六版）.北京：高等教育出版社，2006.26 ［11］ 李廉錕.結(jié)構(gòu)力學(xué)（第四版）.北京：高等教育出版社，2006.28 ［12］ 徐格寧.機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).太原：太原科技大學(xué)教材，2008.31 ［13］ 劉瑞新、曾令宜、華順剛.AutoCAD2004中文版應(yīng)用教程.北京：電子工業(yè)出版社，2005.32-33 ［14］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT 3811-2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)

47、范.中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2008.35 ［15］ 倪慶興、王殿臣.起重運(yùn)輸機(jī)械圖冊(cè).上海交通大學(xué)，1991.36 ［16］ 胡宗武、顧迪民.北京科學(xué)技術(shù)出版社，1989.37 ［17］ 起重機(jī)課程設(shè)計(jì).資料部分.北京鋼鐵學(xué)院出版社，1981.39-40 ［18］ 倪慶興等.起重輸送機(jī)械圖冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1992.41-42 ［19］ 徐啟賀、劉靜香、程鵬飛. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2000.43 ［20］ 馬霄、武良臣.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).北京理工大學(xué)出版社，2008.46 致 謝 通過(guò)最近這段時(shí)間的設(shè)計(jì)，我對(duì)門式起重機(jī)的設(shè)計(jì)步驟、內(nèi)容和方法有了深入的

48、了解，同時(shí)鞏固了已學(xué)的相關(guān)知識(shí)，為以后的工作學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，如強(qiáng)度驗(yàn)算和疲勞驗(yàn)算以誰(shuí)為主，連接板的焊接應(yīng)力等等。經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)，我明白了在高工作級(jí)別的起重機(jī)設(shè)計(jì)中，要以疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算為主，這就為以后工作、科研積累了經(jīng)驗(yàn)。 借此機(jī)會(huì)我要感謝老師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，老師對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了很多的建議，讓我知道了在做設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多方面考慮問(wèn)題，同時(shí)，老師認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，讓我在此次設(shè)計(jì)路上走的更為平坦，衷心的感謝老師，您辛苦了！ 同時(shí)，在大學(xué)四年里我學(xué)到的這么多知識(shí)離不開教導(dǎo)我的每一位老師，是他們辛勤的培養(yǎng)，使我受益匪淺，得到了很多對(duì)我論文有幫助的知識(shí)，為我走上社會(huì)，走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)得基礎(chǔ)。感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們，是他們的幫助使我得畢業(yè)設(shè)計(jì)工作能更順利，有序得進(jìn)行到最后。 最后，感謝所有辛勤付出的老師們！