160t六四式门式起重机计算书.docx

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160t六四式门式起重机计算书

桁架式起重机设计程序

程序设计：

冶树平

计算日期：

2009年8月15日

80t+80t-L46.5m-H9.3m

六四式桁架门式起重机

设

计

计

算

书

中铁十五局集团第五工程有限公司

2009年8月15日

桁架门式起重机设计程序

程序设计：

冶树平

计算日期：

2009年8月15日

开始时间：

11:

27:

30t

80t+80t-L46.5m-H9.3m

六四式桁架门式起重机设计计算书

一、起重机基本概况

起重机额定起重量：

80t+80t

起重机设定跨度:

46.5m

起重机起升高度：

9.3m

起重机主梁结构：

桁架结构

起重机支腿结构：

桁架结构

起重机悬臂形式：

无悬臂

起重机工作级别：

A3

二、起重机设计依据

1.起重机设计规范GB3811-83

2.起重机安全规程GB6067-85

3.起重机吊钩GB1005.1-188

4.桥式和门式起重机制造和轨道安装公差GB10183-83

5.起重机钢丝绳检验和报废实用规范GB5972-86

6.起重机械制造监督检验规程

7.起重机设计手册中国铁道出版社

8.六四式军用器材手册三、起重机杆件改造、配件制造标准

（1）结构件焊接要求

1.主要受力构件，其对接焊缝质量不得低于JB928-67〈〈焊缝射

线探伤标准》中二级焊缝的规定。

2.焊条、焊丝和焊剂应与被焊接件的材料相适应。

3.焊条应符合GB981-76〈〈低碳钢及低合金高强度钢焊条》的规定，焊接应符合GB985-80«手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》和GB986-80«埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》的规定。

4.焊接工作必须由考试合格的焊工担任。

主要受力构件的焊缝附近必须打上焊工代号钢印。

（2）主要零部件

1.吊钩应有制造单位的合格证等技术证明文件，方可投入使用。

2.钢丝绳

（1）.应符合GB1102-74〈〈圆股钢丝绳》标准，并必须有广品检验

合格证。

（2）.钢丝绳的安全系数，不应小于下表的要求：

机构用钢丝绳安全系数

工作级

别

M1,M2,M3

M4

M5

M6

M7

M8

安全系

数

4

4.5

5

6

7

8

3.卷筒

（1）.卷筒上钢丝绳尾端的固定装置，应有防松或白紧的性能。

⑵.卷筒凸缘应比最外层钢丝绳高出2倍的钢丝绳直径。

（3）.卷筒直径与钢丝绳直径的比值hl不应小于下表的数值:

卷筒和滑轮hl、h2值

工作级别

h1

h2

工作级别

h1

h2

M1,M2,M3

14

16

M6

20

22.4

M4

16

18

M7

22.4

25

M5

18

20

M8

25

28

注：

采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。

4.滑轮

（1）.滑轮直径与钢丝绳直径的比值h2,不应小于上表的数值。

（2）.滑轮应有防止钢丝绳跳出轮槽的装置。

5.制动器

（1）.制动器安全系数，不应小于1.75。

（2）.制动器应有符合操作频度的热容量。

（3）电气设备

1.起重机的电气设备必须保证传动性能的控制性能准确可靠，在

紧急情况下能切断电源，安全停车。

2.起重机电气设备的安装，必须符合GBJ232-82〈〈电气装置安装工程施工及验收规范》的有关规定。

3.起重机供电及电路应设专用馈电线总断路器、起重机总断路器、总线路接触器、遥控电路及白动控制电路、起重电磁铁电路、电缆卷筒和收放装置及电气配线。

4.主要电气元件安全保护，应设白动开关、接触器、过电流继电器和延时继电器、控制器、制动电磁铁、主隔离开关、紧急断电开关、短路保护、失压保护和零位保护、过流保护及接地。

（四）安全防护装置

起重机应设超载限制报警器、力矩限制报警器、上升极限位置限制报警器、下降极限位置限制器、运行极限位置限制器、联锁保护装置、缓冲器、夹轨钳和锚碇装置、风级风速报警器、扫轨板、轨道端部止挡及喷涂符合GB2893勺安全色。

四、起重机金属结构设计

（一）起重机计算载荷的确定

1.白重载荷：

Pg"1小4Pz

=1.05X1.12X1.02

=1.2t/m（桁架白重）

小1一起升冲击系数

小4一运行冲击系数

Pz一桁架净白重

2.起升载荷：

Pq=$2P=1.1X160t=176t

（小2的取值，限制起升速度在18m/min以内。

）

P一额定起重量

小2一动载系数

3.起升装置白重：

Pc=7t

4.水平载荷Ph:

大车制动惯性载荷：

桁架白重惯性载荷：

Phz=Pg/10=1.2/10=0.12t/m

起升载荷惯性载荷：

Phq=（Pq/2+Pc）/10=（176/2+7）/10=9.5t

5.风载荷Pw

Pw=C-Kh•q-A

C一风力系数。

对于桁架结构C=1.25

Kh一风压高度变化系数Kh=（h/10）入0.3

h一起升高度。

m

q一计算风压。

工作状态：

q=150N/mA2

非工作状态：

q=600〜1000N/mA2

A一垂直风向的迎风面积。

mA2

对于单侧桁架：

A=§A'

对于整个门机：

AR（A'+0.57A'）

4—结构的充实率0.3〜0.6

A'一结构的外轮廓面积

Pw=C-Kh•q-§A'

=1.25x（h/10）A0.3x0.015x§A'

=1.25X（9.3/10）A0.3x0.015x0.3x100.8

=0.555t（适用于计算桁架）

Pw=C-Kh•q-§（A'+0.57A'）

=1.25x（h/10）A0.3x0.015xp（A'+0.57A'）

=0.87t（适用于整个门机）

Pw=C-Kh•q-§（A'+0.57A'）

=1.25x（h/10）A0.3x0.08xp（A'+0.57A'）

=4.65t（适用于非工作状态）

（二）起重机结构设计

1.结构强度计算

（1）结构钢材许用应力：

[。

]=。

s/1.33=235/1.33=176MPa

（2）桁架杆件许用内力：

六四式军用梁主要杆件截面特性和容许承载力

构件和杆件名称

截面特，性

杆件容许

承载能力

（kN）

说明

aw

截向向积

（cm2）

4

标准三角

弦杆

2[16B

50.3

0.888

-1160

按中心受压计

斜腹杆

2[8

20.48

0.867

-450

焊接度控制

中竖杆

2Z50X50

X5

9.6

0.594

-150

标准弦杆

2[16B

50.3

+1310

端弦杆

2[16A

4.39

+1140

端构架

斜压杆

2[8

20.48

0.832

-440

（3）采用截面法、节点法计算桁架主梁内力

截面法、节点法计算主梁内力

5600

4650

截面法、节点法计算桁架内力

二MB=

X--I-1-—=

X=——|—=t

二MA=

X—————=

X=————=t

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X-——i—i=

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X1—1——1——1

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X=1-1--1-

-1-=t

2Mg=

X1--1---1

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X=1---一

-1-■1-=t

_Mh=

X1-1-1-11

+4,8*10+95^6+4,8*2=0

X=----1

—-1-1t

_Mm=

X1111

+43打6+91*~2+4愚*日+18*1=。

X=t

_Mn=

X1111

+4,8*14+9b+0+4,8*6+4,8^2=0

X=巳t

-MJ=

X1--1-1-

+4.8*20+95*16+4,8^12+4.8*8+4,8+4=0

X=t

_MK=

X1-—--1-

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二Mt=

X-1-1--1—

+4.81J8-FJ4+■L8*JD+d..-：

126+4.122-F4.-：

"1-

+d.811■I+d.SF'Fo+d.812=0

X二；三斗.it

二Mv=

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X=I—I——I—=t

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X右一sinIIX右一一一I=

X右=「48.81X左=157.121

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X右=It

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X右一sinI成右———

X右=-10.5/8tX左=153一。

t

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二Xx=

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X右一sin«"X右一—-—=

X右=31;tX左=45,3t

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X右一sin.：

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X右———=

X右=55.2tX左=41:

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X右一sin*!

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’'X右一一一

X右=；"注5tX左=.I,-Rt

力法计算支腿内力

取左侧支腿为分离体:

实际荷载作用下轴力图:

Fp

N左=Ht牌=wIt

A

X.J

T

*%，.t

N左|cos技S,Z-「•+N右'cos%号.¥4M-匕I

（N左+N右）cosL'<3.43=t-1.9_5

（N左1N右）=6d.9Jzcos55.21='18一

N左=N右='「匚=.RIt

N右|cos23,6巳6-N左'cosC.E27+5G,」^*cos562^9-~=

N右=1.1^55n左一

N右isinP9.三，+N左』sinE.E77—58.•I=*sin=

（1.‘U=N左一）.ii29.68-+N左isinb.F52/-4S.do!

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N右=.1455*94r8j4-29,31=79.32-

C

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N左=1.145^N右-■C-1.05

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N右=-

N左=11455*15u.I-I□1=53.31-

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N左=l&9.7837-N右

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N右+［,I9*sin--|sin|+sinj3

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N右+一一一=

N右=一-

单位荷载作用下轴力图:

N左-N*_,

B）—-

N右|cosM6&5-N左|cosfdN右=LFgN左

N右'sin*9-臼+N左1sin5.7一1二门

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力法典型方程：

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超定静支腿轴力图:

t

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N右』cos29.585-N左icos§_&wT+58一l^wcos^S—WH—=

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N右+5,19"sin54687—45.31*sin54&&了+11sin43.94

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N右+I235-56.97.32-b7.92?

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N右二19-

六四式桁架各杆件内力检验:

上弦杆最大内力：

X比t

V[N]=100

Xr；X0.0=

二1t

满足要求

下弦杆最大内力：

=Q9t

V-N]=100

X5X0.9=

二1Jt

满足要求

右腹杆最大内力：

2芙t

V[N]=42

X7X0.9=

2G5t

满足要求

左腹杆最大内力：

1匕It

V'N]=42

x6X0.'，=

22/t

满足要求

二号件斜杆内力：

京t

V-N]=41

x7x0.。

=

25^t

满足要求

2.桁架结构刚度计算

国标3811-83规定，静刚度许用值[f]:

对于工作级别为A5及以下的起重机：

[f]=L/700

对于工作级别为A7的起重机：

[f]=L/800

对于工作级别为A8的起重机：

[f]=L/1000

带悬臂的起重机悬臂静冈【J度：

[f]=L1/350

跨中挠度：

f=（P1+P2）LA3XC2/48EI

=（95000+95000）X4400A3

X.33295/（48X2.1X10—6X2829375）

=18.8cm<[f]=L/400=11.6cm刚度较差！

C2一轮压换算合力的换算系数。

C2=（1-B/L）/2*（3-（1-B/L）2）

=（1-36/46.5）/2*（3-（1-36/46.5）2）=0.33295

B一两吊点距离

L—跨度

P1、P卜吊重及吊具。

kg

E一钢材弹性模量。

2.1X10%kg/cm八2

I—主桁架折算惯性矩。

cm八4

2

I=A上xA下xh/（1.2x（A上+A下））=50.3*6*50.3*6*1502/（1.2*（50.3*6+50.3*6））

=2829375cm4

五、起重机抗倾覆稳定性校核及防风抗滑安全性

（一）起重机抗倾覆稳定性校核

1.校核的基本原则

<1>.按照起重机组别的第三组（m）进行校核。

<2>.校核方法：

采用力矩法进行校核。

2.验算工况：

<1>.工况1:

起重机静载试验（1.25倍的额定载荷）时的稳定性。

<2>.工况2:

起重机的正常作业稳定性校核。

<3>.工况4:

非工作状态暴风侵袭稳定性校核。

3.载荷系数：

<1>.工况1:

起升载荷系数Kp：

1.4

<2>.工况2:

起升载荷系数Kp：

1.2

水平惯性力系数Ki:

1

白重系数Kg：

0.95

风力系数Kf:

1

<3>.工况4:

风力系数Kf:

1.15

4.抗倾覆稳定性校核的力矩表达式

ZM=KgMg+KpMp+KiMi+KfMf0

Mg、MpMi、Mf一分别为起重机白重、起升载荷、水平

惯性力和风力对倾覆线的力矩（t-m）

Kg、KpKi、Kf一分别为起重机白重、起升载荷、水平

惯性力和风力的载荷系数

5.抗倾覆稳定性校核

<1>.非工作状态暴风侵袭稳定性校核：

ZM=KgMg+KpMp+KiMi+KfMf

=Kg（0.5（G1+G2）B）-Kf-F・h

=0.475（G1+G2）B-1.15-F・h

=0.475（108.6+24.5）X6.75

-1.15X4.65X9.75