120龙门吊计算书Word下载.docx
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2.13
操作平台：
2.14
电器系统：
2.15
起重机运行轨道
三 方案设计
注：
总体方案见图LDSBH12030-00-000
3.1吊梁行车
3.1.1主要性能参数
120t
运行轨距：
2000mm
轴距：
2500mm
卷扬起落速度：
8m/min
运行速度：
0-5m/min
驱动方式：
集中驱动
自重：
8t
卷筒直径：
400mm
卷筒容绳量：
200m
3.1.2起升机构
已知：
起重能力Q静=Q+W吊具=120+1.0=1211t
粗选：
双卷扬，倍率m=12，滚动轴承滑轮组，效率η=0.92,见《起重机设计手册》表
3-2-11，P223，则钢丝绳自由端静拉力S:
：
S=Q静/（η×
m）=121/（0.92×
12）/2=5.4t，选择
JM6t卷扬机；
钢丝绳破断拉力总和∑t：
∑t=S×
n/k=5×
5/0.82=30.4t＜32.3t，选择钢丝
14
4085
911.00082
绳：
6×
37-21.5-1700，GB1102-74，《起重机设计手册》P195。
钢丝绳偏角计算：
示意图如下
2500极限尺寸
2836.5
140 90
1、钢丝绳与滑轮轴垂直平面的偏角
90
β=arctg =1.82°
2、钢丝绳与卷筒轴垂直平面的偏角
140
α=arctg =1.96°
3.1.3运行机构
3.1.3.1车轮直径 《起重机设计手册》P355已知Q=120t、G小=8t、集中驱动
2´
P +P
则P =（Q+G）/4=32，P =G/4=2t，P= max min
=22t
3
max 小 min 小 c
车轮和轨道线接触，L=80mm，轨道方钢40×
80，车轮材料ZG40Mn2，则由公式：
Pc 22´
10000
D≥ = =261mm
K1´
L´
C1´
C2 7.2´
80´
1.17´
1.25
式中K1—常数7.2N/mm2，δb≥800MPa
L—踏面宽80mm
C1—转速系数1.17，v=5m/min，n=
C2—工作级别系数1.25
5
3.14´
0.35
=4.5rpm
选择φ350mm轮组
3.1.3.2运行静阻力（重载运行）
摩擦阻力Fm=（Q+G小）×
w=（120+8）×
0.015=1.92t
坡道阻力FP=（Q+G小）×
i=（120+8）×
0.002=0.26t
风阻力 FW=C×
Kh×
q×
A=1.6×
1.00×
0.6×
150×
30×
10-4=0.432t
式中C—风力系数 1.6 表1—3—11
Kh—高度系数1.00 表1—3—10 《起重机设计手册》
q—计算风压 0.6×
150N/m2表1—3—9
A—迎风面积 30m2 表1—3—17
运行静阻力Fj=Fm+Fp+Fw=1.92+0.26+0.432=2.612t=26120N
3.1.3.3电机选择
Fj´
Vo 26120´
5
静功率Pj= = =1.2kw
1000´
h´
m 1000´
0.9´
2´
60
式中Vo—运行速度5m/min
m—电机个数2个
粗选P=Kd×
Pj=（1.1~1.3）×
1.2=1.32~1.56kw
集中驱动m=1YEJ100L—6 1.5Kw/940rpm
《机械零件设计手册》下册、冶金版、P830
3.1.3.4减速机
n轮=Vo/（π×
D）=5.7/（π×
0.35）=5.2rpm
n电=940rpm
i=n电/n轮=940/5.2=180
3.1.3.5齿轮传动比：
i
=Z2=64=3
齿
Z!
21
3.1.3.6减速机传动比：
i减=i/i齿=60
3.1.3.7选取减速机传动比：
i减选取59
选取减速机型号：
BLY22-59-1.5kw n电=940rpm
3.1.4结构方案
6门滑轮组，吊梁扁担见图吊梁行车
3.2主从动台车轮组计算：
3.2.1.大车车轮踏面计算：
3.2.1.1.已知：
Q=120t，G=72.5t，G1=8t
3.2.1.2载荷计算：
120´
1.1+8+72.5
Pmax= 8
72.5+8
=26.56t
pmin= 8 =10t
c
\p=2Pmax+Pmin
=21t
3.2.1.3车轮踏面接触强度计算：
PC≤K1DLC1C2
车轮和轨道线接触，L=70mm，P43轨道，车轮材料ZG40Mn2则由公式：
D≥ = =339mm
\ Pc
20´
104
K1LC1C2
7.2´
70´
1
L—踏面宽70mm
10
C1—转速系数1.15，v=10m/min，n= =9.1rpm
C2—工作级别系数1.0
3.2.1.4车轮直径选取：
D=500mm
3.2.2.大车驱动功率计算：
3.2.2.1已知：
D=φ350mm v=10m/min
3.2.2.2摩阻：
Fm=（Q+G）ω=（120+72.5）×
0.015=2.88t
3.2.2.3坡阻：
Fp=（Q+G）i=（120+72.5）×
2%=3.85t
3.2.2.4风阻：
Fω=CKhQA=1.6×
1×
10-4
=0.432t
150N/m2表1—3—9
A—迎风面积30m2 表1—3—17
3.2.2.5运行静阻力：
Fj=Fm+Fp+Fω=2.88+3.85+0.432=7.162t
Fjn0
71620´
3.2.2.6电机驱动功率：
Pj=1000hm=1000´
60=6.63kw
3.2.2.7确定实际功率：
P=KdPj=（1.1~1.3）Pj=7.29~8.62kw
3.2.2.8确定驱动电机：
YEJ160M1-6 P=7.5kw n=970rpm
⑴已知：
D=φ500mm，V=10m/min，n电=970rpm
V
⑵车轮转速：
n轮=pD
n电
=6.3rpm
970
⑶整机传动比：
i= = =153
n轮 6.3
Z2 88
⑷齿轮传动比：
i齿= = =3.4
26
⑸减速机传动比：
i减=i/i齿=45
N3
71.57?
1600
2400
⑹选取减速机传动比：
i减选取43
⑺选取减速机型号：
BLY33-43-7.5kw n电=970rpm
（8）实际走行速度：
V=n轮πD=6.3×
π×
0.5=9.9m/min
3.3.主横梁综合性能计算
3.3.1.已知：
Q=120t
龙门吊整机重量：
G=72.5t
吊梁行车重量：
G1=8t
龙门吊跨度：
L=30m，
3.3.2.主横梁主要参数的选取：
（如图1）
桁高：
h=2.06m,桁宽：
H=0.9m
N1
78.23?
1000
N2
1600 1600
57.99?
260
100
12
3.3.3.主横梁截面计算和选取：
（按单横梁计算）材料：
Q345B [σ]=230MPa
190
16
3.3.3.1.上弦杆计算和选取：
（按压杆）
3.3.3.1.1.已知：
Q=120t G小=8t q=0.65t/m
L=30m
P= （1.1Q+G小）=70t
2
计算主横梁最大弯矩：
yPL yqL2
Mmax=1 +2
4 8
1.0´
30
=
4
+1.0´
0.65´
302
8
=598t.m
3.3.3.1.2计算轴向力：
N上=N
Mmax
下
598
= =249t
h 2.4
3.3.3.1.3计算上弦杆所需最小截面积：
N上
A≥f[s]
249´
= =13532mm2
0.8´
230
3.3.3.1.4初选上弦杆截面：
（板材，如右图）A=20096mm2 材料：
3.3.3.1.5计算上弦杆截面性能参数：
节间有效长度：
Lx=Lr=1.6m
⑴计算X向性能参数：
截面惯性矩：
Ix=36005cm4
截面抗压抗弯模量：
W
=Ix=36005=1895cm3
x下
yx 19
Ix
A
36005
200.96
压杆截面的惯性半径：
rx= = =13.4cm
x
压杆的柔度（长细比）：
λ=Lx=160=11.9
rx 13.4
压杆的折减系数：
φx=0.99
查《机械设计手册》第一卷P1-152表1-1-100
⑵计算Y向性能参数：
Iy=7316cm4
Iy 7316
截面抗弯模量：
Wy= = =582cm3
yy 13
Iy
7316
ry= = =6cm
Ly 160
λy= = =26.7
ry 6
φy=0.98
⑶节间力学计算：
Q=120t，G1=8t，m=4，偏载系数ψ=1.1
yQ+G小 1.1´
120+8
轮压：
P轮= = =35t
m 4
P轮Lj
35´
节间弯距：
Mj= = =9.33t.m，Lj=1.6m
6 6
节点弯距：
Md= = =4.67t.m
12 12
3.3.3.1.6上弦杆性能校核计算：
⑴强度校核：
σ=N上+Mj
A Wx
245´
20096
+9.33´
1895
=121.9+49.2=171.1Mpa
σ＜[σ]=230Mpa 通过验算满足使用要求
L
g
⑵刚度校核：
λ=
min
160
6
=26.7＜[λ]=100 通过验算满足使用要求
⑶稳定性校核:
σ=N上+Mj
xfA W
218´
=0.95´
20096
=128.3+49.2=177.5MPa
σx<
[σ]=230Mpa 通过验算满足使用要求
3.3.3.2.下弦杆计算和选取：
3.3.3.2.1计算轴向力：
（由上知）
3.3.3.2.2计算下弦杆所需最小截面积：
材料：
Q235B [σ]=170MPa
N下 249´
240
A≥ = =7323mm2
100
2[s] 2´
170
3.3.3.2.3初选下弦杆截面：
（单根，背靠背，如右图）
224
2[16材料：
Q235B [σ]=170MPaA=12325mm2
3.3.3.2.4计算下弦杆截面性能参数：
Ix=10306cm4
截面抗拉压弯模量：
W=Ix=10306=920cm3
yx 11.2
10306
123.25
rx= = =9.1cm
λ=Lx=160=17.58
rx 9.1
φx=0.98
Iy=6222cm4
Iy 6222
Wy= = =497.76cm3
yy 12.5
6222
ry= = =7.1cm
λy= = =22.5
ry 7.1
φy=0.97
3.3.3.2.5下弦杆性能校核计算：
σ= = =101Mpa
Aj 2´
12325
σ＜[σ]=170Mpa 材料Q235B通过验算满足使用要求
= =22.5＜[λ]=100 通过验算满足使用要求
7.1
σx= = =104MPa
2fAj 0.97´
[σ]=170Mpa 材料Q235B通过验算满足使用要求
3.3.3.3腹杆计算和选取（压杆）
3.3.3.3.1.计算腹杆集中载荷：
Q=120t G小=8t q=0.65t/m L=30m
1.1Q+G小
N=
+q´
34
=81t
3.3.3.3.2计算轴向力:
N 81
斜腹杆:
N1= = =41.3t
2sina 2´
sin78.23°
N1 41.3
N3= = =43.5t
sin71.6°
sin71.6°
式中：
各角度由图1可得
3.3.3.3.2计算腹杆所需最小截面积
N 43.5´
A≥ 3= =3198mm2
j[s] 0.8´
3.3.3.3.3初选腹杆截面：
材料Q235B [σ]=170MPa（对扣图2）方管120*120*8 （A=3419mm2 q=26.84kg/m）
3.3.3.3.4计算腹杆截面性能参数：
节间有效长度：
Lx=Ly=L= =2.58m=258cm
sin78.23°
´
sin71.6°
Ix=687cm4
120
W=Ix=687=114.5cm3
yx 6
687
34.19
rx= = =4.48cm
λ=Lx=258=57 图2
rx 4.48
φx=0.84
同上
3.3.3.3.5腹杆性能校核计算：
σ=3= =127Mpa
Aj 3419
σ＜[σ]=170Mpa 材料：
Q235B通过验算满足使用要求
258
= =57＜[λ]=100 材料：
4.48
σx= 3= =151MPa
fXAj 0.84´
3419
[σ]=170Mpa 材质：
3.3.3.4水平杆计算和选取（压杆）
3.3.3.4.1水平杆轴向力计算：
N2=N1×
cos78.23°
=8.4t （见腹杆轴向力计算）
3.3.3.4.2水平杆所需最小截面积：
N 8.4´
A≥ 2= =617mm2
3.3.3.4.3初选水平杆截面：
材料Q235B [σ]=170MPa
槽钢[12 A=1568mm2 q=12kg/m
3.3.3.4.4计算水平杆截面性能参数：
节间有效长度:
Lx=Ly=1m=100cm
Ix=388cm4
W=Ix=388=61.6cm3
yx 6.3
388
15.68
rx= = =4.97cm
λ=Lx=100
=20.1
rx 4.97
Iy=38cm4
Iy 38
Wy= = =23.9cm3
yy 1.59
38
ry= = =1.5cm
Ly 100
λy= = =66
ry 1.5
φy=0.82
3.3.3.4.5水平杆性能校核计算：
σ=2= =53.57Mpa
Aj 1568
σ＜[σ]=170Mpa 材质：
= =66＜[λ]=100 材质：
σx= 2= =65MPa
fXAj 0.82´
1568
σy= 2= =54.66MPa
fyAj 0.98´
节点计算
σy<
腹杆受力N3=43.5t=435kN ，节点板厚度选用δ12焊缝高度k=8mm 共四条焊缝
435
每条焊缝受力N= =100.75kN
焊缝长度
l= N
f
w 0.7bh
100.75´
103
= =
119mm
[t] 0.7´
1´
8´
150
βf=1 hf=8mm [τ]=150MPa
（4）上弦阳头焊缝计算
共四条焊缝，采用开坡口焊接，坡口采用20×
45°
每条焊缝受力N=2490/4=622.5KN
l= N
下弦阳头计算略。
622.5´
296mm
20´
3.3.3.5主横梁整体性能验算：
3.3.3.5.1主横梁整体截面性能参数：
① 主横梁截面参数：
桁宽H=1m，桁高h=2.4m，节间Lj=1.6m
跨度L=30m
② 主横梁整体截面惯性矩：
I=6983912cm4
I
③主横梁整体截面抗弯模量：
W上=
y上
=6983912=42925cm3
162.7
W下=
y下
=6983912=56595cm3
123.4
3.3.3.5.2主横梁整体刚度验算：
PL3
f= +
48EI
5qL384EI
60´
303´
1000 5´
304´
= +
48´
2.1´
6983912 384´
6983912
=2.301+0.467=2.768cm= ＜[f]=
1083
主横梁整体性能参数通过计算
700
3.3.3.5.4主横梁联接销轴、阴阳头耳板计算及选取
3.3.3.5.5主横梁联接销轴计算及选取（双销）
N 2.49´
106
拉力F= = =1.245×
106KN
2 2
540´
0.6
销轴材质40Cr[τ]= =235MPa
上弦销轴直径D2=
1.33´
4F
p´
235
3
=6748mm2
双销D=82mm， 取D=100mm
下弦销轴直径D2=
4F
2p´
=3374mm2
双销D=58mm， 取D=80mm
3.3.3.5.6联
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