龙门吊设计计算Word格式文档下载.doc
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个设备性能。
计算机技术的应用在很大范围内解决了起重机的设计问题，尤其是有限元分析方法与计算机技术的结合，为起重机结构的准确分析提供了强力的有效手段，在实际工程已日益普及，且今后的结构分析从孤立的单独构件转变到结构系统的整体空间分析。
2.1选题意义
第二章设计任务说明
随着国民经济的快速发展，特别是国家加大基础工程建设规划的实施，建设工
程规模日益扩大，起重安装工程量越来越大，需要吊装和搬运的结构件和机器设备的重量也越来越大，且对起重机的安全性能、效率及耐久性的要求愈来愈高。
按照普遍的构造形式，及造桥用龙门吊应满足工艺性好、通用性好及机构安装检修方便，以便加快施工速度，缩短施工周期的特点，龙门架采用箱形双梁结构，支腿分别采用刚性支腿和柔性支腿，这种结构能够比较处理好功能和技术的要求。
通过这次
100t龙门吊设计，了解钢结构设计的基本过程，巩固大学四年以来所学的专业知识，为以后工作坚固的基础。
2.2设计任务
本次毕业设计题目为100t龙门吊设计，工程概况：
三环高架桥，全长600M，
24跨，每跨为25M预制箱梁。
梁板预制场位于三环高架桥的小桩号路基上，梁板最大重量77吨。
龙门吊的主要设计参数为：
跨度50m、最大起升高度35m、
主起升为100t、副起升60t。
工作状态风压：
w0=0.25kN/m
2，非工作状态风
2
压：
w0=1.0kN/m 。
要求：
（a）、简化结构的力学模型，荷载计算，设计和验算各主要构件；
（b）、绘制一定量的特征节点的施工图；
（c）、所有图纸均用AUTOCAD软件绘制；
根据设计要求作出起重机的立面图，剖面图。
立面图主要表达起重机的造型，各部分的高度及尺寸。
剖面图应表达出起重机的结构情况，构件的组成情况。
设计说明应着重表达自己的设计意图，满足使用功能要求的措施。
龙门吊应力计算。
起升机构设计计算，包括钢丝绳的计算、电动机的选择和校核。
小车机构设计计算、减速器以及链传动计算、大车运行计算。
2.3结构设计依据的主要现行设计及施工规范
（1）.《起重机设计规范》 （GB3811-83）
（2）.《起重机安全规程》 （GB6067-85）
（3）.《通用门式起重机》 （GB/T14406-93）
（4）.《钢结构设计规范》 （GB50017—2003）
（5）.《起重设备安装工程施工及验收规范》 （JBJ31-96）
第三章结构设计计算书
3.1 型式及主要技术参数
3.1.1 型式
箱形双梁门式起重机，由一个两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，在桥架上运行起重小车，可起吊和水平搬运各类物件。
箱形双梁结构具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列优点。
他的主要组成部分有小车（主、副起升机构、小车运行机构和小车架）、桥架（主梁）、大车运行机构和电气设备。
3.1.2 主要技术参数
起重量：
主钩Q主=2×
50t，副钩Q副=60t；
跨 度：
L=50m；
起升高度：
H=35m；
工作制度：
主起升：
中级副起升：
中级小车运行：
中级大车运行：
中级
工作速度：
主起升速度：
v=4.5m/min；
副起升速度：
小车运行速度：
v=24m/min；
大车运行速度：
小车轨距：
2m；
3.2 起重小车的计算
3.2.1．主起升机构的计算
1.主要参数
Q主=2×
50t
工作类型：
中级；
最大起升高度：
H=35m；
起升速度：
v=4.5m/min。
2.钢丝绳的选择：
根据起重机的额定起重量，选择双联起升机构滑轮组倍率为4。
（1）.钢丝绳所受最大静拉力：
9
Smax
Q G钩
2 m 组
式中 Q───额定起重量，Q=50000kg；
G钩───钓钩组的重量，G钩=8400kg；
m───滑轮组倍率，m=4；
组───滑轮组效率，组=0.98。
50000
8400
2 40.98
7449kg
（2）钢丝绳的选择：
所选择钢丝绳的破断拉力应满足：
S绳
n绳；
而S绳
aå
S丝
n绳───钢丝绳安全系数，对中级中级工作类型
n绳=5.5
由上式可得
å
S
Smax n绳
7449
5.5
丝 a 0.85
= 48199kg
根据å
S丝查钢丝绳产品可选用：
钢丝绳6×
19─28─170（GB1102─74），å
因å
S丝>
42648kg，满足要求。
3.滑轮、卷筒的计算
=49250kg，
（1）.滑轮、卷筒最小直径的确定
为确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮、卷筒的直径（自绳槽底部算起的直径）应满足
D （e
1）d绳
式中 e───系数，对中级工作类型的门式起重机，取e=25
所以D≥（25-1）×
28=672mm。
取卷筒直径和滑轮直径为D=700mm。
（2）.卷筒长度和厚度计算
L双 （2L0
L1 L2）L光
æ
H m
而 L ç
max
ö
n÷
l
D
0 ç
÷
è
0 ø
式中 Hmax───最大起升高度，Hmax=35m；
n───钢丝绳安全圈数，n≥1.5，取n=2；
t───绳槽节距，t=
d绳（2~4）=30~34，取t=32mm；
L1、L2───空余部分和固定钢丝绳所需要的长度，
L1=L2=3t；
D0───卷筒的计算直径（按缠绕钢丝绳的中心计算），
D0 D
d绳=700+28=728mm；
L光───卷筒左右绳槽之间不刻槽部分长度，根据钢丝绳
允许偏斜角度确定：
L光 L3
2Hmin*tg（a2）
其中 L3───吊钩滑轮组位于绳槽中心线之间的距离，
L3=415mm；
Hmin───当吊钩滑轮组位于上部极限位置时，卷筒轴和滑
轮轴之间的距离，Hmin=1300mm；
a2───卷筒上绕出的钢丝绳分支相对与铅垂线的允许
偏斜角a2
5o~6o，取tga2
tg6o
0.1。
L光 415
21300
0.1
155mm
4.根据静功率初选电动机
主起升机构静功率计算：
Q G V
N
静
61200
式中 0───起升机构的总效率，
0 组筒传
=0.98×
0.98×
0.95=0.91
（100000
8400）4.5
68KW
6120
0.91
初选电动机功率
N K电 N静
式中 K电───起升机构按静功率初选电动机的系数，JZR2型电动机，取
K电=0.85。
N 0.8568
57.8KW
查电动机产品目录，选择较接近的电动机JZR263—10。
在JC%=25%，功率
N=60KW，转速n=680转/分，最大转矩倍率 =3.48，电动机转子飞轮矩
电
GD2
14.89kg/m2。
主起升机构静功率计算：
（60000
8400）
4.5
50KW
初选电动机功率：
N 0.8550
42.5KW
N=60KW，转速n=680转/分，最大转矩倍率 =3.48，电动机转子飞轮矩
18
5.减速器的选择
（1）.起升机构总的传动比：
i n电
n卷
680
7.874
86.4
根据传动比i=86.4，电动机功率N=60KW， 电动机转速n=680
转/分，工作类型中级，从减速器产品目录，选用A850-V-2-16+开式减速器，传动比i=88.3，输入减速器功率为40KW。
（2）.验算减速器被动轴的最大扭矩及最大径向力
最大扭矩的验算：
Mmax
0.75
*M额*i* M
式中 M额───电动机的额定扭矩，M额=975×
60/680=86kg*m；
i ───传动比，i=88.3；
───电动机至减速器被动轴的传动效率，
=0.94；
───电动机最大转矩倍数， =3.48；
M───减速器低速轴上的最大短暂允许扭矩，
M=19610kg*m。
3.4886
88.3
0.94
18631kg*m
M M
（3）实际起升速度验算：
实际起升速度为：
V D0n
3.14
0.728
4.4m/min
实际 mi
488.3
要求起升速度偏差应小于15%。
V V V实际
4.4
2.2%
15%
V 4.5
满足要求。
6.起动时间与起动平均加速度的验算
（1）.起动时间的验算
1 é
（Q
M
起
t 0.97
G）v2
n K（GD2
ù
）（s）
ê
5
M平起 静ë
n 0
375
电 联ú
û
式中 M平起───电动机的平均启动力矩，M平起
1.6 M额
=1.6×
86=137.6kg*m
M静───电动机轴上的静力矩，
（Q G）D
108400
0
114.755kgm
2mi 0
2 488.6
108400
0.0752
680 ù
ë
t起
137.6
114.755ê
0.975
680
0.91
375
1.2（14.89）ú
=1.46s
符合起动时间在1~2s之间。
（2）.起动加速度的验算
平
a v 0.075
t起 1.46
0.051m/s2
根据《起重机设计手册》表8-13规定a平
0.2m/s2，所以起重机的平均加
速度符合要求。
（3）.电动机起动可靠性的验算对中级工作类型的起升机构应满足下式：
必
平器 1.5M静
式中
平器
必───电动机必须发出的平均起动力矩，
max必 起平器
min
其中 Mmax
───电动机的最大起动力矩，
起 额
Mmax M =3.48×
86=299.3kg*m；
min
───电动机必须发出的最大起动力矩，
1.1M静；
1.1
114.755
126.231kgm
必平器
1.5Mmin
299.3
1.5
126.231
212.765kgm
189.347kgm
，满足要求。
3.2.2．副起升机构的计算
Q主=60t
起升速度：
式中 Q───额定起重量，Q=60000kg；
G钩───钓钩组的重量，G钩=6200kg；
60000
6200
8444kg
8444
= 54638kg
钢丝绳6×
19─28─185（GB1102─74），å
S丝 =
57950kg，因å
为确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮、卷筒的直径（自绳槽底部算起的
直径）应满足
t───绳槽节距，t=
d绳（2~4）=30~34，取t=32
mm；
L光───卷筒左右绳槽之间不刻槽部分长度，根据钢丝绳允许
偏斜角度确定：
5o~6o，取
tga2
L0───卷筒半边的绳槽部分的长度，
÷
35000 4
L ç
2ö
20
1264mm
0 è
3.14
728 ø
卷筒长度L双=2（1264+2×
20）+155=2763mm，取L双=2800mm
（3）.卷筒转速
Vmn卷
D0
4.4
3.14
4
0.728
7.874转/min
N静
6200）4.5
N
0.8550
查电动机产品目录，选择较接近的电动机JZR262—10。
N=45KW，转速n=580转/分，最大转矩倍率 =3.16，电动机转子飞轮矩
12.27kg/m2。
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