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邯郸市北恒工程机械有限公司
LDSBH12030三角桁架龙门吊计算书
LDSBH12030三角桁架门式起重机
计算书
计算：
审核：
日期：
北恒工程机械有限公司技术科
LDSBH8024三角桁架龙门吊计算书
—起重机主要性能参数
1.1
额定起重量：
120t
1.2
起升高度：
10m
1.3
大车走行距：
30m
1.4
整机运行速度：
0-10m/min
1.5
吊梁行车运行速度：
0-5m/min
1.6
吊梁起落速度：
≤0.75m/min
1.7
适应坡度：
±1%
1.12
二
整机运行轨道和基础：
起重机结构组成
单轨P43 枕木间距，500～600mm卵石道床＞350mm
2.1
吊梁行车：
1台 （120t，五门滑轮组，双卷扬）
2.2
走行总成：
2套
2.3
左侧支腿：
1套
2.4
右侧支腿：
1套
2.5
托架总成：
4根
2.6
主横梁总成：
2根
2.7
吊梁扁担：
1套
2.8
端横联：
2套
2.9
电缆托架：
1套
2.10
行车电缆悬挂：
1套
2.11
行车行程限位：
1套
2.12
夹轨器：
4套
2.13
操作平台：
1套
2.14
电器系统：
1套
2.15
起重机运行轨道
1套
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
额定起重量：
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°
2836.5
2、钢丝绳与卷筒轴垂直平面的偏角
140
α=arctg =1.96°
4085
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
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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
LDSBH8024三角桁架龙门吊计算书
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
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´1.17´1
式中K1—常数7.2N/mm2，δb≥800MPa
L—踏面宽70mm
10
C1—转速系数1.15，v=10m/min，n= =9.1rpm
3.14´0.35
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=1.6×1×0.6×150×30×10-4
=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
3.2.2.5运行静阻力：
Fj=Fm+Fp+Fω=2.88+3.85+0.432=7.162t
Fjn0
71620´10
3.2.2.6电机驱动功率：
Pj=1000hm=1000´0.9´2´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
Z!
26
⑸减速机传动比：
i减=i/i齿=45
N3
71.57?
1600
1600
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：
额定起重量：
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
2400
1600 1600
57.99?
N2
260
100
12
1000
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
1
P= （1.1Q+G小）=70t
190
2
计算主横梁最大弯矩：
yPL yqL2
Mmax=1 +2
4 8
1.0´70´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´104
= =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：
Q345B [σ]=230MPa
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：
截面惯性矩：
Iy=7316cm4
Iy 7316
截面抗弯模量：
Wy= = =582cm3
yy 13
Iy
A
7316
200.96
压杆截面的惯性半径：
ry= = =6cm
Ly 160
压杆的柔度（长细比）：
λy= = =26.7
ry 6
压杆的折减系数：
φy=0.98
查《机械设计手册》第一卷P1-152表1-1-100
⑶节间力学计算：
已知：
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´1.6
节间弯距：
Mj= = =9.33t.m，Lj=1.6m
6 6
P轮Lj
35´1.6
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´104
=
20096
+9.33´104
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
x
x
xfA W
218´104
=0.95´20096
+9.33´104
1895
=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：
（按压杆）
3.3.3.2.1计算轴向力：
（由上知）
N上=N
Mmax
=
下
598
= =249t
h 2.4
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´104
12
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
12
3.3.3.2.4计算下弦杆截面性能参数：
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=10306cm4
x
截面抗拉压弯模量：
W=Ix=10306=920cm3
yx 11.2
Ix
A
10306
123.25
压杆截面的惯性半径：
rx= = =9.1cm
x
压杆的柔度（长细比）：
λ=Lx=160=17.58
rx 9.1
压杆的折减系数：
φx=0.98
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：
截面惯性矩：
Iy=6222cm4
Iy 6222
截面抗弯模量：
Wy= = =497.76cm3
yy 12.5
Iy
A
6222
123.25
压杆截面的惯性半径：
ry= = =7.1cm
Ly 160
压杆的柔度（长细比）：
λy= = =22.5
ry 7.1
压杆的折减系数：
φy=0.97
查《机械设计手册》第一卷P1-152表1-1-100
3.3.3.2.5下弦杆性能校核计算：
N下 249´104
⑴强度校核：
σ= = =101Mpa
Aj 2´12325
σ＜[σ]=170Mpa 材料Q235B通过验算满足使用要求
L
g
⑵刚度校核：
λ=
min
160
= =22.5＜[λ]=100 通过验算满足使用要求
7.1
N下 249´104
⑶稳定性校核:
σx= = =104MPa
2fAj 0.97´2´12325
σx<[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：
材料：
Q235B [σ]=170MPa
已知：
已知：
Q=120t G小=8t q=0.65t/m L=30m
1.1Q+G小
N=
2
+q´34
2
=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´104
A≥ 3= =3198mm2
j[s] 0.8´170
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：
2.4
节间有效长度：
Lx=Ly=L= =2.58m=258cm
sin78.23°´sin71.6°
⑴计算X向性能参数：
截面惯性矩：
Ix=687cm4
120
x
截面抗拉压弯模量：
W=Ix=687=114.5cm3
120
yx 6
Ix
A
687
34.19
压杆截面的惯性半径：
rx= = =4.48cm
x
压杆的柔度（长细比）：
λ=Lx=258=57 图2
rx 4.48
压杆的折减系数：
φx=0.84
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：
同上
3.3.3.3.5腹杆性能校核计算：
N 43.5´104
⑴强度校核：
σ=3= =127Mpa
Aj 3419
σ＜[σ]=170Mpa 材料：
Q235B通过验算满足使用要求
L
g
⑵刚度校核：
λ=
min
258
= =57＜[λ]=100 材料：
Q235B通过验算满足使用要求
4.48
N 43.5´104
⑶稳定性校核:
σx= 3= =151MPa
fXAj 0.84´3419
σx<[σ]=170Mpa 材质：
Q235B通过验算满足使用要求
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´104
A≥ 2= =617mm2
j[s] 0.8´170
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
⑴计算X向性能参数：
截面惯性矩：
Ix=388cm4
x
截面抗拉压弯模量：
W=Ix=388=61.6cm3
yx 6.3
Ix
A
388
15.68
压杆截面的惯性半径：
rx= = =4.97cm
x
压杆的柔度（长细比）：
λ=Lx=100
=20.1
rx 4.97
压杆的折减系数：
φx=0.98
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：
截面惯性矩：
Iy=38cm4
Iy 38
截面抗弯模量：
Wy= = =23.9cm3
yy 1.59
Iy
A
38
15.68
压杆截面的惯性半径：
ry= = =1.5cm
Ly 100
压杆的柔度（长细比）：
λy= = =66
ry 1.5
压杆的折减系数：
φy=0.82
查《机械设计手册》第一卷P1-152表1-1-100
3.3.3.4.5水平杆性能校核计算：
N 8.4´104
⑴强度校核：
σ=2= =53.57Mpa
Aj 1568
σ＜[σ]=170Mpa 材质：
Q235B通过验算满足使用要求
L
g
⑵刚度校核：
λ=
min
100
= =66＜[λ]=100 材质：
Q235B通过验算满足使用要求
1.5
N 8.4´104
⑶稳定性校核:
σx= 2= =65MPa
fXAj 0.82´1568
σx<[σ]=170Mpa 材质：
Q235B通过验算满足使用要求
N 8.4´104
σy= 2= =54.66MPa
fyAj 0.98´1568
节点计算
σy<[σ]=170Mpa 材质：
Q235B通过验算满足使用要求
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
4
焊缝长度
l= N
f
f
w 0.7bh
100.75´103
= =
119mm
[t] 0.7´1´8´150
式中：
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
f
f
w 0.7bh
下弦阳头计算略。
622.5´103
= =
296mm
[t] 0.7´1´20´150
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
I
W下=
y下
=6983912=56595cm3
123.4
3.3.3.5.2主横梁整体刚度验算：
4
PL3
f= +
48EI
5qL384EI
L
60´303´1000 5´0.65´304´1000
= +
48´2.1´6983912 384´2.1´6983912
L
=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
1
上弦销轴直径D2=
1.33´
4F
p´235
3
=6748mm2
双销D=82mm， 取D=100mm
1
下弦销轴直径D2=
4F
2p´235
=3374mm2
双销D=58mm， 取D=80mm
3.3.3.5.6联
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