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10T电动葫芦椼架式龙门起重机的钢结构设计计算

文摘2009-07-01 09:44:33 阅读495 评论0 字号：大中小

起重机设计、计算应严格执行“起重机设计规范”等有关的技术法规。同时起重机钢结构设计中经常要使用“钢结构设计规范”GBJ17-89。在使用中应注意：

1、许用应力按“起重机设计规范”选取。“起重机设计规范”的制定是按半概率分析，许用应力法而来的。“钢结构设计规范”的制定是按全概率分析。极限状态设计法，分项系数表达式而来的。两者是不同的。如：起重机2类载荷（最大使用载荷）的许用应力：180Mpa。“钢结构设计规范”强度设计值（第一组）：

215Mpa。

2、杆件的计算方法可用“钢结构设计规范”。因按全概率分析导出的公式，则结果与实际接近。

3、起重机钢结构计算中按不同的起重机工作制度，按不同的载荷组合，按不同的静载分析外力，按动载的实际发生，查表确定动载系数。然后计算杆件的内力。而建筑钢结构则不同：应用分项系数表达式进行分析，如：静载乘以分项系数。恒载：1.2；动载：1.4来进行计算。两者的计算方法是不同的。

4、梁结构应选用椼架式。其内部的各杆全部是二力杆。受力明确。上下弦杆按弯矩图规律分配。

腹杆按剪力图规律分配。计算方法：节点法和截面法。

第一部分、本起重机金属结构的设计

一、结构形式1

本车采用倒三角结构，三角形尖向下。由三片椼架组成。其中两片为主椼架，另一片为水平椼架。椼架的上弦主椼架为两片，单角钢为一组，总数2根，选用∠90X90X10规格的角钢。电动葫芦行走用轨道为椼架的下弦，选用28号工字钢（上贴两个14号槽钢进行加固）；椼架的内斜腹杆，单角钢为一组，

总数17根，选用∠90X90X10规格的角钢。

本车支腿主肢由两根Ø110钢管和副肢一根∠90X90X10规格的角钢组成，支腿行架的内斜腹杆

和水平腹杆采用Ø65钢管。

台车梁由2根30号槽钢焊接形成。

图1 主要尺寸的确定

二、主要尺寸的确定（见图1）

三、起重机的自重

起重机总质量：10610KG

（1）主梁：3340KG ①上弦杆460KG②下弦杆1382KG ③节点板881KG④连接板407KG⑤吊梁

300

⑵支腿：1200KG ⑶下横梁1800KG⑷平台栏杆120KG⑸大车传动装置2300KG⑹电动葫芦1050KG⑺操纵室450KG⑻电气均布质量50KG⑼电气集中质量50KG⑽小车供电电缆50KG⑾操纵室梯子

安装：200KG

第二部分、桁架式三角形断面主梁的

作用载荷及其计算组合

一、主桁架的作用载荷及其计算组合

(一)固定载荷

是指主桁架自重，水平桁架重量和平台板重量，司机室及其它构件重量等。固定载荷视为节点载荷，桁架两端的节点载荷取其它节点载荷之半。计算固定载荷时应考虑冲击系数1。1=1.2

水平桁架和走台铺板的重量由主桁架和斜桁架平均分担，司机室重量按其位置分配到主桁架和斜

桁架相应的节点上。

固定载荷的作用形式,对于桁架结构自重视为节点载荷。

固定载荷为P固=4140KG×1.2=4968KG。

均布载荷为P均=（4140KG×1.2）÷（跨度+悬臂）=300KG/m=30N/cm=3000N/m

(二)移动载荷（额定载荷）

是指小车自重和有效起重量及吊具的重量。计算时应考虑动力系数φ2。φ2=1.3，移动载荷以

轮压的形式作用于主桁架，小车轮压可按下式计算：

P计=P小车+ φ 2P载(2—1)

式中P小车——由小车重量引起的轮压(公斤)；

P载——由起重量和吊具重量引起的轮压(公斤)。

P移=14000KG

（三）惯性载荷

惯性载荷是由于小车和大车走行机构起动或制动时所产生的水平惯性力。惯性载荷的值由驱动轮(起动时)或制动轮(制动时)与轨道间的粘着力所限制。一般在龙门起重机走行机构中，驱动轮亦即制动轮。在大多数情况下制动时的加速度大于起动时的加速度，且紧急制动的机会多于紧急起动。因此，水平惯性载荷均按紧急制动的情况来计算。小车制动时所引起的水平惯性力是靠小车制动轮的粘着力传到主桁架上，并沿小车轨道方向作用于主桁架；而大车制动时的惯性力是上部桁架主梁及载重小年等载荷而引起并

作用于桁架主梁的水平桁架平面内。

惯性载荷的计算在此忽略不计。大车制动时，结构自重引起的水平惯性力以节点载荷的方式作用

于上水平桁架。

(四)风载荷

户外工作的起重机应计算工作状态下的风载荷。

风载荷计算公式

露天工作的龙门起重机按下列公式计算风载荷：

P风=ΣqCF(公斤) (2--2)

式中q——标准风压值(公斤／米2)，q=15公斤／米2

C——受风物体的体形系数；C=1.3

F——龙门起重机结构和吊货垂直于风向的迎风面积(米2)。F=10米2

Σ——风力系数;Σ=1.6

P风=1.6×15公斤／米2×1.3×10米2=312公斤

主桁架的上述载荷，一般采用两种计算组合组合甲：考虑正常工作时的情况。（即固定载荷)移动

载荷(考虑动力系数)。

组合乙：考虑工作状态下的最大载荷。即固定载荷、移动载荷(考虑动力系数),惯性载荷及工作状

态下的风载荷。

(五)总轮压计算

⑴10T葫芦总轮压计算

P= φ2×Q+ φ1×G葫=1.3×100000N +1.05×10630N=130000+11161

=141161N=140KN

φ2为起升载荷动载系数

φ1为起升冲击系数

P总葫芦轮压Q额定载荷G葫芦自重

⑵10T葫芦最大轮压计算

P=（φ 2×Q+ φ1×G葫）÷8=（1.3×100000N +1.05×10630N）÷8=(130000+11161)÷8=17645N=17KN

φ2为起升载荷动载系数

φ1为起升冲击系数

P葫芦轮压Q额定载荷G葫芦自重

第三部分、桁架结构上部主梁刚度计算和上拱设计

一、主梁的设计

1、跨度与悬臂的关系：

一般悬臂长取跨度的1/3。因为当载荷在跨中时的最大弯矩与载荷在悬臂端时的最大弯矩接近。注意：设载荷在悬臂端时，应满足龙门架的整体稳定性。

（稳定力矩/倾翻力矩）≥1.25

本车悬臂长度为3米

二、计算方法：用截面法。