金属结构课程设计(53m)(DOC)

L型单主梁吊钩龙门起重机

主梁金属结构设计计算书

—、设计任务：

为沿海某单位设计一般用途带双悬臂的L型单主梁吊钩龙门起重机。

二、设计条件：

货场宽度为53m，由使用要求和总体设计给出如下一些设计条件和参数。

1.额定起重量为10吨，吊具质量380kg

2.大车轮数为4，其中二个主动轮，布置在一边。大车运行速度为45m／min，大车行

车轨道采用P43型铁道钢轨。

3.小车带有垂直反滚轮。小车车轮数为2，其中一个主动轮，反滚轮数为2，小车运

：30．10kg／m)。

行速度为44.6 m／min，小车行车轨道采用P30铁道钢轨(G

轨

4.全部金属结构采用箱形结构，材料为Q235－B。

5.大车轴距B＝7.5m，小车轴距b＝2.3m。

6.小车处于悬臂端极限位置时，车轮至悬臂端的距离a＝0.9m。

7.起升机构起升速度12m／，工作级别A5。

8.电源为三相交流，380V，50Hz，由大车导电架供电。

9.支腿下支承截面中心线至从动轮中心线的水平距离B1＝5.74m。

10.大车轨面至吊钩最高极限位置的垂直距离H

＝11 m 。

＝1500 mm。

11.大车轨面至支腿下支承截面的垂直距离H

6

＝10200 mm。

12.主梁下翼缘至大车轨面净空高度H

1

13.主梁重心至从动轮的水平距离b

＝4730 mm。

＝3989 kg。

14.小车质量P

GX

15.其它参数：C＝580 mm；E＝123 mm；D＝400 mm。

三、设计计算

<一> 跨度L 和悬臂l 的选择

主梁总长0125710057.1L L b a mm m =++==,

按等强度原则选择：

1．根据又自重引起的两支腿出的弯矩与跨中处的弯矩相等 '00.58633460.6L L mm ==

2．根据由小车位于悬臂端时支腿处的弯矩与小车位于跨中时的弯矩相等

''01

(2436087.786L L a b mm =--=

跨度 '''1

()34774.192

L L L mm =+=

圆整：取38000L mm =

悬臂长度：01

()95502l L L mm =-=

主梁基本尺寸 单位： mm

<二>主梁截面主要尺寸的确定

1.主梁高度：

偏轨箱形主梁高度h 由经济条件和刚性条件确定。

L h )18/1~14/1(=

式中：L —龙门起重机的跨度。 取 1

(1/16)38000237516

h L ==

⨯= mm 便于下料方便 取梁高h=2400 mm,

腹板的高2200h = mm

2.腹板厚度：

根据经验公式箱形梁厚度为：

4(2/1000)4(22400/100010h δ≈+=+⨯≈） mm

主腹板厚度 110δ＝mm 副腹板厚度 28δ＝mm

3.梁的宽度 8.0~6.0/0=h b

00.71680b h == mm 下翼缘板宽：50210+++δδb B ＝下(50由一般取40—60之间) 1680810501748mm +++＝＝ 圆整 取1750B =下 mm

上翼缘板宽：141145210++++δδb B ＝上 (145,141待定) 16808101451411984mm ++++＝＝ 圆整为 1990B =上mm 上、下翼缘板厚度δ0＝8 mm

主梁截面主要尺寸 单位：mm

图1 主梁截面尺寸图

<三>截面几何特性计算

1.截面面积计算

199081750822001022008A =⨯+⨯+⨯+⨯

=69520mm 2

2.截面型心计算 (以截面中心作为坐标系)

3.32x mm = 30.49y mm =

3.截面对型心惯性矩计算

1045.2310x I mm =⨯

1043.710y I mm =⨯ 4.截面抗弯模量计算

10

731x 1Ix 5.2310W 4.8910y 1069.51mm ⨯=⨯＝＝

10

731y 1Iy 3.710W 4.3910x 843.32mm ⨯=⨯＝＝

10732x 2Ix 5.2310W 4.8910y 1069.51

mm ⨯=⨯＝＝

10732y 2Iy 3.710W 4.4310x 836.68mm ⨯=⨯＝＝

图2 截面几何特性计算点

10733x 3Ix 5.2310W 4.6310y 1130.49mm ⨯=⨯＝＝

10

733y 3Iy 3.710W 4.4310x 836.68mm ⨯=⨯＝＝

10734x 4Ix 5.2310W 4.6310y 1130.49mm ⨯=⨯＝＝

10

734y 4Iy 3.710W 4.3910x 843.32mm ⨯=⨯＝＝

5.截面静矩计算：

631x 1S A y 17.0310mm =⋅=⨯上

631y 1S A x 14.8410mm =⋅=⨯左

632y 2S A x 18.410mm =⋅=⨯右

633x 3S A y 15.8310mm =⋅=⨯下 632x 1x S S 17.0310mm ==⨯

633y 2y S S 18.410mm ==⨯

634x 3x S S 15.8310mm ==⨯

634y 1y S S 14.8410mm ==⨯

<四>载荷计算

作用在龙门起重机上的外载荷有：起升载荷P Q ，自重载荷P G ，风载荷P W ，水平惯性载荷P H ，偏斜运行引起的水平侧向力P S ，碰撞载荷P C 等等。 1.自重载荷P G ： 当800KN P G ≤的箱形龙门起重机，上部主梁和支腿的总重，可用近似公式计算 有悬臂时：P G 005.0L H P Q ⋅⋅= 式中：P G —额定起升载荷（10KN ） H O —吊钩最大起升高度（m ） L 0—上部主梁总长度（m ）

P G 0.5==39.63t

主梁P G =()17508220082200101990849.17.8530.149.12 1.2⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦ =41.52t 2. 起升载荷P Q ：

P Q ＝10＋0.38 =10.38 t 3.动载系数：

(1)起升冲击系数

对于起升速度较低的起重机（s /m 1V ≤,）通常取05.10.11～=ϕ，该起重机起升速度V=12米/分，即V=0.2m/s 故取 03.11=ϕ

(2)起升载荷动载系数

对于货场使用的龙门起重机可按照下式估算：

210.71V 10.710.2 1.142φ=+=+⨯=