门式起重机计算书

门式起重机计算书
型号：MDG
起重量：主钩50T 副钩10T
跨度：24M
有效悬臂：左9M 右9M
工作级别：A5
内容：悬臂刚度强度校核；整机稳定性校核
MDG50/10-24A5 门式起重机计算书
7－1
50/10-24M 单梁门式起重机计算书
起重机主参数及计算简图：
Lx1=11721 Lk=24000 Lx2=11421
B=3600
b1 b2
p 1p 2
8
5
4
1
=
h
L=9000
计算简图
小车自重：G X=153.8 KN 主梁自重：G Z=554.1 KN 走台栏杆滑导支架等附件：G F=40.2 KN 桥架自重：1100.54 KN 额定起重量：G E=490 KN
760 e
275 1413
6
1
0 0 1 2 4
2 1
2
6
1
2 2
0 2
2
2
3 2
2
1338.7 1358.7
支腿折算惯性矩的等值截面14 1400
1426 12
6
1
主梁截面
刚性支腿折算惯性矩：I
3 3
BH bh
10
1 5.18 10
12
M M 4
主梁截面惯性矩：I
3 3
BH bh
10
2 7.9 10
12
M M 4
主梁X 向截面抵弯矩：
3
3
BH
bh
W X 7.087
6H
7
10 MM
3
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常熟市莫城起重机械制造厂
主梁Y 向截面抵弯矩：
3
3
HB
hb
W Y 5.089
6B
7
10 MM
3
一. 悬臂强度和刚度校核。

Ⅰ. 悬臂刚度校核
该门式起重机采用两个刚性支腿，故悬臂端挠度计算按一次超静定龙门架计算简图计算。

2
(P P L C
1 2) 3
f (L L K
3EI
2 8K
8K
3
12
)
式中C3:小车轮压合力计算挠度的折算系数
C
3
( P b
1 1
P b )
L(2L
K
2
2 2
2(P
1
P )L
2
(
3L
L
K
)
L)
P b
3
2 2 ＝1.00055
K: 考虑轮缘参与约束，产生横向推力
K I
I
2
1
h
L
K
0.927
P1,P2:小车轮压
P 1 P
2
G G
X E 321.9
KN
2
代入数值：
2
(P P L C
1 2) 3
f (L L K
3EI
2 8K
8K
3
)
12
(321.9 3
10
3
321.9
2.102
3
10
5
10
2
)
9000
10
10
7.9
1.00055 8
0.927
3
( 9000 24000 )
8
0. 927
12
22.911mm
L 9000
K 25.7 按起重机设计规范有效悬臂端的许用挠度:[ f ] mm
350 350
f [ f ]
结论：综上计算校核，该起重机的悬臂梁的刚度满足起重机械设计规范的要求。

Ⅱ. 悬臂的强度校核
1. 该起重机悬臂的危险截面为支承处截面，满载小车位于悬臂端时该截面受到最大弯曲应力和
最大剪应力。

此时弯曲应力：
s s
M M M
M MT
qw q p
x
max
W
x
W
y
W
y
W
x
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式中M为垂直载荷（固定载荷和移动载荷组成）产生的弯矩
x
M M M
x
xg xy
G
Z
2(L
K
L
G
F
x1
L x2 )
2
L
x1
[(G
E
G )L
X
(b
1
b )(G
2
E
2
G
X
)
]
M
x
3
554.1
10
2(11.721
3
40.2
24
10
11.421)
2
11.721 [( 490 153.8)
3
10
9
3.6(490 153. 8)
2
3
10 ]
M 6
x 7.82 10 .
N M
M 由风载荷产生的水平弯矩
qw
M qw
2( L
K
W
H
w
L
x1
L )
x2
3
L
x1
2( 24
150
2.232
11 .421)
11.721
3
11.721
M 5.72
qw
3
10 N.M
（W w 为计算风压，按起重机设计规范内陆取150N/M
2）
s
M 由主梁自重惯性力产生的梁最大水平弯矩
q
M
q
s 1
2
q
m
s
2
L
x1
1
2
1
10
2
q L
m x1
1
2
1
10
3
554.1
10
47. 142
2
11.721
s
M 80.74
q
3
10 N.M
s
M 由小车轮压引起的水平惯性载荷产生的水平弯矩
p
M
p s S
P
1
L S
P
2
(L B)
1
20
321.9 3
10 9
1
20
321.9 3
10 (9 3.6)
s
M 2.31 p
5
10 N.M
M 由小车制动引起的水平弯矩T
M T 1
7
(G
G )
E
X
1
2
h
1
7
( 490 153.8)
1
2
3
10 14. 58
M 6.7 T
5
10 N.M
所以：
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s s
M M
M
M
MT
qw
q
p
x
max
W x W
y
W
y
W
x
7. 82 9
10 5.72 6
10 80 .74 10
6
2.31 8 10 6.7 8
10
max
7.087
7
10
5.089 10 7
7
7
5.089 10
7. 087 10
max
125.72 N / 2
mm
按 起重机 设计规范 强度计 算按 载 荷组合Ⅱ 进行， 故安全 系数取 1.33 ，许 用应力 为
[ ] 176.7 N / 2
mm .
[ ]
max
满足要求。

2. 小车在悬臂端产生扭转载荷引起的扭矩和垂直载荷产生最大剪应力
(G X G E )S X
M K
max
( ) I
2
1
2
2
式中 M K M n1 M n2 （ M n1 为起重量及小车自重引起的扭矩，
M 大车制动小车轮压引起的扭矩）
n 2
M
S S
h
[G (B
e) G (B e)] (P
P )
K
(e 为主梁弯心距轨道中心
E
2
XC
1
1
2
2
距离
2
B
e
)
0 1
2
M [ 490
K
3
10
( 0.76
12 14 12 1.413) 153.8 3
10 (0.275 12 12 14
1.413)]
[(16.09
3
10
16.09 3 10 ) 2. 216 2
]
M
8.7
K
5
10
N.M 8.7 8
10
N .mm 7
3
S X 4. 34 10 MM
S X 为中性轴 x 以上截面对 x 轴的静面矩
6
2
3.13 10 mm
为悬臂截面中心线所包围面积的
2 倍
所以：
(G X
G E )S X M K
max
I ( )
2 1 2
2
(153.8 3
10 490
3
10 ) 4. 34
7
10 8.7
8
10
max
7.9 10
10 (14 12) 23.1312 6
10 12
max 25.18N / 2
mm
按起重机设计规范强度计算按载荷组合Ⅱ进行，其许用剪应力
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[ ] 176.7
2
[ ] 102.02N / mm
3 3
[ ]
max 满足要求。

3. 由于该危险截面受最大正应力和最大剪应力，故还需验算复合应力
2 2
3 1.1[ ]
max
max
2 2 2 2 2
max
max 3 125.72 3 25.18 133. 1N / mm
2
1 .1[ ] 1.1 176.7 194.4 N / mm
2 2
故 3 1.1[ ]
max 成立
max
结论：综上计算校核，该起重机的悬臂梁的强度满足起重机械设计规范的要求。

二．起重机整机稳定性校核
该起重机为工作场地固定的桥门式类型起重机，故其起重机组别为Ⅲ。

该地区属内陆地区。

又因其带有悬臂的门式起重机，故整机稳定性校核有三种工况： 1.无风静载 2.有风动载 3.暴风侵袭下的非工作状态。

1.无风静载
工况为小车位于悬臂端，起吊额定起升载荷。

其抗倾覆稳定性计算条件式：
M K G (G q C G X L) K P G E L 0
式中K G 0.95 自重载荷系数
K 1.4 起升载荷的载荷系数
P
C 12M 桥架重心到倾覆边的水平距离
3 3
M 0. 95(1100 .54 10 12 153.8 10 9) 1.4 490
3 10 9
M 4 4 9 5.6N.M 0
故该工况通过抗倾覆稳定性校核。

2.有风动载
工况为满载小车在悬臂端起制动，工作状态下的最大风力向不利于稳定的方向吹。

其抗倾覆稳定性计算条件式：
M K G (G q C G X L) K P G E L I P h2 I 2h3 F1h F Q h2 0
式中K G 0 .95 自重载荷系数
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K 1.2 起升载荷的载荷系数
P
I P 5G E a 小车运行起制动引起物品的水平惯性力
0. 15 490 3 0. 12 8 .82 10
10
3 N
I 2 5G X a 小车运行起制动引起小车的水平惯性力
0. 15 153..8 3 0 .12 2. 77 10
3
10
N
F1 CK h A Z q 纵向作用于桥架上的风力
1.3 1.12 35.3 150 7.71 3
10 N
F Q 0 .03
G 作用于起吊物上的风力
E
0. 03 490 3 1 .47 10
10
4 N
M [0.95 (1100.54 12 153. 89) 1.2 490 9 8.82 15.26
2. 77 15. 75 7.71 7.56 14.7 15.26] 3
10
M 5478.5 3
10 N.M 0
故该工况通过抗倾覆稳定性校核。

3.暴风侵袭下的非工作状态
其抗倾覆稳定性计算条件式：
M 0.475( G
q G
X
)B1 1. 15F 'h
'
1 1
式中B1 9m 大车轮距
F1 ' CK h A H q 横向作用于桥架和小车上的风力
1.3 1.12 150.8 600 131.74 3
10 N
h1 ' 13.15m 桥架与小车架横向挡风面积自支腿铰接点起的形心高度
M [ 0.475 (1100. 54 153.8) 9 1 .15 131.74 13.15] 3
10
M 3369 .8 3
10 N.m 0
故该工况通过抗倾覆稳定性校核。

结论：综上计算校核，该起重机整机稳定性满足起重机械设计规范的要求。

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