1、 第 1 页 电话：传真：100 吨-S=24 米-H=8.5 米-A5_双主梁单小车门吊 结 构 设 计 计 算 书 编制：_日期：_审核：_日期：_审定：_日期：_ 【2011-11-8】第 2 页 电话：传真：【000】.起重机结构特点综述 1.主要结构件特点：主梁采用桁架式结构，支腿采用管结构，下横梁采用型钢拼接梁结构；2.根据起重机设计规范【GB3811-2008】，结构之起升速度、小车运行速度、大车运行速度都很慢；起重机主要结构的计算将以此基准来参考起重机设计规范【GB3811-2008】；3.支腿采用一侧刚性腿另一侧揉性腿，这样 结构优点：可降低甚至消除大车运行车轮因过约束而产生2、的轮缘摩擦力；结构缺点：整个门架在小车运行方向上会较柔软；【A00】.整机总图如下：图【A00】【1】【AutoCAD 平面视图】【A10】.我们对整体结构采用有限元建模并给予分析，结构主体采用梁单元；考虑到有限元的特点和我们的分析目的，有限元结构模型的建立结果将会比实际更为简洁；分析的各主要工况如下：1.小车位于跨距中间附近，大、小车都停止，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，不考虑其余载荷，考察主梁垂直静刚度；2.小车位于跨距中间附近，小车静止，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载，风载的方向为不利的方向，考察主梁水平偏移极限值；3.小车位于跨距中间附近加速或3、制动，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载，风载的方向为不利的方向，考察结构整体综合应力值；4.小车位于刚性支腿附近加速或制动，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载，风载的方向为不利的方向，考察结构整体综合应力值；5.小车位于揉性支腿附近加速或制动，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载，风载的方向为不利的方向，考察结构整体综合应力值；6.主梁接头销轴受力计算；7.最后综合所有的分析结果已验证整体结构的可行性。111213 第 3 页 电话：传真：图【A10】【A】【Ansys 中三维轴测视图】图【A4、10】【B】【Ansys 中三维立面视图】第 4 页 电话：传真：图【A10】【C】【Ansys 中三维侧面视图】小车位于跨距中间附近，大、小车都停止，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，不考虑其余载荷，考察主梁垂直静刚度；结果如下：图【A10】【1】【下挠图（显示单元）】第 5 页 电话：传真：如上图可知:额定静载最大下挠：垂 ；最大下挠发生于跨中附近（如上图显示“MIN”处）；主梁跨距：S=24 ；最大垂直静刚度：垂 垂 ；垂 ，垂直静刚度符合要求，依起重机设计规范【GB3811-2008】；小车位于跨距中间附近，小车静止，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载5、，风载的方向为不利的方向，考察主梁水平偏移极限值；结果如下：图【A10】【2A】【水平最大偏移（显示线型）】第 6 页 电话：传真：图【A10】【2B】【水平最大偏移（显示单元）】如上图可知：主梁水平最大偏移：水 ；【按显示单元的这张图看，有显示单元的更准确！】水平刚度：水 水 ；水 ，水平刚度符合要求，依起重机设计规范【GB3811-2008】；小车位于跨距中间附近加速或制动，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载，风载的方向为不利的方向，考察结构整体综合应力值；结果如下：第 7 页 电话：传真：图【A10】【3A】【最大应力（显示单元）】图【A10】【3B】【6、最大应力（显示单元）】【最大应力处放大】第 8 页 电话：传真：如上图，最大应力在显示“MX”的地方；材料为 Q235-B，屈服强度 ，安全系数 ，极限最大值为 ；如图所示：综合应力=.159E+09(Pa），即=159(MPa)；=159(MPa）=195(MPa)，综合极限应力在该工作状态满足要求；小车位于刚性支腿附近加速或制动，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载，风载的方向为不利的方向，考察结构整体综合应力值；结果如下：图【A10】【4A】【最大应力（显示单元）】第 9 页 电话：传真：图【A10】【4B】【最大应力（局部放大）】如上图，最大应力在显示“7、MX”的地方；材料为 Q235-B，屈服强度 ，安全系数 ，极限最大值为 ；如图所示：综合应力=.117E+09(Pa），即=117(MPa)；=117(MPa）=195(MPa)，综合极限应力在该工作状态满足要求；小车位于揉性支腿附近加速或制动，大车加速或制动，载荷考虑小车自重和小车额定起重量，考虑结构自重和风载，风载的方向为不利的方向，考察结构整体综合应力值；结果如下：第 10 页 电话：传真：图【A10】【5A】【最大应力（显示单元）】图【A10】【5B】【最大应力（局部放大）】第 11 页 电话：传真：如上图，最大应力在显示“MX”的地方；材料为 Q235-B，屈服强度 ，安全系数 ，8、极限最大值为 ；如图所示：综合应力=.135E+09(Pa），即=135(MPa)；=159(MPa）=195(MPa)，综合极限应力在该工作状态满足要求；本主梁分段之间的接头连接采用销轴连接的方式，每个接头上下弦杆的销轴大小不同；下弦杆四个直径为 58 的销轴；销轴材料：45#；上弦杆两个直径为 68 的销轴；销轴材料：45#；销轴承受的力主要为剪切力，所以应对其剪应力进行校核；40Cr 的屈服强度 ，考虑安全系数 ，则 ；则剪应力极限 ；弦杆的最大拉(压)力为：弦 （）；不过实际上接头并不会完全在最大最大拉(压)力的位置处，但我们按最大拉(压)力估算后若满足则接头在非最大拉(压)力出的剪应9、力一定满足；上、下弦杆接头销轴总的剪切面积分别为：；直径为 68 的销轴的剪应力：弦 ；直径为 58 的销轴的剪应力：弦 ；不管 还是 ，都小于上面计算的剪应力极限：；主梁接头满足要求；【C100】.小车架主要受力部位的分析计算，【按 100T 荷载计算】；小车架主要的受力部分可分解成两部分：1：固定定滑轮组的小车架主横梁；2：固定车轮轮组的小车架主端梁；下面将对这两部分结构进行结构受力分析，以确定结构的可行性；【C200】.小车架主横梁的分析计算；小车架主横梁为型号 40b 的槽钢且贴一块 16400 的板，横截面尺寸图如下：第 12 页 电话：传真：【C200】小车架主横梁截面图【中间为定10、滑轮组】额定起重力：G=800000(N)；跨距：S=1.9(m)；b=0.20(m)；b等效滑轮中心距离；跨中最大下挠：垂 垂，垂-垂直惯性矩；按此截面可计算出 垂 ，后面带入计算时单位应化为 ；垂 ；垂 垂 ；大于 1000，故刚性符合要求；水平弯矩：垂 ；垂 垂 垂，；动载系数取：1.1；水平惯性产生的最大应力，位于水平横向离对称轴最边远的位置；垂 水 垂 ；安全系数 =1.4,材料为 Q235-B，则=168(Mpa)；【注意：小车架主横梁在小车运行方向速度很慢，故此方向产生的应力可忽略不计。】垂 ，小车架主横梁满足要求；第 13 页 电话：传真：【C300】.小车架主端梁的分析计算；11、【C300】小车架主端梁截面图 额定起重力：G=800000(N)；轮距：S=1.67(m)；b=0.99(m)；b小车架两根主横梁中心距离；跨中最大下挠：垂 垂，垂-垂直惯性矩；按此截面可计算出 垂 ，后面带入计算时单位应化为 ；垂 ；垂 垂 ；大于 1000，故刚性符合要求；水平弯矩：垂 ；垂 垂 垂，；动载系数取：1.1；水平惯性产生的最大应力，位于水平横向离对称轴最边远的位置；垂 水 垂 ；安全系数 =1.4,材料为 Q235-B，则=168(Mpa)；第 14 页 电话：传真：【注意：小车架主端梁在大车运行方向速度很慢，故此方向产生的应力可忽略不计。】垂 ，小车架主横梁满足要求；【C400】.综上，小车架可以满足使用要求并符合起重机相关设计规范。【111】.综上所述，该台起重机整体结构满足起重机设计规范要求。