《新整理施工方案》龙门起重机设计计算.doc
龙门起重机设计计算一设计条件1. 计算风速最大工作风速： 6级最大非工作风速：10级(不加锚定)最大非工作风速：12级(加锚定)2. 起升载荷Q=40吨 3. 起升速度满载：v=1 m/min 空载：v=2 m/min4. 小车运行速度：满载：v=3 m/min空载：v=6 m/min5. 大车运行速度：满载：v=5 m/min空载：v=10 m/min6. 采用双轨双轮支承型式，每侧轨距2 米。7. 跨度44米，净空跨度40米。8. 起升高度:H上=50米，H下=5米 二 轮压及稳定性计算(一) 载荷计算1起升载荷：Q=40t2自重载荷 小车自重 G1=6.7t龙门架自重 G2=260t大车运行机构自重 G3=10t司机室 G4=0.5t电气 G5=1.5t3 载荷计算 名称正面侧面风力系数C高度系数Kh挡风面积A计算结果CKhA高度h风力系数C高度系数Kh挡风面积A计算结果CKhA高度h货物1.21.622242.8501.21.622242.850小车1.11.71611.3681.11.71611.368司机室1.11.514.57.5401.11.5135.040门架1.61.51188454.2441.61.5114234344大车1.11.022.20.51.11.022.20.5合计51844.8404 工作风压：q=114 N/m q=190 N/m q=800 N/m(10级) q=1000 N/m(12级) 正面： Fw=518x114N=5.91N Fw=518x190N=9.86N Fw=518x800N=41.44N (10级) Fw=518x1000N=51.8N (12级)侧面：Fw=4.61N Fw=7.68N Fw=32.34N (10级) Fw=40.43N (12级)（二）轮压计算1 小车位于最外端，类风垂直于龙门吊正面吹大车, 运行机构起制动，并考虑惯性力的方向与风载方向相同。龙门吊自重：G=G1+ G2+G3+G4+G5=6.7+260+10+2=278.7t 起升载荷： Q=40t 水平风载荷：Fw=9.86t水平风载荷对轨道面的力矩：Mw=9.86 X 44.8=441.7 tm水平惯性力:Fa=(G+Q) X a =(278.7+40) X 0.2 X 1000 = 6.37 X 10000 N =6.37 t水平惯性力对轨道面的力矩：Ma = 6.37 X 44=280.3tm总的水平力力矩： M1 = Ma+ Mw=722 tm小车对中心线的力矩：M2=（6.7+40）X 16=747.2tm最大腿压： Pmax=0.25 (G+Q) + M1/2L + Mq/2K =0.25 318.7 + 722.0/48 + 747.2/84 =79.675+15.04+8.9 =103.6t最大工作轮压：Rmax= Pmax/4 =25.9t =26t(三) 稳定性计算 工况1：无风、静载，由于起升载荷在倾覆边内侧, 故满足M0 工况2：有风、动载，M=0.95 (278.7+40) 12-628.3 =3004.9 >0 工况3：突然卸载或吊具脱落，按规范不需验算 工况4：10级风袭击下的非工作状态: M=0.95 278.7 12 1.15 41.44 44 =3177.2-2668.7 =1080.3>0 飓风袭击下： M=0.95 278.8 12 1.15 51.8 44.8 =508.5>0 为防止龙门吊倾覆或移动，龙门吊设置风缆。 三 起升机构设计计算（一） 设计参数1 起重量： Q=40t 2 起升速度： V吊=1m/sV空=2m/s3 钢丝绳倍率: q=4（二） 钢丝绳计算Smax=Q/(qa)Q=40t=4000Kgq倍率， q=4a 卷入卷筒根数 a=2=0.97Smax=Q/(qa)=40000/(240.97)=5.1510Kg选择 6w(19)-20-185-光Sp=S=0.8530.25=25.70t> n Smax=5 5.15=25.75t(三) 电动机的选择及校核 KW选择变速调速电机 YTSZ180L-8 额定功率： 11Kw 额定转矩： 140.1Nm 额定转速： 735r/min 转动惯量： 0.285Kgm2 重量： 250Kg 过载系数：2.8过载校核: Pn=11KW>5.9KW 满足要求。四 小车机构设计计算（一） 确定车轮直径小车采用四轮布置，轨距2m,轮距2.5m。小车自重引起的轮压Rt 起升载荷引起的轮压 最大轮压： 最小轮压：车轮的等效疲劳计算载荷 采用圆柱车轮和铁路轨道，初选车轮直径400，铁路轨道P43，车轮材料为45号刚，踏面硬度HB=300380,硬度层为15mm,P43轨道是凸形，曲率半径R=300mm. 车轮的许用轮压为： C1-车轮转速系数，车轮的转数 C2-运行机构工作级别系数，1 K2-与车轮材料有关的电接触应力系数，0.1 R-曲率半径，为300mm m-曲率半径的比值所确定的系数，为0.45 N(二) 运行阻力计算1 运行摩擦阻力Ff=wG, w=0.008 2 坡度阻力 3 风阻力 NF=Ff+Fr+Fw=(3.74+4.61+6.1) 103=14.58 103N(三) 电动机的计算 KW四 减速器以及链传动计算总传动比i=940/2.39=393.3i=i1i2初估链传动比i2=2输出转速n=2.392=4.78 r/min选择SEW生产的斜齿轮减速电机型号：R103DV112M6输出转速：nout=5.5 r/min则链传动比 i2=5.5/2.39=2.3Z1=17, Z2=39, i1=39/17=2.3五、大车运行计算（一） 确定车轮直径大车采用44轮布置，轨距2m, 轮距1.8m由总体计算，可知大车轮的最大轮压 Rmax=26t.最小轮压: Rmin=13.9t 14t等效计算轮压：RC=16.5t初选大车车轮直径600，轨道P43车轮的许用轮压:RC=C1C2K2 (N)C1为转速系数，车轮的转速: n= =C1=1.17C2=1K2=0.1R=300m=0.3388RC=1.17>16.5104N满足要求。（二） 运行阻力计算1运行摩擦阻力 Ff = wGw = 0.007G280 t2坡道阻力 3. 风阻力:FW = 475111N =5.42 总阻力:F= (1.96+2.8+5.42) = 10.18104N满载阻力:F =11.35104N, F/F=1.12（三）电动机选择 总功率 N= KW 由于速度低，选二套驱动Pj= KW选两台11KW电机（四）减速器及链传动计算 选择减速电机R163DV160M4, 输出转速11 r/min，并通过变频调速，使空载时输出速度增加1.2倍， 即输出转速111.2=13.2 r/min 则链传动比为i2= 取小链轮齿数为Z1=17 则Z2 = i2Z1 = 42 i2 = 7
