100T龙门吊设计计算书毕业设计（论文）.docVIP

100T龙门吊设计书 中铁二十局一公司李建军整理 1、设计要求 本龙门吊为******工地吊运55米T梁而设计，其设计技术参数须满足以下要求： 最大起重量：1000KN； 起重高度：≥10m； 净宽： 12m； 适用纵向坡度：≤3%； 龙门吊采用N型万能杆件拼装，本设计仅为该吊机的结构设计，机械设备根据施工需要另自行设计或选用。 2、龙门吊尺寸拟定 根据设计要求及N型万能杆件定型尺寸，拟定龙门吊门架净宽12m，净高10m（不含行走系统高度），验算时行走系统高度按1.6m考虑，天车外轮廓尺寸按3×2m2考虑。主梁采用三角形断面桁架式双主梁，行走系统采用4台行走台车，每台行走台车布置4个轮子，行走轨道采用P50钢轨，双轨道布置。龙门吊具体构造如图-1所示。 100T龙门吊构造图 图-1 (单位：cm) 3、轮压计算 3.1荷载计算 3.1.1 恒载 经初步估算主桁架按，塔架按计算，则： 主桁架自重 塔架自重 走行结构新制杆件及车轮等按100KN估计。 恒载总重： 恒载产生的支反力： 活载及风载产生支反力计算模型 图-2 （单位：cm） 3.1.2 活载 根据《起重机设计手册》（中国铁道出版社）推荐值起重量100T的双梁吊钩式龙门起重机天车轮压为385KN（其中含天车、吊钩等自重，且已考虑冲击系数），因而活载总重， 则活载产生的最大支反力为： 式中： Q活——活载总重； k ——冲击系数，Q活中已考虑，故取； l =14m； ，起吊天车重心至塔架中心线最小距离； 故， 3.1.3 纵向风力计算 按式-1计算风力： 式-1 式中： W——风压，取600Pa； K1——迎风面积折减系数，桁架取0.4，天车取1.0； K2——空气动力系数，取1.5； 则，天车风力： 天车风力产生的弯矩： 横梁风力： 天车风力产生的弯矩： 塔架风力： 天车风力产生的弯矩： 风力对龙门吊产生的总弯矩： 总风力产生的支反力： 3.2荷载组合及轮压检算 受力最大的一组轮子总压力为： 采用Φ600轮子，其允许压力为 一组轮子数 故，每组轮子取4个Φ600轮子满足最大起重要求。 4、龙门吊纵向稳定性检算 纵向稳定计算模型 图-3 （单位：cm） 注：图中未示出3%的纵向坡度，Q恒X、Q恒Y为龙门吊自重处于3%纵坡上时X、Y方向上的分力，龙门吊重心偏安全的取横梁底部即y=11.6m处。 4.1 纵向风力产生的倾覆力矩 由3.1.3节计算可得，纵向风力产生的倾覆力矩为： 4.2 惯性力产生的倾覆力矩 按牛顿第二定律计算惯性力，则 取龙门吊纵移速度，加速时长取2s，则加速度。 4.2.1 天车产生的惯性力力矩 取天车重，则 惯性力力矩： 4.2.2 横梁产生的惯性力力矩 横梁自重，则 惯性力力矩： 4.2.3 塔架产生的惯性力力矩 塔架自重，则 惯性力力矩： 龙门吊惯性力所产生的总力矩： 4.3 自重分力力矩 由3.1.1节可知龙门吊总重：，作用于3%的斜坡上时其X、Y方向的分力分别为： 自重在X方向产生的倾覆力矩： 自重在Y方向产生的稳定力矩： 4.4 起重分力力矩 起重量按计，作用于3%的斜坡上时其X、Y方向的分力分别为： 起重时在X方向产生的倾覆力矩： 起重力作用点取天车重心位置，则 ， 起重时在Y方向产生的稳定力矩： 4.5 力矩组合及稳定性验算 龙门吊自行时的稳定性： 总倾覆力矩 总稳定力矩 稳定性： ，故，合格！ 龙门吊负载时的稳定性： 总倾覆力矩 总稳定力矩 稳定性： ，故，合格！ 5、龙门架各杆件的内力计算及截面选择 5.1 杆件内力计算 杆件内力计算采用通用有限元软件ANSYS 建立空间桁架模型(如图-4示) 进行分析。 计算内力时，假设荷载作用于节点上，活载按每主梁受两个天车轮压（共4个轮压）计，作用于桁架上弦相邻两节点上，取。恒载：主梁按15KN/m计，则每节点作用恒载为30KN/m，均作用于主梁桁架上弦节点上，主梁水平桁架自重忽略不计；塔架按9.0KN/m计，则每节点作用恒载为，均作用于塔架顶部节点上。各杆件取图-5三工况中最大轴向力控制选取杆件截面。 图-4 龙门架空间分析模型 图-5 各工况力学模型 节点编号示意图 图-6 注：节点编号由排号和点号构成，如图中a01，其中a