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1、辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言龙门起重机的种类很多，按龙门起重机龙门架的七部结构型式可以分为单梁龙门起重机、双梁龙门起重机和单梁龙门起重机和单主梁龙门起重机等等各种类型起重机。按照上部结构，主梁的结构又可分为单箱形主梁和双箱形主梁等等各种类型。由于本人设计的起重机结构为龙门式箱形结构，支腿型式为“”型。就不考虑其他类型起重机的结构，箱形梁式结构起重机结构是国内外起重机中应用最普遍的一种梁架结构型式。因为箱形梁式具有设计简单、制造工艺性好等优点，而这些有利条件对于尺寸规格多、生产批量较大的箱式起重机标准化系列产品来说，显得更加重要。由于小车轨道整正中铺设的箱形梁式结构至今仍然是我国成批生产
2、的、最常用的、典型的一种结构。我主要设计的内容是龙门起重机的总体设计和金属结构设计。总体设计中有起重机的选型、设计参数、质量、等。金属结构包括：梁、直架、力、强度、刚度、稳定性的校核和计算。531起重机的总体设计主要内容包括以下方面起重机选择类型为：箱形梁式龙门起重机，箱形梁式结构起重机主要由两根主梁和两根端梁组成。主梁是由上、下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱形截面的实体板梁结构。小车运行的轨道可以铺设在主梁上盖板的正中间，也可以设在靠里侧的垂直腹板的上方或介于上述两者之间的位置。因此，梁架中两根主梁的间距主要取决于起重小车的轨距，主要与起升机构的布置有关，梁架的两端梁间的距离取决于梁架的跨度
3、大小。相比之下，箱型梁结构比衍架结构耐用度高、抗弯能力强、稳定性好、经济实用。是市场上最为实用的一种类型起重机，深受客户欢迎的理想的起重机。1.1门式起重机总体设计方案确定1.1.1起重机的设计参数是指起重量Q(t)、跨度L(m)起升高度H(m)起升速度(m/min)、和工作级别等。已知数据和计算： 起重量：50 起升高度：4.2 跨度：5 起升速度：7.5 工作级别：级； 机构接电持续率：25%1.2龙门起重机的总体方案和基本参数确定1.2.1起重机各构件质量数据如下起重机总质量：；主梁：；支腿：（一根）；下横梁：（一根）；轨道：走台栏杆：=2067；电气均布质量：；吊具：。吊钩的选择：吊钩
4、装置是起重机最重要的一个承载部件。它要求强度足够，工作安全可靠，转动灵活，不会发生突然破坏和钢丝绳脱槽等现象。吊钩装置有长型和短型两种。长型吊钩装置的构造特点：吊钩装在横轴上，滑轮装在单独的心轴上。而短型吊钩装置的构造特点：吊钩横轴与滑轮心轴合而为一。长型吊钩装置的吊钩较短；而短型吊钩的装置的吊钩较长。我的设计选择长吊钩。滑轮组数选择：滑轮组是由定滑轮组和动滑轮组组成。由于动滑轮组与吊钩装在一起，称为吊钩组，所以我选择定滑轮组。定滑轮组的滑轮数依滑轮组倍率不同而不同，安装在起重小车架上。双梁箱形结构形式起重机提升50的滑轮组为双联滑轮组。吊钩组上起重机应用最广泛的取物装置，它由吊钩、吊钩螺母、
5、横梁、动滑轮组、推力轴承和拉板等组成。起重机常用的轨道有三种：1）起重机钢轨道；2）铁路轨道；3）方钢轨道。本次设计我选用起重机钢轨道（即正轨）。详细步骤如下：13主起升机构的设计图（1-1）主起升机构传动简图The Fig(1-1) host lifts the organization transmission diagram1电动机；2联轴器；3传动轴；4制动轮联轴器；5制动器；6减速器；7卷筒；8滑轮组；9吊钩组1.3.1选择钢丝绳采用双联滑轮组，取主起升机构滑轮组倍率如图所示，主起升机构承载绳索分支数采用图号为的50吊钩组代用。吊钩组质量，两滑轮间距。滑轮组采用滚动轴承，当 时，滑轮
6、组效率。钢丝绳承受最大拉力： 1.3.2选用钢丝绳标记如下确定滑轮尺寸：滑轮的许用最小直径： 式中，系数。选用标准滑轮。选用平衡滑轮。选择电动机：静功率计算： （1-1）式中 机构的总效率，取=0.85。 电动机计算功率：式中， 选则电动机的型号如下： YZAR255M-8，工作制，=40%，次，。电动机轴端尺寸， 电动机的验算： 电动机的过载能力 （1-2） 式中 系数。； 电动机转矩允许过载倍率，。 机构中电动机个数。 ，过载演算通过1.4门架的结构选择型式采用板梁结构。由于板梁结构制造方便，采用这种型式的门式起重机占多数。门架可制成双腿(全门架)，门架主梁与支腿的选择是刚性连接的。门架采
7、用双梁。门架结构是板梁式箱形结构。双梁箱形结构门架的支腿制成“”型。1.4.1门架的主要尺寸的确定门架主要构件有主梁、支腿和下横梁，皆采用箱形结构。主梁截面如图（1-2）所示，其几何尺寸如下：King post section like Fig(1-2) shows, its geometry size is as follows 箱行主梁的截面以矩形截面。门式起重机的主梁高度：当采用两条刚性支腿时，取，采用单箱型时，取。主梁几何特性：面积 ；静面矩 ；惯性矩 ； 截面模数 ；。对于支腿，腿高h由所要求的门架净空尺寸确定。刚性支腿的上部连接按箱形结构宽度(主梁高度)确定；柔性支腿的上、下部和刚
8、性支腿的下部连接按门架下横梁宽度及具体结果确定。考虑到起重机沿大车轨道方向稳定性的要求，门式起重机的轮距，为主梁全长。1.4.2门式起重机的载荷及其组合载荷： 作用在门式起重机上的载荷有：起重载荷、门架自重、电气设备及司机室等自重；、及风力等。箱形结构的门架自重：箱形截面桥架自重 对于75以下的普通门式起重机，桥架(主梁)自重按下式估算：带悬臂 =0.51283.32无悬臂 =0.7式中 额定起重量()； 桥架(主梁)全长()； 起升高度()。门架的计算载荷：支腿自重：双梁门架的支腿单位长度自重常取为主梁单位长度自重的0.20.4倍单主梁门架的支腿单位长度自重取为主梁的0.70.9倍。1.4.
9、3惯性力(惯性载荷) 机构起、制动时产生的惯性力和冲击振动引起的惯性载荷的确定。 对于主动轮仅布置在一侧的门式起重机，设1轮为主动轮，2轮为从动轮，则大车制动惯性力为：=231.85式中大车制动时，由桥架自重引起的水平惯性力； 、和等符号1.4.4大车运行偏斜侧向力当门式起重机的运行速度与桥式起重机的运行速度相近时，可按下式计算侧向力：式中 大车的最大轮压。 当门式起重机的运行速度较低时，侧向力按照之腿由于运行阻力不同时求出=表示主梁由于侧向力引起的弯矩。其中：=式中 和两支腿处的运行阻力，且； 和两支腿运行牵引力，且。1.4.5进行最大拉力验算1.4.6计算受拉单栓承载力故 验算通过。1.4
10、.7载荷组合 由于各种载荷不可能同时作用在门架结构上，因此要根据门式起重机的使用情况来确定这些载荷的组合。1.5门式起重机的计算载荷组合通常考虑以下几种情况对于主梁，考虑小车位于跨中或悬臂端，小车满载下降制动，同时大车平稳制动，风力平行大车轨道方向。称为计算情况II。对于支腿，分别考虑门架平面和支腿平面内的两种载荷组合1.5.1腿几何尺寸和几何特性支腿总体尺寸 采用型支腿，确定总体几何尺寸如下 1）在门架的平面内，大车不动，小车位于跨端或悬端，小车满载下降制动，同时小车运行机构制动，风力沿小车轨道方向，称为计算情况II。表（1-1）门式起重机的计算载荷组合Table (1-1) gate ty
11、pe hoist crane computation load combination计 算 构 件主 梁支 腿载荷情况及组合IIIIIIIIII门架自重起升载荷小车惯性力大车惯性力大车偏斜侧向力门架支承横推力风力小车自重 注：表中桥架(主梁)自重；门架(包括主梁和支腿等)自重，在门架平面内，沿小车轨道方向的风力；在支腿平面内，沿大车轨道方向的风力。其余符号同前述。2）在支腿平面内，小车位于跨度端或悬臂端，小车满载下降制动，同时大车平稳制动，风力平行大车轨道。称为计算情况。对于主梁和支腿，还应考虑非工作状态下的载荷组合，这时大车和小车皆不动，空载。仅作用有非工作状态的最大风载荷，称为技术情况。
12、对于每种计算情况，由于其载荷组合出现的可能性不同，所以在设计计算时，对金属结构的许用应力值也各不相同。2起重机金属结构设计箱型结构形式，支腿型式为“”型。主要参数及校核计算如下：21主梁危险载面的强度校核计算 主梁的内力计算：计算主梁的内力时，将门架当作平面静定分析2.1.1正应力的校核验算 根据公式计算的垂直弯矩同时作用在主梁上，并考虑约束弯曲和约束扭转的影响，主梁再面上的正应力可按下式叠加：主梁跨中：=主梁支承载面：=式中 、主梁跨中的最大垂直弯矩和水平弯矩； 、主梁支承载面的最大垂直弯矩和水平弯矩； 、主梁跨中和支承载面对轴的载面摸数； 主梁对轴的载面摸数。 强度许用应力为：确定应力循环
13、特性钢的强度许用应力为：式中为载荷组合的安全系数。2.1.2剪应力的校核验算 箱形载面主梁支承载面处的剪力在腹板上引起的剪应力按下式计算：=式中 主梁载面的一部分对中性轴的静矩； 主梁载面对轴的惯性矩； 、主梁的主、副腹板的厚度。 在水平载荷作用下，盖板上的剪应力：=式中 支承处的水平剪力； 主梁载面的一部分对轴的静矩； 主梁载面对轴的惯性矩； 上、下盖板厚度。主梁受扭的影响。则按纯扭转计算，计算式为：主腹板上 =副腹板上 =盖板上 =式中 作用与主梁支承载面的扭矩； 主梁封闭载面的轮廓面积，。 在主梁载面上，各种载荷在同一点引起的剪应力予叠加。 主梁扭转剪应力：对于单主梁箱形门式起重机，其主梁截面除承受自由弯曲应力外，还承受约束弯曲应力、约束扭转正应力（以增大15%的自由弯曲应力计入）和剪应力。此外。主梁截面还承受纯扭转剪应力，县验算如下：2.1.3支腿危险载面的强度校核验算 对于单主梁箱形结构门架的支腿应分别选取几个载面进行强度计算： 强度验算式为：式中 门架平面，支腿验算载面的最大弯矩； 支腿平面，支腿验算载面的最大弯矩；
