龙门起重机设计计算.docx
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二40吨3 .起升速度满载：V=Im/min空载：v=2m/min4 .小车运行速度：满载：v=3m/min空载：v=6m/min5 .大车运行速度：满载：v=5m/min空载：v=10m/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G=6.71龙门架自重Gz=260t大车运行机构自重G3=1t司机室G4=O.5t电气Gs=1.5t3.教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CK1A高度h风力系数C高度系数K11挡风面积A计算结果CK11A高度h货物1.21.622242.8501.21.622242.85()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-114Nm2q,1=190Nm2qm=800W1O级）qm=1000N/m?（12级）正面：Fw1=518x114N=5.91×104NFw=518x190N=9.86×104NFwm=518x800N=41.44×104N（10级）Fwi=518x1000N=51.8×104N（12级）侧面:Fw,=4.61×1O4NFw=7.68×104NFw111=32.34×104N（10级）Fwm=40.43×104N（12级）（二）轮压计算1.小车位于最外端，II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+Gi+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,=9.86X44.8=441.7tm水平惯性力:R=（G+Q）Xa=（278.7+40）X0.2X1000=6.37X10000N=6.37t水平惯性力对轨道面的力矩:Ma=6.37X44=280.3tm总的水平力力矩：M1=Ma+Mwh=722tm小车对中心线的力矩：M,=（6.7+40）X16=747.2tm最大腿压：Pmx=0.25（G+Q）+M121+M2K=0.25×318.7+722.0/48+747.2/84=79.675+15.04+8.9=103.6t最大工作轮压:Rnax=PnM/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EM三O工况2：有风、动载，M=O.95×(278.7+40)X12-628.3=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=O.95×278.7×12-1.15×41.44×44=3177.2-2668.7=1080.3>0飓风袭击下：EM=0.95×278.8×12-1.15X51.8×44.8=508.5>0为防止龙门吊倾覆或移动，龙门吊设置风缆。起升机构设计计算(一)设计参数1 .起重量：Q二40t2 .起升速度：V,=1msV空=2ms3 .钢丝绳倍率：q=4(二)钢丝绳计算Snax=Q(qa)Q=40t=4000Kgq一倍率，q=4a一卷入卷筒根数a=2=0.97Sm=Q/(qan)=40000/(2*4x0.97)=5.15×IO3Kg选择6w(19)-20-185-I-光Sp=S=O.85×30.25=25.70t>nXSIIaX=5X5.15=25.75t()电动机的选择及校核Nj=QV100040×10000×-601000×0.85=7.8KW选择变速调速电机YTSZ1801-8额定功率：HKw额定转矩：140.INm额定转速：735rmin转动惯量：0.285Kgm2重量：250Kg过载系数入：2.8P=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Rtn1o6.7×10011Cs4rR,=.3×X1.1=2.2X1(/N起升载荷引起的轮压D1140×10000111R=1.1×=IIX1ON4最大轮压：RmaX=I3.2XIO"最小轮压：Rmin=2.2x1()4车轮的等效疲劳计算载荷Re=2Rma*R吧=1(2×13.2+2.2)=9.53×IO4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=300-380,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：R=C1C2K2=(N)mC1车轮转速系数，车轮的转数=J=一=2.39"min×D×0.4C2运行机构工作级别系数，1“-与车轮材料有关的电接触应力系数，0.1R曲率半径，为30Ommm-一曲率半径的比值所确定的系数，为0.45D-3(X)2Rc=CxCzKi-=1.17X1×0.1×i=11.6×104V>9.53XIO4NW30.453(二)运行阻力计算1 .运行摩擦阻力F1wG,w=0.008G=(6.7+40)=46.7×IO4/V=0.008×46.7×104=3.74×1032 .坡度阻力Fy-GSinySiny=0.01F7=46.7×104×0.01=4.67×103V3,风阻力Fw=(42.8+11.3)×114=6.17×103NF=Ff+Fr+K=(3.74+4.61+6.1)×103=14.58×IO3N()电动机的计算四减速器以及链传动计算总传动比i=940/2.39=393.3i=ii2初估链传动比i2=2输出转速n=2.39x2=4.78r/min选择SEW生产的斜齿轮减速电机型号：R103DV112M6输出转速：nout=5.5r/min则链传动比i2=5.5/2.39=2.3Z1=17,Z2=39,i1=3917=2.3五、大车运行计算(一)确定车轮直径大车采用4x4轮布置，轨距2m,轮距18m由总体计算，可知大车轮的最大轮压Rnx=26t.最小轮压:Rin=13.9t14t等效计算轮压：Rc=(2×26÷14)=16.5t初选大车车轮直径。600,轨道P43车轮的许用轮压:RC=GC2&勺(N)mG为转速系数，车轮的转速：y.u.5=2.6526r/minD×0.6=5.305rmin".6C1=117C2=1K2=O.1R=300m=0.33883002Rf=1.17×0.1×.=18×IO4KN>16.5×IO1N0.3883满足要求。(二)运行阻力计算1 .运行摩擦阻力Ff=wGw-0.007G«280tE=280×104×0.7=1.96X10"N2 .坡道阻力F=GSinVsin/=0.01z=280×104×0.01=2.8×104TV3 .风阻力：FW=475×111N=5.42×IO4TV总阻力：F=(1.96+2.8+5.42)×104TV=10.18×IO1N满载阻力：F'=11.35×10,N,F'/F=112（三）电动机选择,一p总功率N=7；100010.18×104X6Q=20KWIO3×0.85由于速度低，选二套驱动NP=10KW2选两台I1KW电机（四）减速器及链传动计算选择减速电机R163DV160M4,输出转速11rmin,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n=11x1.2=13.2r/min132则链传动比为i2=*=2.48825.305取小链轮齿数为Z产17则Zz=i2×Z1=42i2=2.4717
