【正文】 m) 1YF = 3aM= 3a 1YF ==(KNm) (KNm)= (KNm)= (KN 圖 2—33 布力作用下的彎矩圖 ② 均布力作用下，基本結(jié)構(gòu)中的各截面彎矩值： 34PXM= 3P 2a == (tm) 、水平方向加單位力，并作彎矩圖，如圖2—30 所示。 6 .2 支承架剛度設(shè)計(jì)計(jì)算 支承架剛度計(jì)算，是以支承架小車軌道點(diǎn)垂直，水平位移為計(jì)算內(nèi)容， 主要考慮垂直移動(dòng)載荷及水平慣性力（忽略風(fēng)力）引起的位移，由于兩種位移很少同時(shí)出現(xiàn)，因此不考慮位移疊加的影響。 －７內(nèi)力值和應(yīng)力值 7XM = 8XQM + 7XQM +27PXM 1YM 3YM ( 1YF + 4YF )( 2a + 3a ) =++()()(+)(+) = (tm) 5XYM = 4XYM + 25PXMMX5MN 40 =+ = (tm)= (KNm) MX6MN=MN= (KNm)= (KNm) 34PXM=34PXM= (KNm) 27PXM = 28PXM = (KNm) 67QXM= 6Q 21L /8= /8= (tm) 46PXM = 2b 4P == (t 圖 2—17 計(jì)算基本簡(jiǎn)圖 支承架是三次超靜定結(jié)構(gòu)，由馬鞍橫梁中間截面斷開，作為超靜定的基本結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，載荷對(duì)稱 ，斷開截面只有彎矩和軸向力。 主梁水平靜剛度計(jì)算 水平框架為多次超靜定結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的對(duì)稱性，從兩端梁中間截開取超靜定框架一 側(cè)為基本系統(tǒng)，并作為計(jì)算簡(jiǎn)圖。對(duì)重級(jí)工作類型的起重機(jī)，在焊接的板結(jié)構(gòu)金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，取值 等效? = t ????? 等效等效 ? 上面門架內(nèi)應(yīng)力計(jì)算中，最大應(yīng)力再懸臂根部截面主腹板翼緣板下角點(diǎn)，為此用 等效? 代替 Q，即為在等效載荷作用下產(chǎn)生的最高應(yīng)力。 主梁應(yīng)力校核計(jì)算 危險(xiǎn)截面內(nèi)危險(xiǎn)應(yīng)力點(diǎn)為 5 點(diǎn)，如圖 2—7 所示，危險(xiǎn)端面內(nèi)3 點(diǎn)承受剪應(yīng)力最大，由于 3 點(diǎn)最大剪應(yīng)力與其許用剪應(yīng)力相比很小，可不進(jìn)行驗(yàn)算。若單位風(fēng)壓為 ，箱型結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù) C=，迎風(fēng)面積為時(shí)， 主梁所受風(fēng)力為： 主梁P =1x （ 21 LLS ?? ） =（ ++） =(t)=(KN) 若主梁均布風(fēng)力集度為 0Q ，則： 0Q = 主梁P /( 21 LLS ?? ） =(++) = (t/m)= (KN/m) 小車的風(fēng)載荷計(jì)算 注：風(fēng)力、風(fēng)力集度及迎風(fēng)面積的含義在這里均為沿大車軌道方向 小車集中慣性力 當(dāng)大車制動(dòng)時(shí)，起重量及小車質(zhì)量產(chǎn)生集中慣性力，它通過車輪作用于二根主梁上，若摩擦系數(shù)為 ，大車驅(qū)動(dòng)輪數(shù) n 驅(qū) =2，全部車輪數(shù) n 全 =8， 其比值為 ，則作用于一根主梁的集中慣性力 HOP 為： HOP =( QP + GP )/2=(+)/2 = (t)= (KN) 當(dāng)風(fēng)沿著門機(jī)軌道方向吹時(shí) ,工作狀態(tài)風(fēng)力為： ? ?? ?? ? ? ? 8 0 ?????????????? 司機(jī)室電氣房吊具車罩小車 SSSSP 水平合力 HP 為： HP = HOP + 小車P =+= (KN) 就這種結(jié)構(gòu)而言，因側(cè)向力計(jì)算值不準(zhǔn)確，引起應(yīng)力不大，故本計(jì)算中忽略此因素作用。8mm? ? 主梁和端梁采用法蘭盤 螺栓 連接 端梁截面形式 端梁截面形式 如圖 22 所示 9 支腿基本尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)跨度 S=,采用兩側(cè)剛性支腿的門架，通過高強(qiáng)度螺栓與主梁連接。有時(shí)這個(gè)機(jī)構(gòu)工作，別的機(jī)構(gòu)停歇，但每個(gè)機(jī) 構(gòu)都至少作一次正向運(yùn)轉(zhuǎn)和一次反向運(yùn)轉(zhuǎn)。箱型雙梁結(jié)構(gòu)具有 加工零件少、工藝性能好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。本起重機(jī)是按 GB/T144061993《通用門式起重機(jī)》設(shè)計(jì)制造，常用起重量 1050t，工作環(huán)境為 20 40。 其中金屬結(jié)構(gòu)是整臺(tái)起重機(jī)的機(jī)械骨架，承受和轉(zhuǎn)遞起重運(yùn)輸機(jī)所負(fù)擔(dān)的載重及自身的重量。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文題目： 門式起重機(jī)設(shè)計(jì) —金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 起機(jī) 101 學(xué)生姓名： 王靜哲 學(xué) 號(hào)： 100125130 指導(dǎo)教師： 安林超 2 緒論 起重機(jī)械是用來升降物品或人員的，有的還能使這些物品或人員在其工作范圍內(nèi)作水平或空間移動(dòng)的機(jī)械。本起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)主要由主梁、端梁、馬鞍梁、支腿等組成。 C，工作級(jí)別 A A6兩種。構(gòu)成門式起重機(jī)的主要金屬結(jié)構(gòu)部分是門架，它矗立工作場(chǎng)所的軌道上，并沿軌道前后運(yùn)行。 MG 型吊鉤 門式起重機(jī)的用途 它適用于各種工礦企業(yè)，交通運(yùn)輸及建筑施工等部門的露天倉(cāng)庫(kù)、貨場(chǎng)、鐵路、車站、碼頭、建筑工地等露天場(chǎng)所。 初次計(jì)算時(shí)，對(duì)軸心受壓柱和偏心受壓柱的長(zhǎng)細(xì)比 ， 可以假定軸向力 N，據(jù)估算本機(jī)軸向力 N=33t，故可取 λ=80 則： ? ?mlrmNA 103300263??????? ?????? 式中 N—計(jì)算的軸向力 ， N=33t 0l —柱的計(jì)算長(zhǎng)度， 0l = l1? 又因?yàn)? 1= 2 ? ?， ? —受壓柱的穩(wěn)定系數(shù)，查表取 ? = 根據(jù)表 615 中組合梁截面尺寸的近似比值關(guān)系， 則有 ： 321 , ???rdrbrh cyx ??? 式中 h、 b、 cd —分別為柱截面的高、寬和平均管徑 1? 、 2? 、 3? —依界面而定的比例系數(shù)，由表 615 查 ,取 1? = xr 、 yr 、 r —截面的回轉(zhuǎn)半徑，初計(jì)算時(shí)取 xr = yr =r 為使截面尺寸合理，對(duì)于偏心受壓柱則先確定截面高度 h，再按選定的尺寸和截面積求出另一尺寸，所以只需根據(jù)1?xrh? 算出 h 即可。 由于主梁和支承架均以載荷組合 Ⅱ 作用時(shí)，受力嚴(yán)重，故以此工況校核強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 5 點(diǎn)為中軌或半偏軌箱形梁上蓋板局部彎曲應(yīng)力驗(yàn)算點(diǎn)。 ? ?? ?? ?壓應(yīng)力式中下左下等效等效等效端計(jì)梁計(jì)等效???????????????????????????????242222mkg109 5 1 2 0 2 8 0 1 9 3 212q21XAXXAXAXWMMPPZSPZSM? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ?? ?壓應(yīng)力式中左下左下等效小車等效端計(jì)小車等效小車梁計(jì)等效2422121m2110221KNWMMFZSFZSTFPZYFPMYAYYAYAY?????????????????????????????????? 23 ? ? ? ? ? ?244m a x KNYX ?????????? 左下左下 ??? 絕對(duì)值最大的應(yīng)力為壓應(yīng)力時(shí)，其疲勞強(qiáng)度的許用壓應(yīng)力計(jì)算 ? ? ? ?pK pp ?? ?? 式中 ? ?p? ——相應(yīng)于一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，當(dāng) p=0 時(shí)，主體金屬或連接件的疲勞許用應(yīng)力，對(duì)本起重機(jī)工作級(jí)別，材料 2Q 35A 其值 ? ?p0? =（ MPa） K——系數(shù)， K= maxmin?? ??p ，其為構(gòu)件驗(yàn)算部位 的應(yīng)力比值（拉為正，壓為負(fù)） 下靜xmin WM?? ，式中 靜M ——懸臂上靜載荷產(chǎn)生的力矩 ? ? 9 9 6 q212222???????????? ZSZSPM 梁計(jì)端計(jì)靜 ? ?mm a xm in2m in??????????p ? ? ? ?? ? ? ?滿足疲勞強(qiáng)度要求242424pm102 4 2 9 m102 4 2 9 3 2 8 5670KNKNKN???????? （拉應(yīng)力）疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ????????????????????2424mkg104 9 1 2 0 1 3 6 m0 3 3 0 7 右上右上上右上YAXYXAXXWMWM?? ? ? ? ? ? ?244m a x KNYX ????????? 右上右上 ??? 絕對(duì)值最大的應(yīng)力為壓應(yīng)力時(shí)，其疲勞強(qiáng)度的許用壓應(yīng)力計(jì)算 ? ? ? ?p1 Kpp ?? ?? 式中maxmin?? ??p ，其為構(gòu)件驗(yàn)算部位的應(yīng)力比值（拉為正，壓為負(fù)） 24 ? ?? ? 滿足疲勞強(qiáng)度要求m56702422p33m a xm i nKNp?????????????????????????? ? 上面疲勞強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果均小于疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力，故主梁斷面受懸臂剛度控制。由前節(jié)計(jì)算得均布載荷作用超靜定剪力為 1xYQ , 1xzQ ， 移動(dòng)載荷作用跨中或懸臂超靜定剪力為 2xYQ , 2xzQ , 3xYQ , 3xZQ 。為了求解超靜定內(nèi)力簡(jiǎn)單，將均布載荷 3Q 、 4P 、 2Q 、 6Q 與集中力 2P 作用分開考慮，設(shè)均布載荷引起截面彎矩為 ，軸向力為 1YF ，由集中力 2P 引起的截面 彎矩為 3YM ，軸向力為 4YF ，然后將內(nèi)力求和進(jìn)行校核計(jì)算。m)= (KNm)= (KNm) 注：以上符號(hào)如33QXM的含義為：３－３截面在 3Q 作用下的Ｘ方向的 彎矩 水平載荷作用下，馬鞍橫梁跨中截面內(nèi)力計(jì)算 1． 剛性支腿側(cè)計(jì)算 支承架作用水平載荷有 3P 、 4Q 、 5Q 、 6P 、 5P 及扭矩 MN作用，支承架兩側(cè)作用的載荷對(duì)應(yīng)相等，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 2—22 所示 35 圖 2—22 計(jì)算簡(jiǎn)圖 水平 載荷作用下基本結(jié)構(gòu)同前。m) 45QXM = 44QXM = (KNm) 3aF =36PyXM2/ 1L =2/= (t)= (KN) QYXM8 = 36PyXM 3aF 4a == (tm) MX7MN=0 MX8MN=MN5aF4a == (tm) 4XYM = 3XYM ( 1YF + 4YF )2a 34PXM 44QXM =(+) = (tm)= (KNm)= (KN 垂直移動(dòng)載荷作用下，支承架的小車軌頂處位移 僅考慮滿載小車位于懸臂端極限位置時(shí)，僅由吊重及小車自重引起的垂直和水平位移而其它垂直載荷不引起結(jié)構(gòu)位移的變化，由此不予考慮。 圖 2—30 垂直、水平方向加單位力作用的彎矩圖 1F =(t) 6aM= 1F 6a ==() 2bM = 2b 1F ==() 1XF = 1F =(t) 4aM = 4a 1XF ==() 8XM = 6a + 2b + 4a =++=() 1YM =(t) 3aM= 3a 1YM ==() YXM8 = 3aM =() YXM8 = 3aM =() 44 ３ .計(jì)算位移： ⑴ 僅由垂直載荷引起的小車軌道點(diǎn)垂直位移 YS = 3b /2/E/ 11xI (( 6a + 2b 2/3)(MX6 7P MX6 9Y )+( 6a + 2b /3)(MX5 7P MX5 9Y )(26a + 2b )8Y )+1/E/ 7xI ( 5a /2MX8X1(MX8 7P MX8 9Y 8Y )+4a 4a 4a /3V 6a) =((+2/3)()+(+1.356/3)()(2+)())+1/(7.661/2(())+) = (m)=9 (mm) ⑵ 僅由垂直載荷引起的小車軌道點(diǎn)水平位移 XS = 3a 3b /3/E/ 11xI ((MX6 7P MX6 9Y )+.5(MX5 7P MX5 9Y )8Y )+(