【正文】 φ2為起升載荷動載系數(shù)φ1為起升沖擊系數(shù)P葫蘆輪壓 Q額定載荷 G葫蘆自重第三部分、桁架結(jié)構(gòu)上部主梁剛度計算和上拱設(shè)計一、主梁的設(shè)計 跨度與懸臂的關(guān)系： 一般懸臂長取跨度的1/3。因為當載荷在跨中時的最大彎矩與載荷在懸臂端時的最大彎矩接近。注意：設(shè)載荷在懸臂端時，應(yīng)滿足龍門架的整體穩(wěn)定性。 （穩(wěn)定力矩/傾翻力矩）≥ 本車懸臂長度為3米二、計算方法：用截面法。計算方法：用截面法 ⑴，上弦的計算：椼架弦桿按彎矩圖分配，跨中彎矩最大。分別在垂直面與水平面上進行計算。大梁自重按節(jié)點進行分配。吊重與電葫蘆分別作用懸臂端和跨中，為集中力。動載系數(shù)取K1＝，超載系數(shù)可以取K2＝（根據(jù)使用情況確定是否取該值。）。水平面上的載荷由風載荷與吊重偏擺水平力組合而成的。吊重偏擺水平力為吊重偏擺角5度而來。風載荷由椼架與吊重迎風面組成的。額定起重量10噸時：吊重迎風面為10平米。選用最大的軸向力，進行壓桿穩(wěn)定性的計算。雙角鋼要兩個方向都要算。許用長細比：120 。許用應(yīng)力（二類載荷）：180Mpa。 ⑵，垂直面上的腹桿全部為斜腹桿，為降低自重不設(shè)垂直腹桿。椼架斜腹桿按剪力圖分配。支座附近處的斜腹桿內(nèi)力最大。首先判斷那根桿是壓桿。然后將吊重與電葫蘆分別作用懸臂端和跨內(nèi)支座壓腹桿處，為集中力。分別算出軸向力來。選用最大的軸向力，進行壓桿穩(wěn)定性的計算。雙角鋼要兩個方向都要算。許用長細比：120 。許用應(yīng)力（二類載荷）：180Mpa。 ⑶，懸掛電動葫蘆的工字鋼是受力最為復(fù)雜的桿件。其主要作用為是椼架的下弦桿。主要的內(nèi)力是軸向力（跨中是拉力，懸臂是壓力）。不能按連續(xù)梁理論計算，這不符合椼架的計算理論。椼架各桿件的內(nèi)力的計算方法：節(jié)點法，截面法，節(jié)點與截面組合計算法，有限元分析法。（注意不要用格構(gòu)式計算理論代替）。工字鋼的計算：第一步，算出軸向力（工字鋼長度方向），求解軸向應(yīng)力；第二步，工字鋼截面下翼緣處作用的水平力（電動葫蘆吊重產(chǎn)生的），求解水平彎曲應(yīng)力；第三步，電動葫蘆停在跨中的節(jié)間中部。計算節(jié)間中部的工字鋼的節(jié)間彎矩（工字鋼長度方向）。求解節(jié)間彎曲應(yīng)力；。第四步，求解電動葫蘆行走輪對面工字鋼截下翼緣處的局部彎曲應(yīng)力。⑷，工字鋼截面上貼兩個14號槽鋼進行加固。首先是強度決定的。還有是整個龍門吊的制作供料情況所決定的。在整個龍門吊的設(shè)計中，材料規(guī)格盡量的少一些。所以選用工字鋼截面上貼兩個14號槽鋼。⑸節(jié)點板的設(shè)計：第一，要滿足行架各軸線相交的要求，則要以節(jié)點板的棱角，角鋼的棱角為制造基準。以角鋼肢背，肢尖焊縫為基本尺寸。確定外觀形狀。第二，板厚：當腹桿最大內(nèi)力 N≤100KN δ＝6mm N≤200KN δ＝8mm N=200KN300KN δ＝10mm12mm ⑹連接板的設(shè)計：第一，要滿足行架內(nèi)部各桿件的局部連接強度。其連接板必須滿足強度要求。如：與支腿連接用的吊梁連接板。第二，要滿足行架內(nèi)部各桿件的局部連接尺寸的要求。如：雙組腹桿與工字鋼連接用的連接板是用機加工制得的。 ⑺與支腿連接用的吊梁的設(shè)計：第一，要滿足吊梁強度要求。第二，要滿足吊梁加工方便的要求。第三，材料的選用大眾化。一般選用雙槽鋼格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，槽鋼開口向里。槽鋼規(guī)格：14號 ⑻，各桿件接頭的設(shè)計：角鋼用同規(guī)格的角鋼作連接加固桿，長度為5倍以上的角鋼寬。槽鋼用鋼板作連接加固。貼在腹板的內(nèi)側(cè)。三、桁架式門架的靜剛度計算上部主梁的總體剛度是以主桁架跨中和懸臂端的撓度值來標志的。上部主梁的上拱是通過主桁架的上拱來實現(xiàn)桁架式門架的靜剛度是用它跨中和懸臂端的彈性變形(下?lián)衔灰?來衡量的。當桁架主梁有上拱時，計算桁架式門架的靜撓度不考慮動載荷。桁架式門架的撓度可用下列公式之一計算。 (一)精確法(奠爾公式法)式中 f ——桁架式門架跨中或懸臂端下?lián)献冃瘟?；N ——單位力P=1作用于跨中或懸臂端時桁架桿件產(chǎn)生的內(nèi)力(公斤)，Nl用繪制克——馬圖法求得； Np ——小車靜輪壓(不計動力系數(shù))作用于跨中或懸臂端時桁架桿件產(chǎn)生的內(nèi)力(公斤)，用繪制克一馬圖法求得；ι i ——桁架各桿件的長度(厘米)；Ai ——桁架各桿件的斷面積(厘米2)；[f]中、[f]端——許用靜剛度，根據(jù)《起重機設(shè)計手冊》第四篇第一章規(guī)定可取：[f]中≤ L [f]端≤ L按莫爾公式計算撓度比較精確，通常用于新設(shè)計桁架。而對桁架式門架的校核性計算則用近似公式更方便。對于校核性計算也可用下面近似公式計算。四、本車采用校核性計算桁架式門架主梁的靜剛度 (1)近似法(等效剛度法)近似法是把主桁架和與主桁架在同一平面的支腿桁架轉(zhuǎn)換成實體結(jié)構(gòu)，然后按與箱型龍門起重機相類似的剛度計算公式計算桁架式門架的靜下?lián)隙?。對于校核性計算也可用下面近似公式計算?小車位于跨中，主桁架跨中的撓度約：1KG==10N 140KN=140000N=14000公斤小車位于懸臂端，懸臂端的撓度為：式中 P—移動載荷引起的靜輪壓(不計動力系數(shù)) (公斤)。 P=P1+P2 ι —有效懸臂長度(厘米)；L—起重機跨度(厘米)K—J梁/J腿h/LKK=360400cm4/144350cm4856/1400==h—支腿的投影高度(厘米)。本車取856 cmJ梁—將主桁架視為梁的折算慣其值為；其中 F上弦——主桁架上弦桿的斷面積(厘米2)本車取35 cm2F下弦——主桁架下弦桿的斷面積(厘米2)本車取98 cm2h1——主桁架高度(厘米)，本車取150cm μ——系數(shù)，對三角形復(fù)桿體系，當復(fù)桿的傾角為450時，μ按下式計算：當 h1/L=1/10時 μ=1+(F弦/F斜)當 h1/L=1/12時 μ=1+(F弦/F斜)當 h1/L=1/14時 μ=1+(F弦/F斜)本車取 μ=1+(F弦/F斜)=1+(247。)=其中 F弦=1/2(F上弦+F下弦)=(35 cm2+98 cm2)=F斜——桁架斜桿的斷面積(厘米2)， J腿——變截面桁架支腿的折算慣性矩，可取距支腿小端2/3h處斷面的慣性矩。在計算變截面桁架支腿的折算慣性矩時，將主肢視為下弦，其斷面積(厘米2)取64 cm2副肢視為上弦，其斷面積(厘米2)取17 cm2h1—支腿折算高度(厘米)，本車取110cm ，μ——系數(shù)，根據(jù)《起重機設(shè)計手冊》五、計算結(jié)果根據(jù)計算結(jié)果：[f]中= [f]端=[f]中、[f]端——許用靜剛度，根據(jù)《起重機設(shè)計手冊》第四篇第一章規(guī)定可?。篬f]中≤ L=2 [f]端≤ L=4[f]中= 小于 《起重機設(shè)計手冊》規(guī)定的靜剛度值2本起重機主梁能夠承受10噸起重機所規(guī)定的起重量。[f]端= 小于 《起重機設(shè)計手冊》規(guī)定的靜剛度值4本起重機懸臂梁能夠承受10噸起重機所規(guī)定的起重量。六、桁架式主梁的上拱設(shè)計桁架式主梁的上拱可以消除桁架梁自重引起的下?lián)?，并使小車在梁上工作時，大致運行呈水平。對跨度≥17 m，懸臂長度≥5 m的桁架式主梁均應(yīng)設(shè)計上拱。本車跨中上拱度應(yīng)為:懸臂端上拱度為:式中 L、ι——龍門起重機的跨度和有效懸臂長度。 經(jīng)現(xiàn)場實際測量該桁架式起重機主梁的上拱度，符合起重機設(shè)計規(guī)范標準。第四部分、 強度計算(一)強度計算桁構(gòu)梁的內(nèi)力可用力法直接確定，也可用下面簡化方法計算。當電動葫蘆位于跨中時，上弦桿軸向壓力為。式中 η1——與結(jié)構(gòu)型式和尺寸有關(guān)的系數(shù)，由起重機設(shè)計手冊表查取η1=；P——小車計算輪壓(N)；P=140000N；q——橋架均布載荷(N／m)；q=30N/cm=3000N/m。端部斜弦桿軸向壓力D=N/cosa=270000N/m247。450=6000N/m式中 a——斜桿與下弦桿夾角。支桿軸向拉力V=Ntga工字梁總軸向拉力T=N工字梁總彎矩 M=η2PL+η3qL2=140000N1400 cm +30N/cm14002cm=17640000 +1293600=18933600N/cm=189000N/m工字梁拉伸和彎曲應(yīng)力為δ=4222N/cm2＜δ強=16000N/cm2式中 Ix——橫截面對中性軸的慣矩；y1——截面上測點至中心軸的距離。F——工字梁跨中的截面積(mm2)。(二)局部彎曲應(yīng)力和合成應(yīng)力計算工字鋼下翼緣在小車輪壓力作用下產(chǎn)生的局部彎曲應(yīng)力和合成應(yīng)力按式計算。如圖圖5局部彎曲應(yīng)力示意圖 圖6系數(shù)K的曲線圖圖7 下翼緣的局部 應(yīng)力計算時有關(guān)尺寸圖⑴腹板根部1點由翼緣在roz平面內(nèi)及zoy平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力分別為式中 K——由輪壓作用點位置比值ξ=i/(bd)決定的系(見圖)．b=。d=。i=a+ce= a=(bd)/2= cm R——車輪曲轉(zhuǎn)半徑R=c——輪緣與軌道翼緣邊緣間的 距離c=， e== 則ξ= 從圖6查的K1= K2= K3= K4= K5=P——電動葫蘆一個車輪的最大輪壓(N)；P=17645Nt——距邊緣(bd)/4處的翼緣厚度(cm)。t=⑵ 作用點2下表面由翼緣在xoz及zoy平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力分別為⑶ 靠近自由端的點3由翼緣在zoy平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力(3)合成應(yīng)力由水平載荷引起的彎曲應(yīng)力較小，可忽略不計。工字鋼下翼緣下表面1點的合成應(yīng)力為 f=215N/mm2 β—計算折應(yīng)力增大系數(shù)β=作用點2的合成應(yīng)力為下翼緣下表面2點的合成應(yīng)力為f=215N/mm2 β—計算折應(yīng)力增大系數(shù)β=計算結(jié)果：計算折應(yīng)力不超過鋼材的強度設(shè)計值。起重機鋼結(jié)構(gòu)滿足10噸起重機的設(shè)計要求。第五部分、 大車運行機構(gòu)的計算本車起升及小車各部位的零部件由于采用的是標準電動葫蘆在這里就不進行計算了，本部分重點對大車運行機構(gòu)進行計算。（一）、車輪⑴選取車輪通常是根據(jù)最大輪壓由車輪的承載能力選取車輪直徑，然后再進行車輪的強度校核。計算輪壓的確定：P計=γK沖P效P效——等效輪壓，P效=γ ——載荷變化系數(shù)γ=K沖——沖擊系數(shù)K沖=P計==本車采用O500毫米的車輪，其能承受的最大輪壓為P承=26噸。P