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60T龙门吊的设计与计算说明.doc

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60 龙门吊 设计 计算 说明
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龙门吊的设计与检算一、概况XXX 桥,全长 559.34m 共有板梁 594 片,全部为先张法预应力板梁,预制场设在第17#墩~第 22#墩之间左幅的一块空地上,预制场的走向与桥梁的走向一致。(见附图)二、龙门吊的设置因为预制场的走向与桥梁的走向一致,而预制场上只设置一台龙门吊,这样必须借助一个型钢加工的扁担(重约 10t)板梁最大的自重 31.2t,滑轮和钢丝绳重约 2t,合重 43.2t,按 1.3 的系数为 43.2×1.3=56.2t。这样龙门吊的吊重按 60t 设置。三、龙门吊的主要参数:吊重 W1=60t,跨度 L=30m,高度 H=15m,天车重 W2=6t。由 6 组贝雷片加上下加强弦杆。四、强度检算:(一)横梁:1、静荷载:横梁由 10 片贝雷片上下加加强弦杆组成 6 组,贝雷片自重:G 1=275Kg/片;加强弦杆自重:G 2=80Kg/片;插销和支撑架的自重(对应贝雷片):G 3=25Kg/片;这样横梁自重 G=(G 1+ G2×2+ G3)× 6×10=27600Kg。横梁的静荷载为横梁的自重,可视为均布荷载 q=(G÷1000)×10KN/30m=9.2KN/m;故 Mmax 静 =ql2/8=9.2×302÷8=1035KN·mQmax 静 =ql/2=9.2×30/2=138KN2、动荷载:动荷载系数 K 动 =1.3;(教材《基础工程》 )工作荷载 P=K 动 (W 1 +W2)=1.3×(600+60)=858KN。故 Mmax 动 =PL/4=858×30/4=6435KN·mQmax 动 =P=858KN3、总荷载:Mmax =Mmax 静 +Mmax 动 =7470KN·mQmax =Qmax 动 +Qmax 动 =996KN4、容许强度:[M]=9618.8KN·m;[Q]=1397.8KN。5、结论:[M]>M max [Q]>Q max 满足要求。6、挠度计算:横梁采用 6 组单层贝雷片上下加强的组装形式,其强性模量:E=2.1×10 6Kg·cm2 惯性矩:J=3464606.4cm 4⑴ 均布恒载最大挠度 f1max=5ql4/(384EJ)=5×9.2×(3000)4/(384×2.1×106×3464606.4)=1.334cm⑵ 集中荷载最大挠度:f 2max=PL3/(48EJ)=85800×30003/(48×2.1×10 6×3464606.4)=6.635cm⑶ 由销孔间隙引起的挠度 f3max:销孔间隙△L=0.159cm 节数 n=10 桁高 h=150 跨长L=30mφ=2n△L/h=0.0212rad φ=1.2147 0R=h(L-n△L)/ 2n△L=141434.43cmf3max=(R+h)(1-cos(φ/2))=7.955cm横梁总挠度:f=f 1max+f2max+f3max=1.334+6.635+7.955=15.924cm(二)大车运行机构计算:龙门吊在运行时电机必须克服摩擦阻力、道路坡度阻力和风阻力。1、摩擦阻力矩 Mm和摩擦阻力 Pm龙门吊在运行时其主要摩擦阻力矩车轮踏面在轨道上的滚动摩擦阻力矩,车轮轴承的摩擦阻力矩和附加摩擦阻力矩。Mm=(G+Q)×(R+Ud/2)β P m=2 Mm/Dc式中 G-龙门吊自重:G=(20×0.3+20×0.16)×6+8t+6t=69.2tQ-起重量:Q=60tDC-车轮直径:D C=0.4m=400mmR-滚动摩擦系数:R=0.0006mmU-车轮轴承摩擦系数:U=0.015d-轴承内径:d=0.11m=110mmβ-车轮轮缘与轨道的摩擦,轨道不直等因素引起的附加摩擦系数β=1.5代入得 Mm=(G+Q)×(R+Ud/2)β=2.762KN·mPm=2 Mm/Dc=13.81KN2、道路坡度阻力矩 Mp及阻力 PpPp=(G+Q)Kp Mp=Pp×Dc/2式中 Kp-坡度阻力系数:K p=0.002代入得 Pp=(692+600)×0.002=2.584KN Mp=Pp×Dc/2=0.517KN·m3、风压阻力 Pf及风压阻力矩 Mf迎风面积:F=1.7×30+1.7×15×2=102m 2有效迎风面积:F ’=φ ZF=0.6×102=61.2 m2式中 φ Z-面积充实系数取 0.6Pf=q×C× F’ 式中 q-计算风压 q=150N/m2×0.6=90 N/m2 C-风力系数 C=(h/10)0.3=(15/10)0.3=1.2代入得:P f=q×C×F’90×1.2×61.2×10-3=6.61KNMf= Pf×DC/2=1.322KN·m4、满载时龙门吊的静阻力系数矩 Mj及 PjMj=Mm+Mp+Mf=4.601KN.mPj=Pm+Pp+Pf=23.004KN5、电动机功率计算:静功率:N j=PjVc/(1000ηm) 式中 Vc-大车运行速度 V c=9m/min=0.15m/sm-驱动电机的个数 m=2; η-运行机构效率 η=0.85代入得 Nj=PjVc/(1000ηm)=23.004×10 3×0.15/(1000×0.85×2)=2.03Kw 电动机的实际功率:N=K d×Nj=3.05Kw式中 Kd-为克服起动时的惯性力,电动机的增大系数 Kd=1.56、电动机型号选择:根据龙门吊所需要的功率、速度及刹车要求,选择三相异步电磁制动电动机:YEJ112M-4Kw(三)主要零部件强度计算:大车梁强度计算:1、大车梁受力如图所示P 为工作荷载P=[K1W1/(2×6)+(W2+Q)K2K3/(2×6)]K4式中 K1-偏载系数 K 1=2 K2-动荷载系数 K 2=1.2K3-冲击系数 K 3=1.1 K4-各单元排受力不均匀系数 K 4=1.1∴P=[2×600/(2×6)+(60+552)×1.2×1.1/(2×6)]×1.1=184.052KN大车梁可视为简支梁进行计算:RA=RB=(6P/2)=552.156KNMmax=RA×(2.15+0.45+0.45)-P×1-P×0.45=1417.2KN·mQmax=552.2KN2、大车危险截面计算:大车危险截面为Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ;Ⅱ-Ⅱ是承受弯矩最大的截面,Ⅰ-Ⅰ是承受剪力最大的截面。危险截面Ⅱ-Ⅱ:Wx=[(50×2 3×2)/12+50×2×39 2×2+(1.2×763×2)/12]/40=9801.55cm3危险截面Ⅰ-Ⅰ:S=2×1.2×6=86.4cm 2大车梁采用 Q235 钢 其[δ]=150MPa [τ]=75 Mpa (教材《结构设计原理》)危险截面Ⅱ-Ⅱ:δ= M max/ Wx=(1417.2×10 3)/9801.55=145.6MPa<[δ]危险截面Ⅰ-Ⅰ:τ= Q max/S=552.2/86.4=63.9MPa<[τ]可知大车梁强度满足使用要求。五、拼装过程:1、安装龙门吊的走行轨道;2、用汽车吊将龙门吊的走行部安放在走行轨道上,并安置好支撑;3、在走行部上焊接与贝雷片的连接基座并且拼装龙门吊立柱的贝雷片;4、用汽车吊将拼装好的横梁吊装上去,安装好长短斜支撑弦杆;5、用汽车吊将天车吊装好。六、小结:本龙门吊在装配完成后通过了 XX 市特种设备检验局检验。在使用过程中不断进行日常维护,在使用过程中未出现任何故障。 Pm17Pm18Pm19Pm20Pm21仓仓 仓仓仓仓仓仓 28m梁 板 养 生 水 管 围 堰 仓仓仓仓仓周 祝 公 路 仓仓钢 筋 棚仓 龙 门 吊走 行 轨1.5%仓 六灶港龙 门 吊 走 行 轨1.5%仓仓仓农 房桥 梁 中 心 线周 祝 公 路 6T仓
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