1、 1 湘潭职业技术学院 毕业设计说明书 题 目： 龙门式起重机的设计 院 系： 医电学院 专 业： 机电一体化 班 级： 学生姓名： 学 号： 同组学生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日 2 目 录 1 起重机的总体设计主要内容包括以下方面 .7 1.1 门式起重机总体设计方案确定 .7 1.1.1 起重机的设计参数是指 .7 1.2 龙门起重机的总体方案和基本参数确定 .7 1.2.1 起重机各构件质量数据如下 .7 1 3 主起升机构的设计 .8 1.3.1 选择钢丝绳 .8 1.3.2 选用钢丝绳标记如下 .9 1.4 门架的结构选择型式 . 10 1.4.1 门架的主要尺寸的确定
2、. 10 1.4.2 门式起重机的载荷及其组合 . 11 1.4.3 惯性力 (惯性载荷 ) . 11 1.4.4 大车运行偏斜侧向力 . 11 1.4.5 进行最大拉力验算 . 12 1.4.6 计算受拉单栓承载力 . 12 1.4.7 载荷组合 . 12 1.5 门式起重机的计算载荷组合通常考虑以下几种情况 . 12 1.5.1 腿几何尺寸和几何特性 . 13 2 起重机金属结构设计 . 14 2 1 主梁危险载面的强度校核 计算 . 14 2.1.1 正应力的校核验算 . 14 2.1.2 剪应力的校核验算 . 15 2.1.3 支腿危险载面的强度校核验算 . 16 2.1.4 下横梁的
3、截面尺寸及几何特性强度验算 . 16 2.1.5 支腿与下横梁的内力校核计算 . 17 2.1.6 支腿平面内的支腿内力计算 . 17 2.1.7 箱型梁的约束弯曲校核计算 . 17 2.1.8 轮压产生的局部压应力校核计算 . 19 3 2.1.9 主梁的刚度校核计算 . 22 2.1.10 稳定性校核计算 . 25 2.1.11 腹板局部稳定性的校核验算 . 28 2.1.12 加肋板的稳定性校核计算 . 30 2.1.13 受扭构件的校核计算 . 32 2.1.14 开口薄板构件的扭转校核计算 . 35 2.1.15 闭口薄 壁构件的扭转校核计算 . 37 3 螺栓连接 . 39 3.1
4、 构造与布置 . 39 3.1.1 螺栓连接的强度校核计算 . 39 3.1.2 受弯矩作用的剪 力螺栓连接 . 40 3.1.3 风载荷的计算 . 43 4 连接的计算 . 45 4.1 焊接 . 45 4.1.1 焊逢的种类型式 . 46 4.1.2 焊逢连接计算 . 47 5 龙门起重机的使用和修理 . 49 5.1 龙门起重机的安全技术规程要点为 . 49 5.1.1 龙门起重机司机 要求 . 49 6 结论 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附录 A . 错误 !未定义书签。 4 摘 要 龙门式起重机是一种重要的物料搬运设备
5、，广泛应用于厂矿、车站、港口、电站等 生产领域中。随着经济的发展，它不仅在国民经济中占有重要的位置，而且在社会生产 和生活的领域的应用也不断扩大。国内各生产企业都在各自所属的领域内扩展产品种类 及优化产品性能，采用一些先进的技术来开发自己的产品或通过引进国外先进技术来提 高产品质量。 本文首先简要介绍了课题的研究背景和意义，以及龙门起重机的发展趋势与结构分 类 然后列出了 450t38m 龙门起重机设计的基本的参数，完成 450t38m 龙门起重机总体 的设计 计算 了该龙门起重机受到的静载荷、 动载荷、风载荷、偏斜运行时的水平侧向力、碰撞力等等 计算了龙门起重机的轮压，校核了起重机的稳定性、
6、正常工作状态和非正常 工作状态的防风抗滑安全性。 以及对龙门式起重机的金属结构设计和计算 ,对龙门式起重 机的小车起升机构和行走机构进行了设计与计算 ,对龙门式起重机的大车行走机构进行 了设计与计算。 关键词 起重机，结构设计，起升机构，行走机构； Abstract Gantry crane is a kind of important material handling equipment, it is widely used in factories and mines, stations, ports, power plants and other areas of production
7、. With the development of economy. It not only in the national economy occupies an important position, and application in the field of social production and life also is expanding constantly. Domestic production enterprises are in their respective areas of extended product type and the optimization
8、of product performance, uses some advanced technologies to develop their own products or through the introduction of foreign advanced technology to raise the quality of 5 products. The wind proof and skid resistance safety. And for gantry crane metal structure design and calculation of stability che
9、ck, a gantry crane wheel pressure calculated in this paper, we first introduce the research background and the significance of the topic, and gantry crane development trend and structure divided into and list the 450t. 38m gantry crane design of basic parameters, completes the 450t. 38m gantry crane
10、s overall design static load by the gantry crane is calculated, dynamic load, wind load, running deviation of lateral force, collision force and so on crane and normal working state and non normal working state The design and calculation of the hoisting mechanism and the running mechanism of the hoi
11、sting mechanism of Longmen crane are designed and calculated. Keywords crane, structure design, lifting mechanism, running mechanism; 6 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
12、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。 7 1 起重机的总体设计 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
13、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 qV (m/min)、和工作级别等。 已知数据和计算： 起重量： 50t 起升高度：
14、4.2m 跨度： 5m 起升速度： 7.5 工作级别： 5M 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： kgGL 49612 ；主梁： kgGq 18612 ；支腿： kgGt 3853 （一根）；下横梁： kgG 2346 （一根）；轨道： kgGg 2950 走台栏杆： ztG =2067kg ；电气均布质量：kgGdq 450 ；吊具： kgG 3220 。 吊钩的选择：吊钩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
15、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8 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 50t 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、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
16、轨道。本次设计我选用起重机钢轨道（即正轨）。详细步骤如下： 1 3 主起升机构的设计 图（ 1-1）主起升机构传动简图 1 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 3hi 如图所示，主起升机构承载绳索分支数 6322 hiZ 采用图号为 1607.362T 的 50t9 吊钩组代用。吊钩组质量 kgG 3220 ，两滑轮间距 mmt 3580 。滑轮组采用滚动轴承，当 3hi 时，滑轮组效率 985.0 。钢丝绳承受最大拉力： Ni GQS hh v
17、 2 7 0 6 59 8 5.032 8.9)3 2 21 6 0 0 0(2m ax 1.3.2选用钢丝绳标记如下 888 9 1 81 6 7 01918 6.1786 GBZSFCWN A T 确定滑轮尺寸： 滑轮的许用最小直径： mmedD 4 3 2)125(18)1( 式中，系数 25e 。选用标准滑轮 mmD 450 。选用平衡滑轮 mmDD p 2806.0 。 选择电动机： 静功率计算： kWvGQN nj 5.2485.0601000 8.78.9)3221 6 0 0 0(601000 )( （ 1-1） 式中 机构的总效率，取 =0.85。 电动机计算功率： .6.1
18、95.248.0 kWNKN jde 式中， ,8.0dK 选则电动机的型号如下： YZAR255M-8， sS 工作制， JC =40%， 6CZ 次， kwN e 22%)40( ， min7151 rn ，22 3.3 kgmGD 。电动机轴端尺寸 mmd 65 ， mml 140 电动机的验算： 电动机的过载能力 kWvGQm HN oMn 4.2185.0100060 8.98.7)32216000(4.21 1.2100060 )( （ 1-2） 式中 H 系数。 1.2H ； M 电动机转矩允许过载倍率， 4.2M 。 m 机构中电动机个数。 10 en NN ，过载演算通过 1
19、.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： 箱行主梁的截面以矩形截面。门式起重机的主梁高度 LH )201151( ：当采用两条刚性支腿时，取 LH )251151( ， HB )3121( ，采用单箱型时，取 HB )132( 。主梁几何特性：面积 28.374 cmF ；静面矩 cmSx 10150 ； 36860cmSy ；惯性矩 41328762 cmI x ； 4559431cmI y 截 面 模 数 317035cmWx ； 310884cmWyl ；39457 cmWyr 。 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 Hb (主梁高度 )确定；柔性支腿的上、下部和刚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oLK )6141(， oL 为
