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MQ100 門式起重機(jī)總體 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書 (共16頁(yè)，含封面) XXX機(jī)械工程研究所 2004年4月 一. 總體計(jì)算 計(jì)算原則:MQ100門式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算完全按《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB3811執(zhí)行,并參照下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算: 《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T13752-92 《法國(guó)塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》NFE52081 工作級(jí)別 A5 利用等級(jí) U5 起升機(jī)構(gòu) M5 變幅機(jī)構(gòu) M4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) M4 行走機(jī)構(gòu) M4 最大幅度 13m 最大起重量 8000Kg （一） 基本參數(shù): 回轉(zhuǎn)速度 0.7r/min 回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)間 5s 行走速度 12.5/25m/min 行走制動(dòng)時(shí)間 6s 回轉(zhuǎn)慣性力 其中 g=9.81 n=0.7r/min t=5s 行走慣性力: 其中 g=9.81 V=25m/min t=6s (二) 載荷組合: 自重力矩、慣性力及扭矩 名 稱 自重 Kg 回轉(zhuǎn) 半徑 m 對(duì)中 彎矩 Kg.m 回轉(zhuǎn)慣 性力 Kg 回轉(zhuǎn) 扭矩 Kg.m 行走慣性力 Kg 行走 扭矩 Kg.m 距行走軌頂面高度H(m) 起重臂根部 節(jié) 13.2m 1728 7.55 13046 29.3 221 18.3 139 14.937 小車牽引機(jī)構(gòu) 320 8.75 2800 6.3 55 3.4 30 14.937 起重臂端 部節(jié) 108 14.35 1550 3.5 50 1.1 16 14.937 起重臂拉桿 429 5.34 2291 6.1 33 4.6 24 16.686 平衡臂結(jié)構(gòu) 1656 -3.9 -6458 -14.5 57 17.6 -69 14.637 平衡臂拉桿 227 -2.12 -481 -1.1 2 2.4 -5 16.353 配重 10500 -6.11 -64155 -143.8 879 111.5 -681 13.762 起升機(jī)構(gòu) (含鋼絲繩) 2350 -5.8 -13630 -30.6 177 24.9 -145 15.667 塔頭 2237 0.2 447 1 0.2 23.8 5 14.637 稱重滑輪 66 0.86 57 0.1 0.1 0.7 1 14.558 駕駛室 (含電氣系統(tǒng)) 545 1.02 556 1.2 1 5.8 6 12.818 回轉(zhuǎn)支承 3611 0 0 0 0 38.3 0 11.417 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 367 0 0 0 0 3.9 0 12.217 底架 10479 0 0 0 0 111.3 0 5.146 壓重 30800 0 0 0 0 327 0 5.146 電纜卷筒 217 2 534 0 0 2.3 0 1.4 連接附件 600 0 0 0 0 6.4 0 0.55 行走機(jī)構(gòu) 1690 0 0 0 0 17.9 0 0.26 合 計(jì) 67930 -63443 -142.5 1457 721 -679 上表中的回轉(zhuǎn)慣性力到軌頂面的力矩總計(jì)為：-1971kg.m 上表中的行走慣性力到軌頂面的力矩總計(jì)為：5378kg.m (三)起重小車、吊鉤和吊重載荷 起重小車265kg 繩60kg 吊鉤230kg 起升動(dòng)載系數(shù)(起升機(jī)構(gòu)用40RD20)： V=16m/min時(shí), f=1.136, q=8t 吊重q=8000kg, 幅度R=13m (1) 吊載 Q=(8000＋230＋60/2)×1.136＋(265＋60/2)×1.1 =9708kg M=9708×13=126204kg.m (2) 風(fēng)載（包括起重小車、吊鉤和吊重） 迎風(fēng)面積A=5.52＋1.6×82/3=11.92m 風(fēng)力：F=11.92×25=298kg 風(fēng)扭矩：T=298×13=3874kg.m 風(fēng)力到軌道上平面的力矩：M=298×12=3576kg.m (3) 回轉(zhuǎn)慣性力 F=0.002242×(8000＋230＋265＋60)×13=249kg 回轉(zhuǎn)慣性扭矩： T=249×13=3237kg.m 回轉(zhuǎn)慣性力到軌道上平面的力矩：M=249×12=2988kg.m (4)行走慣性力 F=0.0106184×(8000＋230＋265＋60)=91kg 行走慣性扭矩：T=91×13=1183kg.m 行走慣性力到軌道上平面的力矩：M=91×12=1092kg.m (四) 風(fēng)載荷 A、 工作，垂直風(fēng)（風(fēng)向與臂架垂直） 臂長(zhǎng)jib=13m，垂直風(fēng) 名 稱 迎風(fēng)面積 (m) 回轉(zhuǎn)半徑 (m) 工作風(fēng)力 (kg) 風(fēng)扭矩 (kg.m) 標(biāo) 高 (m) 起重臂根部 節(jié) 13.2m 7.12 7.55 178 1343.9 14.937 小車牽引機(jī)構(gòu) 0.48 8.75 12 105 14.937 起重臂端 部節(jié) 0.22 14.35 5.5 78.9 14.937 起重臂拉桿 0.78 5.34 19.5 104.1 16.686 平衡臂結(jié)構(gòu) 11.33 -3.9 283.3 -1104.7 14.637 平衡臂拉桿 0.27 -2.12 6.8 -14.3 16.353 配重 1.36 -6.11 34 -207.7 13.762 起升機(jī)構(gòu) (含鋼絲繩) 1.3 -5.8 32.5 -188.5 15.667 塔頭 3.6 0.2 90 13 14.637 稱重滑輪 0.2 0.86 5 4.3 14.558 駕駛室 (含電氣系統(tǒng)) 0.46 1.02 11.5 11.7 12.818 回轉(zhuǎn)支承 1.8 0 45 0 11.417 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 0.2 0 5 0 12.217 底架 25.7 0 642.5 0 5.146 壓重 6.62 0 165.5 0 5.146 電纜卷筒 0.6 2 15 0 1.4 連接附件 0.3 0 7.5 0 0.55 行走機(jī)構(gòu) 3.64 0 91 0 0.26 總計(jì) ? 65.98 1650 146 (注：標(biāo)高均指風(fēng)力作用點(diǎn)到軌頂面的高度) 上表中的風(fēng)力到軌頂面的力矩總計(jì)為：14799kg.m B、 工作，平行后吹風(fēng)（風(fēng)向與臂架平行，與底架平行） 臂長(zhǎng)jib=13m，后吹風(fēng) 名 稱 迎風(fēng)面積 (m) 工作風(fēng)力 (kg 標(biāo) 高 (m) 起重臂根部 節(jié) 13.2m 2.2 55 14.937 小車牽引機(jī)構(gòu) 0.5 12.5 14.937 起重臂端 部節(jié) 0.1 2.5 14.937 起重臂拉桿 0.15 3.8 16.686 平衡臂結(jié)構(gòu) 2.05 51.3 14.637 平衡臂拉桿 0.5 12.5 16.353 配重 1.36 34 13.762 起升機(jī)構(gòu) (含鋼絲繩) 1.4 35 15.667 塔頭 5.6 140 14.637 稱重滑輪 0.1 2.5 14.558 駕駛室 (含電氣系統(tǒng)) 1.8 45 12.818 回轉(zhuǎn)支承 4 100 11.417 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 0.25 6.3 12.217 底架 25.7 642.5 5.146 壓重 6.62 165.5 5.146 電纜卷筒 0.6 15 1.4 連接附件 0.3 7.5 0.55 行走機(jī)構(gòu) 3.64 91 0.26 總計(jì) ? 56.87 1421.9 (注：標(biāo)高均指風(fēng)力作用點(diǎn)到軌頂面的高度) 上表中的風(fēng)力到軌頂面的力矩總計(jì)為：11168kg.m C、 工作，45°后吹風(fēng)（風(fēng)向與臂架平行，與底架成45°） 臂長(zhǎng)jib=13m，45°后吹風(fēng) 名 稱 迎風(fēng)面積 (m) 工作風(fēng)力 (kg 標(biāo) 高 (m) 起重臂根部 節(jié) 13.2m 2.2 55 14.937 小車牽引機(jī)構(gòu) 0.5 12.5 14.937 起重臂端 部節(jié) 0.1 2.5 14.937 起重臂拉桿 0.15 3.8 16.686 平衡臂結(jié)構(gòu) 2.05 51.3 14.637 平衡臂拉桿 0.5 12.5 16.353 配重 1.36 34 13.762 起升機(jī)構(gòu) (含鋼絲繩) 1.4 35 15.667 塔頭 5.6 140 14.637 稱重滑輪 0.1 2.5 14.558 駕駛室 (含電氣系統(tǒng)) 1.8 45 12.818 回轉(zhuǎn)支承 5 125 11.417 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 0.25 6.3 12.217 底架 30.84 771 5.146 壓重 7.94 198.5 5.146 電纜卷筒 0.6 15 1.4 連接附件 0.36 9 0.55 行走機(jī)構(gòu) 4.37 109.3 0.26 總計(jì) ? 65.12 1628.2 (注：標(biāo)高均指風(fēng)力作用點(diǎn)到軌頂面的高度) 上表中的風(fēng)力到軌頂面的力矩總計(jì)為：12290kg.m D、 非工作，平行后吹風(fēng)（風(fēng)向與臂架平行） 臂長(zhǎng)jib=13m，后吹風(fēng) 名 稱 迎風(fēng)面積 (m) 非工作風(fēng)力 (kg 標(biāo) 高 (m) 起重臂根部 節(jié) 13.2m 2.2 176 14.937 小車牽引機(jī)構(gòu) 0.5 40 14.937 起重臂端 部節(jié) 0.1 8 14.937 起重臂拉桿 0.15 12 16.686 平衡臂結(jié)構(gòu) 2.05 164 14.637 平衡臂拉桿 0.5 40 16.353 配重 1.36 108.8 13.762 起升機(jī)構(gòu) (含鋼絲繩) 1.4 112 15.667 塔頭 5.6 448 14.637 稱重滑輪 0.1 8 14.558 駕駛室 (含電氣系統(tǒng)) 1.8 144 12.818 回轉(zhuǎn)支承 4 320 11.417 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 0.25 20 12.217 底架 25.7 2056 5.146 壓重 6.62 529.6 5.146 電纜卷筒 0.6 48 1.4 連接附件 0.3 24 0.55 行走機(jī)構(gòu) 3.64 291.2 0.26 總計(jì) ? 56.87 4550 (注：標(biāo)高均指風(fēng)力作用點(diǎn)到軌頂面的高度) 上表中的風(fēng)力到軌頂面的力矩總計(jì)為：35732kg.m E、 非工作，45°后吹風(fēng)（風(fēng)向與臂架平行，與底架成45°） 臂長(zhǎng)jib=13m，45°后吹風(fēng) 名 稱 迎風(fēng)面積 (m) 非工作風(fēng)力 (kg 標(biāo) 高 (m) 起重臂根部 節(jié) 13.2m 2.2 176 14.937 小車牽引機(jī)構(gòu) 0.5 40 14.937 起重臂端 部節(jié) 0.1 8 14.937 起重臂拉桿 0.15 12 16.686 平衡臂結(jié)構(gòu) 2.05 164 14.637 平衡臂拉桿 0.5 40 16.353 配重 1.36 108.8 13.762 起升機(jī)構(gòu) (含鋼絲繩) 1.4 112 15.667 塔頭 5.6 448 14.637 稱重滑輪 0.1 8 14.558 駕駛室 (含電氣系統(tǒng)) 1.8 144 12.818 回轉(zhuǎn)支承 5 400 11.417 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 0.25 20 12.217 底架 30.84 2467.2 5.146 壓重 7.94 635.2 5.146 電纜卷筒 0.6 48 1.4 連接附件 0.36 28.8 0.55 行走機(jī)構(gòu) 4.37 349.6 0.26 總計(jì) ? 65.12 5209.6 (注：標(biāo)高均指風(fēng)力作用點(diǎn)到軌頂面的高度) 上表中的風(fēng)力到軌頂面的力矩總計(jì)為：-39322kg.m 二、載荷匯總 MQ100門式起重機(jī)各力到軌頂面的載荷匯總?cè)缦拢? 非工作,含小車,無(wú)系數(shù)重力：67930+495=68425kg 工作,含小車,無(wú)系數(shù)重力：67930+495+60+8000=76485kg 工作,含小車,有系數(shù)重力：1.1′67930+9708=84431kg 非工作,含小車,無(wú)系數(shù)重力矩：-63443+2.9′495=-62008kg.m 工作,含小車,無(wú)系數(shù)重力矩：-63443+8555′13=47772kg.m 工作,含小車, 有系數(shù)重力矩：-1.1′63443+9708′13 =56417kg.m 工作,垂直風(fēng)力：1650+298=1948kg 工作,后吹風(fēng)力：1422+298=1720kg 工作, 45°后吹風(fēng)力：1628+298=1926kg 非工作, 平行前吹風(fēng)力：4550+5.52′80=4992kg 非工作, 45°前吹風(fēng)力：5209.6+5.52′80=5651kg 工作,垂直風(fēng)力矩：14799+298′12=18375kg.m 工作, 后吹風(fēng)力矩：11168+298′12=14744kg.m 工作, 45°后吹風(fēng)力矩：12290+298′12=15866kg 非工作, 平行前吹風(fēng)力矩：-(35732+5.52′80′12)=-41031kg.m 非工作, 45°前吹風(fēng)力矩：-（39322+5.52′80′12）=-44621kg.m 工作,回轉(zhuǎn)慣性力：-142.5+249=106.5kg 工作,行走慣性力：721+91=812kg 工作,回轉(zhuǎn)慣性力矩：-1971+249′12=1017kg.m 工作,行走慣性力矩：5378+91′12=6470kg.m 工作,垂直風(fēng)力扭矩：146+298′12=3722kg 工作,回轉(zhuǎn)慣性力扭矩：1457+249′12=4445kg.m 工作, 行走慣性力扭矩：-679+91′12=413kg.m 回轉(zhuǎn)離心慣性力忽略不計(jì) 三、MQ100行走式門式起重機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算 （一）工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性 穩(wěn)定力矩(kg.m) M M 空載力矩 （包括小車和吊鉤） 62008 -62008 空載時(shí)自重對(duì) 傾覆邊的力矩 119744 (68425×1.75 119744 (68425×1.75 ? 181752 57736 13m 3.5m 后傾翻邊 前傾翻邊 1. 工況：工作、靜態(tài)、無(wú)風(fēng)（R=13m，Q=8t） 回轉(zhuǎn) 、行走 M=M＋M =1.5×8000×（13－1.75）＋6470 =141470kg.m M/M=181752/141470=1.28>1 2. 工況：工作、動(dòng)態(tài)、有風(fēng)（R=13m，Q=8t） 回轉(zhuǎn) 、行走 、后吹風(fēng) M=M＋M＋M =1.3×8000×（13－1.75）＋6470＋14744 =138214kg.m M/M=181752/138214=1.31>1 3. 工況：工作、動(dòng)態(tài)、突然卸載（R=13m，Q=8t 0） 無(wú)回轉(zhuǎn)、無(wú)行走、風(fēng) M=M＋M =0.3×8000×（13＋1.75）＋14744 =50144kg.m M/M=57736/50144=1.15>1 4. 工況：工作、動(dòng)態(tài)、有風(fēng)（R=13m，Q=8t） 回轉(zhuǎn) 、行走 、風(fēng) M=M＋M＋M =1017＋6470＋18375 =25862kg.m M=（67930＋495＋60＋8000）×1.75 =133849kg.m M/M=133849/25862=5.17>1 5. 工況：工作、動(dòng)態(tài)、無(wú)風(fēng)（R=13m，Q=8t） 無(wú)回轉(zhuǎn)、無(wú)行走、無(wú)風(fēng) M=1.6×8000×(13－1.75) =144000kg.m M/M=181752/144000=1.26>1 （二） 非工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性 2.9m 3.5m 傾翻邊 風(fēng) M=1.1M=1.2×41031=49237kg.m M/M=57736/49237=1.17>1 綜上所述：M100行走式門式起重機(jī)在工作狀態(tài)和非工作狀 態(tài)下的穩(wěn)定性均安全. （三）安裝狀態(tài)下的穩(wěn)定性 (1).安裝起重臂前（裝起重臂前，在平衡臂上無(wú)配重） 3.5m 后傾翻邊 M=6458＋481+13630-447-57-556-534 =18975kg.m M=(67930－1728－320－108－429－10500)×1.75 =95979kg.m M/M=95979/18975=5.06>1 (2) 裝上起重臂（13m臂長(zhǎng)時(shí)，無(wú)配重） 3.5m 傾翻邊 M=(63433＋230×10) -64155 =1578kg.m M=(67930－10500)×1.75 =100503kg.m M/M=100503/1578=63.7>1 四、M100行走式門式起重機(jī)的臺(tái)車支反力計(jì)算 1. 工況：工作、45°后吹風(fēng)（R=13m，Q=8t） D C 回轉(zhuǎn) 、行走 、風(fēng) A B 重 力: 84431kg 重力力矩: 56417kg.m 回轉(zhuǎn)力矩: 1017kg.m 行走力矩: 6470kg.m 風(fēng) 力 矩: 15866kg.m R=(－84431/4)＋(56417＋15866)/(3.5×) ＋6470/(2×3.5) =－5580kg R=(－84431/4)－1017/(3.5×)－6470/(2×3.5) =－22238kg R=(－84431/4)－(56417＋15866)/(3.5×) －6470/(2×3.5) =－36635kg R=(－84431/4)＋1017/(3.5×)＋6470/(2×3.5) =－19978kg 2. 工況：非工作、45°前吹風(fēng)（R=2.9m，Q=0） D C 風(fēng) A B 重 力: 68425kg 重力力矩: －62008kg.m 風(fēng)力矩: 44621kg.m R=－68425/4＋62008/(3.5×)＋44621/(3.5×) =＋4436kg R為正，故按三點(diǎn)支承計(jì)算 R=－62008/(1.75×)－44621/(1.75×) =－43085kg R=R =－68425/2－62008/(2×1.75×) －44621/(2×1.75×) =－55755kg R=0