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1、125冶金桥吊计算书125（50）t25.5m60% 冶金双梁桥式起重机设计计算书编制审核二八年十月设计计算依据及采用标准一.设计计算的依据为合同的技术附件（技术规范要求）二.设计采用的规范为GB3811-83 起重机设计规范目录一、小车部分的配套选型验算二、大车部分的配套选型验算三、桥架部分的主梁结构强度、刚度验算一、小车部分的配套选型计算按合同技术附件主要参数如下：起重量：主钩125t、副钩50t起升高度：主钩16m、副钩17m 速度：主起升 0.57.6m/min副起升0.9912.1m/min小车运行373.7m/min大车运行 676.7m/min 工作级别：M7小车轨道型号 QU8
2、0减速器采用中硬齿面125t吊钩梁重约9t50t吊钩重1.43t125t起升倍率为2x450t倍率为5小车自重72.45t小车采用八只600车轮采用集中驱动,变频调速车轮材质为55#1.主起升设计计算：起升总静功率：Kw V G Q P j 21010008.0606.78125100060(=?+=?+=）（）吊钩起升采用双电机，单减速器、双卷筒的传动形式，单个电机功率为105Kw选用 YZB355M-8H JC40% 110Kw n=740r/min JC40% 110Kw n=740r/min 过载倍数m=2.8电机的过载校核按公式：?1000q Q mnV P m H P （式中H=2
3、.1, m 为电机个数m=2） 代入公式得 右式=81.6Kw Pn=110KW因此Pn=110KW 右式=81.6Kw 过载通过。 电机发热验算： 验算公式：?=m P V G PQ q s1000G=G 2，CZ=300，G 2=0.8 Ps=84KW查YZB355M-8电机资料CZ=300,JC60%时，允许输出P=83.6KW 可以作为通过满足。钢丝绳的最大工作拉力：）（吊t m G Q S 2.99.08281252max =?+=?+=按GB3811-83 M7工作级别 钢丝绳的安全系数7 钢丝绳计算选用的最小破断拉力：)(4.642.97max t p =?=选用32NAT6x3
4、6SW-IWR-1770 钢丝绳 许用破断拉力总和为t p 5.64=合格选用800x2500卷筒 传动速比：654.74832.07400=?=?=Vm D n i选用QJRS-900-63减速器m N M .236000= KwP 273= t R 24=实际起升速度：m i n /6.7463832.07400m mi D n V =?=?=合格减速器输出轴上工作扭矩：mN m D G Q M .1390252242832.0)9125220=?+=?+=（）（吊m N M M .236000=合格卷筒工作长度计算：mmL t D mH L 2325130236)6832.0416(2)
5、6(00=+?+?=+?+?=选用卷筒800x2500卷筒壁厚30mm ，卷筒采用Q345-B 钢板卷制而成 卷筒筒壁的最大压应力：MpaMpa pS A A sC c 5.172234521.70363010100075.0max21=?=合格因L3D,计算卷筒的弯曲应力:MPaMPa d D L S WM S 23633.18.1332)740800(125015.110100032)(15.15.03333max =-?=合格选用WJ15卷筒联轴器 许用扭矩：m KN M .500= 高速轴制动力矩：mN D im G Q MZ.11066316832.013420=?=?+=吊按GB3
6、811-83 高速轴采用双制动时,制动器的安全系数25.1ZK 选用YWZ5-500/121 制动器m N M Z .22401120=安全系数211062240=ZZ zMM k合格2.副起升设计计算：起升静功率：KwV G Q P j 6.119100086.0601243.150100060(=?+=?+=）（）吊钩选用 YZB355L1-8HCJC40% 132Kw n=740r/min 过载倍数m=2.8电机的过载校核按公式：?1000q Q mnV P m H P （式中H=2.1, m 为电机个数m=1） 代入公式得 右式=89.7Kw Pn=132KW因此Pn=132KW 右式
7、=89.7Kw 过载通过。 电机发热验算： 验算公式：?=m P V G PQ q s1000G=G 2，CZ=150，G 2=0.8 Ps=95.6KW查YZB355L1-8电机资料CZ=150,JC60%时，允许输出P=96.1KW P S P 发热通过钢丝绳的最大工作拉力：）（吊钩t m G Q S 7.59.05243.1502max =?+=?+=按GB3811-83 M7工作级别 钢丝绳的安全系数7 选用24NAT6x36SW-IWR-1770 钢丝绳 许用破断拉力总和为t p 2.36= 实际钢丝绳的安全系数5.6max=S p k 认为合格选用800x3000卷筒 传动速比：9
8、.31125824.07400=?=?=Vm D n i选用QJR-560-31.5减速器m N M .60000= KwP 139=实际起升速度：min/1.1255.31824.07400m mi D n V =?=?=减速器输出轴上工作扭矩：mN m D G Q M .4237852824.0)43.15020=?+=?+=（）（吊钩mN M M .60000=合格卷筒工作长度计算：mmL t D mH L 2524350228)6824.0517(2)6(00=+?+?=+?+?=选用卷筒800x3200卷筒壁厚30mm ，卷筒采用HT200 卷筒筒壁的最大压应力：MpaMpa pS
9、A A bC c 1505750551283058000175.0max21=?=?=合格因L3D,计算卷筒的弯曲应力:MPaMPa d D L S WM S 12733.11032)740800(160015.15700032)(15.15.03333max =-?=合格高速轴制动力矩：mN D im G Q MZ.13455.3110824.043.5120=?=?+=吊钩按GB3811-83 高速轴采用双制动时,制动器的安全系数25.1ZK 选用YWZ5-500/121 制动器m N M Z .224011200=安全系数62.125.113862021=ZZ zMM k合格3.小车运行
10、机构设计计算：小车自重:72.5t 工作级别:M7 运行速度:37m/min 运行静功率：运行静功率：KwVG Q P j 3.2021009.06037015.05.72125100060015.0(=?+=?+=）（）小车考虑运行冲击系数dK :选用功率为KwP k Pj d d4.263.203.1=?=?=选用 YZB225M-6H JC40% 30Kw n=962r/min电机过载能力校核()?+?+?ta n GDV m Pm P c Gasn 3650001000122小式中：m ：电机个数1as ：平均起动转矩标么值1.7G P :运动部分所有重量: )(1075.195N ?
11、:磨擦阻力系数, 0.008c m :坡度阻力系数0.0022GD :折算到电机轴上总的正轴矩之和J 1:电动机转动惯量为2m0.74kg?J 2:制动轮及联轴器的转动惯量为2m0.38kg?2m kg 12.1J J ?=+联电n ：电机额定转速962r/min ta:起动时间取4秒 代入右式得，P=8.4 Kw Pn=30KwPn 右式=8.4 Kw 过载合格。 电机发热验算 发热验算公式: ()?+?=m V m P G Pc G s1000小 式中:G=G 2=0.8 CZ=600 其余参数与过载公式相同 代入右式得:P S=11KWCZ=600,JC60%时,电机允许输出功率 P=1
12、9.471KW 那么P Ps 发热合格。选用QJS400-50 减速器 实际运行速度:min/3.36506.0962m iDn V=?=?=选用YWZ5-315/80制动器 制动器许用力矩mN M Z.1000630=制动力矩应能满足在满载、下坡的情况下，在规定时间内使小车能停住。实际制动力矩：()()()?+?+?+?+?-=55.9975.0120212121m n J J k n V Q Q t m m i D F F T z m p Z小小式中：Fp:坡度阻力tFp395.0)5.72125(002.0=+?=F m1:满载运行时最小磨擦阻力，tDudf G Q 975.12)(F
13、m1=+?+=小m :制动器个数1)(=电机个数m mk：飞轮矩影响系数取1.15J 1:电动机转动惯量为2m0.74kg ?J 2:制动轮及联轴器的转动惯量为2m0.38kg ?n:为电机额定转速962r/min D:车轮直径600mm i:速比50tz:制动时间, tz=4秒 代入公式,得m)(N 317TZ?=选用YWZ 5-315/80制动器,额定制动转矩 T Z =6301000 N.m T Z T Z因此该制动器合格。 车轮最大轮压:tk G Q P 3283.15.1978max=?=?+=）（小车最小轮压:tkG P1283.15.728min=?=?=小车车轮疲劳计算轮压:)
14、(3.2531232232minmax t p p pc=+?=+= 车轮按点接触计算疲劳轮压: 车轮采用 55# QU80 按GB3811-83 满足下列公式:tC C mR K p c 6.308.005.143.0400181.03221322=?=合格小车运行缓冲器计算: 每个缓冲器的冲击能量:).(163260365.0725004122122m N mVJ =?=?=选用JHQ-C-9许用缓冲容量:).(1960m N J = 合格二、大车部分的配套选型计算按合同技术附件主要参数如下： 运行速度： 67m/min工作级别：M7 轨道型号 QU120 整机重168t采用8只600车轮
15、 车轮材质为55# 采用四点分别驱动 最大轮压为29t运行静功率：KwVG Q P j 58100085.06067013.0168125100060015.0(=?+=?+=）（）考虑运行冲击系数dK :选用功率为KwP k Pj d d4.75583.1=?=?=单只电机的功率为:Kwp p d 9.184= 选用 YZB225M-8H JC40% 22Kw n=718r/min电机过载能力校核()?+?+?ta n GDV m Pm P c Gasn 3650001000122大式中：m ：电机个数4as ：平均起动转矩标么值1.7G P :运动部分所有重量: )(103.295N ?:
16、磨擦阻力系数, 0.009c m :坡度阻力系数0.0012GD :折算到电机轴上总的正轴矩之和2m kg 3.1J J ?=+联电n ：电机额定转速718r/min ta:起动时间取5秒 代入右式得P=5.7 Kw Pn=22Kw Pn 右式=5.7 Kw 过载合格。 电机发热验算发热验算公式: ()?+?=m V m P G Pc G s1000大 式中:G=G 2=0.9 CZ=1000 其余参数与过载公式相同 代入右式得:8.7KWCZ=1000,JC60%时,电机允许输出功率 P=12.823KW 那么P Ps 发热合格。选用QJR-280-20 减速器 减速器的许用功率kW p 4
17、.27= 合格实际运行速度m i n/6.67206.0718m iDn V=?=?=车轮最大轮压:tP 29max=最小轮压:tG P5.101616816min=总车轮疲劳计算轮压:)(8.2232minmax t p p pc=+= 车轮按点接触计算疲劳轮压: 车轮采用 55#按GB3811-83 满足下列公式:tC C mR K p c 428.099.044.0500181.03221322=?=tp c 8.22=车轮疲劳通过 YWZ5-315/50制动器 制动器许用力矩m N M Z.630400=起重机满载、下坡制动时的制动力矩：=?+?+?-=55.9)(15.1)(975.
18、012021)(212m n J J n V G Q t m m i D F F T Z f P Z mnN .7.12955.947183.115.171885.013.1293000975.0441420210085.060010)293009.0293001.0(24=?+?+?-?合格大车运行缓冲器计算: 每个缓冲器的冲击能量:).(1.1360675.01680004122122m KN mVJ =? ?=?=选用JHQ-C-18许用缓冲容量:).(7.15m KN J = 合格三、桥架部分的结构件计算 已知：起重量125/50t ，跨度25.5m ，小车轨距6.7m ， 小车重量7
19、2.5t ，主起升速度7.6m/min ，大车运行速度67m/min ，大车轴距8.94mm ，主吊钩左极限位置2800mm 、主梁材质Q345-B ，端梁材质为Q345-B 整机自重=G 176t 。1.主梁载荷计算按GB3811-83设计规范： 起升冲击系数05.12=?运行冲击系数16.16067058.01.1058.01.14=?+=?+=h 大v ? 一根主梁上的集中载荷：KgP 98750=+=2Q)(G 小考虑动载荷后：KgQ G P d 1071472)(24=?+?=?小一根主梁自重均匀载荷mmN q /8.1125500302250=LG 主一根主梁上的小车惯性力为：NP
20、 P xg 705361498750072=?= 大车运行起制动时，一根主梁上的惯性力为： mmN q F H /84.0148.1114= 满载小车位于跨中时，左侧端梁总轮压：t GG G Q P R 5.150221=-+=小小 满载小车位于最大极限位置（左侧）时，左侧端梁总轮压：tG Q GG P R 5.2272550028002550022=-?+-=）（）（小小 85.2894025500=WL查表得13.0= 侧向力：t P PR s 8.913.05.1505.02111=?=tP PR s 78.1413.05.2275.02122=?=2.主梁内力计算满载小车位于跨中时起升
21、或制动载荷，同时大车起制动时跨中截面的内力最大。 最大垂直弯矩：mmN P M ?=?+?=1024d1Lq 4L 8 79.01?最大水平弯矩：mmN L F L P MH H ?=?+?=8221018.584 3.主梁截面几何参数计算 410y 1I mm 66.4?=mmh X 951= mmh Y1091= 4.主梁静强度验算主梁轮压作用点处应力计算： 局部压应力：MPah P y m 109)502(14=?+=弯曲应力：MPaI h M I h MYXY XyX117=+=合成应力：MPaMPa Smm 25933.134533.12.11322=合合格主梁下盖板与副腹板外边缘应
22、力计算：MPaMPa x25933.13454.147)(15.11=y2x I h M I h M410x 1I mm 021.7?=合格。5. 主梁疲劳强度计算：跨中截面下盖板与隔板焊接处疲劳强度验算： 隔板四角开切角，该点应力集中等级为K 3, A7工作级别，疲劳许用应力基本值Mpa 571=- 疲劳许用应力? ?-=-b11t 45.01167.1式中：Mpab500=cvmin c M M =,最小弯矩发生在空载小车位于端头1/4跨度极限位置时（)6300mm l c=,跨中弯矩:)(1068.22892minmm N l L LP L F Mcc q c ?=-?+?=空l33.0
23、9.768.2=代入公式得, Mpa t3.126=主梁下盖板与隔板交点处应力计算：MPa x6.1221=?+?=yy2x I h M I h M Mpa Mpa t 3.1266.1220=因此该处疲劳强度合格。跨中截面上盖板与主腹板焊接处疲劳强度验算：此处采用K 型焊缝，该点应力集中等级为K 3, A7工作级别， 由上面计算公式得, Mpa t3.126=此处的MpaMpa t 3.1262.1130=因此该处疲劳强度合格。5.主梁静刚度验算满载小车位于跨中时，跨中处下挠值mmI E LP f x6.231021.710248255009875004810533=?=?= 按设计规范要求
24、，许用值mmL f 5.251000= f6.主梁局部稳定性验算主梁高宽比：32.117002050上盖板的宽厚比：50121141700=，需设置纵向劲设计两条纵劲 12.6# 间距560mm 宽厚比：501456012.6# 对盖板的惯性矩：)(1016.1702.1569103914724mm I ?=?+?=同时该纵劲应满足下面两项：46321063.914170020211700202109.064.02mmI ?=?+）（47231003.1170020211428.0mmI ?=?12.6# 满足要求 腹板高厚比：20025682050=，需设置二条纵向劲设置L90x56x6 角钢L90x56x6 角钢对腹板的惯性矩：)(1084.35.607.8551003.714624mm I ?=?+?=同时该纵劲应满足下面两项：)(1006.2820502021)2050202145.05.2()45.05.2(463232mm bab a ?=?-=?- )(1056.1820505.15.14633mm b ?=?= 均大于上述两项I合格