MQE80+80t38m14m龙门吊计算书.docx
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MQE80+80t38m14m龙门吊计算书
MQE80+80t-38m-14m龙门吊计算书
MQE80+80/10-38通用门式起重机
设计计算书
南京南京登峰起重设备制造有限公司
2021年10月
南京登峰
起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书
1、设计依据
1.1《钢结构设计规范》（GBJ17-88）1.2《起重机设计规范》（GB3811-83）1.3《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-90）
2、总体设计方案：
主梁采用单主梁桁架结构；支腿采用无缝钢管焊接；采用两刚性支腿设计；支腿均衡梁设置在离
大车轨道高5.2m处，满足运梁炮车从支腿端面运梁；两侧支腿均满足运梁跑车的通过；起重系统采用2台80t吊重小车，每台吊重小车上设置2台卷扬机，卷扬机在主梁两侧下绳；配铁路2201“T”梁专用吊具；每台龙门吊设一台10t电动葫芦副钩，电动葫芦满足单边有效悬臂3.5m的要求，电动葫芦轨道采用法兰与下平联槽钢连接；起重机设置Z字型爬梯上下司机室；设置电动葫芦检修平台。
详细方案见图MQE*****-00-00-000
3、主要性能参数
3.1额定起重量：
80t+80t
3.1.1当两小车在距跨中各15处，两小车抬吊160t，小车定点起吊，不运行；3.1.2当两小车在距跨中各11处，两小车抬吊120t，小车定点起吊，不运行；3.1.3当两小车在距跨中各9处，两小车抬吊90t，小车定点起吊，不运行；3.1.4当一台小车在跨中处，最大起重量50t，小车可运行；3.2大车走行轨距：
38m3.3吊梁起落速度：
0.9m/min3.4起升高度：
14m3.5吊梁小车运行速度：
6.7m/min
3.6整机运行速度：
0-10m/min（重载）；0-20m/min（空载）；3.7适应坡度：
±1%3.8电葫芦额定起重量：
10t3.9电葫芦起升高度：
18m3.10电葫芦运行速度：
20m/min3.11电葫芦起升速度：
7m/min3.12整机运行轨道：
单轨P50
4、起重机结构组成
4.1吊梁行车总成：
2台（四门定滑轮，五门动滑轮）4.2主动台车：
4套4.3左侧支腿：
1套4.4右侧支腿：
1套4.5副支腿托架：
1套4.6主支腿托架：
2套4.7隅支撑托架：
1套4.8主横梁总成：
1组4.9电葫芦走行轨：
1套4.1010t电动葫芦：
1台4.11司机室：
1套
1
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起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书4.12电葫芦检修平台：
1套4.13操作平台：
1套4.14扶梯总成：
1套4.15电缆卷筒：
1套4.16电器系统：
1套
5、龙门吊结构设计计算
5.1吊梁行车
5.1.1主要性能参数
额定起重量80t运行轨距2.0m轴距1.2m卷扬起落速度0.9m/min运行速度6.7m/min驱动方式2驱动吊梁行车总重（含吊具）G小车=10t吊具重量：
W吊具=3t
5.1.2起升机构计算
已知：
起重能力Q静=Q+W吊具=80+3=83t
粗选：
双卷扬，倍率m=10滚动轴承滑轮组，效率η=0.92。
见《起重机设计手册》
表3-2-11，P223，则钢丝绳自由端静拉力S：
S=QJ静/（η*m）=83/2（0.92*10）=4.5t选择JM5t卷扬机。
钢丝绳破断拉力总和∑t：
∑t=S*n/k=4.5*4.5/0.82=24.7t，选择钢丝绳：
6*19-20-170-特-光-右交，GB1102-74。
《起重机设计手册》P1985.1.3运行结构
5.1.3.1车轮直径《起重机设计手册》P355已知Q=80t、G小车=10t、2驱动
则Pmax=（Q+G小车）/4=22.5t，Pmin=G小车/4=2.5t，Pc=（2Pmax+Pmin）/3=15.8t车轮和轨道线接触，L=70mm，车轮材料ZG40Mn2，
则D≥Pc/（K1*L*1C*C2）=15.8*104/（7.2*70*1.17*1.00）=268mm式中：
K1――常数7.2N/mm2
L――踏面宽C1――转速系数1.17C2――工作级别系数1.00
选择φ360mm轮组5.1.3.2运行静阻力（重载运行）
摩擦阻力Fm=（Q+G小车）*w=（80+10）*0.015=1.35t
坡道阻力Fp=（Q+G小车）*I=（80+10）*0.0015=0.135t（f=1/700）风阻力Fw=C*Kh*q*A=1.6*1.0*（0.6*150）*（32*2.8）/*****=0.65t
式中C―风力系数1.6表1-3-11Q―计算风压0.6*150N/mm2表1-3-9A―迎风面积32*2.8m2
5.1.3.3电机选择
2
Kh―高度系数1.00表1-3-10
32mT梁
运行静阻力Fj=Fm+Fp+Fw=1.35+0.135+0.65=2.135t=*****N
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起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书静功率PJ=FJ*VO/（1000*m*η）=******6.7/（60*1000*0.9*2）=1.32Kw式中VO―运行速度6.7m/minm―电机个数2个
粗选P=K*d*PJ=（1.1~1.3）*1.32=1.5~1.7Kw
分散驱动m=2*****-4-3.0kw/1400rpm《机械零件设计手册》下册冶金P8305.1.3.4摆针减速机选择：
（1）牵引电机转速：
n=1400rpm
（2）大车车轮转速：
n0=n轮=VO/（π*D）=6.7/（3.14*0.36）=5.927rpm（3）总传动比：
i=1400/5.927=236.2（4）减速机：
BLN27-87-3kw
5.1.3.5主从动轮传动比：
i2=i/87=2.71（Z1=46，Z2=16）5.1.4吊具计算
吊具受力示意图如下：
吊具截面图如下：
吊具性能参数：
200P=40t2400P=40t***-*****014截面惯性矩：
I=*****cm4型心高度：
y=20cm截面抗弯模量：
W=
I=3645cm3y600吊具最大计算弯矩：
Mmax=PL=1.25*40*0.2=10t.m主横梁整体强度验算：
Mmax10?
104σ上===27Mpa＜[σ]=265Mpa上弦材料Q345B
W3645结论：
吊具强度通过计算
5.2大车走行计算：
5.2.1主要性能参数
额定起重量80t整机总重量76t适应坡度：
±1%
3
14南京登峰
起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书整机运行速度：
0-10m/min（重载）；0-20m/min（空载）大车走行轮数量：
8轮驱动方式：
4驱动整机运行轨道：
单轨P505.2.2大车车轮轮压计算：
Pmax=（Q+G小车）/4+G/8=90/4+66/8=30.75tPmin=74/8=9.3tPc=
2Pmax?
Pmin=23.6t
35.2.3车轮选择计算：
D≥Pc/（K1*L*1C*C2）=23.6*104/7.4*70*1.17*1.12=347.7mm
选φ460轮组
5.2.4整机牵引力计算：
5.2.4.1整机运行静阻力（重载）
（1）摩阻：
Fm=（Q+G）ω=（80+76）×0.015=2.34t
（2）坡阻：
Fp=（Q+G）i=（80+76）×1％=1.56t
（3）风阻：
Fω=CKhQA=1.6×1.23×150×1.0×（1.8×1.6）×2+1.6×1.23×150×0.6×（43.5×3.6）
+1.6×1×150×0.4×（3×15÷2）+1.6×1×150×0.4×（32×2.8）=4.0t
（4）运行静阻力：
Fj=Fm+Fp+Fω=7.9t（5）驱动功率计算Pj=FjV重载/1000ηm=
******10=3.66w
1000*0.9*60*4P=KαPj=（1.1～1.3）×3.66=4.0～4.76kw5.2.4.2整机运行静阻力（空载）
（1）摩阻：
Fm=Gω=76×0.015=1.14t
（2）坡阻：
Fp=Gi=76×1％=0.76t
（3）风阻：
Fω=CKhQA=1.6×1.23×150×1.0×（1.8×1.6）×2+1.6×1.23×150×0.6×（43.5×3.6）
+1.6×1×150×0.4×（3×15÷2）
=3.2t
（4）运行静阻力：
Fj=Fm+Fp+Fω=5.1t（5）驱动功率计算Pj=FjV空载/1000ηm=
******20=4.7w
1000*0.9*60*4P=KαPj=（1.1～1.3）×4.7=5.2～6.1kw（6）选驱动电机：
*****-4-5.5kw1400rpm5.2.4.3摆针减速机选择：
（1）牵引电机转速：
n=1400rpm
（2）大车车轮转速：
n0=n轮=V空载/（π*D）=20/（3.14*0.46）=13.85rpm（3）总传动比：
i总=1400/13.85=101.1
（4）大小齿轮传动比：
i齿轮=59/17=3.47（Z1=59，Z2=17）（5）减速机传动比：
i减=i总/i齿轮=101.1/3.47=29
（6）选驱动减速机：
BLY27-35-5.5kw（电源重载时为30HZ；空载时为60HZ）
5.3主横梁计算：
4
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（1）吊32mT梁时工况受力分析如下图：
（当两小车在距跨中各15处，两小车抬吊160t）
4m4m30mP1=80tP2=80t5.3.1对各种工况下吊重对主梁的分析
R138mR2
P1=P2=Q+G小车=80t+10t=90tR1=R2=P+G自重/2=90t+76/2=128t
MP=（80×1.1+10）×4=392t・mMq=ql2/8=1.1×0.7×382/8=139t・m主梁承受的最大弯距M=MP+Mq=392+139=531t・m
主梁支座承受的最大反力Q反=P+G小车+G主梁/2=80+10+30/2=105t
（2）吊24mT梁时工况受力分析如下图：
（当两小车在距跨中各11处，两小车抬吊120t）
8mP1=60t22mP2=60t8mR138mR2
P1=P2=Q+G小车=60t+10t=70tR1=R2=P+G自重/2=70t+76/2=108t
MP=（60×1.1+10）×8=608t・mMq=ql2/8=1.1×0.7×382/8=139t・m主梁承受的最大弯距M=MP+Mq=608+139=747t・m
主梁支座承受的最大反力Q反=P+G小车+G主梁/2=60+10+30/2=85t
（3）吊20mT梁时工况受力分析如下图：
（当两小车在距跨中各9m处，两小车抬吊90t）
10mP1=45t18m10mP2=45tR138mP1=P2=Q+G小车=45t+10t=55tR1=R2=P+G自重/2=55t+76/2=93t
R2
5
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起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书MP=（45×1.1+10）×10=595t・mMq=ql2/8=1.1×0.7×382/8=139t・m主梁承受的最大弯距M=MP+Mq=595+139=734t・m
主梁支座承受的最大反力Q反=P+G小车+G主梁/2=45+10+30/2=70t（4）当一台小车在跨中时，最大起重量为50t；
P=50tR138mP=Q+G小车=50t+10t=60tR1=R2=P+G自重/2=60t+76/2=98t
R2
MP=（50×1.1+10）×38÷4=618t・mMq=ql2/8=1.1×0.7×382/8=139t・m
主梁承受的最大弯距M=MP+Mq=618+139=757t・m
主梁支座承受的最大反力Q反=P+G小车+G主梁/2=50+10+30/2=75t综合比较上述4种工况：
1、2、3、
5.3.2结构计算
5.3.2.1垂直荷载引起的主梁内力
主梁跨中最大弯距Mmax=757t・m支座处剪力Qmax=105t5.3.2.2水平载荷引起的主梁内力
（1）大车制动主梁惯性力
PH=φ5ma=1.5×210×1000×0.064=*****N=2.02t式中φ5――系数，平均取1.5
m――运行部分质量，m=160t+2×10t+30t=210t
a――起动（制动）加速度《起重机设计手册》P14
（2）风载荷引起的主梁内力
Pw=CKhQA=1.6×1.23×150×1.0×（1.8×1.6）×2+1.6×1.23×150×0.6×（43.5×3.6）
+1.6×1×150×0.4×（3×15÷2）=3.2t
主梁所受水平力P水平=PH+Pw=2.02+3.2=5.22t5.3.2.3选择主横梁截面及桁高
根据经验，试选桁高h=2.7m弦杆轴力N=Mmax/h=757/2.7=280.4t
5.3.2.3.1上弦杆计算和选取：
（压杆）
面积A=N/φ[σ]=280.4×103/（0.9×1700）=183cm2
6
龙门吊吊梁在第4种工况主梁承受最大弯距Mmax=757t・m；龙门吊支座及小车受力处腹杆按第1种工况时所承受的剪力计算；龙门吊支腿及支座在第1种工况时所承载的反力最大Q反=105t；
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起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书初选截面：
4[25b+2×70×35方钢+2×8×245材料采用Q235B槽钢与Q235B钢板焊接计算长度：
Lx=Ly=1.76m=176cm
（1）计算X向性能参数：
截面惯性矩：
Ix=*****cm4截面抗压抗弯模量：
Wx=
A=Aj=4x39.91+2×7×3.5+2×0.8x24.5=247.84cm2
*****.2131.8yx8168上弦杆压杆截面的惯性半径：
rx?
Ix*****?
?
9.94cmA123.92Lx176==17.7rx9.94压杆的柔度（长细比）：
λx=
压杆的折减系数：
φx=0.985
查《机械设计手册》第一卷P1-174表1-1-122
（2）计算Y向性能参数：
截面惯性矩：
Iy=3769cm4截面抗弯模量：
Wy=
Iyyy=
3769=448.7cm38.4压杆截面的惯性半径：
ry?
压杆的柔度（长细比）：
λy=
IyA?
3769?
5.51cm
123.92Lyry=
176=31.95.51压杆的折减系数：
φy=0.953
查《机械设计手册》第一卷P1-174表1-1-122
（3）节间力学计算：
（该起重机是工程专用吊梁起重机，起重机共有4种工作工况，前3种都是定点起吊，
小车不运行，并且小车在吊梁时车轮均不在节间中间，故节间力学计算按第4种工况计算）已知：
Q=50t，G1=10t，m=4，偏载系数ψ=1.1轮压：
P轮=
?
Q?
G小1.1?
50?
10mP轮Lj6P轮Lj12=
4=16.25t
节间弯距：
Mj==
16.25?
1.76=4.8t.m，Lj=1.76m《起重机设计手册》P650
616.25?
1.7=2.4tm
12节点弯距：
Md==
（4）上弦杆性能校核计算：
7
250Ix=
*****=928.4cm313.1835南京登峰
起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书
N上=
M757==140.2t2.7x22.7x2N上Mj140.2?
1044.8?
104?
强度校核：
σ===113.1+51.7=164.8Mpa?
***-*****.4AWxσ＜[σ]=170Mpa强度校核通过检算刚度校核：
λ=
L?
min=
176=31.9＜[λ]=100刚度校核通过检算5.51N上Mj140.2?
1044.8?
104?
稳定性校核:
σx===114.8+51.7=166.5MPa?
?
xAWx0.985?
***-*****.4σx[σ]=170Mpa稳定性校核通过检算
5.3.2.3.2下弦杆计算和选取：
（拉杆）
计算轴向力：
（单根下弦计算）N上=N下=
计算下弦杆所需最小截面积：
面积A≥N/φ[σ]=140.2×10/（0.9×1700）=91.6cm
初选截面：
4[25b+2×8×245材料采用Q235B槽钢与Q235B钢板焊接A=Aj=2x39.91+0.8x24.5=99.42cm2计算长度：
Lx=Ly=1.76m=176cm
（1）计算X向性能参数：
截面惯性矩：
Ix=8219cm4截面抗拉压弯模量：
Wx=
3
2
8168下弦杆Ixyx=
8219=657.5cm312.5压杆截面的惯性半径：
rx=
8219Ix==9.1cm
99.42ALx176==19.34rx9.1压杆的柔度（长细比）：
λx=
压杆的折减系数：
φx=0.982
查《机械设计手册》第一卷P1-174表1-1-122
（2）计算Y向性能参数：
截面惯性矩：
Iy=3668cm4截面抗弯模量：
Wy=
Iyyy=
3668=436.7cm38.4压杆截面的惯性半径：
ry=
3668Iy==6.1cm
99.42A8
250Mmax757==140.2t2.7x2h
南京登峰
起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书压杆的柔度（长细比）：
λy=
Lyry=
176=28.96.1压杆的折减系数：
φy=0.961
查《机械设计手册》第一卷P1-174表1-1-122（3）下弦杆性能校核计算：
N下140.2?
104强度校核：
σ===141Mpa
9942Ajσ＜[σ]=170Mpa强度校核通过检算刚度校核：
λ=
L?
min=
176=28.9＜[λ]=100刚度校核通过检算6.1N下140.2?
104稳定性校核:
σx===146.7MPa
?
Aj0.961?
9942σx[σ]=170Mpa稳定性校核通过检算5.3.2.3.3腹杆计算和选取（以支座处最大剪力计算）
主梁在支座处第1种工况时所承载的反力最大，支反力Q反=105t计算腹杆集中载荷：
已知：
已知：
Q反=105tL=38m
单侧腹杆所受最大剪力为N=Q反/2=105/2=52.5t计算斜腹杆轴向力:
N1=
N52.5==60t
sin60.26sin60.***-*****001.***-*****.26°腹杆连接形式9
***-*****
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N160?
104计算腹杆所需最小截面积A≥==4412mm2
?
[?
]0.8?
170初选腹杆截面：
2[14a对扣加6mm补板腹杆面积为：
A=2*18.51+2*12*0.6=51.4cm2计算腹杆截面性能参数：
节间有效长度：
L=282.2cm***-*****⑴计算X向性能参数：
截面惯性矩：
Ix=1262cm4压杆截面的惯性半径：
rx=
IxA=*****.4=4.955cm
压杆的柔度（长细比）：
λLx=
xr=282.24.955=56.95x压杆的折减系数：
φx=0.823
查《机械设计手册》第一卷P1-174表1-1-122⑵计算Y向性能参数：
截面惯性矩：
Iy=1300cm4压杆截面的惯性半径：
rIyy=
A=*****.4=5.03cm
压杆的柔度（长细比）：
λy=
Lyr=
282.25.03=56.1y压杆的折减系数：
φy=0.828
查《机械设计手册》第一卷P1-174表1-1-122腹杆性能校核计算：
⑴强度校核：
σ=N1A=60?
***-*****=116.7Mpa
σ＜[σ]=170Mpa强度通过检算⑵刚度校核：
λ=
L2?
=
282.min4.955=57＜[λ]=100刚度通过检算:
σN60?
104⑶稳定性校核x=?
=.823?
5140=141.8MPa
XA0σx[σ]=170Mpa稳定性通过检算
σ=N60?
104y?
=0.828?
5140=141MPa
yAσy[σ]=170Mpa稳定性通过检算
10
支座处腹杆截面南京登峰
起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书5.3.2.3.4上下平联杆计算和选取
该起重机主梁为四桁架单主梁结构，主要受力构件是上下弦杆和腹杆，上下平联杆作为连接构件，起中体稳定性作用，不作主要受力构件计算。
该起重机10t副钩采用工字钢轨道悬挂在下平联下，所以下平联只需校核与副钩工字钢连接处的下平联强度。
2000
下平联槽钢选用18a槽钢W=141.4cm3
下平联杆所受最大拉力P=1.1*G副钩+Q葫芦=1.1*10t+1.2t=12.2t下平联长度L=183.2cm主要承受力点L0=60cm下平联强度按两端固定梁计算
1832副钩连接形式6002Pa2b22?
12.2?
1.2322?
0.62?
?
2.17t下平联杆所受最大弯距：
M=33L1.8322.17?
104强度校核：
σ===153.5Mpa
141.4Wσ＜[σ]=170Mpa强度通过检算
M11
2700
南京登峰
起重设备制造有限公司MQE80t+80/10t-38m-14m型龙门起重机设计计算书5.3.2.3.5主横梁整体性能验算：
主横梁截面见图
***-*****.*****
***-*****000①主横梁截面参数：
桁宽H=2.0m，桁高h=2.7m，节间Lj=1.76m跨度L=38m
②主横梁整体截面惯性矩：
I=***-*****cm4③主横梁整体截面抗弯模量：
W上=
I***-*****==*****.6cm3y上134.63W下=
主横梁整体载荷分析计算：
I***-*****==*****.7cm3y下163.87主横梁最大计算弯矩：
Mmax=757t.m主横梁整体强度验算：
Mmax757?
104σ上===123.5Mpa＜[σ]=170Mpa上弦材料Q235B
W*****.6Mmax757?
104σ下===150Mpa＜[σ]=170Mpa下弦材料Q235B
W*****.7①主横梁整体刚度验算：
*****?
383?
1000f===3.96=＜[
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