(整理)门机设计计算书

四川嘉陵江新政航电工程

尾水2×1600门机

精品文档

设计计算书

殷永忠

2003年4月

精品文档

一、设计计算依据

四川嘉陵江新政航电工程闸坝及厂房闸门（含拦污栅）、启闭机制造招标及合同文件以及相关澄清答疑文件。 二、参考资料

1.起重机设计手册；

2.启闭机设计规范（SL41-93）； 3.机械设计手册；

4.相关同类工程启闭机设计资料。 三、门机设计原则

1. 确保门机安全可靠、经济可行，并满足招标及合同要求； 2. 尽量考虑利用类似工程门机结构，对有关部位进行设计优化。 四、门机主要设计参数

1. 2×1600KN主起升机构

启闭荷载 2×1600KN

工作级别 Q2-轻（总设计寿命1600小时） 吊点距 扬程 60m（轨上12.5m） 启闭速度 1.5～7.5m/min 上极限 根据设计尺寸定 2.2×250KN副起升机构

启闭荷载 2×250KN

工作级别 Q2-轻（总设计寿命1600小时） 吊点距 3.8m

扬程 60m（轨上12.5m） 启闭速度 ～7.0m/min

上极限 根据设计尺寸定 3.小车行走机构

行走速度 ～5 m/min 4.大车行走机构

行走速度 ～20 m/min 5.门机轨距 12.5m 6.大车行走距离 ～139m 7.其他要求

主起升主钩上游极限距离（距上游侧轨道中心线） ≤4.8m 主起升主钩下游极限距离（距下游侧轨道中心线） ≤2.2m 副起升副钩上游极限距离（距上游侧轨道中心线） ≤2.3m 动滑轮及钢丝绳 防水

主起升机构配液压式自动抓梁、专用锻造吊钩 付起升机构配清污抓斗 门机设风向风速仪及支轨器 门机司机室设于上游中横梁上

电缆卷筒设于下游侧，位于轨道端头 小车采用电缆滑车或封闭滑线 精品文档

精品文档

五、门机设计总体规划

根据门机设计参数要求，则门机主要部件设计总体规划如下： 金属结构主要材料采用Q235B。 1.小车装置

小车采用电缆滑车供电。根据上下游极限位置尺寸控制要求，主、副起升机构吊点相近布置，其中付起升机构靠上游布置。

1）主起升机构

采用单吊点自由双层缠绕方式，工作制为Q2-轻，滑轮倍率取6。主起升机构设垂直式电缆卷筒。

2）付起升机构

采用双吊点单层缠绕方式，集中驱动。因其扬程较大，与主起升机构结构布置较紧张，且启闭速度较快，则其滑轮倍率取2，工作制为Q2-轻。

3）小车架

小车架采用起升机构直接与其连接方式（吊点距轨道中心线尺寸要求），各梁采用高强度螺栓等强度连接。

4）小车运行机构

“三合一”减速器驱动，4个车轮组与小车架连接。 5）机房

机房采用薄板钢结构，排风扇空气流通。 2.进水口液压抓梁

借用金银台门机图，尼龙滑块改为铸铁。 3.门架结构

门架各梁为箱形结构，采用高强度螺栓连接，其连接板经机加工处理。 4.大车运行机构

“三合一”减速器驱动，8个车轮组与门架铰接。 六、2×1600KN主起升机构设计

2×1600KN主起升机构总体布置形式见图1。 （一）机构选型设计 1.电动机选型计算

电动机静功率计算：

N静＝Q起V/6120η0 ＝41.3～201.6KW Q起：额定起荷载125×103Kg V： 起升速度1.5～7.5m/min

η0：机构总效率η0＝η组η卷η开η减η联＝0.88×0.97×0.95×0.94×0.995＝0.76 η组：滑轮组效率（滑轮倍率为6，自润滑轴承支承η轮＝0.95）η组＝0.88 η卷：卷筒装置效率（滚动轴承支承）η卷＝0.97

η开：开式齿轮传动效率（9级精度，干油润滑）η开＝0.95 η减：减速器效率（三级中硬齿轮传动）η减＝0.94 η联：联轴器效率（弹性尼龙柱销联轴器）η联＝0.995

启闭机为轻级工作制，满足电动机起动时间与不发热要求，按照S3，FC25％工作制选择电动机。则有：

NFC＝（0.7～0.8）P静＝（28.9～33.04）～（144.5～165.2）KW

选择电动机型号为YZSP315M2-4 160KW 1490r/min，根据运行速度要求按照高速情况选择电机型号（功率及转速），选择时应考虑到扭矩不变。 精品文档

精品文档

电动机静功率计算：

N静＝Q起V/6120η0 ＝67，80.6KW Q起：额定起荷载125×103Kg，50×103Kg

V： 起升速度1.5～2.5m/min，1.5～7.5m/min

η0：机构总效率η0＝η组η卷η开η减η联＝0.88×0.97×0.95×0.94×0.995＝0.76 η组：滑轮组效率（滑轮倍率为6，自润滑轴承支承η轮＝0.95）η组＝0.88 η卷：卷筒装置效率（滚动轴承支承）η卷＝0.97

η开：开式齿轮传动效率（9级精度，干油润滑）η开＝0.95 η减：减速器效率（三级中硬齿轮传动）η减＝0.94 η联：联轴器效率（弹性尼龙柱销联轴器）η联＝0.995

启闭机为轻级工作制，满足电动机起动时间与不发热要求，按照S3，FC25％工作制选择电动机。则有：

NFC＝（0.7～0.8）P静＝50，60.5KW

选择电动机型号为YZSP280S-4 75KW 1480r/min，根据运行速度要求按照高速情况选择电机型号（功率及转速），选择时应考虑到功率不变。 2.制动器选择计算

制动器制动力矩应满足M制≥K制M制静＝1795N.m M制：制动器制动力矩

K制：安全系数，对轻级工作制取1.75

M制静：满载时，制动轴上的静力矩M制静＝99 N静/n＝1025.4.7N.m

选择YWZ3型电力液压块式制动器，规格为YWZ3－400/125－12.5，额定制动力矩为1800N.m

制动器制动力矩应满足M制≥K制M制静＝847N.m M制：制动器制动力矩

K制：安全系数，对轻级工作制取1.75

M制静：满载时，制动轴上的静力矩M制静＝99 N静/n＝484N.m

选择YWZ3型电力液压块式制动器，规格为YWZ3－400/125－90，额定制动力矩为2×1600N.m

3.钢丝绳选择计算

钢丝绳计算破断拉力S≥nSmax＝5.9×104Kg

Smax＝Q起（1－η）/2（1－η6）＝11.8×103Kg（钢丝绳滑轮倍率取a=6，自润滑轴承支承η轮＝0.95，双联滑轮组起吊） n：安全系数，对中级工作制取n＝5.0

选用镀锌、交互捻、线接触、纤维芯钢丝绳，其规格为6×19（W）－32－1770，对应破断拉力为5.98×104Kg，绳槽节距为t＝34mm，满足安全要求。 4.卷筒装置设计

a.卷筒直径确定 由钢丝绳缠绕要求

D≥ed＝20×32＝0mm D：卷筒直径

e：缠绕系数，轻级工作制时取20 d：钢丝绳直径

由自由双层缠绕钢丝绳偏移螺旋槽角度要求α≤2.0°。（钢丝绳偏移螺旋槽角度计算简图见图2）第一层缠绕扬程按30m考虑。滑轮组缠绕时，从卷筒出来的钢丝绳先经两边动滑精品文档

精品文档

轮，则钢丝绳返程角、各典型位置钢丝绳偏移卷筒夹角计算如下：

1）下极限位置

H＝65m，动滑轮计算间距988，卷筒开档尺寸≈440，则tgα＝（988－440）/2/65000 则α≤0.24° 2)上极限位置

H＝5m，动滑轮计算间距988，卷筒开档尺寸L，则（988－L）/2/5000≤tg2°＝0.0349 则L≥639mm 3）返程角计算 H≈35m，动滑轮计算间距988，返程位置卷筒开档尺寸L，则（L－988）/2/35000≤tg2°＝0.0349

则L≤3432mm

由于卷筒（非缠绕段）中间尺寸为440（5各安全圈，中间光面尺寸长度100mm），则钢丝绳有效缠绕长度为L＝（3432－440）/2=1496=44（第一层缠绕圈数）×34

由n=a.h/πD0＝6×30/πD0＝44圈 则D0≥1302mm

圆整后取卷筒直径为1400mm。

此时第一层实际缠绕圈数为a.h/πD0＝6×30.5/πD0＝41.6圈取43圈，则返程位置卷筒开档尺寸L＝440＋43×2×34＝33≤3432mm。

位于上极限时，第二层缠绕圈数n＝a.h/πD0＝6×28.48/π1.4＝37.4（取为38圈计算）卷筒开档尺寸L＝33－38×2×34＝780≥639mm

c.卷筒厚度确定

卷筒采用HT200材料，抗压强度σ＝7500Kg/cm2 抗拉强度σ＝1800Kg/cm2 卷筒内表面压应力计算：

σ＝A Smax/δt＝1.4×0.75×11.8×103/3.4×δ≤[σ压]＝σ压/4.5＝7500/5＝1500Kg/cm2

则δ≥2.43 cm

由于L>2D，D＞1200，进行卷筒稳定性验算： 稳定性系数K＝P稳/P>1.3

P稳＝300000δ3/R3＝300000δ3/68.43

卷筒壁单位压应力P＝2Smax /Dt＝2×11.8×103/136.8×3.4＝50.74 Kg/cm2 则δ≥4.12 cm

综上，取卷筒壁厚为δ＝4.4 cm（取ZG270－500时δ＝3.6 cm） 5.减速器选择计算

a.传动速比分配

总传动比i总＝n电/n卷＝1490/10.23＝145.65 n卷＝a.V/πD0＝6×7.5/1.4π＝10.23r/min

结合减速器选择表，同时开式齿轮传动i≤6.3，则i减≥23。考虑卷筒直径与大齿轮尽量吻合，机架结构尺寸不致过大，同时充分利用减速器功率（与电动机功率接近），选择i减＝31.5。据此进行减速器规格选择。

b.减速器功率核算 1）机械强度计算

P2m=P2×KA×SA=160×1×1.4＝240KW≤P1＝290KW P2m：计算功率

P2：传递功率取电机功率为160KW 精品文档

精品文档

KA：减速器工况系数为1（每天工作～3h，中等冲击） SA：安全系数为1.5 P1：减速器公称功率

i减取31.5，则选择减速器机座号为ZSY355。 1）机械强度计算

P2m=P2×KA×SA=75×1×1.6＝120KW≤P1＝197KW P2m：计算功率

P2：传递功率取电机功率为75KW

KA：减速器工况系数为1（每天工作～3h，中等冲击） SA：安全系数为1.6 P1：减速器公称功率

i减取31.5，则选择减速器机座号为ZSY315。 2）热功率校验

P2t=P2×f1×f2×f3=160×1.15×0.56×1.15＝119KW≤PG1＝155KW P2t：计算热功率

f1：环境温度系数为1.15 f2：负荷率系数为0.56

f3：公称功率利用系数为1.15 PG1：减速器公称功率

P2：传递功率取电机功率为160KW 2）热功率校验

P2t=P2×f1×f2×f3=75×1.35×0.56×1.35＝76.5KW≤PG1＝86KW P2t：计算热功率

f1：环境温度系数为1.35 f2：负荷率系数为0.56

f3：公称功率利用系数为1.35 PG1：减速器公称功率

P2：传递功率取电机功率为75KW 6.联轴器选择计算

选用NGCL型带制动轮鼓形齿联轴器。联轴器计算力矩应满足： M计≤[M]

M计：计算力矩M计＝Φ2nⅡMe＝1.3×1.8×99×160/1490＝2399N.m [M]：所选用联轴器承载能力表额定力矩值。 根据联轴器承载能力表选择NGCL8型。其直径为Φ400mm与制动器吻合，且其额定力矩为9000 N.m大于制动器额定力矩，符合安全要求。 7.荷重及高度传感器

荷重传感器选用ZX轴销式，规格为25t，设于平衡滑轮装置上。

高度传感器选用EAM63A型光电绝对编码型，设于卷筒装置轴端。同时配QGX－B型机械式限位装置。 8.开式齿轮传动计算

开式齿轮传动速比i开＝i总/i减=145.65/31.5＝4.722＝85/18（互质要求，小齿轮轮毂与轴间不能过薄要求小齿轮齿数为18，同时大齿轮可满足与卷筒匹配连接），B＝200mm，9级精度

a.弯曲强度计算（第Ⅱ类荷载计算） 精品文档

精品文档

大齿轮计算

σ弯＝2MC/Zm2Byγ＝2×1.7×106×1.312/ 85m220×0.438×1≤[σ弯]＝2668Kg/cm2（材料为ZG40Mn2，正火回火处理σs＝3950 Kg/cm2）

m≥1.5cm

M：传递扭矩M＝SmaxD0/η卷＝1.7×106 Kg.cm C：速度系数M＝1+0.35×v＝1+0.35×1490πD小/10 ＝1.312 Z：大齿轮齿数Z＝85 m：齿轮模数

B：大齿轮宽度B＝200mm y：大齿轮齿形系数y＝0.438

γ：磨损系数对轻级工作制取γ＝1 小齿轮计算

σ弯＝2MC/Zm2Byγ＝2×2.6×105×1.044/ 17m216×0.301×1≤[σ弯]＝3750Kg/cm2（材料为40Cr，调质处理σs＝5000 Kg/cm2）

m≥1.33cm

M：传递扭矩M＝SmaxD0/η卷η开i开＝3.6×105 Kg.cm C：速度系数M＝1+0.35×v＝1+0.35×1490πD小/10 ＝1.312 Z：大齿轮齿数Z＝18 m：齿轮模数

B：大齿轮宽度B＝220mm，计算值为200mm y：大齿轮齿形系数y＝0.308

γ：磨损系数对轻级工作制取γ＝1 b.接触强度计算（第Ⅰ类荷载计算） σ接＝2400√M1（i+1）/Bd12(i+0.14)＝2400√3.6×105（4.72+1）/20×182×m2(4.72+0.14)

2

≤[σ接]＝10780Kg/cm（取开式齿轮副中接触强度较小的材料ZG40Mn2作为许用接触应力值）

m≥1.8cm

综上，取开式齿轮传动模数m＝2.0cm 9.卷筒装置附件计算

a.卷筒轴计算

卷筒轴受力分析与计算简图，其中：

钢丝绳最大拉力Smax＝11.8×103Kg 卷筒自重G卷＝6000 Kg

大齿轮自重G大＝2400 Kg 齿轮圆周力P＝19.5×103Kg 齿轮径向力Pr＝7.1×103Kg Pa1＝Smax+G卷/2＝14.8×103Kg Pb1＝Smax+G卷/2＋G大—P＝-2.3×103Kg 则Q1＝13.9×103Kg Q2＝-1.4×103Kg 对应M1＝3.1×105Kg.cm 卷筒轴强度计算

σ1＝M1/W1＝3.1×105/0.0982d3≤[σ]＝σs/2.5＝1160Kg/cm2（45钢正火） d≥14cm取14.5cm。

b.卷筒与大齿轮连接计算

卷筒与大齿轮采用套管与螺栓连接。套管仅承受扭矩，其剪应力为： τ＝8M/nπD（d12 －d12）＝432 Kg/cm2≤[τ]＝850Kg/cm2（45钢调质） M：套管所传递扭矩M＝SmaxD0＝1.65×106Kg.cm n：套管数量n＝6 精品文档

精品文档

D：套管间中间圆直径D＝1100mm d1、d1：套管外、内径分别为5.0，3.2cm c.钢丝绳压板螺栓计算

钢丝绳在卷筒上包角α＝3π，梯形压板槽。则压板螺栓拉应力为：

3

σ1＝Smax（0.785+0.986L/d）/n d2＝11.8×10（0.785+0.986×5.65/3）/6×32＝577.3Kg/cm2

≤[σ1]＝σs/2.5＝940Kg/cm2（Q235钢，取d＝3cm）

L：摩擦力作用的力臂为5.65cm （二）滑轮组设计计算 1.滑轮直径确定

由钢丝绳缠绕要求D≥ed＝20×32＝0mm D：卷筒直径

e：缠绕系数，轻级工作制时取20 d：钢丝绳直径 取定、动滑轮直径为0mm，宽度取120mm，平衡滑轮直径为（0.6～0.8）0＝480mm 2.定滑轮组设计计算

a.定滑轮轴选择计算 定滑轮轴受力分析

S1＝（η+η2）Smax＝21.9×103Kg S2＝（η3+η4）Smax＝20×103Kg Q1＝21.3×103Kg Q2＝20.6×103Kg M1＝2.24×105Kg.cm

σ1＝M1/W1＝2.24×105/0.0982d3≤[σ]＝σs/2.4＝5000/2.4＝2083Kg/cm2（40Cr调质） d≥10.3cm取11.0cm。核算折算应力

σ合＝√σ12+3τ2＝√17132+3×2862＝1783Kg/cm2≤[σ]＝2083Kg/cm2 b.支承座板选择计算 水平截面计算

σ压＝αjQ1/（b－d）δ＝2.52×21.3×103/（48－11）δ≤[σ]＝σs/1.7＝2350/1.7＝2029Kg/cm2（采用Q235材料）

αj：与d/b有关的系数

Q1：支承座板所受压力Q1＝21.3×103Kg b：支承板宽度为b＝48cm d：孔径d ＝11cm δ：支承座板厚度 δ≥1.051cm 挤压强度计算

σ挤＝Q1/dδ＝21.3×103/11δ≤[σ]＝σs/4＝2350/4＝587.5Kg/cm2 δ≥3.3cm

综上取基板为1.6 cm，补强板厚度为2×1.0cm 3. 动滑轮组设计计算

a.动滑轮轴选择计算 动滑轮轴受力分析

S1＝（η5+η4）Smax＝18.7×103Kg S2＝（η3+η2）Smax＝20.8×103Kg S3＝（η+1）Smax＝23×103Kg

Q1＝62.5×103Kg M1＝8.71×105Kg.cm 强度计算 精品文档

精品文档

σ1＝M1/W1＝8.71×105/0.0982d3≤[σ]＝σs/2.4＝5000/2.4＝2083Kg/cm2（40Cr调质） d≥16.2cm取17.0cm。 b.吊板选择计算 滑轮轴配套吊板 水平截面计算

σ压＝αjQ1/（b－d）δ＝2.25×62.5×103/（42－17）δ≤[σ]＝σs/1.7＝3250/1.7＝1914Kg/cm2（采用Q345材料）

αj：与d/b有关的系数

Q1：支承座板所受压力Q1＝62.5×103Kg b：支承板宽度为b ＝42cm d：孔径d ＝17cm δ：吊板厚度 δ≥2.94cm 垂直截面计算

σ压＝Q1（h22+0.25d2）/dδ（h22－0.25d2）＝62.5×103（272+0.25×182）/18×δ（272－0.25×182）≤[σ]＝σs/3＝3450/3＝1150Kg/cm2

h2：垂直方向尺寸h2＝27cm（验算闸门吊轴） δ≥3.8cm 挤压强度计算

σ挤＝Q1/dδ＝62.5×103/17δ≤[σ]＝σs/5＝3250/4＝812.5Kg/cm2 δ≥4.53cm

综上取基板为3.0 cm，补强板厚度为2×1.0cm 4.平衡滑轮装置设计计算

a.平衡滑轮轴选择计算 平衡滑轮轴受力分析

S＝（η5+η4）Smax＝18.7×103Kg （按均布载荷计算） Q＝9.35×103Kg M1＝7.48×104Kg.cm 强度计算

σ1＝M1/W1＝7.48×104/0.0982d3≤[σ]＝σs/2.4＝5000/2.4＝2083Kg/cm2（40Cr调质） d≥7.2cm取8cm。 b.吊板选择计算 水平截面计算

σ压＝αjQ1/（b－d）δ＝2.25×9.35×103/（20－8）δ≤[σ]＝σs/1.7＝3450/1.7＝2029Kg/cm2（采用Q345材料）

αj：与d/b有关的系数

Q1：支承座板所受压力Q1＝9.35×103Kg b：支承板宽度为b＝20cm d：孔径d ＝8cm δ：吊板厚度 δ≥0.87cm 挤压强度计算

σ挤＝Q1/dδ＝9.35×103/8δ≤[σ]＝σs/4＝3450/4＝862.5Kg/cm2 δ≥1.36cm

综上取基板为1.2 cm，补强板厚度为2×0.4cm 精品文档

精品文档

七、2×250副起升机构设计

2×250副起升机构总体布置见图2。 （一）机构选型设计 1.电动机选型计算

电动机静功率计算：

N静＝Q起V/6120η0 ＝～33.9KW Q起：额定起荷载2×25×103Kg V： 起升速度～7.0m/min

η0：机构总效率η0＝η组η卷η开η减η联＝0.98×0.97×0.95×0.94×0.995＝0.845 η组：滑轮组效率（滑轮倍率为2，自润滑轴承支承η轮＝0.95）η组＝0.98 η卷：卷筒装置效率（滚动轴承支承）η卷＝0.97

η开：开式齿轮传动效率（9级精度，干油润滑）η开＝0.95 η减：减速器效率（三级中硬齿轮传动）η减＝0.94 η联：联轴器效率（弹性尼龙柱销联轴器）η联＝0.995

启闭机为轻级工作制，满足电动机起动时间与不发热要求，按照S3，FC25％工作制选择电动机。则有：

NFC＝（0.7～0.8）P静＝47.4～.4KW

选择电动机型号为YZR280S-8 52KW 712r/min 2.制动器选择计算

制动器制动力矩应满足M制≥K制M制静＝1596N.m M制：制动器制动力矩

K制：安全系数，对轻级工作制取1.75

M制静：满载时，制动轴上的静力矩M制静＝99 N静/n＝912N.m 选择YWZ3型电力液压块式制动器，规格为YWZ3－400/121，额定制动力矩为1600N.m 3.钢丝绳选择计算

钢丝绳计算破断拉力S≥nSmax＝3.21×104Kg

Smax＝Q起（1－η）/2（1－η2）＝6.41×103Kg（钢丝绳滑轮倍率取a=2，自润滑轴承支承η轮＝0.95，双联滑轮组起吊） n：安全系数，对轻级工作制取n＝5.0

选用镀锌、交互捻、线接触、纤维芯钢丝绳，其规格为6×19（W）－24－1770，对应破断拉力为3.36×104Kg，绳槽节距为t＝26mm，满足安全要求。 4.卷筒装置设计

a.卷筒直径确定 由钢丝绳缠绕要求

D≥ed＝20×24＝480mm D：卷筒直径

e：缠绕系数，轻级工作制时取20 d：钢丝绳直径

由单层缠绕钢丝绳偏移螺旋槽角度要求α≤3.5°。（钢丝绳偏移螺旋槽角度计算简图见图3）

L1：钢丝绳有效缠绕长度

H：计算钢丝绳偏移卷筒螺旋槽最大夹角时的高度H=60+5.35＝65.35m h：起升高度60m 则D0≥250mm 精品文档

精品文档

因付起升吊点距为3.8m，则单边卷筒长度不大于1.5m。为使小车结构尽可能紧凑（充分考虑上下游吊点至轨道中心线尺寸），取卷筒直径为D0＝1150mm，则钢丝绳有效缠绕圈数为n＝a.h/πD0＝2×60/πD0=33圈

b.卷筒长度确定

L＝2（L1+L2）＋e＝2128mm

L1：钢丝绳有效缠绕长度L1＝nt ＝33×26＝858

L2：钢丝绳紧固及安全圈数所需长度、卷筒两端构造所需长度 L2＝（3＋2）t＋1.5×d＝166 e： 中间光面长度e＝2×40＝80 c.卷筒厚度确定

卷筒采用HT200材料，抗压强度σ＝7500Kg/cm2 抗拉强度σ＝1800Kg/cm2 卷筒内表面压应力计算：

σ＝A Smax/δt＝1×6.41×103/2.6×δ≤[σ压]＝σ压/4.25＝7500/4.25＝17.7Kg/cm2 则δ≥1.4 cm

由D≈1200，进行卷筒稳定性验算： 稳定性系数K＝P稳/P>1.3

P稳＝300000δ3/R3＝300000δ3/56.33

卷筒壁单位压应力P＝2Smax /Dt＝2×6.41×103/112.6×2.6＝43.78 Kg/cm2 则δ≥3.23 cm

综上，取卷筒壁厚为δ＝3.3 cm 5.减速器选择计算

a.传动速比分配

总传动比i总＝n电/n卷＝712/3.875＝183.74 n卷＝a.V/πD0＝2×7.0/1.15π＝3.875r/min

结合减速器选择表，同时开式齿轮传动i≤6.3，则i减≥29.2。考虑卷筒直径与大齿轮尽量吻合，机架结构尺寸不致过大，同时充分利用减速器功率（与电动机功率接近），选择i减＝31.5。据此进行减速器规格选择。

b.减速器功率核算

（）

减速器承载能力表中高速轴许用功率值PM5＝PMi×1.12i-5 本启闭机为轻级工作制，对应为M3工作制。 对起升机构PMi＝n Mmax/99＝52KW

Mmax：疲劳计算基本荷载Mmax＝Φ6Me＝0.5（1+Φ2）99×52/712＝706N.m Φ2：起升荷载系数Φ2＝1+0.71V＝1+0.71×1.6/60＝1.019 Me：电动机额定扭矩

根据减速器承载能力表，选择减速器型号为QJR－D400－31.5，其允许输入功率为61.5KW，输出轴扭矩为21200 N.m。 6.联轴器选择计算

a.高速轴联轴器

选用TLL型弹性套柱销联轴器。联轴器计算力矩应满足： M计≤[M]

M计：计算力矩M计＝Φ2nⅡMe＝1.3×1.8×99×52/712＝1632 N.m [M]：所选用联轴器承载能力表额定力矩值。

根据联轴器承载能力表选择TLL6型。其直径为Φ400mm与制动器吻合，且其额定力矩为2000N.m大于制动器额定力矩，符合安全要求。 精品文档

精品文档

7.荷重及高度传感器

荷重传感器选用ZX轴销式，规格为15t，设于平衡滑轮装置上。

高度传感器选用E63MA型进口光电绝对编码型，设于卷筒装置轴端。同时配QGX－B型机械式限位装置。 8.开式齿轮传动计算

开式齿轮传动速比i开＝i总/i减=5.84＝111/19（互质要求，小齿轮轮毂与轴间不能过薄要求小齿轮齿数为19，同时大齿轮可满足与卷筒匹配连接），B＝140mm，9级精度

a.弯曲强度计算（第Ⅱ类荷载计算） 大齿轮计算

σ弯＝2MC/Zm2Byγ＝2×7.6×105×1.11/ 111m214×0.449×1≤[σ弯]＝2668Kg/cm2（材料为ZG40Mn2，正火或回火处理σs＝3950 Kg/cm2）

m≥0.96cm

M：传递扭矩M＝SmaxD0/η卷＝7.6×105 Kg.cm C：速度系数C＝1+0.35×v＝1+0.35×712πD小/10＝1.11 Z：大齿轮齿数Z＝111 m：齿轮模数

B：大齿轮宽度B＝140mm y：大齿轮齿形系数y＝0.449

γ：磨损系数对轻级工作制取γ＝1 小齿轮计算

σ弯＝2MC/Zm2Byγ＝2×1.37×105×1.11/ 19m214×0.314×1≤[σ弯]＝3750Kg/cm2（材料为40Cr，调质处理σs＝5000 Kg/cm2）

m≥0.99cm

M：传递扭矩M＝SmaxD0/η卷η开i开＝1.37×105 Kg.cm C：速度系数C＝1+0.35×v＝1+0.35×712πD小/10＝1.11 Z：大齿轮齿数Z＝19 m：齿轮模数

B：小齿轮宽度B＝150mm，计算值为140mm y：小齿轮齿形系数y＝0.314

γ：磨损系数对轻级工作制取γ＝1 b.接触强度计算（第Ⅰ类荷载计算） σ接＝2400√M（/Bd12(i+0.14)＝2400√1.37×105（5.84+1）/14×192×m2(5.84+0.14)1i+1）

≤[σ接]＝12×1600Kg/cm2（取开式齿轮副中接触强度较小的材料ZG40Mn2作为许用接触应力值）

m≥1.19cm

综上，取开式齿轮传动模数m＝1.4cm，大齿轮材料调整为ZG340－0。 9.卷筒装置附件计算

a.卷筒轴计算

卷筒轴受力分析与计算简图，轴承座中心距为1900mm。其中： 钢丝绳最大拉力Smax＝6.41×103Kg 卷筒自重G卷＝2000 Kg

大齿轮自重G大＝600 Kg 齿轮圆周力P＝9.5×103Kg 齿轮径向力Pr＝3.5×103Kg Pa1＝Smax+G卷/2＝7.41×103Kg Pb1＝Smax+G卷/2＋G大—P＝－1.5×103Kg 则Q1＝6.9×103Kg Q2＝-1.0×103Kg 对应M1＝1.04×105Kg.cm 精品文档

精品文档

卷筒轴强度计算

σ1＝M1/W1＝1.04×105/0.0982d3≤[σ]＝σs/2.5＝1160Kg/cm2（45钢正火） d≥9.7cm取10.5cm。 b.卷筒与大齿轮连接计算

卷筒与大齿轮采用套管与螺栓连接。套管仅承受扭矩，其剪应力为： τ＝8M/nπD（d12 －d12）＝247Kg/cm2≤[τ]＝850Kg/cm2（45钢调质） M：套管所传递扭矩M＝SmaxD0＝7.37×105Kg.cm n：套管数量n＝6

D：套管间中间圆直径D＝1300mm d1、d1：套管外、内径分别为4.0，2.5cm c.钢丝绳压板螺栓计算

钢丝绳在卷筒上包角α＝3π，梯形压板槽。则压板螺栓拉应力为： σ1＝Smax（0.785+0.986L/d）/n d2＝6.41×103（0.785+0.986×4.3/2）/8×22＝582 Kg/cm2

≤[σ1]＝σs/2.5＝940Kg/cm2（Q235钢，取d＝2cm，数量8件）

L：摩擦力作用的力臂为4.3cm （二）滑轮组设计计算 1.滑轮直径确定

由钢丝绳缠绕要求D≥ed＝20×24＝480mm D：卷筒直径

e：缠绕系数，轻级工作制时取20 d：钢丝绳直径

取动滑轮直径为480mm，宽度取90mm，平衡滑轮直径为（0.6～0.8）400＝360mm 2. 动滑轮组设计计算

a.动滑轮轴选择计算 动滑轮轴受力分析

S1＝（1+η）Smax＝12.5×103Kg ＝S2 Q1＝12.5×103Kg M＝11.3×104Kg.cm 强度计算

σ1＝M/W＝11.3×104/0.0982d3≤[σ]＝σs/2.4＝5000/2.4＝2083Kg/cm2（40Cr调质） d≥8.2cm取9.0cm。核算折算应力

σ合＝√σ12+3τ2＝√15792+3×1972＝1615 Kg/cm2≤[σ]＝2083Kg/cm2 b.吊板选择计算 滑轮轴配套吊板 水平截面计算

σ压＝αjQ1/（b－d）δ＝2.25×12.5×103/（22.5－9.0）δ≤[σ]＝σs/1.7＝3250/1.7＝1914Kg/cm2（采用Q345材料）

αj：与d/b有关的系数

Q1：支承座板所受压力Q1＝12.5×103Kg b：支承板宽度为b＝22.5cm d：孔径d ＝9.0cm δ：吊板厚度 δ≥1.09cm 挤压强度计算

σ挤＝Q1/dδ＝12.5×103/9.0δ≤[σ]＝σs/4＝3250/4＝812.5Kg/cm2 δ≥1.71cm 精品文档

精品文档

综上取基板为1.2 cm，补强板厚度为2×0.4cm，若与抓梁吊耳孔接口时，则厚度不变，宽度及孔与闸门吊耳孔吻合。 4.平衡滑轮装置设计计算

a.平衡滑轮轴选择计算 平衡滑轮轴受力分析

S＝2ηSmax＝12.2×103Kg （按均布载荷计算） Q＝6.1×103Kg M1＝3.4×104Kg.cm 强度计算

σ1＝M1/W1＝3.4×104/0.0982d3≤[σ]＝σs/2.4＝5000/2.4＝2083Kg/cm2（40Cr调质） d≥5.5cm取6.0cm。核算折算应力

σ合＝√σ12+3τ2＝√16032+3×2162＝16Kg/cm2≤[σ]＝2083Kg/cm2 b.吊板选择计算 水平截面计算

σ压＝αjQ1/（b－d）δ＝2.25×6.1×103/（15－6）δ≤[σ]＝σs/1.7＝3450/1.7＝2029Kg/cm2（采用Q345材料）

αj：与d/b有关的系数

Q1：支承座板所受压力Q1＝6.1×103Kg b：支承板宽度为b ＝18cm d：孔径d ＝6cm δ：吊板厚度 δ≥0.75cm 挤压强度计算

σ挤＝Q1/dδ＝6.1×103/6δ≤[σ]＝σs/4＝3450/4＝862.5Kg/cm2 δ≥1.12cm

综上取基板为1.0cm，加强板0.4cm。 八、主、副起升机构主要计算简图 （一）2×1600KN主起升机构

1. 卷筒夹角计算简图 2. 卷筒长度计算 3. 卷筒轴计算简图 4. 定滑轮组计算简图 5. 动滑轮组计算简图 6. 平衡装置计算简图 7. 起升机构总体布置

（二）2×250KN副起升机构

1.卷筒长度计算 2.卷筒轴计算简图 3.动滑轮组计算简图 4.平衡装置计算简图 5.起升机构总体布置

九、小车架设计计算

小车架布置采用主、副起升机构同层布置，两吊点相近布置原则考虑。各平衡装置梁应与平衡滑轮装置吻合。小车架材料采用Q235B，其机械性能为：

对δ≤16mm时，其σs＝2350 Kg/cm2，[σ]＝1700Kg/cm2 [τ]＝1000Kg/cm2 精品文档

精品文档

对δ≥16mm时，其σs＝2150 Kg/cm2，[σ]＝1550Kg/cm2 [τ]＝900Kg/cm2 （一）、小车架计算简图

小车架计算简图及总体布置见附页。其中梁1～5、10、11以主起升机构工作时进行计算，梁6～9以副起升机构工作时进行计算，同时应整体考虑框架结构的协调性。

主、副起升机构工作时受力情况分析见主、副起升机构计算结果。 （二）梁2设计计算

梁2受力分析

由主起升机构受力结果可知Q1＝13.9×103 Kg

工字梁截面选择，根据构造要求Ix＝79132cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度取320，计算后调整为300）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝6.2×103Kg Q2＝7.7×103Kg

Mmax＝7.32×105Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝7.7×103Kg） σ＝MmaxY/ Ix＝7.32×105×30/79132＝278Kg/cm2

τ＝QS/δIx＝7.7×103×32×1.2×30/2×0.8×79132＝70Kg/cm2 局部挤压应力计算

σ挤＝Q1/δ（a+2hy）＝13.9×103/[1×0.8（45+2×1.2）]＝367Kg/cm2 核算折算应力

σ合＝√σ2+σ挤2—σσ挤+3τ2＝√2782+3672—278×367 +3×702＝353Kg/cm2≤1.1[σ]＝1870Kg/cm2

2）刚度计算E=2.1×106Kg/cm2 fmax＝0.02cm

3）整体稳定性计算

受压翼缘板的自由长度l与其宽度b比值l/b＝2130/320＝6.7，不需进行整体稳定性计算。

4）腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=72＞70，需设置横向加强板，设计时按照在轴承座相应位置布置横向筋板即可。

5）受压翼缘板的局部稳定性

外伸翼缘宽度与受压翼缘板厚度比值b/δ=20/1.2＝16.7≈16，则将外伸宽度调整为180，翼缘板局部稳定性即可满足要求。 （三）梁3设计计算

梁3受力分析

由主起升机构受力结果可知Q1＝－1.4×103 Kg

工字梁截面选择，根据构造要求Ix＝87722cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度取300）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝－0.62×103Kg Q2＝－0.78×103Kg （四）梁4设计计算

梁4受力分析

由梁2、3受力结果可知Q1＝7.7×103Kg Q2＝－0.78×103Kg

箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝129218cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度精品文档

精品文档

取500，腹板中心距450）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝6.24×103Kg Q2＝－0.66×103Kg

Mmax＝7.02×105Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝6.24×103Kg） σ＝MmaxY/ Ix＝7.02×105×30/129218＝163Kg/cm2

τ＝QS/δIx＝6.24×103×50×1.2×30/2×0.8×129218＝55Kg/cm2 核算折算应力

σ合＝√σ2+ +3τ2＝√1632+3×552＝1Kg/cm2≤1.1[σ]＝1870Kg/cm2 2）刚度计算E=2.1×106Kg/cm2 fmax＝0.1cm

3）整体稳定性计算 对箱形梁不进行验算。 4）腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=72＞70，横向加强板按照结构布置要求进行布置。若间距大于2h时取2h。

5）受压翼缘板的局部稳定性

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=45/1.2＝37.5＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。

（五）梁1设计计算

由主起升机构以及梁2、3受力结果可知Q1＝52.6×103 Kg Q2＝21.3×103 Kg Q3＝6.2×103 Kg Q4＝19.5×103 Kg

箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝877024m4（翼缘板厚20，腹板14，高1050，宽度取600，腹板中心距550）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝56.5×103Kg Q2＝.4×103Kg

Mmax＝1.43×107Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝44.9×103Kg） σ＝MmaxY/ Ix＝1.43×107×52.5/877024＝856Kg/cm2

τ＝QS/δIx＝44.9×103×60×2.0×52.5/2×1.4×877024＝115Kg/cm2 局部挤压应力计算

σ挤＝Q1/δ（a+2hy）＝21.3×103/[1×2（12+2×4.1）]＝440Kg/cm2 核算折算应力

σ合＝√σ2+σ挤2—σσ挤+3τ2＝√8562+4402—856×440 +3×1152＝768Kg/cm2≤1.1[σ]＝1870Kg/cm2

τmax＝QS/δIx＝.4×103×（60×2×52.5＋2×1.4×52.5×26）/2×1.4×877024＝265Kg/cm2

2）刚度计算E=2.1×106Kg/cm2 fmax＝0.34cm

3）整体稳定性计算 对箱形梁不进行验算。 4）腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=72＞70，需设置横向加强板，横向加强板按照结构布置精品文档

精品文档

要求进行布置。若间距大于2h时取2h。

5）受压翼缘板的局部稳定性

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=55/2.0＝27.5＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。

（六）梁7、8设计计算

由副起升机构受力结果可知Q1＝－1×103Kg

工字梁截面选择，根据构造要求Ix＝235cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度取200）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝－0.5×103Kg Mmax＝4.25×104Kg.cm

σ＝MmaxY/ Ix＝4.25×104×30/235＝24Kg/cm2

（七）梁9设计计算

梁9计算主要按照结构布置考虑，以便形成框架结构，其截面与梁4相同。

箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝129218cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度取500，腹板中心距450） （八）梁6设计计算

由副起升机构以及梁7、8受力结果可知Q1＝Q2＝9.5×103Kg Q3＝Q4＝6.8×103 Kg 箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝129218cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度取500，腹板中心距450）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝Q2＝16.3×103Kg

Mmax＝2.87×106Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝9.5×103Kg） σ＝MmaxY/ Ix＝2.87×106×30/129218＝666Kg/cm2

τ＝QS/δIx＝9.5×103×50×1.2×30/2×0.8×129218＝83Kg/cm2 核算折算应力

σ合＝√σ2+ +3τ2＝√6662+3×832＝681Kg/cm2≤1.1[σ]＝1870Kg/cm2 2）刚度计算E=2.1×106Kg/cm2

fmax＝0.16＋0.34＝0.5cm（梁刚度超差，将翼缘板厚度调整为14，腹板调整为10，则Ix＝151413cm4 fmax＝0.33cm）

3）整体稳定性计算 对箱形梁不进行验算。 4）腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=72＞70，横向加强板按照结构布置要求进行布置。若间距大于2h时取2h。

5）受压翼缘板的局部稳定性

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=45/1.2＝37.5＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。

（九）梁5设计计算

梁5受力分析

（1）主起升机构工作时 Q1＝7.3×103 Kg 精品文档

精品文档

工字梁截面选择，根据构造要求Ix＝87722cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度取300）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝3.65×103Kg Q2＝3.65×103Kg

Mmax＝1.17×106Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝3.65×103Kg） σ＝MmaxY/ Ix＝1.17×106×30/87722＝400Kg/cm2

τ＝QS/δIx＝3.65×103×32×1.2×30/1×0.8×87722＝60Kg/cm2 核算折算应力

σ合＝√σ2+ +3τ2＝√4002+3×602＝413Kg/cm2≤1.1[σ]＝1870Kg/cm2 2）刚度计算E=2.1×106Kg/cm2 fmax＝0.2cm

3）整体稳定性计算

受压翼缘板的自由长度l与其宽度b比值l/b＝1900/300＝6.4，不需进行整体稳定性计算。

4）腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=72＞70，需设置横向加强板，设计时按照在轴承座相应位置布置横向筋板即可。

5）受压翼缘板的局部稳定性

外伸翼缘宽度与受压翼缘板厚度比值b/δ=18/1.2＝15，翼缘板局部稳定性满足要求。 （2）副起升机构工作时 Q1＝Q2＝5.4×103 Kg

工字梁截面选择，根据构造要求Ix＝87722cm4（翼缘板厚12，腹板8，高600，宽度取300）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝Q2＝5.4×103 Kg

Mmax＝7.0×105Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝5.4×103 Kg） 纵上，付起升时其弯矩小于主起升工作状况，此梁截面按照主起升机构工作状况选择即可。

（十）梁10设计计算

（1）主起升工作状况

由主起升机构以及各梁受力结果可知Q1＝6.24×103Kg Q2＝56.5×103Kg Q3＝3.65×103 Kg

箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝770920m4（翼缘板厚20，腹板14，高1050，宽度取500，腹板中心距450；靠支承轮位置高600，对应Ix＝209244m4）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝43.9×103Kg Q2＝22.5×103Kg

Mmax＝1.14×107Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝43.9×103Kg） σ＝MmaxY/ Ix＝1.14×107×52.5/770920＝776Kg/cm2

τ＝QS/δIx＝43.9×103×50×2.0×52.5/2×1.4×770920＝107Kg/cm2 核算折算应力

σ合＝√σ2+ +3τ2＝√7762+3×1072＝798Kg/cm2≤1.1[σ]＝1870Kg/cm2 精品文档

精品文档

τmax＝QS/δIx＝43.9×103×（50×2×30＋2×1.4×30×15）/2×1.4×209244＝319Kg/cm2

2）刚度计算E=2.1×106Kg/cm2 fmax＝0.32cm

3）整体稳定性计算 对箱形梁不进行验算。 4）腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=72＞70，需设置横向加强板，设计时按照在轴承座相应位置布置横向筋板即可。

5）受压翼缘板的局部稳定性

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=55/2＝27.5＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。 （2）副起升工作状况

由副起升机构以及各梁受力结果可知Q1＝6. 9×103Kg Q2＝16.3×103Kg Q3＝5.4×103 Kg

箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝770920m4（翼缘板厚20，腹板14，高1050，宽度取500，腹板中心距450；靠支承轮位置高600，对应Ix＝209244m4）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝8. 4×103Kg Q2＝20.2×103Kg

Mmax＝3.7×106Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝20.2×103Kg） 综上，端梁截面选择按照主起升机构工作选取即可。 （十一）梁11设计计算

（1）主起升工作状况

由主起升机构以及各梁受力结果可知Q1＝. 4×103Kg Q2＝3.65×103 Kg

箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝770920m4（翼缘板厚20，腹板14，高1050，宽度取500，腹板中心距450；靠支承轮位置高600，对应Ix＝209244m4）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝43.2×103Kg Q2＝24.9×103Kg 各计算结果与梁10基本相同。 （2）副起升工作状况

由副起升机构以及各梁受力结果可知Q1＝6. 9×103Kg Q2＝16.3×103Kg Q3＝5.4×103 Kg

箱形梁截面选择，根据构造要求Ix＝770920m4（翼缘板厚20，腹板14，高1050，宽度取500，腹板中心距450；靠支承轮位置高600，对应Ix＝209244m4）

1）强度计算 弯曲应力计算

Q1＝8. 4×103Kg Q2＝20.2×103Kg

Mmax＝3.7×106Kg.cm（同时也为危险截面，对应Q＝20.2×103Kg） 综上，端梁截面选择按照主起升机构工作选取即可。

根据以上计算结果，主起升、付起升分别工作时，其轮压分布如下： 主起升机构工作时（小车自重按照61.5吨进行计算）

Q1＝56. 9×103Kg Q2＝35.5×103Kg Q3＝37. 9×103Kg Q4＝56.2×103Kg 副起升机构工作时 精品文档

精品文档

Q1＝22×103Kg Q2＝33.8×103Kg Q3＝33.8×103Kg Q4＝22×103Kg 十、小车运行机构 （一）电动机选择

1）运行阻力计算

P静＝P摩＋P坡＋P风＝1695＋382＋1631＝3708 Kg P静：小车运行静阻力

P摩：小车运行摩擦阻力（满载时） P坡：小车在坡度上运行时阻力 P风：室外小车运行风阻力 P摩＝（Q起＋G）（2K＋μd）K附/D轮＝（125×103＋66×103）（2×0.08＋0.015×13）1.5/60＝1695 Kg

Q起：起升荷载，125×103Kg G：小车自重，66×103Kg

K：滚动摩擦系数，钢车轮直径Φ60cm，头部带圆弧面轨道，取0.08 μ：轴承摩擦系数，滚子轴承取0.015 d：轴承内径13cm

K附：附加摩擦阻力系数，圆柱踏面，分别驱动，取1.5 D轮：车轮直径Φ60cm

P坡＝（Q起＋G）K坡＝（125×103＋66×103）0.002＝382 Kg K坡：坡度阻力系数，取0.002

P风＝（F物＋F起）Cq＝（65＋25.6）1.2×15＝1631 Kg F物：物品挡风面积，按照招标文件为6.5m×10m＝65m2 F起：小车挡风面积，为3.2m×8m＝25.6m2 C：风载体形系数，取1.2

q：工作状态下标准风压，取15 Kg/ m2 2）电动机静功率计算 电动机静功率计算：

N静＝P静V/6120η0m ＝～3.23/mKW P静：小车运行静阻力3708 Kg V： 运行速度～5.0m/min η0：机构总效率η0＝0.94 m：电动机个数，取2台 NFC＝K电P静＝～3.87KW

K电：电动机起动时功率增大系数，取1.2

选择电动机型号为YZRE132M1-6 2.2KW 920r/min 3）传动比及车轮转速确定 n＝v/πD＝5/π0.6＝2.65 r/min 总速比i＝n电/ n＝920/2.65＝347.2 （二）减速器选择

i＝347.2取336，输入功率为QSC25-336 十一、门架结构 （一）总体布置

门架结构由下横梁、中横梁、门腿及上部平台主梁、端梁等组成。除主梁与门腿采用焊接连接外，其余各梁间均采用高强度螺栓等强连接。 精品文档

精品文档

门架结构总体布置见图。 （二）主框架设计计算

主框架由主梁、门腿组成。各梁结构选用Q235。 计算工况条件

（1）按照主起升机构行走荷载1100KN（位于跨度中间进行设计计算），工作风压，小车惯性以及门架偏斜侧向力。（按照静定结构进行计算，主梁为简支梁）

1）计算简图

Q1＝56.9×0.88×103＋0.3×103＝50.3×103Kg Q2＝35.5×0.88×103－0.3×103＝31×103Kg Pf＝25×1.2×5×8＝1.2×103Kg q1＝0.72×103Kg/m ，对应集中力P1为13×103Kg Pq＝25×1.2×1.2（1.4×12.5＋2×5＋2×5）＝1.5×103Kg Pw＋Pg＝25×1.2×1.2（6.5×10）＋62×103×0.15/10＝3.27×103Kg Pz＝λLPmin/B＝0.02×2×1600×130×103/800＝4.1×103Kg Q1、Q2：集中轮压

Pf：小车及上部平台风压力，反映到Q1 、Q2 P1：主梁自重 Pq：门架风压力

Pw：吊物风压力，按照作用于主梁位置进行计算 Pg：小车惯性力，与吊物风压力叠加 Pz：门机偏斜侧向力 2）内力计算

Q2＝35.5×0.88×103－0.3×103＝31×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×31×103×1044.5×205.5/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝975 Kg

支承反力VA＝ Pb/l ＝31×103×1044.5/2×1600＝25.9×103 Kg 支承反力VD＝ Pa/l＝5.1×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝975×1400＝1.37×106Kg.cm 主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×31×103×1044.5×205.5/2×2×1600(2×1.427+3)＝3.96×106 Kg.cm

k＝I.h/ I1.l＝1936760×14/1520558×12.5＝1.427

对主梁，其箱形梁截面选择如下：惯性矩Ix＝1936760cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1500，宽度取800，腹板中心距750）

对门腿，其箱形梁截面选择如下：顶部惯性矩Ix＝1936760cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1500，宽度取800，腹板中心距750），其净面积为536.8 cm2；底部惯性矩Ix＝4631cm4（翼缘板厚16，腹板10，高800，宽度取800，腹板中心距750），其净面积为396.8 cm2。2/3高部位惯性矩Ix＝1520558cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1350，宽度取800，腹板中心距750），其净面积为506.8 cm2。

Q1＝56.9×0.88×103＋0.3×103＝50.3×103Kg 作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×50.3×103×0.5×359.5/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝2360 Kg

支承反力VD＝ Pb/l ＝50.3×103×359.5/2×1600＝35.8×103 Kg 支承反力VA＝ Pa/l＝14.5×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝2.36×103×1400＝3.3×106Kg.cm 主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×50.3×103×0.5×359.5/2×2×1600(2×1.427+3)＝9.6×106 Kg.cm 精品文档

精品文档

P1＝13×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×13×103×625×625/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝0.75×103 Kg

支承反力VD＝ Pb/l ＝6.5×103 Kg 支承反力VA＝ Pa/l＝6.5×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝0.75×103×1400＝1.05×106Kg.cm

主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×13×103×625×625/2×2×1600(2×1.427+3)＝3.0×106 Kg.cm

Pq＝25×1.2×1.2（1.4×12.5＋2×5＋2×5）＝1.5×103Kg作用时：

水平推力HA＝[k(4+δ3－3δ)＋6－3δ]P/2 (2k+3) ＝[1.427(4+0.753－3×0.75)＋6－3×0.75] 1.5×103/2 (2×1.427+3)＝0.88×103 Kg

HD＝P－HA＝1500－880＝620 Kg

支承反力－VA＝VD＝ Ph1/l ＝1.5×103 ×10.5/12.5＝1.26×103 Kg

节点弯矩MB＝[k(h2+h12)＋3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(14002+10502)＋3×14002] 1.5×103 ×1050/2 ×14002 (2×1.427+3)＝7×105Kg.cm

MC ＝ [k(h12－3h2)－3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(10502－3×14002) －3×14002] 1.5×103 ×1050/2 ×14002 (2×1.427+3)＝8.7×105Kg.cm

门腿最大弯矩Mmax＝HA h1＝1050×0.88×103＝9.24×105Kg.cm δ＝h1/h＝0.75

Pw＋Pg＝25×1.2×1.2（6.5×10）＋62×103×0.15/10＝3.27×103Kg作用时：

水平推力HA＝[k(4+δ3－3δ)＋6－3δ]P/2 (2k+3) ＝[1.427(4+1－3×1)＋6－3×1] 3.27×103/2 (2×1.427+3)＝1.×103 Kg

HD＝P－HA＝3270－10＝1.63×103 Kg

支承反力－VA＝VD＝ Ph1/l ＝3.27×103 ×10.5/12.5＝2.75×103 Kg

节点弯矩MB＝[k(h2+h12)＋3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(14002+14002)＋3×14002] 3.27×103×1400/2×14002 (2×1.427+3)＝－2.3×106Kg.cm

MC＝ [k(h12－3h2)－3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(14002－3×14002) －3×14002] 3.27×103 ×1400/2 ×14002 (2×1.427+3)＝2.3×106Kg.cm

门腿最大弯矩Mmax＝HA h1＝1400×1.×103＝2.3×106Kg.cm δ＝h1/h＝1

Pz＝λLPmin/B＝0.02×2×1600×130×103/800＝4.1×103Kg作用时

水平推力HA＝[k(4+δ3－3δ)＋6－3δ]P/2 (2k+3) ＝[1.427(4+0－3×0)＋6－3×0] 4.1×103/2 (2×1.427+3)＝4.1×103 Kg

支承反力－VA＝VD＝ P0/l ＝0 Kg

节点弯矩MB＝[k(h2+h12)＋3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(14002+02)＋3×14002] 4.1×103

×0/2×14002 (2×1.427+3)＝0Kg.cm

MC＝ [k(h12－3h2)－3h2]P 0/2 h2 (2k+3) ＝0Kg.cm 门腿最大弯矩Mmax＝HA 0＝0Kg.cm δ＝h1/h＝0

综上，水平推力叠加为：

HA＝0.975×103＋2.36×103＋0. 75×103－0. 88×103－1. ×103＝1. 57×103 Kg

HD＝0.975×103＋2.36×103＋0. 75×103＋0. 62×103＋1. 63×103＋4. 1×103＝10. 4×103 Kg

支承反力叠加为： 精品文档

精品文档

VA＝25.9×103＋14.5×103＋6.5×103－1.26×103－2.75×103＝42.9×103Kg VD＝5.1×103＋35.8×103＋6.5×103＋1.26×103＋2.75×103＝51.4×103Kg Kg 节点弯矩叠加为：

MB＝13.7×105＋33×105＋10.5×105－7×105－23×105＝2.7×106Kg.cm MC＝13.7×105＋33×105＋10.5×105＋7×105＋23×105＝8.72×106Kg.cm 主梁最危险截面处叠加：

Mmax＝－5.62×105－2.76×105＋1.04×106＋2.0×106＋8.0×106＝1.05×107Kg.cm 3）应力计算 对主梁：

Mmax＝1.05×107Kg.cm（同时也为危险截面，对应VA＝51. 4×103Kg） 其内力小于工况2条件，不再进行核算。 主梁腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=146.8＞70，需设置横向加强板。 受压翼缘板的局部稳定性核算

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=80/1.6＝50＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。 主梁整体稳定性无需复核。 对门腿：

Mmax＝8.72×106Kg.cm（同时也为危险截面，对应轴心力VA＝51. 4×103Kg） σ1＝MmaxY/ Ix＝8.72×106×75/1936760＝338Kg/cm2 σ2＝VA/ A＝51. 4×103/536.8＝96Kg/cm2 σ合＝σ1＋σ2＝434Kg/cm2 主梁腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=146.8＞70，需设置横向加强板。 受压翼缘板的局部稳定性核算

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=80/1.6＝50＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。 （2）按照主起升机构额定荷载2×1600KN（位于上游极限位置时进行设计计算），工作风压。

1）计算简图

Q1＝56.9×103Kg＋0.3×103Kg＝57.2×103Kg Q2＝35.5×103Kg－0.3×103Kg＝35.2×103Kg Pw＝25×1.2×5×8＝1.2×103Kg q1＝0.72×103Kg/m ，对应集中力P1为13×103Kg Pq＝25×1.2×1.2（1.4×12.5＋2×5＋2×5）＝1.5×103Kg Q1 、Q2：集中轮压

Pw：小车及上部平台风压力，反映到Q1 、Q2 P1：主梁自重 Pq：门架风压力 2）内力计算

Q2＝35.5×103Kg－0.3×103Kg＝35.2×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×35.2×103×60.5×11.5/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝371 Kg

支承反力VA＝ Pb/l ＝35.2×103×11.5/2×1600＝33.5×103 Kg 支承反力VD＝ Pa/l＝1.7×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝371×1400＝5.2×105 Kg.cm 主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×35.2×103×60.5×11.5/2×2×1600(2×1.427+3)＝1.51×106 Kg.cm 精品文档

精品文档

k＝I.h/ I1.l＝1936760×14/1520558×12.5＝1.427

对主梁，其箱形梁截面选择如下：惯性矩Ix＝1936760cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1500，宽度取800，腹板中心距750）

对门腿，其箱形梁截面选择如下：顶部惯性矩Ix＝1936760cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1500，宽度取800，腹板中心距750）；底部惯性矩Ix＝4631cm4（翼缘板厚16，腹板10，高800，宽度取800，腹板中心距750）。2/3高部位惯性矩Ix＝1520558cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1350，宽度取800，腹板中心距750）。

Q1＝56.9×103Kg＋0.3×103Kg＝57.2×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×57.2×103×504.5×745.5/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝3.15×103 Kg

支承反力VD＝ Pb/l ＝57.2×103×745.5/2×1600＝34.1×103 Kg 支承反力VA＝ Pa/l＝23.1×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝3.15×103×1400＝4.41×106Kg.cm 主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×57.2×103×504.5×745.5/2×2×1600(2×1.427+3)＝1.28×107 Kg.cm

P1＝13×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×13×103×625×625/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝0.75×103 Kg

支承反力VD＝ Pb/l ＝6.5×103 Kg 支承反力VA＝ Pa/l＝6.5×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝0.75×103×1400＝1.05×106Kg.cm

主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×13×103×625×625/2×2×1600(2×1.427+3)＝3.0×106 Kg.cm

Pq＝25×1.2×1.2（1.4×12.5＋2×5＋2×5）＝1.5×103Kg作用时：

水平推力HA＝[k(4+δ3－3δ)＋6－3δ]P/2 (2k+3) ＝[1.427(4+0.753－3×0.75)＋6－3×0.75] 1.5×103/2 (2×1.427+3)＝0.88×103 Kg

HD＝P－HA＝1500－880＝620 Kg

支承反力－VA＝VD＝ Ph1/l ＝1.5×103 ×10.5/12.5＝1.26×103 Kg

节点弯矩MB＝[k(h2+h12)＋3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(14002+10502)＋3×14002] 1.5×103 ×1050/2 ×14002 (2×1.427+3)＝7×105Kg.cm

MC ＝ [k(h12－3h2)－3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(10502－3×14002) －3×14002] 1.5×103 ×1050/2 ×14002 (2×1.427+3)＝8.7×105Kg.cm

门腿最大弯矩Mmax＝HA h1＝1050×0.88×103＝9.24×105Kg.cm δ＝h1/h＝0.75

综上，水平推力叠加为：

HA＝3.15×103＋0.75×103＋371－880＝3391 Kg HD＝3.15×103＋0.75×103＋371＋620＝41 Kg 支承反力叠加为：

VA＝33.5×103＋23.1×103＋6.5×103－1.26×103＝61840 Kg VD＝1.7×103＋34.1×103＋6.5×103＋1.26×103＝40860 Kg 节点弯矩叠加为：

MB＝5.2×105＋4.41×106＋1.05×106－7×105＝5.28×106Kg.cm MC＝5.2×105＋4.41×106＋1.05×106＋8.7×105＝6.85×106Kg.cm 主梁最危险截面处叠加： 精品文档

精品文档

Mmax＝－2.4×105＋3.4×105＋2.22×106＋1.28×107＝1.51×107Kg.cm 3）应力计算 对主梁：

Mmax＝1.51×107Kg.cm（同时也为危险截面，对应VA＝61.84×103Kg）

主梁按照简支梁进行计算时，Mmax＝2.12×107Kg.cm（同时也为危险截面，对应VA

＝61.84×103Kg）

σ＝MmaxY/ Ix＝2.12×107×75/1936760＝821Kg/cm2 σ＝MmaxY/ Ix＝1.51×107×75/1936760＝585Kg/cm2

τ＝QS/δIx＝61.84×103×80×1.6×75/2×1.0×1936760＝153Kg/cm2 局部挤压应力计算

σ挤＝Q1/δ（a+2hy）＝57.2×103/[1×2（5+2×16.6）]＝749Kg/cm2 核算折算应力

σ合＝√σ2+σ挤2—σσ挤+3τ2＝√5852+7492—585×749 +3×1532＝732Kg/cm2≤1.1[σ]＝1870Kg/cm2

τmax＝QS/δIx＝61.84×103×（80×1.6×75＋2×1.0×75×37.5）/2×1.0×1936760＝243Kg/cm2

主梁腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=146.8＞70，需设置横向加强板。

横向加强板间距a≤2300ho/（ho/δ√ητ－2560）＝2300×146.8/（146.8√1.634×210－2560）＝2123mm，根据轨道布置要求，取间距500mm横向筋板进行设置。横向加强肋板外伸宽度＞ho/30＋40＝，取120，厚度＞（ho/30＋40）/15＝6取8mm。

受压翼缘板的局部稳定性核算

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=80/1.6＝50＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。 主梁整体稳定性无需复核。 对门腿：

Mmax＝6.85×106Kg.cm（同时也为危险截面，对应轴心力VA＝61.84×103Kg） σ1＝MmaxY/ Ix＝6.85×106×75/1936760＝265Kg/cm2 σ2＝VA/ A＝61.84×103/536.8＝115Kg/cm2 σ合＝σ1＋σ2＝380Kg/cm2 门腿腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=146.8＞50，需设置横向加强板。取其横向加强肋板外伸宽度＞ho/30＋40＝，取120，厚度＞（ho/30＋40）/15＝6取8mm。加强板间距取800～1000，根据布置进行确定。

受压翼缘板的局部稳定性核算

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=80/1.6＝50＞40，翼缘板需设纵向加强肋板。 纵向肋板厚取0.8δ＝8mm，其宽度＞10×δ＝100，取120mm。 （3）空载，最大风压。 1）计算简图

Q1＝17×103＋0.96×103＝18×103Kg Q2＝17×103－0.96×103＝16×103Kg Pw＝80×1.2×5×8＝3.84×103Kg q1＝0.72×103Kg/m ，对应集中力P1为13×103Kg Pq＝80×1.2×1.2（1.4×12.5＋2×5＋2×5）＝4.8×103Kg Q1 、Q2：集中轮压

Pw：小车及上部平台风压力，反映到Q1 、Q2 P1：主梁自重 精品文档

精品文档

Pq：门架风压力 2）内力计算

Q2＝17×103－0.96×103＝16×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×16×103×60.5×11.5/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝168 Kg

支承反力VA＝ Pb/l ＝16×103×11.5/2×1600＝15.2×103 Kg 支承反力VD＝ Pa/l＝0.77×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝168×1400＝2.4×105 Kg.cm

主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×16×103×60.5×11.5/2×2×1600(2×1.427+3)＝0.7×106 Kg.cm

k＝I.h/ I1.l＝1936760×14/1520558×12.5＝1.427 Q1＝17×103＋0.96×103＝18×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×18×103×504.5×745.5/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝1×103 Kg

支承反力VD＝ Pb/l ＝18×103×745.5/2×1600＝10.7×103 Kg 支承反力VA＝ Pa/l＝7.3×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝1×103×1400＝1.4×106Kg.cm

主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×18×103×504.5×745.5/2×2×1600(2×1.427+3)＝4×106 Kg.cm

P1＝13×103Kg作用时：

水平推力H＝3Pab/2hl(2k+3) ＝3×13×103×625×625/2×1400×2×1600(2×1.427+3)＝0.75×103 Kg

支承反力VD＝ Pb/l ＝6.5×103 Kg 支承反力VA＝ Pa/l＝6.5×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ —Hh ＝0.75×103×1400＝1.05×106Kg.cm

主梁最大弯矩Mmax＝（4k+3）Pab/2（2k+3）l＝(4×1.427+3)×13×103×625×625/2×2×1600(2×1.427+3)＝3.0×106 Kg.cm

Pq＝80×1.2×1.2（1.4×12.5＋2×5＋2×5）＝4.8×103Kg作用时：

水平推力HA＝[k(4+δ3－3δ)＋6－3δ]P/2 (2k+3) ＝[1.427(4+0.753－3×0.75)＋6－3×0.75] 4.8×103/2 (2×1.427+3)＝2.82×103 Kg

HD＝P－HA＝4800－2820＝1980 Kg

支承反力－VA＝VD＝ Ph1/l ＝4.8×103 ×10.5/12.5＝4×103 Kg

节点弯矩MB＝[k(h2+h12)＋3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(14002+10502)＋3×14002] 4.8×103 ×1050/2 ×14002 (2×1.427+3)＝2.24×106Kg.cm

MC ＝ [k(h12－3h2)－3h2]P h1/2 h2 (2k+3) ＝[1.427(10502－3×14002) －3×14002] 4.8×103 ×1050/2 ×14002 (2×1.427+3)＝2.78×106Kg.cm

门腿最大弯矩Mmax＝HA h1＝1050×2.82×103＝2.96×106Kg.cm δ＝h1/h＝0.75

综上，水平推力叠加为：

HA＝1×103＋0.75×103＋168－2820＝－1062Kg HD＝1×103＋0.75×103＋168＋1980＝3900 Kg 支承反力叠加为：

VA＝15.2×103＋7.3×103＋6.5×103－4×103＝25×103 Kg VD＝0.77×103＋10.7×103＋6.5×103＋4×103＝22×103 Kg 精品文档

精品文档

节点弯矩叠加为：

MB＝2.4×105＋1.4×106＋1.05×106－22.4×105＝4.5×106Kg.cm MC＝2.4×105＋1.4×106＋1.05×106＋2.78×106＝5.47×106Kg.cm 主梁最危险截面处叠加比工况1、工况2均小。 3）应力计算 对门腿：

最危险截面处叠加比工况1、工况2均小。 （三）侧框架设计计算

侧框架由端梁、门腿组成。各梁结构选用Q235。与下横梁连接处门腿抗弯刚度I＝3526 cm4与下横梁抗弯刚度I1＝609181 cm4（翼缘板厚16，腹板10，高900，宽度取800，腹板中心距750，净面积416.8 cm2）之比值小于0.6控制，则侧框架按照一次超静定结构计算内力。

计算工况条件：按照主起升机构行走荷载1100KN（位于跨度中间进行设计计算），吊物工作风压，小车偏斜侧向力以及大车惯性力。

（1）计算简图

q1＝3.5×103Kg q2＝6×103Kg G腿＝6×103Kg Pq＝25×1.2×1.2×1.2×12＝0.52×103Kg

Pw＋Pg＝25×1.2×1.2（1.4×10＋1.6×8）＋86×103×0.15/10＝2.3×103Kg Pz＝λLPmin/B＝0.02×0×85×103/685＝1.7×103Kg

q1：端梁自重 q2：下横梁自重 G腿：门腿自重 Pw＋Pg：吊物风压力和大车行走时小车惯性力 Pq：门架风压力

Pw：吊物风压力，按照作用于主梁位置进行计算 Pg：小车惯性力，与吊物风压力叠加 Pz：小车偏斜侧向力 2）内力计算

q1＝3.5×103Kg(5.8kg/cm)作用时：

水平推力x＝qb2h/12I2[b+2a(3+2k1)]/ [L/A+h2b/3I2 (3+2k1)]＝5.8×02×1400/12×1358704 [0+2×80(3+2×3.34)]/ [800/416.8+14002×0/3×1358704 (3+2×3.34)]＝1.49×102 Kg

支承反力VA＝VD＝ qb/2 ＝1.75×103 Kg

支承反力MB＝MC ＝ VAa—xh ＝－6.86×104Kg.cm

端梁最大弯矩Mmax＝VA（a+b/2）－qb2/2—xh＝－6.96×105 Kg.cm k1＝I2.l/ I.b＝1358704×8/508142×6.4＝3.34

对端梁，其箱形梁截面选择如下：惯性矩Ix＝1358704cm4（翼缘板厚12，腹板10，高1500，宽度取700，腹板中心距650）

对门腿，其箱形梁截面选择如下：顶部惯性矩Ix＝9432cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1500，宽度取800，腹板中心距750），其净面积为536.8 cm2；底部惯性矩Ix＝I＝3526 cm4（翼缘板厚16，腹板10，高800，宽度取800，腹板中心距750），其净面积为396.8 cm2。2/3高部位惯性矩Ix＝508142cm4（翼缘板厚16，腹板10，高1350，宽度取800，腹板中心距750），其净面积为506.8 cm2。

Pw＋Pg＝25×1.2×1.2（1.4×10＋1.6×8）＋86×103×0.15/10＝2.3×103Kg以及Pz＝λLPmin/B＝0.02×0×85×103/685＝1.7×103Kg 作用时：

水平推力x＝ph1bh/6 I2 [3+(3－δ2) k1]/ [L/A+h2b/3I2 (3+2k1)]) ＝2000 Kg 精品文档

精品文档

支承反力VD＝VA＝ P h1/l ＝4×103×140/80＝7×103 Kg 节点弯矩MB＝VD（l－a）—xh＝2.24×106Kg.cm MC ＝VDa—xh＝－2.24×106Kg.cm

门腿最大弯矩Mmax＝（P－X）h+ VA aδ＝3.4×106 Kg.cm δ＝h1/h＝1

Pq＝25×1.2×1.2×1.2×12＝0.52×103Kg(0.52kg/cm)作用时：

x＝qbh3/24I2 (6+5k1) / [l/A+h2l/3I2 (3+2k1)]＝0.52×0×14003/24×1358704(6+5×3.34)]/ [800/416.8+14002×800/3×1358704 (3+2×3.34)]＝1.71×102 Kg

支承反力VD＝VA＝qh2/2l ＝6.4×102Kg

节点弯矩MB＝VD（l－a）—xh＝2.2×105Kg.cm MC ＝VDa—xh＝－1.9×105Kg.cm 门腿最大弯矩Mmax＝3.4×105 Kg.cm δ＝h1/h＝0.75

综上，水平推力叠加为：

x＝149＋2×103＋171＝2. 3×103 Kg 支承反力叠加为：

VA＝1.75×103－7×103－0.×103＝－5.9×103Kg VD＝1.75×103＋7×103＋0.×103＝9.4×103Kg Kg 节点弯矩叠加为：

MB＝－6.86×104＋2.24×106＋2.2×105＝2.4×106Kg.cm MC＝6.86×104＋2.24×106＋1.9×105＝2.5×106Kg.cm 门腿最危险截面处叠加： Mmax＝3.6×106Kg.cm 3）应力计算 对端梁：

Mmax＝2.5×106Kg.cm

σ＝MmaxY/ Ix＝2.5×106×75/1358704＝138Kg/cm2 主梁腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=146.8＞70，需设置横向加强板。 受压翼缘板的局部稳定性核算

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=80/1.2＝67＞60，翼缘板局部稳定性因受力极小，不另设加强板。

端梁整体稳定性无需复核。 对门腿：

Mmax＝3.6×106Kg.cm

σ＝MmaxY/ Ix＝3.6×106×38/9432＝249Kg/cm2 主梁腹板局部稳定性计算

腹板高度与腹板厚度比值h/δ=146.8＞70，需设置横向加强板。 受压翼缘板的局部稳定性核算

腹板中心距与受压翼缘板厚度比值b/δ=80/1.6＝50＜60，翼缘板局部稳定性满足要求。 主梁尧度简化计算：

简化原则：小车轮压简化为集中力，考虑自重进行计算。则有： fmax=Pl3/48EI＋5ql4/384 EI＝9.5mm满足要求。 门腿整体稳定性需复核。 精品文档

精品文档

十二、小车运行机构 （一）电动机选择

1）运行阻力计算

P静＝P摩＋P坡＋P风＝2414＋4＋2236＝5194 Kg P静：小车运行静阻力

P摩：小车运行摩擦阻力（满载时） P坡：小车在坡度上运行时阻力 P风：室外小车运行风阻力 P摩＝（Q起＋G）（2K＋μd）K附/D轮＝（110×103＋162×103）（2×0.08＋0.015×13）1.5/60＝2414 Kg

Q起：起升荷载，110×103Kg G：门机自重，162×103Kg

K：滚动摩擦系数，钢车轮直径Φ60cm，头部带圆弧面轨道，取0.08 μ：轴承摩擦系数，滚子轴承取0.015 d：轴承内径13cm

K附：附加摩擦阻力系数，圆柱踏面，分别驱动，取1.5 D轮：车轮直径Φ60cm

P坡＝（Q起＋G）K坡＝（110×103＋162×103）0.002＝4 Kg K坡：坡度阻力系数，取0.002

P风＝（F物＋F起）Cq＝（14＋.5）1.2×1.2×15＝2236Kg F物：物品挡风面积，按照招标文件为6.5m×10m＝65m2 F起：门架挡风面积，为5m×8m＋49.5＝.5m2 C：风载体形系数，取1.2

q：工作状态下标准风压，取15 Kg/ m2 2）电动机静功率计算 电动机静功率计算：

N静＝P静V/6120η0m ＝～18/4＝4.52 KW P静：小车运行静阻力3708 Kg V： 运行速度～20.0m/min η0：机构总效率η0＝0.94 m：电动机个数，取4台 NFC＝K电P静＝～5.42KW

K电：电动机起动时功率增大系数，取1.2

选择电动机型号为YZRE132M2-4 5.5KW 1410r/min 3）传动比及车轮转速确定

n＝v/πD＝20/π0.6＝10.6 r/min

总速比i＝n电/ n＝1410/10.6＝133 （二）减速器选择

i＝133取144，输入功率为QSC16-144

十三、其他 （一）电缆卷筒 精品文档

精品文档

（二）顶轨器 （三）液压抓梁 （四）清污抓斗

（五）吊钩组 （六）滑线装置 （七）司机室

（八）橡胶撞块

（1）小车装置

碰撞时，小车动能W动＝GV2/2g＝38.8（Kg.m）

G：带载小车重量，G＝G0＋0.1Q＝65×103＋0.1×110×103＝76×103Kg V：小车速度，为0.1m/s

阻力与制动力消耗的功W阻＝（P摩＋P制）S＝（Gf0min＋Ga/g）S＝（65×103×0.008＋65×103×0.2/9.8）0.06＝111（Kg.m）

可选择D＝100mm的HX-80型橡胶缓冲器，缓冲行程45mm，缓冲容量80 Kg.m。

（2）大车装置

碰撞时，小车动能W动＝GV2/2g＝1009（Kg.m）

G：带载小车重量，G＝G0＋0.1Q＝160×103＋0.1×110×103＝171×103Kg V：小车速度，为0.34m/s

阻力与制动力消耗的功W阻＝（P摩＋P制）S＝（Gf0min＋Ga/g）S＝（160×103×0.008＋160×103×0.4/9.8）0.087＝680（Kg.m）

（W动—W阻）/2＝165（Kg.m）

可选择D＝160mm的HX－315型橡胶缓冲器，缓冲行程71mm，缓冲容量315 Kg.m。

精品文档