MG45t(16t)-24m-9m+24m地铁门机计算书

南京登峰

起重设备制造有限公司 中国水利水电第十一工程局深圳地铁45t龙门吊

MG45t/16t-24m-9m+24m A6

箱型双梁门式起重机

设 计 计 算 书

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1、设计依据

1.1《起重机设计规范》GB3811-2008 1.2《钢结构设计规范》（GBJ50017-2003） 1.3《起重机设计手册》中国铁道部出版社 1.4 《机械设计手册》化学工业出版社（第三版）

2、主要技术参数

2.1额定起吊能力： 45t/10t

2.2起升高度： 轨上9m+轨下24m

2.3跨度：24m（可由20m跨每100mm连续变跨到24m） 2.4悬臂：单侧有效悬臂3.5m； 2.5主钩起落速度：0~20m/min 2.6副钩起落速度：0~20m/min

2.7小车运行速度：重载0~25 m/min；轻载0~40 m/min（变频调速） 2.8大车运行速度：重载0~25 m/min；空载0~40 m/min（变频调速） 2.9最大作业坡度： ±1%

2.10适应工作环境温度：-15~+40℃

2.11适应风力： 工作状态6级 ，非作业状态11级 2.12装机容量：232kW 2.13整机质量：120t 2.14整机工作级别：A6 2.15机构工作级别：M6 2.16整机利用级别：U4 2.17载荷状态 ：Q3

2.18起重小车自重：约35t（含吊具） 2.19吊具重量：2.5t

3、起重小车计算

3.1钢丝绳

已知：起重能力Q静=Q+W吊具=45+2.5=47.5t

滑轮倍率m=12倍 滚动轴承滑轮组，效率η=0.95。 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）=47.5/（0.95*12）=4.2 t

选择钢丝绳：6x29-20-1770-特-光-右交，GB1102-74，钢丝绳破断拉力总和F=28.6t 见《机械设计手册》第2卷P8-19，

则钢丝绳安全系数n=F/S=28.6/4.2=6.8倍＞6倍

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3.2主起升机构

起升功率：N=（45+2.5）*15/6.12*1.1=128kw 取电机功率为：N电=132kw 起重量 45t

卷筒尺寸 2套φ650×2500 容绳量 500m 绳槽宽度 P=22mm 钢丝绳 φ20

平均绳速 45m/min

电机型号 YZB355L1-8-132KW（720r/min）

减速机型号 ZQ1000-31.5 制动器型号（双制动） YWZ-400/125 3.3小车走行机构验算

计算载荷

Pmax=(K载 Q额+ G小)/4 =211.25kN

式中：K载=1.1；Q额=450kN；G小=350kN； Pmin=G小车/4=87.5kN

Pc=（2 Pmax + Pmin ）/3=170kN 车轮直径选择

已知：轨面宽b=46mm

D≥Pc/（bk1 c1 c2） =170×103/（46×7.2×1.17×1.12）=392mm

选轮径500mm,轮踏面宽100mm,材质65Mn 运行电机选择

运行静阻力（重载运行） 《起重机设计收册》P110

摩擦阻力Fm= (K载×Q额+G小车)×w=（1.1×450+350）×0.015=12.675kN 坡道阻力Fp= (K载×Q额+G小车)×I=（1.1×450+350）×0.001=0.845 kN 风阻力Fω=CKhqA C—风力系数，取C=1.3

Kh—风力高度变化系数，按海拔9m计算，Kh=1.0 q—计算风压，按工作状态下6级风计算，

取q=150N/m2

A—小车迎风面积，计算得，A=25m2

风阻力Fω=CKhQA/2=1.3×1.0×150×25×10-4=0.487 t 运行静阻力Fj=Fm+Fp+Fω =12.675+0.845+0.487=14.007kN

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静功率PJ=FJ×VO/（1000×m×η）=14.007×25/（60×0.9×2）=3.24kW 式中VO—运行速度25m/min m—电机个数2个

粗选P=K*d*PJ=（1.1~1.3）*3.24=3.6~4.3Kw

选择电机YZB160M1-6-5.5kw/930rpm 《机械零件设计手册》下册冶金P830 减速机选择(按空载计算)

n轮=V/（π×D）=40/（3.14×0.5）=25.4rpm，

在额定转速（50Hz）条件下的减速比i减= n电/n轮=36.6，

变频调速的实际减速比i==i减×77Hz/50Hz=36.6×(77/50)=56.36.， 选取减速机减速比为59 选择减速机ZSC600-59。

4、大车走行机构验算

4.1 大车运行车轮计算

采用4个主动台车

轴距 8980mm

运行速度 0～25m/min（重载）；0～40m/min（空载） 驱动方式 4驱动 载荷计算

45?35120?35?Pmax==30.625t 48120Pmin==15t

82P?PminPc=max=25.4t

3车轮踏面接触强度计算：(P43起重机钢轨) PC≤K1DLC1C2

车轮和轨道线接触，L=70mm，车轮材料ZG40Mn2则由公式：

Pc25.4?104D≥==544mm

K1LC1C270?7.2?1.03?0.9式中 K1—常数 7.2N/mm2，δb≥800MPa

L—踏面宽 70mm C1—转速系数1.03， C2—工作级别系数0.9

车轮直径选取： D=700 mm 4.2. 大车驱动功率计算：

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已知：D=φ700 mm v=0～25m/min（重载） a）电机选择

摩阻：Fm=(Q+G)ω=(45+120)×0.015=2.625t 坡阻：Fp=(Q+G)i=(45+120)×1%=1.65t 风阻力Fω=CKhqA

C—风力系数，取C=1.3

Kh—风力高度变化系数，按海拔10m计算，Kh=1.0 q—计算风压，按工作状态下6级风计算，取q=150N/m2

A—迎风面积， A=32×3.5×0.4+（1.68+0.6）×9×2/2+4.5×2.8+22=100m2 风阻力Fω=CKhQA/2=1.3×1.0×250×0.6×100×10-4=1.85 t 运行静阻力Fj=Fm+Fp+Fω=2.625+1.65+1.95=6.125t

Fj?06.125?104?25电机驱动功率：Pj===7.09kw

1000?m1000?0.9?4?60确定实际功率：P=KdPj=(1.1~1.3)Pj=7.8~9.2kw， 确定驱动电机：YEJ132M-4-7.5KW n=1400 rpm b）选取减速机：（按空载运行）

（1） 已知： D=φ700 mm，v=40m/min（空载），n电=1400 rpm

v（2） 车轮转速：n轮= =18.2rpm

?Dn1400（3）减速机传动比 i减=电==76.9，

18.2n轮 空载运行时的实际减速比为i= i减×59Hz/50Hz=90.74, （4）选取减速机传动比： i减选取90.96

选取减速机型号：GKA107-90.96 （电源重载时为37HZ；空载时为59HZ） 4.3大车走行机构制动计算：

计算整机紧急制动的水平惯性力矩： 整机及吊梁质量：m=165t 整机紧急制动时间：t=1s 整机重载运行速度：v=25m/min 整机紧急制动加速度：a=v/t=0.42m/s2 整机紧急制动水平惯性力：F水惯=ma=69.3KN

整机紧急制动水平惯性力矩：T水惯= F水惯R=69.3×103×0.35=2.43×104N.m 惯性力矩传递到驱动电机的制动力矩：

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T电制=

T水惯i总2.43?104==267N.m

90.96单个电机需保证的制动力矩：TZ1=267/4=66.75N.m 查电磁制动器的制动力矩为：TZ=75N.m＞TZ1=66.75N.m 制动器制动满足大车重载走行时紧急制动的最不利工况要求。 5、主梁计算（龙门吊跨度按24m计算） 5.1已知：额定起重量： Q=45t

吊梁行车重量： G小=35t 龙门吊跨度： L=24m

5.2主梁整体截面性能参数：

101150688601700101150

主梁整体截面惯性矩： I = 2406400cm4 主梁整体截面抗弯模量：

I2406400W===27191cm3

86y5.3主梁跨中整体载荷分析计算：（单根）

主梁跨中最大计算弯矩：

(1.25Q?G小)L1.1qL2(1.25?45?35)?241.1?0.7?242??Mmax==329t.m

88885.4主梁跨中整体性能校核验算：（单根）

主横梁整体强度验算：

Mmax329?104σ===120Mpa ＜[σ]=170Mpa 材料Q235B

W27191

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主梁强度安全系数n=

235=1.96 主梁强度设计验算通过 1205.5主梁跨中整体刚度验算：

主梁跨中集中载荷下挠计算：

80?243?1000PL3f===2.28 48EI2?48?2.1?24064002400LL主横梁整体刚度：f=2.28==＜[f ]=

80010521052结论：主梁跨中强度和刚度满足工作级别A6的要求 5.6主梁悬臂处整体载荷分析计算：（单根）

主梁3.5m有效悬臂处最大计算弯矩：

1.1?0.7?3.521.1qm2Mmax=（1.25Q/2+G小/2）m+ =（1.25×45/2+35/2）×3.5+=164.4t.m

225.7主梁3.5m有效悬臂处强度验算：

Mmax164.4?104σ===60.4Mpa＜[σ]=170Mpa 材料Q235B

W27191235主梁强度安全系数n==3.9 主梁强度设计验算通过

60.45.8主梁3.5m有效悬臂处刚度验算：

主梁3.5m有效悬臂处集中载荷下挠计算：

Pm2Lm80?3.52?24?10003.5(1?)=(1?)=0.92 f=

3EIL2?3?2.1?240640024主横梁整体刚度：f=0.92=

L350L=＜[f ]=

3500.92380结论：主梁悬臂处强度和刚度满足要求

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6、支腿计算

6.1支腿最大载荷分析：（吊梁行车吊梁时移至支腿最上方位置时） 轴距B=8.98m，支腿上开口距离：b=8.4m，支腿高度h支=7.13m

P=1.2Q+G+1.1qL=113.6t P支=56.8t

P=113.6t8.4mP支=56.8tP支=56.8t支腿受力检算分析示意图6.2支腿截面性能参数计算：（取距支腿小端0.72h处的截面）

7.13m

81223686808截面惯性矩： Ix=561982cm4 截面抗拉压弯模量：Wx=9190cm3 支腿计算面积： A=290.7cm2

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支腿计算长度：lc=6630mm

支腿截面的惯性半径：r=Ix/A=43.96cm

L压杆的柔度（长细比）：λx=x=15.1

rx压杆的折减系数： φx =0.98

查《机械设计手册》第一卷P1-174表1-1-122

6.3支腿性能校核计算：

（1）强度校核：σ=

P支A支56.8?104==16.3Mpa 29070 σ＜[σ]=170 Mpa 通过检算

P支56.8?104（2）稳定性校核:σ===16.6MPa

?A支0.98?29070 σ <[σ]=170 Mpa 通过检算

结论:支腿的整体性能参数通过计算 7、龙门吊整机抗倾覆稳定性校核计算：

龙门吊受力已知条件：G=120000N B=8.98m h1=9m，A=100m2 G：整机自重（t）

B：为主从动轮组间轴距（m）

F1：横向作用于主横梁及吊梁行车上的风力（N） F2：紧急制动时的惯性力（N）

h1：门机桥架与天车横向挡风面积自支腿铰接点量起的形心高度（m）

7.1横向工况Ⅰ（大车走行方向）非工作状态：抗11级风侵袭q=500N/m2

条件计算：F1=CKhqA=1.4×1.0×500×100/10000=7t M稳=0.475GB=0.475×120×8.98=512t.m M稳=1.15F1h1=1.15×7×9=72.4t.m

抗倾覆稳定性安全系数：n= M稳/ M稳=512/72.4=7.07倍 抗倾覆稳定性通过，但应设置夹轨器与地锚，放置龙门吊溜滑。

7.2横向工况Ⅱ：工作状态、空载1%下坡：抗6级风侵袭q=150N/m2

条件计算：F1=CKhqA=1.4×1.0×150×100/10000=2.1t F2=ma =120×0.042=5.04t F3=mi =120×0.01=1.2t

M稳=0.475GB=0.475×120×8.98=512t.m M稳=1.15(F1+ F2+ F3)h1=1.15×8.34×9=86.3t.m 抗倾覆稳定性安全系数：n= M稳/ M稳=512/86.3=5.93倍 抗倾覆稳定性通过。

7.3横向工况Ⅲ：工作状态、重载1%下坡：抗6级风侵袭q=150N/m2

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条件计算：F1=CKhqA=1.4×1.0×150×100/10000=2.1t F2=ma =（120+45）×0.042=6.93t F3=mi =（120+45）×0.01=1.65t M稳=0.475GB=0.475×165×8.98=704t.m M稳=1.15(F1+ F2+ F3)h1=1.15×10.68×9=110.5t.m 抗倾覆稳定性安全系数：n= M稳/ M稳=704/110.5=6.37倍 抗倾覆稳定性通过。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/b3cd.html