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1、MQ3235门座式起重机总体计算书1计条件与工作状况1.1设计风速工作时： 20非工作时：501.2温度最高温度500C，最低温度00C。1.3湿度相对湿度 1001.4工作条件每天三班四倒工作制（每班7小时），每年工作天数300320天，门机使用寿命20年。1.5门机工作级别： 利用等级 U8 载荷状态 Q3 工作级别 A81.6机构工作级别 表1 机构工作级别机构利用级别载荷状态工作级别起升机构T6L3M7变幅机构T5L3M6回转机构T5L3M6运行机构T4L2M41.7其它有雾气和湿热海洋性气候侵蚀。起重机承受最大地震烈度为7度。2设计参数表2 设计参数起重量 32t（吊钩）全幅度风速工
2、作最大风速20 m/s工作幅度最大/最小35m/10m非工作最大风速50 m/s起升高度轨上/轨下28m/15m工作时最大轮压300kN各机构工作速度起升机构50m/min最大尾部回转半径8.5m变幅机构40m/min轨距/基距10.5m/12m回转机构1r/min轨道型号P50运行机构26m/min门架净空高度6m车轮数总轮数32每组台车行走轮数量为8个驱动轮数16供电方式可供距配电箱左右行走80米距离的高压供电电缆电 源AC 10 kV（10%） 50HZ（1%） 三相 走人梯子位置门机海侧轨道门腿3.变幅基本尺寸设计及变幅水平性和不平衡力矩校验3.1采用图解法确定臂架各部分的尺寸和大拉杆
3、下铰点位置图1 初步确定的臂架尺寸和大拉杆下铰点位置图2臂架尺寸和大拉杆下铰点位置表3 臂架各部分尺寸 项目符号圆整前参数圆整后参数臂架长度（mm）L2580025800象鼻梁前端（mm）L11360513605象鼻梁后端（mm）L248004800大拉杆（mm）L32017820500绞点水平距离（mm）A30183300绞点垂直距离（mm）B1181011800确定之后的水平高度落差是，物品的不平衡力矩是图3 物品的水平位移 吊重全幅度水平落差应满足：（满足） 吊重全幅度未平衡力矩应满足：（不满足要求） 象鼻梁端点水平速度应满足： 臂架摆动角速度表4 象鼻梁端点的水平速度0max0.025
4、06720min0.027462116L25.8L25.8r119.405r112.981r25.989r212.060.70915.579V平max2.0953247V平min0.734612907（不满足）3.2臂架系统自重平衡和合成力矩（初步估算，选配重29t）表5 不平衡力矩表6 最大和最小不平衡力矩幅度(m)臂架系统的不平衡力矩(kNm)101266.0635-1249.87吊重的不平衡力矩(kNm)27597.2135-2191.74合成不平衡力矩(kNm)261223.0135-3441.61（参考图1，以臂架下铰点为参考，力矩的方向：顺时针为正、逆时针为负）检验不平衡力矩：臂架
5、系统自重的不平衡力矩吊重不平衡力矩 最大幅度时 且 （满足）最小幅度时 且 （满足） （不满足） 4稳定性验算4.1.起重机各部分重心表7 重量和其重心位置部件名称Rmax=35m,Q=32tRmin=10m,Q=32t重量G高度Zi水平XiGZiXi(t)(m)(m)(t)(m)(m)旋转部分（满载）299.3725.78 3.62 299.37 25.70 -0.58 旋转部分（空载）267.37 25.76 -0.13 267.37 25.67 -1.85 非旋转部分167.00 5.12 0.04 167.00 5.12 0.04 合计（满载）466.37 18.38 2.34 466
6、.37 18.33 -0.36 合计（空载）434.37 17.82 -0.06 434.37 17.77 -1.12 表8 面积和其形心位置部件名称最大幅度垂直轨道方向最大幅度与轨道夹角45最小幅度垂直轨道方向迎风面积F（）高度Zi（m）迎风面积F（）高度Zi（m）迎风积F（）高度Zi（m）旋转部分（满载）153.7227.61232.2027.66197.5030.64旋转部分（空载）135.7227.82206.7427.86179.5031.11非旋转部分108.906.00108.906.00108.906.00合计（满载）262.6219.44341.1021.45306.4022
7、.73合计（空载）244.6218.93315.6421.06288.4022.524.2.载重稳定性验算4.2.1.第一种计算工况计算位置取起重机臂架垂直于运行轨道方向（因为轨距小于基距）、倾覆棱边在前沿轨面。相应的第类载荷组合为：最大幅度额定起重量，轨道铺设有前低后高的最大允许坡度，有沿臂架平面向前作用的工作状态下的最大风载荷以及对起重机稳定性起不利影响的起升、变幅、旋转、运行惯性力。这时，把起重机的自重(包括对重)力矩作为复原力矩，把物品的载重力作为倾覆力矩，同时把其他的倾覆力矩作为使复原力矩减小的因素来考虑。 =1.921.15（符合）式中：G434365.00 kgQ32000.00
8、 kgs10.50 mc0.06 mRmax35.00 mh07.84 mh117.82 mh218.93 mh333.84 mV10.83 m/sV2x0.67 m/sV2y0.00 m/sV30.43 m/sn1.00 r/mint12.20 st21.00 st34.00 sPw8180.90 kgPw642.86 kg0.00 G123350.00 kgM21827592.41 kg*mM1952000.00 kg*mK11.92 起重机自重（kg）额定起重量（kg）其中起重机的轨距或基距（m）对应额定起重量时的最大幅度位置，整台起重机的重心到旋转中心轴心的距离（m）对应的起吊额定起重
9、量的其中起重机最大工作幅度（m）吊重到臂架端部的悬挂长度（m）整台起重机的重心到运行轨道面的距离（m）整台起重机的迎风面积型心到运行轨道面的距离（m）起重机在最大幅度位置时臂架或象鼻梁断点的高度（m）物品起身（或下降）速度（m/s）变幅机构工作时起重臂物品悬吊点的水平速度分量（m/s）变幅机构工作时起重臂物品悬吊点的垂直速度分量（m/s）起重机的运行速度（m/s）起重机的旋转速度（r/min）起升机构起动（或制动）时间（s）变幅机构起动（或制动）时间（s）运行机构起动（或制动）时间（s）作用在起重机上的工作状态下的最大风力（kg）作用在物品上的工作状态下的最大风力（kg）门座式起重机运行轨道允
10、许的最大坡度起重臂换算到物品悬吊点的折算重量（kg）4.2.2.第二种计算工况计算位置取起重臂与运行轨道夹角为45。相应的第类载荷组合同第一种工况。这时由物品引起的倾覆力矩和自重引起的倾覆力矩相应减小，但起重机的迎风面积增大，同时考虑到旋转机构的切向惯性力。载重稳定性计算工况K1为 =2.701.15（符合）式中，符号含义同上，为旋转机构的起（制动）时间： 4.3.门座起重机的自身稳定性验算门座起重机的自身稳定性时相对于非工作状态而言，其计算位置取为起重臂垂直于运行轨道方向。倾覆棱边在后面轨面。相应的第类载荷组合为：起重臂处于最小幅度，空载，有前后允许坡度，有沿臂架方向的非工作状态下的最大风载
11、荷。自身稳定性系数为：=1.361.15（符合）G434365.00 kgs10.50 mc1.12 mh117.77 mh222.52 mPw58466.92 kg0.00 M21793133.99 kgmM11316627.66 kgmK21.36 式中：对应空载时的最小幅度位置，整台起重机的重心位置到旋转中心的距离（m）。对应空载时的最小幅度位置，整台起重机的重心到运行轨道面的距离（m）。对应空载时的最小幅度位置，整台起重机的迎风面积形心到起重机轨道面的距离（m）。对应空载时的最小幅度位置，作用于起重机上的非工作状态下的最大风力（kg）。5轮压计算5.1四支点系统支承反力计算 式中： 起
12、重机非旋转部分的质量（kgf） 起重机旋转部分（包括物品）的质量（kgf） 起重机旋转中心到支承平面形心的距离（m） 起重机旋转部分（包括物品在内）重心到旋转中心的距离（m） 风力、物品偏摆以及惯性力等水平力引产生的力矩在x方向上的分量（t-m） 风力、物品偏摆以及惯性力等水平力引产生的力矩在y方向上的分量（t-m） 臂架位置与方向之间的夹角（） 起重机轨距（m） 起重机基距（m）各支点上的支撑反力随着臂架的不同位置而变化，当时支腿上的轮压达到最大。5.2.轮压计算 式中:为对应的支反力为台车组的车轮数目（m=8）表9 臂架和轨道夹角41G1 (t)固定部分重167.00Bl(m)基 距12.
13、00Pge(m)固定部分重偏距0.04Ll(m)轨 距10.50G2 (t)回转部分重267.37Le(m)回转中心偏距0.00Xh (m)回转部分重心-0.13Mn(个)支腿车轮数（海）8.00Pq (t)货 重32.00Mn(个)支腿车轮数（陆）8.00Pz (t)总 重434.37Va (t)A腿反力133.64FA(度）臂架轨道夹角41.00Vb (t)B腿反力229.76Af (度)偏 摆 角6.00Vc (t)C腿反力83.54Mg(t-m)重 力 距1092.00Vd (t)D腿反力-12.58Mf(t-m)风 力 距166.37Na (t)A腿轮压16.71Mt(t-m)偏摆力
14、距113.80Nb (t)B腿轮压28.72Mm(t-m)力 距 和1372.17Nc (t)C腿轮压10.44Mx(t-m)X向力距1009.25Nd (t)D腿轮压-1.57My(t-m)Y向力距877.33由上可看出,当夹角是41的时候，计算出来的支腿的压力是负值，说明起重机从超静定的四支点系统转变为静定的三支点系统相应的支承反力用三支点计算：表10 三支点计算的支承反力Va (t)A腿反力121.06 Vb (t)B腿反力169.23 Vc (t)C腿反力144.07 Vd (t)D腿反力0.00 Na (t)A腿轮压15.13 Nb (t)B腿轮压21.15 Nc (t)C腿轮压18
15、.01 Nd (t)D腿轮压 0.00 由表中可知最大的轮压在支腿上，其轮压是21.15t。表11 非工作状态，臂架和轨道垂直G1 (t)固定部分重167.00 Bl (m)基 距12.00 Pge(m)固定部分重偏距0.04 Ll (m)轨 距10.50 G2 (t)回转部分重267.37 Le (m)回转中心偏距0.00 Xh (m)回转部分重心-1.85 Mn (个)支腿车轮数（海）8.00 Pq (t)货 重0.00 Mn (个)支腿车轮数（陆）8.00 Pz (t)总 重 434.37 Va (t)A腿反力216.77 FA(度） 臂架轨道夹角0.00 Vb (t)B腿反力0.41
16、Af (度)偏 摆 角6.00 Vc (t)C腿反力0.41 Mg (t-m) 重 力 距-487.28 Vd (t)D腿反力216.77 Mf (t-m)风 力 距-1290.30 Na (t)A腿轮压27.10 Mt (t-m)偏摆力距0.00 Nb (t)B腿轮压0.05 Mm (t-m)力 距 和-1777.58 Nc (t)C腿轮压0.05 Mx (t-m)X向力距-2271.75 Nd (t)D腿轮压 27.10 My (t-m)Y向力距0.00 由表中可知最大的轮压在支腿上，其轮压是27.10t。结论：从上表可看出，最大轮压是发生在非工作状态，且其小于30t，符合要求。6选型计算
17、6.1钢丝绳选型计算 6.1.1钢丝绳静拉力计算: 其中，起升物品重量吊钩自重 滑轮组倍率： 滑轮组效率： 滑轮效率：0.98 导向滑轮效率：（有三个导向轮）6.1.2钢丝绳的选型 安全系数： 破断拉力： 钢丝绳型号：贵州钢绳股份有限公司34NAT636WS+FC1770型钢芯钢丝绳，直径34mm，公称抗拉强度1770MPa，最小破断拉力675KN。（每米重量4.39kg/m）。钢丝绳实际安全系数： 6.2起升机构电机选型计算：电机静功率： 其中：起升物品重量：吊钩自重：起升速度：电动机台数：2传动总效率： 卷筒效率：0.94传动效率：0.955电动机稳态功率： 稳态负载平均系数：0.8 （机
18、构工级别为M7，按照在S4工作制下进行折算，功率折算系数为0.83） 所需电动机功率： 电动机型号(大连伯顿冠力电机有限公司YZP335M2-8,200kW 两台，每台质量：1790kg)6.3变幅机构电机选型计算表12 臂架系统、物品、风、物品偏摆产生的不平衡力矩幅度臂架系统不平衡力矩物品不平衡力矩弯矩的合力风力矩物品惯性力矩铰点到齿条距离齿条力mkNmkNmkNmkNmkNmmmkN35.00-1249.87-2191.74-3441.61112.10444.566187.05-466.2934.00-570.13-1168.32-1738.45127.21459.146244.21-18
19、4.5133.00-178.91-515.10-694.01141.22474.066297.23-12.5032.0075.26-81.42-6.16154.34488.996346.68100.3931.00251.62208.79460.41166.70503.846392.95176.9130.00278.93398.97677.90178.38518.616436.29213.6229.00473.22516.10989.32189.40533.376476.89264.3428.00544.27578.041122.31199.82548.206514.94287.0827.005
20、98.50597.211195.71209.63563.196550.55300.5126.00640.39582.621223.01218.87578.496583.83306.8725.00673.25541.061214.31227.54594.256614.90307.8124.00699.67477.831177.50235.64610.636643.84304.6123.00721.69397.241118.93243.20627.866670.72298.3222.00741.12302.981044.10250.22646.206695.60289.8221.00759.551
21、98.35957.90256.70665.956718.56279.9020.00778.4686.48864.94262.65687.516739.65269.3219.00799.29-29.37769.92268.08711.356758.91258.8218.00823.39-145.66677.73272.99738.096776.39249.2217.00852.07-258.20593.87277.37768.516792.14241.4216.00886.59-361.78524.81281.25803.656806.21236.5115.00928.06-449.54478.
22、52284.61844.866818.63235.8214.00977.36-512.13465.23287.45894.016829.45241.1213.001035.10-536.25498.85289.76953.706838.74254.7712.001102.52-502.34600.18291.541027.686846.56280.3511.001182.65-380.53802.12292.781121.576852.99323.4310.001266.06-123.081142.98293.451244.186858.13390.87 式中： 臂架从位置i运动到i+1的变幅
23、时间 臂架在i位置时齿条上的一类载荷阻力变幅电机的功率选择公式为：其中：齿条线速度，0.17m/s 机构传动效率，0.9 m变幅电机数量，1初选电机为YZP280M-8、55kW、1台。6.4回转机构电机选型计算6.4.1回转机构等效静阻力矩计算：T= TmTpTwTm回转支承装置中的摩擦阻力矩Tp坡道阻力矩Tw风阻力矩6.4.2摩擦阻力矩 在满载时,旋转部分重心R2=3.592米3.55/2米, 故滚动体承受压力方向不同,用下式计算:N=D=3.55m，K=4，T=1120.075（t.m），= arccos(DFa/KT)= 76.175，=0.012，Tm=1/2 DN=17.610(t
24、.m)6.4.3等效风阻力矩：FwQ= 0.378（t）,FwG=（t）,6.4.4坡道阻力矩Tp=0.7 GiLiSinQ(i=1n)=2.275（t.m）,故：6.4.5计算静功率，选择电机：本机采用两套回转驱动，选用两台YZR250M2-6立式电动机，每台容量：PeP/2=20.44（KW）S3 :40% , ，6.5运行机构电机选型计算6.5.1运行阻力的计算（起重机大车运行时不吊载）摩擦阻力其中：Q起升载荷，这里为0， G起重机的自重载荷N f滚动摩擦系数， 车轮轴承摩擦系数， d与轴承相配合处车轮轴的直径mm D车轮踏面直径mm 附加摩擦阻力系数。风阻力大车运行时的最大风阻力为：其中：计算风压 起重机的总迎风面积坡度阻力式中：i轨道坡度电动机的静功率式中：运行速度 机构传动效率 m电动机个数8运行机构初选电机为YZR160L-6，11kW，共8台
