LD32t电动单梁起重机计算书

1、LD32t电动单梁起重机计算书LD32t电动单梁起重机计算书36/36LD32t电动单梁起重机计算书LD13216.4A3电动单梁起重机校核计算书编写:日期：审察:日期：赞同:日期：XXXXXX起重机械有限公司1目录第一节设备归纳、型式及主要技术参数3一、设备归纳、型式及结构特点3二、主要技术参数4第二节主梁计算5一、主梁断面几何特点5二、主梁强度的计算8三、刚度计算13四、牢固性计算16第三节端梁计算17一、轮距的确定17二、端梁中央断面几何特点18三、起重机最大轮压20四、最大倾斜侧向力23五、端梁中央断面合成应力24六、车轮轮轴对端梁腹板的挤压应力挤25第四节主、端梁连接计算26一、主、

2、端梁连接形式及受力剖析26二、螺栓拉力的计算27第五节、运起色构计算31一、运起色构电动机及减速机的选择322第一节设备归纳、型式及主要技术参数一、设备归纳、型式及结构特点LD1型电动单梁起重机是依照GB/T3811-2008、JB/T1306-2008及TSGQ0002-2008起重机械安全技术监察规程桥式起重机的有关条款研制出来的产品，突出特点为电动葫芦运行轨道采用异型工字钢，使起重机主梁结构更趋合理，是单梁起重机发展的一个方向。其外形简图见图1.图1LD1型电动单梁起重机简图3二、主要技术参数起重量Gn=32t；跨度L=16.4m；大车运行速度V运=20m/min；工作制度A3；小车采用

3、32吨电动葫芦；葫芦最大轮压Pmax=3140kg；葫芦起高升度=9m；葫芦运行速度V小车=20m/min；控制型式：地面手电门。吨电动单梁起重机基本技术参数序号名称型号/单位参数值备注1起重量吨322控制形式地操3大运行速度V运米/分20车摆线针轮减速机BLY27-25(水安全装)i=25电机法兰与减速机法4运电机型号YSE100L2-4软启动兰相当5行功率N千瓦23kw宁波新大通软启动6转速n转/分12007电动葫芦型号HC32-9M332t8起升速度V起米/分3.59电起高升度H米910动运行速度V运米/分2011葫电机型号ZDY121-412芦功率N千瓦40.813转速n转/分1200

4、14小车最大轮压t3.1415工作级别M316重量kg250017整机工作级别A318电源380V50HZ19车轮踏面直径mm460小齿轮与齿圈20主动轮数套217/59（齿数）i=3.4721轮槽宽mm7022跨度Lm16.423起重机最大轮压t21起重机总重kg9860含电动葫芦4第二节主梁计算一、主梁断面几何特点主梁及主要参数以以以下图3、图4图35图4主梁断面尺寸及截面几何特点CAD计算机自动计算结果，如图5。采用定轧的异型工字钢I30#（特种型号），尺寸为;h=300mm,b=128mm,d=11mm,122=57.82kg/m,I4t=20mm,t=14.68mm,Fj=73.66

5、cm,g1x=10462.53cm,Iy=529.84cm4面积2周长惯性矩主力矩与质心的方向沿沿62图5主梁断面尺寸及截面CAD计算机自动计算结果（单位：mm）经过AoTuCAD2000以上版本1:1画出主梁截面图，今后边域，再使用面域质量特点得出结论。由上图可得：1主梁横截面面积；F=319.11cm22梁断面水平形心轴X-X地址Z=76.34(cm)3主梁断面惯性矩；4jX=875218.8cm4jy=132319.02cm7二、主梁强度的计算依照这种结构形式起重机的特点，不考虑水平惯性力对主梁造成的应力，及其水平平面内载荷对主梁的扭转作用也可忽略不计。主梁强度的计算按第类载荷进行组合。

6、对活动载荷，由于小车轮距很小，可以近似按集中载荷计算。验算主梁跨中断面波折正应力和跨端断面剪应力。跨中断面波折正应力包括梁的整体波折应力和由小车轮压在工字钢下翼缘引起的局部波折应力两部分，合成后进行强度校核。本起重机用于一般用途，所以金属结构采用许用应力设计法设计计算，载荷组合按B类算，安全系数n=1.34，故：许用应力许s23501754kg/cm21.341.34梁的整体波折在垂直平面内按简支计算。在水平平面内按刚接的框架计算。见图6图6垂直载荷在下翼缘引起的波折正应力PS4.G室.c4.q.S2j428式中；P2.n4.葫1.1732000kgGG其中Gn额定起重量Gn=32000kgG

7、葫电动葫芦自重G葫=2500kg82-动载系数按GB/T3811-2008计算得2=2min2q（查GB/T3811-2008标准P19页）4-冲击系数按GB/T3811-2008计算得4=1.10.058y（查GB/T3811-2008标准P21页）S跨度，S=16.4m=1640cmZ主梁下表面距断面形心轴X-X的距离Z=76.34cmjx-主梁跨中断面对轴X-X的惯性矩；jx=875218.84cmc-控制室重心支点的距离c=0cm(地操无此值)G室-控制室重量G室=0kg(地操无此值)q桥架单位长度重量（均布载荷）（kg/m）q=1000F+q式中F-主梁断面的总面积；F=319.11

8、cm2=0.031911m2资料比重=7.85t/m3q-主梁隔板、纵向加劲肋重量所产生的均布载荷，查图纸得q=52.44kg/mq=10000.0319117.85+52.44=302.94kg/m=3.03kg/cmPSKII.G室.cKII.q.S22j428kg/cm76.344024016401.1201.123.0316402875218.84280.0000872176393281538kg/cm215381754kg/cm2切合要求2.主梁工字钢下翼缘局部波折计算见图79图7计算轮压作用点地址i及系数i=a+c-e式中；i-轮压作用点与腹板表面的距离（cm）c-轮缘同工字钢翼缘

9、边缘之间的缝隙；取c=0.4cmbd12.81.1225.85cme=0.164R对一般工字钢，翼缘表面斜度为1/6R-电动葫芦走轮踏面曲率半径；可从电动葫芦图纸查得；R=17.2cme=0.16417.2=2.82i=5.85+0.4-2.82=3.43=i/a=3.435.85=0.58图810工字钢下翼缘局部波折应力计算；见图8图8中1点横向（xy平面内）局部波折应力1由下式计算1k1P轮0.91.803140213.22496.8kg/cmt021点受拉，故1496.8kg/cm2式中；a1-翼缘结构形式系数；补贴强板时取a1=0.9K1-局部波折系数；查图9得K1=1.8P轮电动葫芦

10、轮压P轮=3140kgt0=t+；t-工字钢翼缘平均厚度，t=2.0cm-补强板厚度=1.2cm2=(2+1.2)22t0=10.24cmK2.82.4K12.01.6K31.20.8K20.4i0.60.7=a0.50.8图9局部波折曲线图图8中1点纵向（yz平面内）局部波折应力2由下式计算111k2P轮2223.22165.5kg/cmt0式中；a1-翼缘结构形式系数；补贴强板时取1a=0.9K2-局部波折系数；查图9得K2=0.6P轮电动葫芦轮压P轮=3140kgt0=t+；t-工字钢翼缘平均厚度，t=2.0cm-补强板厚度=1.2cmt02=(2+1.2)2=10.24cm2图8中2点

11、纵向（yz平面内）局部波折应力3由下式计算2k3P轮183.9kg/cm2323.22t0式中；K3-局部波折系数；查图9得K3=0.4;a2-翼缘结构形式系数；补贴强板时取a2=1.5主梁跨中断面当量应力计算图8中1点当量应力当1由下式计算2（2（）496.82（165.52496.8（165.51538）1517kg/cm2当112）21538）12许=1754kg/cm2切合要求1517kg/cm图8中2点当量应力当2由下式计算当2=x+3=1538+183.9=1721.9kg/cm切合要求2许=1754kg/cm212三、刚度计算LD1型电动单梁桥式起重机对付主梁的垂直静刚度和水寂静

12、刚度进行验算，并必定切合要求。而对动刚度一般可不验算，只有在使用上提出特别要求时，如高速运行或精确安装的起重机，尚需验算动刚度。垂直静刚度计算fPs3fs100048EJx式中；f-主梁垂直静挠度（cm）P-静载荷P=Gn+G葫=32000+2500=34500（kg）S跨度S=1640cmE资料弹性横量，Q235钢的E=2.1106kg/cm2jx-主梁跨中断面垂直惯性矩(cm4)jX=875218.8cm4f-许用垂直静挠度（cm）；按GB/T3811-2008中等定位精度特点起重机取f=S/750=1640/750=2.19cmPs33450016403fsf482.11061.72cm

13、2.19cm48Ejx875218.87501.72cm2.19cm切合要求水寂静刚度计算/3Sf水=PSf水48EJy2000式中；f水-主梁水寂静挠度（cm）P-水平惯性力（kg）P=P/20=34500/20=1725kg13jy-主梁跨中断面水平惯性矩44(cm)jy=132319.02cmf水许用水寂静挠度（cm）；取f水=S/2000=1640/2000=0.82cmf水=PS31725164030.57cm48Ejy482.1106132319.020.57cm0.82cm切合要求注：系数1的采用是按p惯=pa平GnG0.51(GnG)20g9.820p惯水平惯性力（kg）重力加

14、速度g=9.8米/秒2a平起重机运行的平均加速度，当驱动轮为，总轮数的1/2时，一般取a平=0.5米/秒2左右动刚度计算在垂直方向上的自振周期MT0.3秒T2K式中：T自振周期（秒）M起重机和葫芦的换算质量（单位：公斤.秒2/厘米）1G葫)1（2M=(0.5qs2500）5.09kgs/cmg980g重力加速度（g=9.8米/秒2=980cm/秒2）q主梁均布载荷（kg/m），q=3.03kg/cmK桥梁在垂直平面内的刚度，96Ejx962.1106875218.8K1640339994kg/cmS314E弹性模量E=2.1106（kg/cm2）jx主梁跨中断面垂直惯性矩44(cm)jX=87

15、5218.8cmS跨度S=1640cmT2M5.090.071秒T0.3秒23.141592639994K0.071秒T=0.3秒切合要求15四、牢固性计算牢固性计算包括两部分，即主梁“整体牢固性计算和主梁腹板受压翼缘板的局部牢固性计算。1、起重机整体牢固性当主梁拥有足够的水平刚度时，就能明显的阻截主梁断面的扭转。当主梁水平挠度f水S时，即水平刚度得以保证，一般可以不计算主梁的整体牢固性。2000本产品均能保证水平刚度，所以以下将不再计算主梁的整体牢固性。2、主梁腹板的局部牢固性一般当主梁腹板受拉区直接作用有集中轮压时可以不考虑集中轮压对腹板牢固性的影响。本产品正切合这一特点，即葫芦小车的轮压

16、是作用在主梁的受拉区，所以以下也将对主梁腹板局部牢固性不予以计算。3、受压翼缘板局部牢固性本产品主梁是由钢板拼接成的型槽经过每隔一间距的横向加劲板及斜侧板同异型工字钢组焊成一体，形槽的两直角都将大大减小翼缘板（上盖板）的局部不牢固性，有关这方面的计算，此处暂不计算。16第三节端梁计算本产品的端梁结构采用钢板拼焊成型槽，再组焊成箱形端梁。见图10。端梁经过车轮将主梁支承在轨道上。端梁同车轮的连接形式是将车轮经过心轴安装在端梁腹板上。端梁应验算中央断面（支承主梁处断面）的波折应力和支承在车轮处断面的剪应力；还应验算车轮轴对腹板的挤压应力。图10一、轮距的确定K=（1/71/5）S=（1/71/5）

17、取K=2.5m.17二、端梁中央断面几何特点依照系列产品设计资料，初步给出端梁断面尺寸，断面尺寸及截面几何特性CAD计算机自动计算结果如图11。图11端梁中央断面尺寸及截面特点CAD计算机自动计算结果（单位：mm）经过AoTuCAD2000以上版本1:1画出主梁截面图，今后边域，再使用面域质量特点得出结论。由上图可得：截面总面积F=240.66cm2形心地址Y=31.05cmX=3.65cm截面惯性矩JX=90726.32cm4Jy=38891.71cm4184断面模量WxJX90726.322921.9cm3Y31.05WyJy38891.711796.4cm3X1821.6519三、起重机

18、最大轮压此冶金单梁起重机是由四个车轮支承的，起重机的载荷经过这些支承点传到轨道上。1起重机支承反力作用见图12。图122起重机最大轮压的计算带额定载荷小车分别搬动到左、右两端极限地址时，按第II类载荷计算最大轮压。地面控制，载荷移到左端时，各车轮轮压：2Gn4G葫2L4qs4G端NA114G轮主4G驱4S422Gn4G葫12L14qs4G端4G轮主4G驱NB4S422Gn4G葫2L4qs4G端Nc114G轮从4S422Gn4G葫12L14qs4G端4G轮从ND4S4220式中：2-动载系数按GB/T3811-2008计算得2=1.174-冲击系数按GB/T3811-2008计算得4=1.12G

19、端端梁重G端=511（kg）G轮主主动车轮装置重（kg）G驱驱动装置重（kg），近似以为G驱圆满由主动车轮承受。S跨度（cm）。L1跨中至载荷的极限地址之距离（cm）。式中;Gn-额定起重量.Gn=32000KgG葫电葫芦重量.G葫=2500KgG端端梁重量.查图纸得G端=511KgG轮主主动车轮装置重量.查图纸得G轮主=293KgG轮从-从动车轮装置重量查图纸得G轮从=227KgG驱驱动装置重量查样本得G驱=189KgG操-控制室重量G操=0Kgq主梁单位长度重量q=3.03Kg/cmL跨度L=1640cmK轮距K=250cmL1主梁重心到小车左极限地址距离查图纸得L1=655cmL主梁重心

20、到小车右极限地址距离查图纸得L=595cm22NA1.17320001.122500126551.123.0316401.125111.122931.1218920313kg4164042NB1.17320001.122500126551.123.0316401.125111.122931.121894242kg4164042NC1.17320001.122500126551.123.0316401.125111.122273956.4kg4164042ND1.17320001.122500126551.123.0316401.125111.1222720028kg4164042地面控制，载荷

21、移到右端时，各车轮轮压：212Gn4G葫12L24qs4G端4G驱NA4S44G轮主22Gn4G葫12L24qs4G端4G驱NB4S44G轮主22Gn4G葫12L24qs4G端Nc4S44G轮从22Gn4G葫12L24qs4G端ND4S44G轮从2NA1.17320001.12250025951.123.0316401.125111.122931.12189276013912865404978kg41164042NB1.17320001.122500125951.123.0316401.125111.122931.1218917359139128654019577kg4164042NC1.17

22、320001.12250025951.123.0316401.125111.1222717359139128625419290kg41164042ND1.17320001.12250025951.123.0316401.125111.12227276013912862544691kg41164042地操电动单梁起重机，它的最大轮压是在当载荷搬动到左端极限地址时的驱动轮A上，即NA为最大轮压。Nmax=20313Kg22四、最大倾斜侧向力起重机运行时，由于各种原因会出现跑偏倾斜现象，此时车轮轮缘与轨道侧面的接触并产生与运动方向垂直的侧向力S1。如图13。图13由图13知，当载荷搬动到左端极限地址

23、时，地面控制时，最大轮压NA=20313Kg，并以为NA=ND，这时最大侧向力SD=N式中N-最大轮压N=20313Kg侧压系数。对于轮距K同跨度L比率关系在K/L=1/51/7之间时，可取0.1。SD=0.1203132031Kg当载荷搬动到右端极限地址时，地面控制时，最大轮压为NB=19577Kg并以为NC=NB，这时最大侧向力SB=NB=0.1195771958Kg23五、端梁中央断面合成应力由于是地面控制，所以最大侧向力考虑当载荷搬动到左端极限地址时，最大侧向力在轮A上，即SA=SD=2031KgNkSAk2WX2Wy式中K轮距K=250cmS最大侧向力S=2031KgA-AN-最大轮

24、压N=20313KgWW33端面模数W=2921.9cmW=1796.4cmX，YXY许用应力，本起重机金属结构许用应力载荷组合按II类算，强度安全系数n=1.34，故：许用应力许s23501754kg/cm21.341.342031325020312501010.3kg/cm21754kg/cm222921.921796.424六、车轮轮轴对端梁腹板的挤压应力挤图10的B-B截面如图14。图14车轮轴对端梁支承腹板的挤压应力为挤PoN挤挤doo2dooPoN(kg)2挤许用挤压应力（kg/cm2），本产品对Q235资料的挤取挤=1150kg/cm2式中N最大轮压N=20313Kg0-端梁支承

25、板厚度0=2cmd端梁腹板轴孔直径d=14cm00挤许用挤压应力挤=1150Kg/cm2挤220313362.7kg/cm2挤=1150Kg/cm2142切合要求.25第四节主、端梁连接计算一、主、端梁连接形式及受力剖析（一）、主、端梁连接形式本产品主、端梁连接是采用螺栓+减载凸缘结构的形式，如图15所示。主梁两端同横梁之间各用16个M24的螺栓（高强螺栓）连接。（二）、受力剖析这种结构的连接形式，经剖析可以以为在主、横梁之间，垂直载荷由主梁鞍座承受，鞍座将承受剪力及挤压力。这种情况下的螺栓主要承受拉力，其拉力主若是由起重机运行时的倾斜侧向力S1和起重机支承反力所造成的。一般水平惯性对螺栓的影

26、响可忽略而不计。图15中，经受力剖析，设螺栓d受拉力最大，以下将从螺栓d为计算对象。这里仅验算最大轮压一侧的主.端梁连接强度。图1526二、螺栓拉力的计算已知参数：起重量Gn=32000Kg，跨度L=1640cm，起重机运行速度V=20米/分。1起重机倾斜侧向力矩的计算；如图13起重机倾斜侧向力矩为SM=S1KS1-倾斜侧向力；由前节计算得S1=SB=1958KgK轨矩K=2.5米MS=2.51958=4895Kgm2倾斜侧向力矩对螺栓拉力的计算；见图15(b)；1对螺栓d拉力N;N1=2.5MSX/Xi2式中：系数2.5是考虑螺栓预紧力及载荷不均性的影响;MS-倾斜侧向力矩;MS=4895K

27、gm;X-螺栓d距离图15(b)YY轴的距离X=0.72m22X每个受拉螺栓距离图15(b)YY轴的距离平方之和（m）。N1=2.548950.72（80.722+80.032）=88114.1544=2120Kg起重机支反力对螺栓的作用力矩当载荷搬动到非最大轮压一侧的极限地址时，取端梁作为受力分别体，其受力求如图16。27图16取C点为受力平衡点；MC=0得MR=MN=RB0式中0-如图取0=0.18mMR支反力RB对C点作用力矩(Kgm)MN所有受拉螺栓对C点作用力矩(Kgm)RB-起重机右端(图12)支反力可以以为是RB=NB+NC=19577+19290=38867KgMN=MR=RB

28、0=388670.18=6996Kgm支反力矩对螺栓的拉力设支反力矩MR对螺栓的拉力为N2(Kg)N2=2.5MNY/YI2式中MN各螺栓力矩之和MN=6996Kgm28Y距离z轴最远的螺栓中心线至图16中zz轴的距离(m)Y=0.45mYI2每个螺栓中心线至图16中zz轴的距离平方之和2.5-考虑螺栓预紧力及载荷不均性的影响;N2=2.5MN0.45(20.452+20.352+20.252+20.152+20.052)=2.569960.450.83=9483Kg螺栓承受的总拉力N0N0=N1+N2=2120+9483=11603Kg验算螺栓强度受力螺栓强度N0FO式中N-螺栓总拉力N=1

29、1603Kg000do223.462F-螺栓净断面面积；Fo44cmd0-螺栓小径，对高强螺栓M24，d0=2.1cm-螺栓的许用应力（Kg/cm2）=（0.50.6）S其中S资料的佩服极限；对资料高强M24螺栓，0.2=6600Kg/cm2=0.556600=3630Kg/cm2N0116033353kg/cm23630kg/cm2FO3.46凸缘垂直剪切应力计算剪应力cRBFc截面形状系数，受剪截面为矩形截面时取C1.5RB-起重机右端(图12)支反力，RB=NB+NC=19577+19290=38867Kg29图172见图17F2F受剪面积(cm)=238cm许用剪切应力(kg/cm2)

30、对于Q235-B资料,s=2350kg/cm2,1.34系数，S得31.341013kg/cm21.7321.538867245kg/cm2238=245kg/cm2=1013kg/cm2切合要求.支承连接处，对凸缘的挤压应力挤压应力RB挤端FRB支反力(kg),RB=38867KgKgF承压端面面积(cm2)见图15(b)、（c）,F=33.575=2513cm端端面承压时，对于Q235-B资料,s=2350kg/cm2,1.34系数端=2350/1.34=1754kg/cm2挤RB3886715.5kg/cm2端=1754kg/cm2F2513切合要求。30第五节、运起色构计算运起色构主若

31、是用来作水平运移物品的，依照电动单梁桥式起重机的使用，操作特点，其运行速度将随着控制形式而不同样样。一般地面控制的起重机运行速度必定小于操作者的步行速度（v步=50米/分），本产品确定地面控制运行速度20米/分。运起色构由驱动装置（电动机），制动装置（制动器）传动装置（减速器），车轮装置四部分组成，LD1型电动单梁桥式起重机运起色构如图18所示，驱动同制动装置是由一台实心转子软启动制动电动机加上传动装置组成，传动装置是由一闭一开式齿轮加摆线针减速器所组成，车轮装置是由一固放心轴（车轮轴）安装在横梁上。本产品起重机运起色构的驱动形式是采用分别驱动，即由两套独立，圆满无机械联系的运起色构组成。在改进起重机跑偏，啃道现象中，分别驱动将优越于集中驱动。图1731一、运起色构电动机及减速机的选择1）运行摩擦阻力P摩GoGn2KdK附GoGnf0D轮式中：Go起重机自重（包括葫芦重）（kg）Go=9860kgGn额定起重量（kg）Gn=32000kgK转动摩擦系数（cm）（见表1）因车轮直径460mm，故取k=0.05d车轮轴承内径（cm）查图纸得d=12cm轴承磨擦系数（见表2）=0.0