9电动单梁悬挂起重机吊车梁计算090701
悬挂式单轨吊车梁的设计
悬挂式单轨吊车梁的设计摘要：根据悬挂式单轨吊车梁的设计原理，结合实际工程阐述了悬挂式单轨吊车梁截面验算及轨道连接节点设计等，可供参考。
关键词：单轨吊车梁；设计1.引言石油化工行业中经常用到悬挂式单轨吊车梁，以前由于生产规模有限，单轨吊车梁的额定起重量一般不超过10t，设计中直接选用标准图集《单轨、悬挂吊车梁通用图》[1]（HG 21542-92）或《悬挂运输设备轨道》（05G359-1~4）[2]即可。
近年来，随着企业生产规模的不断扩大，需要使用的悬挂式单轨吊车梁的额定起重量经常会超过10t，这就需要掌握计算方法，设计出符合需求的单轨吊车梁。
2. 轨道设计的基本要求1)悬挂式单轨吊车梁通常是采用热轧的工字钢悬挂于屋盖承重结构或独立支柱、支架上。
常用单轨吊车起重量一般为0.25t ~10t。
悬挂式吊车梁一般可分为直线轨道梁和弧形轨道梁。
直线轨道梁有不带悬臂轨道和带悬臂轨道。
单轨吊车梁所选用的工字钢型号范围，弧形梁的曲率半径（要考虑吊车行驶所允许的最小半径）、吊车起重量、吊车台数及车挡位置等资料应先由工艺设计人员提供，结构设计人应验算工字钢的强度、稳定性和挠度。
对于承受较大额定起重量的轨道工字钢，还应对轨道下翼缘在轮压作用下进行折算应力的补充验算。
轨道采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，并用分项系数的设计表达式进行计算。
根据使用要求，轨道按承载能力极限状态中的可变荷载效应控制的基本组合进行强度、稳定和下翼缘折算应力计算，按正常使用极限状态中的荷载效应的标准组合进行挠度计算。
2)不带悬臂轨道直线梁可按材料、安装及支承条件设计成简支梁或双跨、三跨的连续梁。
带有悬臂的直线轨道，不论轨道有几跨，为了简化计算，轨道的悬臂计算长度均按一端有悬臂的单跨简支直线轨道进行计算，并不考虑轨道分布自重的影响。
直线轨道釆用反算法，即根据已知的轨道工字钢型号、支承条件、计算跨度、钢材的强度设计值和轮压值等，将有关参数代入相关的计算公式，按强度、挠度、稳定及下翼缘折算应力的公式进行计算。
单梁计算
电动单梁桥式起重机主梁验算说明书一、主要技术参数额定起重量：m=5000KgQ跨度：L=16.5m大车运行速度：v=30m/min起升速度：6.2m/min电动葫芦运行速度：20m/min电动葫芦自重：500Kg电动葫芦型号：MD型工作级别：A3地面操作二、主梁结构验算1、主梁抗弯模量W y计算通过现场测量，主梁结构尺寸如图1所示，工字钢为30b 主梁截面高度880 mm 宽度400 mm U型截面厚度取5mm。
工字钢尺寸H=300mm b=128 mm d=11mm t=14.4mm主梁截面示意图如下：由于图形有一个对称轴cz，故形心必然在c z 轴上，即cy=0；选取图形参考系，图形分成3部分：ABCD ，DCE 和FGHL 。
⑴形心计算400*475390*470ABCDS =-=67002mm1711c mm z =200*195195*190DCES=-=19502mm2340c m m z≈工字钢面积：26725.4FGLHmmS =3150c m m z=形心 6700*7111950*3406725.4*150670019506725.4cz++=++418m m ≈⑵惯性矩及截面抗弯模量计算ABCD 部分惯性矩 321400*475(642.5418)*400*475y I =+-=131484433334mm322390*470(635418)*390*47012y I=+-=120056612004mm12yy y III=-=11427821334mm DCE 部分惯性矩：321400*195(418340)*200*19512y I =+-=4844385004mm322390*190(418341)*195*19012y I=+-=4425869504mm12yy y III=-=418515504mm FGHL 部分惯性矩：294000000(418150)*6725yI=+-=5770164004mm主梁惯性矩 41761650083y mm I =总主梁抗弯模量 3c/z =4214473y y mm w I =2、主梁强度计算：⑴ 确定系数10.9 1.1ϕ≤≤ 所以1ϕ=1.021.7o v ϕ=+=1+0.7*0.1=1.07 1.1≈41.10.0ϕ=+1.13≈⑵移动集中载荷12()x Q p m m g ϕϕ=+∑=60000N⑶主梁承受均布自重载荷qF查表工字钢的自重截面载荷为57.294kg/m ，经计算模压截面自重载荷为20.28kg/m ，所以整个截面自重载荷为73.07kg/m ⑷跨中弯矩：2484q yF lpl Mϕ∑=+21.13*73.03*16.5*1060000*16.584=+275350.N m ≈ ⑸主梁下翼缘外表面的整体弯曲应力为：02753500004214473yyMW σ==≈65.3MPa3、整体刚度计算()348Qx ymm gL y EI +=14.14m m ≈700L <4、工字钢下翼缘局部应力计算 葫芦小车最大轮压：4()x Q K P m m g nϕ=+=1.54*1.1*（500+5000）*10≈27687Nk --------------------轮压不均匀系数； n --------------------葫芦小车车轮数；,,ppbx z zk k k 与比值0.5()c bd ε=-有关的计算系数，通过现场勘测，有下图可知，c=38.5mm,0.66ε≈,由查表可知： pxk =0.59，p zk =1.68，b zk =1.44主梁下翼缘在轮压作用下的局部弯曲应力为： 轮压作用点：横向应力为：278.8ppxx P k M P a t σ=≈ 纵向应力为：2224.3ppzzPk M P a tσ=≈翼缘外边缘纵向应力：2192.3bb z z Pk M P a tσ=≈t 查工字钢表可知为14.4mm; 主梁下翼缘复合应力为： 轮压作用点：pxσ=259M P a ≈翼缘外边缘： 0bz σσσ=+257.6MP a ≈ 因为： []2351571.5sM P anσσ==≈[]σσ>所以 局部应力过大，超过许用应力。
吊车梁计算书
| dbTw:变截面吊车梁端部腹板厚度 |
| dbR: 圆弧形变截面处半径 |
===== 计算结果 =====
-----------------------------------------------------------------------------
| |
-----------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------
| h: 吊车梁总高 |
| db: 腹板的厚度 |
| 输出结果文件:Temp.out |
| 设计依据:建筑结构荷载规范GB50009-2001 |
| 钢结构设计规范GB50017-2003 |
IEND DBH DBL DBTW DBR
0 0.500 0.000 0.000 0.200
-----------------------------------------------------------------------------
| MT: 吊车横向水平荷载(标准值)产生的最大水平弯矩 |
| P(J): 吊车最大轮压(kN),按每台吊车一侧的轮数排列 |
| T(J): 吊车横向水平荷载(kN),按每台吊车一侧的轮数排列 |
| Lo2: 相邻吊车梁跨度 |
| Sd/2009 |
-----------------------------------------------------------------------------
电动单梁(悬挂)起重机施工方案
少年易学老难成，一寸光阴不可轻。
少年易学老难成，一寸光阴不可轻。
电动单梁（悬挂）起重机安装施工方案编制：审核：批准：中石化工建设有限公司2013年1月10日一．工程概况：本起重机使用于工业有限公司消防泵房内。
电动单梁悬挂起重机，额定起重量为2T，跨度为7米，起吊高度为6m.二. 编制依据1.《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278-20102.《电动单梁悬挂起重机说明书》3.《电动葫芦说明书》4. 招标文件及施工图纸等资料三. 施工程序及相应措施（一）施工流程设备开箱验收基础验收安装、找正检查、验收试运转（二）施工过程中所采取的技术措施1．设备开箱验收（1）开箱检验必须由甲方代表、监理单位代表、供货单位代表及施工单位代表共同参与进行，开箱检验前必须具备以下技术资料：A.设备技术文件B.设备出厂合格证书，及必要的出厂试验记录。
C.设备装箱清单。
（2）开箱检验应检查以下内容：A．按设备装箱清单检查设备、材料及附件的型号、规格和数量且应符合设计和设备技术文件的要求。
B．机、电设备应无变形、损伤和锈蚀，其中钢丝绳不得有锈蚀、损伤、弯折、打环、扭结、裂嘴和松散现象。
C．开箱检查完毕且合格后，填写开箱检验记录。
2．基础验收（1）设备安装前，应对轨道基础进行中间交接，基础施工单位应提供轨道基础的测量报告、基础标高、中心线标记等完整的竣工资料、会同监理及业主单位有关人员对基础的外观和外形尺寸进行检查。
（2）基础表面应有明显的中心线及标高线，基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞和漏筋等缺陷。
（3）设备基础中间交接完成后，有关单位应在中间交接记录上签字。
3．安装找正（1）轨道和车挡的安装。
（2）钢轨铺设前，首先应对钢轨的端面直线度和扭曲进行检查，合格后方可铺设。
（3）吊装轨道前，应确定轨道的安装基准线，轨道的安装基准线宜为吊车梁的定位轴线。
（4）轨道的实际中心线对安装基准线的水平位置的偏差不应大于3mm。
（5）轨道跨度的允许偏差应符合下列要求：A．轨道跨度小于或等于10m时，其允许偏差为±2mm。
20T-25.5m单梁计算
电动单梁起重机LD20t-25.5m设计计算书编制：日期：审核：日期：批准：日期：目录1、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要外形尺寸 (3)2、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要参数 (3)3、主梁计算 (4)3.1 主梁截面计算 (4)3.2 主梁刚度计算 (6)3.3 主梁强度计算 (6)3.4 主梁稳定性计算 (7)4、端梁计算 (7)4.1 端梁截面计算 (7)4.2端梁强度计算 (8)4.3端梁刚度计算 (8)5、主梁与端梁连接计算 (8)5.1主梁与端梁的螺栓连接布置 (8)5.2 起重机歪斜侧向力 (8)5.3 起重机的支撑反力引起的力矩 (9)5.4 螺栓所受总拉力 (9)6、大车运行机构计算 (9)6.1 起重机稳态运行阻力 (9)6.2 起重机稳态运行功率 (9)6.3 起重机运行电机功率 (9)6.4 起重机大车运行的加速度及启动时间 (9)6.5 大车运行打滑验算 (10)7、参考资料 (10)1、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要外形尺寸2、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要参数3、主梁计算3.1 主梁截面计算3.1.1 主梁采用工字钢轨道，工字钢型号为30T ，查钢材生产厂家提供资料，其截面的主要参数如下：3.1.2 主梁的截面尺寸如下：侧板与水平线的夹角为：︒==8.42421286sinarc α3.1.3 主梁截面面积：F=14×750+6×1000+6×1000+6×30+6×30+6×421+6×421+6×30+6×30+8187.7+14×108 =10500+6000+6000+180+180+2526+2526+180+180+8187.7+1512 =37971.7 (mm 2)3.1.4 主梁截面重心位置（相对截面最低线）：y=Fy F ii ∙∑ =7.379713824216540306540306104510006104510006155275014⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+7.379717108141647.81872423062423063824216⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=7.3797196493297200972006270000627000016296000++++++7.379711058413427834356043560964932++++=7.379718.32400750=853.3 (mm)3.1.5 主梁截面惯性矩（相对截面重心水平线）：Jx=Jxi+Fa 2=23)3.853-1552(147501214750⨯⨯+⨯+23)3.853-1045(610001210006⨯⨯+⨯ +23)3.853-1045(610001210006⨯⨯+⨯+23)3.853-540(63012306⨯⨯+⨯ +23)3.853-540(63012306⨯⨯+⨯+23)3.853-382(8.42sin 6286sin42.8122866⨯︒⨯+︒⨯⨯ +23)3.853-382(8.42sin 6286sin42.8122866⨯︒⨯+︒⨯⨯+23)3.853-242(63012630⨯⨯+⨯ +23)3.853-242(63012630⨯⨯+⨯+118138305.7+2)3.853-164(8187.7⨯ +23)3.853-7(141081214108⨯⨯+⨯ =171500+5126101266+500000000+220523681.1+500000000+220523681.1+13500 +17666752.67+13500+17666752.67+17223451.3+561053038.2+17223451.3+561053038.2 +540+67260881.75+540+67260881.75+118138305.7+3890109793+24696+1082896466=12984925716 (mm 4)3.2 主梁刚度计算根据GB/T3811规定，主梁许用静挠度为：[])mm (3475025500750f ===L 本起重机主梁计算静挠度为：())m m (6.2761298492571206000482550081.9180020000x 48f 33=⨯⨯⨯⨯+==EJ PL 由f<[f]可知，主梁的刚度满足要求。
电动单梁起重机计算书
电动单梁起重机设计计算书南通杰品起重设备有限公司一，LD20t-22.5电动单梁结构特点 (2)二，LD20-22.5主要技术参数： (3)三．主梁截面几何尺寸 (4)3.1主梁截面面积： (4)3.2主梁断面水平型心轴x－x位置 (4)3.3主梁惯性矩 (5)3.3.1.垂直惯性矩计算： (5)3.3.1水平惯性矩计算 (5)四，主梁强度校核 (6)4.1.垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力 (6)4.2.主梁工字钢下翼缘局部弯曲计算 (7)五.刚度计算 (10)5.1.垂直静刚度计算 (10)5.2.水平静刚度计算 (10)六，稳定性计算 (12)6.1．主梁整体稳定性计算 (12)6.2主梁腹板的局部稳定性 (12)6.3受压翼缘板局部稳定性 (12)七，端梁计算 (13)7.1轮距的确定 (13)7.2端梁断面尺寸 (13)7.2.1.断面总面积 (14)7.2.2.形心位置 (14)7.2.3.断面惯性矩 (14)7.2.4．断面模量 (14)7.2.5起重机最大轮压 (14)7.3．起重机最大轮压的计算 (15)八，最大歪斜侧向力 (16)九，端梁中央断面合成应力 (17)十．主、端梁连接计算 (18)10.1主.端梁连接形式及受力分析 (18)10.2．螺栓拉力的计算 (18)10.3.歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算； (18)10.4.起重机支反力对螺栓的作用力矩 (19)10.5.支反力矩对螺栓的拉力 (19)10.5.1.螺栓承受的总拉力N0 (20)10.5.2.验算螺栓强度 (20)一，LD20t-22.5电动单梁结构特点电动单梁起重机是一种有轨运行的轻小型起重机，它实用于起重量1-20吨，适用跨度7.5-22.5米，工作环境温度-35C°—35C°范围内，常用于机械制造，装配，仓库等场所。
它的主梁结构由上翼缘板,两侧腹板,斜盖板.工字钢等焊接组成箱形实腹板梁.横梁用钢板压延成U 形槽钢,再组焊成箱形横梁.主.横梁之间用高强度螺栓连接而成.起升机构与小车运行机构采用电动葫芦.大车运行机构采用分别驱动形式.驱制动靠锥形制动电机来完成LD20t-22.5电动单梁桥式起重机外形图如图1-1所示：A120>1001130627567001200234>2001.主梁2.端梁装置3.机电连接装置4.地面操纵电气安装5.吨位牌装置6.铭牌装置7.螺栓8.螺母9.弹性垫圈电动单梁桥式起重机外形图1.1二，LD20-22.5主要技术参数：起重量Q=20吨;跨度L=22.5米;大车运行速度V运=20米/分;工作级别：A3电动小车采用20吨电动葫芦.葫芦最大轮压Pmax=葫芦起升高度=9米;小车运行速度V=20米/分;电动葫芦自重G=2450公斤;地操.20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202操纵形式/地操3运行机构运行速度V运米/分204电机型号/ZDY1-100L-4 5功率N千瓦2×3.06转速n转/分13807起升机构电动葫芦型号HC208起升速度V起米/分 3.5 9起升高度H米9 10工作级别/A3 11电源/380V 12车轮直径mm370 13轨道面宽mm70 14跨度L m22.5 15起重机最大轮压t15.1 16起重机总重kg893017基本参数H1mm127518H2mm1050 19H3mm1500 20C1mm1830 21C2mm1230 22K mm350023B mm3000三．主梁截面几何尺寸根据实际设计出LD20t-22.5电动单梁主梁实际尺寸，查机械设计手册，得40b 普通工字钢（GB706-1998）的尺寸参数：h =400㎜；b =144㎜；t =16.5㎜；q =73.8㎏/m；f =94.1cm 2；Ix =22780cm 4；Iy =692cm 4。
电动单梁悬挂起重机数据表
数 据表
设备位号
设备数量
5台
安装位置
户外□室内■
使用方式
连续□间歇■
副钩
是□否■
型式
葫芦□小车■
操作方式
地面■司机室□
型号
制造商
工作条件
工作场所
各集气站压缩机房
工房尺寸（长×宽）
14m×15m
工房危险级别
一类二区D组
供电方式
软电缆■滑触线□
最大起吊部件重量
5000kg
最大起吊部件高度
2、4、带有“*”的数据供货商提供。
防护/绝缘等级
IP44/F级
主要材料
主要技术参数
主钩
副钩
大车
Q235
额定起重量Gn（t）
5
车轮
起升高度H（m）
6
吊钩
20
轨 距S（m）
12.5
钢丝绳
供货商数据*
运行速度
大车m/min
轮压kN
最大
最小
小车m/min
设备总重t
主起升m/min
功率kW
副起升m/min
大车轮距mm
说明：1、供货商应将填写完整的数据表提供业主审查和批准。
6000mm*
轨底标高（以室内地坪标高为±0.00）
6.0m
轨道型号
*
地震烈度
6(0.05g)
盐雾环境
是□否■
黄海高程
设计条件
设计、制造、检验要求
整机工作级别
Q2-中
设计技术标准
GB/T 3811
整机载荷特性
A4
制造、检验技术标准
JB/T10219
防爆要求
起重机机械原理——电动单梁(悬挂)起重机
2018/8/24
柳州起重机器有限公司
4
主要技术参数
一、电动单梁起重机的主要参数如下：（具体做法参数见随机图） 1、起重量：1～10t 2、跨度：7.5～31.5m 3、工作环境温度在－30～+40℃范围 二、电动单梁悬挂起重机的主要参数如下：（具体做法参数见随机图） 1、起重量：0.5～5t 2、跨度：3～16m 3、工作环境温度在－20～+40℃范围
2018/8家！
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2018/8/24
柳州起重机器有限公司
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结构概述
主、端梁连接结构 电动单梁起重机，主梁端面与端梁侧面中间处连接，主、端梁连 接为螺栓加减载凸缘（M20连接螺栓，材料45）。拆卸螺栓后可 方便运输。 电动单梁悬挂起重机，主梁在端梁中间下面，主、端梁用单铰 （销轴）连接，使起重机各车轮能更好地与轨道接触，不致悬空。 此外由于连接可拆，运输方便。 葫芦式起重机运行机构采用分别驱动形式，驱动装置为“三合一” 电动机。电动单梁起重机是依靠两个主动轮分别连接着一套对称 独立的驱动装置来驱动行走，每根端梁有一个主动轮，一个从动 轮。其运行机构的车轮是装在端梁两端下部。 电动单梁悬挂起重机是依靠两对主动轮分别连接着一套对称独立 的驱动装置来驱动行走。每根端梁有两组车轮，每组有4个车轮， 其中一组里有两个主动轮，其余6个是从动轮。其运行机构的车轮 是装在端梁两端上面，挂在工字钢的下翼缘上。运行机构和端梁 用单铰（销轴）连接。
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结构概述
（1）单梁起重机主要由三部分组成：桥架、电动葫芦和电气系统。见图1和 图2。（相类似产品参见随机图）
图1 电动单梁起重机
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由上述三式可得 Fk min( Fstr ,k，Fdis ,k，Fsta ,k ) 54.45 kN
＞
P max ＝
25.5 kN
OK
Fdis ,k 0.096 E I x 0.0864 EI x 0.625 g k L 0.625 g k L 2 L L2
78060.51 N= 78.06 kN = （3）轨道按稳定计算时，
Fsta ,k
=
4bc Wnx f d bc G gk L 2.204bcWnx f 0.408bc gk L 0 Q L 2bd Q L bd
电动单梁悬挂起重机轨道计算
一、基本资料 吊车梁跨度L = 起重量Q = 吊车总重G = 吊车最大轮压P max = 吊车轮距W = 二、试选截面 吊车梁截面： h= 280 4 5 5 25.5 2.5 m t t kN m
I28a mm
g k = 43.47 Kg/m
材质：
Q235
f=
b=
I x = 7115 cm 4 φ bc ＝ 1.84 φ bd ＝ 三、截面验算 1.45
f d－轨道强度设计值，取0.9f ； －轨道磨损折减系数，取0.9；
－动力系数，取1.05；
（1）轨道按强度计算时，
Fstr ,k
4 x Wnx f d G gk L 2.204Wnx f 0.408 gk L 0 Q L 2 Q L
59494.48 N= 59.49 kN = （2）轨道按挠度计算时，
tw= 122 mm W x = 508.2 cm 3
8.5 mm t= S x = 292.7 cm 3 E= 206000
N/mm 2 13.7 mm 215
φ bc ' ＝ 0.9167 φ bd ' ＝ 0.8755
N/mm 2
0 重要性系数，取1.0； x 截面塑性发展系数，取1.0； G 永久荷载分项系数，取1.2； Q 可变荷载分项系数，取1.4；