LD32t电动单梁起重机计算书

LD132—16.4 A3电动单梁起重机校核计算书编写: 日期：审核: 日期：批准: 日期：XXXXXX起重机械有限公司目录第一节设备概述、型式及主要技术参数 (3)一、设备概述、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、主梁断面几何特性 (5)二、主梁强度的计算 (8)三、刚度计算 (13)四、稳定性计算 (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性 (18)三、起重机最大轮压 (20)四、最大歪斜侧向力 (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σ挤 (25)第四节主、端梁连接计算 (26)一、主、端梁连接形式及受力分析 (26)二、螺栓拉力的计算 (27)第五节、运行机构计算 (31)一、运行机构电动机及减速机的选择 (32)第一节设备概述、型式及主要技术参数一、设备概述、型式及结构特点LD1型电动单梁起重机是按照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1 LD1型电动单梁起重机简图二、主要技术参数起重量Gn=32t；跨度L=16.4m；大车运行速度V运= 20 m/min；工作制度A3；小车采用32吨电动葫芦；葫芦最大轮压P max=3140kg ；葫芦起升高度=9m；葫芦运行速度V小车 =20 m/min；操纵型式：地面手电门。

32吨电动单梁起重机基本技术参数第二节主梁计算一、主梁断面几何特性主梁及主要参数如下图3、图4图3图4主梁断面尺寸及截面几何特性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, t1=20mm, t2=14.68mm, F j=73.66cm2, g1=57.82kg/m, I x=10462.53cm4,I y=529.84cm4面积2周长惯性矩主力矩与质心的方向沿沿2图5主梁断面尺寸及截面CAD计算机自动计算结果（单位：mm）通过AoTu CAD2000以上版本1:1画出主梁截面图，然后面域，再使用面域质量特性得出结论。

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`位置Z=76.34(cm)3．主梁断面惯性矩；j X =875218.8cm4=132319.02cm4jy二、主梁强度的计算根据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Ⅱ类载荷进行组合。

对活动载荷，由于小车轮距很小，可以近似按集中载荷计算。

验算主梁跨中断面弯曲正应力和跨端断面剪应力。

跨中断面弯曲正应力包括梁的整体弯曲应力和由小车轮压在工字钢下翼缘引起的局部弯曲应力两部分，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2/754134.1235034.1cm kg s===σσ许 梁的整体弯曲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61.垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++Z=8..2..4244S q c G PS j ϕϕσχχ室 式中；kg G G P n 40240025012.10003217.1..42=⨯+⨯=+=葫ϕϕ 其中 Gn —额定起重量 Gn =32000kgG 葫—电动葫芦自重 G 葫=2500kg2ϕ--动载系数 按GB/T3811-2008计算得2ϕ= 1.170.0580.511.15q 2min 2=⨯+=+νβϕ（查GB/T3811-2008标准P 19页） 4ϕ--冲击系数 按GB/T3811-2008计算得 4ϕ= 1.1210.330.0581.1h 0.0581.1=⨯⨯+=+y ν（查GB/T3811-2008标准P 21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=76.34cm jx--主梁跨中断面对轴X-X 的惯性矩；jx=875218.8cm 4 c--操纵室重心支点的距离 c=0 cm(地操无此值) G 室--操纵室重量 G 室=0kg(地操无此值) q —桥架单位长度重量（均布载荷） （kg/m ）q=1000·F ·γ+q' 式中F--主梁断面的总面积；F=319.11cm 2=0.031911m 2γ—材料比重 γ=7.85t/m 3q'--主梁隔板、纵向加劲肋重量所产生的均布载荷，查图纸得q'=52.44 kg/ mq=1000×0.031911×7.85+52.44=302.94kg/ m=3.03kg/cm⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++Z =8..2..42S q K c G K PS j II II 室χχσkg/cm 2 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯+⨯=864013.0312.12012.14640140240875218.876.342χσ 2/1538176393280.0000872cm kg =⨯=∵=χσ1538＜1754 kg/cm 2 ∴符合要求2.主梁工字钢下翼缘局部弯曲计算 见图7图7(1) 计算轮压作用点位置i 及系数ξ i=a+c-e式中；i --轮压作用点与腹板表面的距离 （cm ）c--轮缘同工字钢翼缘边缘之间的间隙；取c=0.4 cmcm d b 58.521.18.122=-=-=∂ e=0.164R 对普通工字钢，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=0.164×17.2=2.82 ∴ i =5.85+0.4-2.82=3.43ξ= i/ a= 3.43 ÷5.85=0.58图8(2) 工字钢下翼缘局部弯曲应力计算；见图8图8中1点横向（xy 平面内）局部弯曲应力σ1由下式计算 222111/496.8.23031401.89.0cm kg t P k ±=⨯⨯±=∂±=轮σ ∵ 1点受拉，故21/496.8cm kg =σ式中；a 1--翼缘结构形式系数；贴补强板时取a 1=0.9 K 1--局部弯曲系数；查图9得K 1=1.8 P 轮—电动葫芦轮压 P 轮=3140kgt 0= t +δ； t--工字钢翼缘平均厚度，t=2.0cm δ--补强板厚度 δ=1.2cm t 02=(2+1.2)2=10.24cm 2图9局部弯曲曲线图图8中1点纵向（yz 平面内）局部弯曲应力σ2由下式计算222212/165.5.2303146.09.0cm kg t P k =⨯⨯=∂=轮σ 式中；a 1--翼缘结构形式系数；贴补强板时取a 1=0.9K 2--局部弯曲系数；查图9得K 2=0.6 P 轮—电动葫芦轮压 P 轮=3140kgt 0= t +δ； t--工字钢翼缘平均厚度，t=2.0cm δ--补强板厚度 δ=1.2cm t 02=(2+1.2)2=10.24cm 2图8中2’点纵向（yz 平面内）局部弯曲应力σ3由下式计算 222323/183.9.2303144.05.1cm kg t P k =⨯⨯=∂=轮σ式中；K 3-局部弯曲系数；查图9得K 3=0.4; a 2--翼缘结构形式系数；贴补强板时取a 2=1.5 3.主梁跨中断面当量应力计算图8中1点当量应力σ当1由下式计算2222122211/151********.5496.81538165.5496.8cm kg =+-++=+-++=）（）（）（）（当χχσσσσσσσ ∵1517kg/cm 2<σ许 =＜1754 kg/cm 2 ∴符合要求 图8中2’点当量应力σ当2’由下式计算σ当2’=σx +σ3=1538+183.9=1721.9 kg/cm 2<σ许 =1754 kg/cm 2 ∴符合要求三、刚度计算LD 1型电动单梁桥式起重机应对主梁的垂直静刚度和水平静刚度进行验算，并必须符合要求。

而对动刚度一般可不验算，只有在使用上提出特殊要求时，如高速运行或精确安装的起重机，尚需验算动刚度。

1.垂直静刚度计算1000s[f]48EJx Ps f 3=≤= 式中；f--主梁垂直静挠度 （cm ）P--静载荷 P=G n +G 葫=32000+2500=34500（kg ） S —跨度 S=1640cmE —材料弹性横量，Q235钢的E=2.1×106 kg/cm 2 j x --主梁跨中断面垂直惯性矩 (cm 4) j X =875218.8cm 4[f]-- 许用垂直静挠度（cm ）；按GB/T3811-2008中等定位精度特性起重机取[f]= S/750=1640/750=2.19 cmcm cm 2.19750s [f]1.72875218.8101.24816403450048Ejx Ps f 633==≤=⨯⨯⨯⨯==∵1.72cm ≤2.19cm ∴符合要求2.水平静刚度计算f 水= 2000S][f 48EJy S P 水3/=≤ 式中；f 水--主梁水平静挠度 （cm ）P ′-- 水平惯性力（kg ） P ′= P/20=34500/20=1725kgj y --主梁跨中断面水平惯性矩 (cm 4) j y =132319.02cm 4[f 水]--- 许用水平静挠度（cm ）；取[f 水]= S/2000=1640/2000=0.82cmf 水= cm S P 57.0132319.02101.2486401172548Ejy `633=⨯⨯⨯⨯= ∵0.57cm< 0.82cm ∴符合要求 注：系数201的选取是按p 惯=)(2015.08.9G Gn G Gn a gp +≈⨯+=平 p 惯—水平惯性力（kg ） g —重力加速度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 3. 动刚度计算在垂直方向上的自振周期3.0][2=≤=T KMT π秒 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）M=cm kgs /5.0902*******.035.09801)G (0.5qs g 12=+⨯⨯=+）（葫 g —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/cm K —桥梁在垂直平面内的刚度，cm kg /399946401875218.8101.296S 96Ejx K 363=⨯⨯⨯==E —弹性模量 E=2.1×106（kg/cm 2）jx —主梁跨中断面垂直惯性矩 (cm 4) j X =875218.8cm 4 S —跨度 S=1640cm秒秒3.0][710.0399945.091415926.322=≤=⨯⨯==T K M T π∵0.071秒≤[T]=0.3秒 ∴符合要求四、稳定性计算稳定性计算包括两部分，即主梁“整体稳定性计算和主梁腹板受压翼缘板的局部稳定性计算。