1、電動單梁起重機設計計算書編制：審批：日期：2015年5月綿陽龍廣實業(yè)有限公司10.5.1. 一，LD20t-22.5電動單梁結(jié)構(gòu)特點2二，LD20-22.5主要技術(shù)參數(shù)：3三.主梁截面幾何尺寸43.1主梁截面面積：43.2主梁斷面水平型心軸x-x位置43.3主梁慣性矩53.3.1.垂直慣性矩計算：5水平慣性矩計算5四，主梁強度校核6垂直載荷在下翼緣引起的彎曲正應力6主梁工字鋼下翼緣局部彎曲計算7五.剛度計算10垂直靜剛度計算10水平靜剛度計算10六，穩(wěn)定性計算126.1.主梁整體穩(wěn)定性計算126.2主梁腹板的局部穩(wěn)定性126.3受壓翼緣板局部穩(wěn)定性12七，端梁計算137.1輪距的確定137.2

2、端梁斷面尺寸13斷面總面積14形心位置14斷面慣性矩14斷面模量147.2.5起重機最大輪壓147.3.起重機最大輪壓的計算15八，最大歪斜側(cè)向力16九，端梁中央斷面合成應力17十.主、端梁連接計算1810.1主.端梁連接形式及受力分析18.螺栓拉力的計算18歪斜側(cè)向力矩對螺栓拉力的計算；1810.4.起重機支反力對螺栓的作用力矩1910.5支反力矩對螺栓的拉力19螺栓承受的總拉力N020驗算螺栓強度20一，LD20t-22.5電動單梁結(jié)構(gòu)特點電動單梁起重機是一種有軌運行的輕小型起重機，它實用于起重量1-20噸,適用跨度7.5-22.5米，工作環(huán)境溫度-35C°35C°范圍

3、內(nèi)，常用于機械制造，裝配，倉庫等場所。它的主梁結(jié)構(gòu)由上翼緣板，兩側(cè)腹板,斜蓋板.工字鋼等焊接組成箱形實腹板梁.橫梁用鋼板壓延成U形槽鋼，再組焊成箱形橫梁.主.橫梁之間用高強度螺栓連接而成起升機構(gòu)與小車運行機構(gòu)采用電動葫蘆.大車運行機構(gòu)采用分別驅(qū)動形式.驅(qū)制動靠錐形制動1i7L/巾匚1FL,一甲?L21電機來完成LD20t-22.5電動單梁橋式起重機外形圖如圖1-1所示:電動單梁橋|L三1.主梁2.端梁裝置3.機電連接裝置4.地面操縱電E安裝5.噸位牌裝置6.銘牌裝置7.螺栓8.螺母9.彈性墊圈1.1式起重機外形圖LD20-22.5主要技術(shù)參數(shù)：起重量Q=20噸；跨度L=22.5米；大車運行速度

4、V運=20米/分；工作級別：A3電動小車采用20噸電動葫蘆.葫蘆最大輪壓PnaX=葫蘆起升高度=9米；小車運行速度V=20米/分；電動葫蘆自重G=2450公斤；地操.20噸電動單梁起重機基本技術(shù)參數(shù)序號名稱型號/單位參數(shù)值備注1官重量噸202"縱形式/地操3運行機構(gòu)運彳亍速度V運米/分204電機型號/ZDY-100L-45功率N千瓦2X3.06轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分13807起升機構(gòu)電動葫盧1型號HC208起升速度V起米/分3.59起升高度H米910工作級別/A311電源/380V12車輪直徑mm37013軌道面寬mm7014跨度Lm22.515起重機最大輪壓t15.1160重機總重kg893

5、017基本參數(shù)H1mm127518H2mm105019H3mm150020C1mm183021C2mm123022Kmm350023Bmm3000三.主梁截面幾何尺寸根據(jù)實際設計出LD20t-22.5電動單梁主梁實際尺寸，查機械設計手冊，得40b普通工字鋼(GB706-1998)的尺寸參數(shù)：h=400mm;b=144mm;t=16.5mm;q=73.8kg/m;f=94.1cm;2;Ix=22780CH;ly=692c*。LDA20t-22.5電動單梁截面尺寸，如圖3-1;M梁做：3-13.1主梁截面面積:F=65X1+95X0.6X2+37.6X0.6X2+94.1+11.4X1.2+3X0

6、.6X2=339cm23.2主梁斷面水平型心軸XX位置Fi?YiXyi=-Fi式中，F(xiàn)i?YiX各部分面積彳亍心對x-x的靜距之和(cm3);Fi一主梁斷面的總面積；yi=65X1X(150+1.20.5)+95X0.6X(150.295-2)X2+94.1X21.2+11.4X1.2X0.6+2X【37.6X0.6(cos43X37.6+24+1.2)】=9795.511707.81994.98.22377.8=339=76cmy2=150+1.276=75.2cm3.3主梁慣性矩3.3.1. 垂直慣性矩計算:2Jx=1x+Alxx=荒+65Xo.1X75.52+2X0.695123+2X9

7、5X0.6X28.52+20.6X27.5+2Xcos4337.60.664.52+cos431222780311.41.212+11.4X1.2X74.6=986670cm四，主梁強度校核根據(jù)這種結(jié)構(gòu)形式的起重機之特點，可以不考慮水平慣性矩對主梁造成的應力，以其水平平面內(nèi)載荷對主梁的扭轉(zhuǎn)作用也可忽略不計。主梁強度計算按第U類載荷進行組合。對活動載荷由于小車輪距很小，3.3.1水平慣性矩計算1653+12950.632X+2X95X0.6X29.72+2X0.6X25.6'12sin431233可近似按集中載荷計算。驗算主梁跨中斷面彎曲正應力和跨端斷面剪切力。跨中斷面彎曲正應力包括梁的

8、整體彎曲應力和小車輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應力兩部分，合成后進行強度校核。梁的整體彎曲在垂直平面內(nèi)按簡支計算，在水平平面內(nèi)按鋼接框架計算。如圖4-1uiiin11252250主梁受力按簡支分析圖4-14.1控直載荷在下翼緣引起的彎曲正應力s=¥(少八8)(kg/cm2)Jx48式中；P=Q+KG葫其中Q一額定起重量Q=20000kg;G葫一電動葫蘆自重，G葫=2450kg;一動力系數(shù)，對于中級工作類型=1.2;k一沖擊系數(shù)，對操縱室操縱時k=1.1;yi一主梁下表面距斷面形心軸X-X的距離，=76cm;jx主梁跨中斷面對軸x-x的慣性矩,jx=986670cm4;q主梁單位長

9、度重量，(kg/m)q=1000-F?丫+q',式中F-主梁斷面的總面積；F=0.0339m2丫一材料比重，對鋼板丫=7.85kg/cm3q主梁橫加筋板重量所產(chǎn)生的均布載荷q'=0.107kg/cmq=1000X0.0339X7.85+0.107=2.768kg/cm2=上(PJ?(78762494022502.768.22502(1.18986670(4+=1229kg/cm24.2.主梁工字鋼下翼緣局部彎曲計算計算輪壓作用點位置i及系數(shù)Ei=a+c-e式中；i-輪壓作用點與腹板表面的距離(cm)c-輪緣同工字鋼翼緣邊緣之間的間隙；取c=0.4cm14.41.25=6.575

10、cme0.164R,對普通工字鋼GB706-65A通熱扎工字鋼>,翼緣表面斜度為1/6R-電動葫蘆走輪踏面曲率半徑；可從電動葫蘆樣本查得；R=17.2cme=0.164X17.2=2.82i=6.575+0.4-2.82=4.12E=i/a=4.24-6.575=0.64工字鋼下翼緣局部彎曲應力計算；aikiP輪ai-翼緣結(jié)構(gòu)系數(shù)，貼補強板時取ai=0.9心=局部彎曲系數(shù)，查局部彎曲系數(shù)圖，得Ki=1.9tot其中，t工字鋼翼緣平均厚度；t=1.65cm-補強板厚度，=1.2cmtot=2.85cmP輪kdlcP輪-正常工作起重機車輪的輪壓k-車輪的許用輪壓d-車輪或滾輪的踏面直徑l-車

11、輪或滾輪與軌道承壓面的有效接觸寬度c-計算系數(shù)查3811-2008車輪與滾輪的許用比壓，根據(jù)車輪材料為45號鋼，抗拉強度為600N/mm2,得,k=5.Kpll=wr=b0.63=2.66cm4CCiC2=1.07X1.09=1.67C1C2根據(jù)3811-2208車輪轉(zhuǎn)速系數(shù)G和車輪直徑、運行速度與轉(zhuǎn)速系數(shù)C2,查的；kdlc=803kg10.91.9P輪2.852=169kg/cm(1) 局部彎曲應力C2由下式計算a2k2P輪Is"6局部彎曲系數(shù)；查部彎曲系數(shù)圖得K2=0.60.90.6P輪疽2.852=53kg/cm2K3-局部彎曲系數(shù)；查部彎曲系數(shù)圖得&=0.4;a3-

12、翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)貼補強板時取a3=1.5a3k3P輪0.4P輪'一2.8522=59kg/cm3.主梁跨中斷面當量應力計算當量應力切由下式計算27當當2J1(2s)當當=1692+(531229)2169X(531229)當=1206kg/cm2v=1700kg/cm2當量應力由下式計算；當2=s+3=1229+53=1282kg/cm2v=1700kg/cm2綜上可知；主梁強度滿足條件。五.剛度計算單梁橋式起重機應對主梁的垂直靜剛度和水平靜剛度進行驗算，并必須符合要求。而對動剛度一般可不驗算，只有在使用上提出特殊要求時，如高速運行或精確安裝的起重機，尚需驗算動剛度垂直靜剛度計算f-P

13、Llf_L48EJx700式中；f-主梁垂直靜撓度（cmP-靜載荷（kg）L跨度L=2250cmJy-主梁跨中斷面垂直慣性矩（cm4）f-許用垂直靜撓度（cm）;取f=L/700=2250/700=3.21cm3f224502250482160000986670=2.5cm<f=3.21cm,滿足要求；水平靜剛度計算f水空f148EJy2000式中；f-主梁水平靜撓度（cm）P7K-水平慣性力（kg）P水=P/20=22450/20=1122.5kgJy-主梁跨中斷面水平慣性矩，Jy=141766cm4f-許用水平靜撓度（cm）;取f=L/2000=1650/2000=0.83cmPzk

14、L348EJy32250482160000141766=0.87cm<f1.13cm,符合要求；20005.3.動剛度計算在垂直方向上的自振周期T2nM<T0.3SXK式中；T-自振周期（秒）M-起重機和葫蘆的換算質(zhì)量,M=1/g（0.5gLk+G）式中;g-重力加速度，g=980cm/秒,q-主梁均布載荷，q=2.66kg/cm;L-跨度，L=2250cmG-電動葫蘆自重,G葫=2450kg;M2（0.5qG葫）g=980（°52?662250皿。=5.5kg/cm298EJy=982100000141766=2561k/cm2L32250二，=0.29<T0.3

15、S、K，、六，穩(wěn)定性計算6.1.主梁整體穩(wěn)定性計算穩(wěn)定性計算包括主梁整體穩(wěn)定性計算和腹板，受壓翼緣板局部穩(wěn)定性計算由于本產(chǎn)品主梁水平剛度較大，故可不進行整體穩(wěn)定性計算6.2主梁腹板的局部穩(wěn)定性由于葫蘆小車的輪壓作用在梁的受拉區(qū)，所以，主梁腹板的局部穩(wěn)定性不予計算。6.3受壓翼緣板局部穩(wěn)定性由于本產(chǎn)品主梁是箱形組焊結(jié)構(gòu)，通過每隔一米間距的橫向加筋板及斜側(cè)板同工字鋼組焊成一體，上蓋板與腹板角焊縫都將大大加強上翼緣板穩(wěn)定性。所以，受壓翼緣板局部穩(wěn)定性可不計算。七，端梁計算本產(chǎn)品的端梁結(jié)構(gòu)采用鋼板冷壓成U行槽，再組焊成箱形端梁。端梁通過車輪將主梁支承在軌道上。端梁同車輪的連接形式是將車輪通過心軸安裝在

16、端梁端部腹板上。端梁應驗算中央斷面（支承主梁處斷面）的彎曲應力和支承在車輪處斷面的剪應力；還應驗算車輪軸對腹板的擠壓應力。如圖7.1端梁示意圖7.17.1輪距的確定7.2端梁斷面尺寸根據(jù)系列產(chǎn)品設計資料,7.2中央斷面圖7.2721.斷面總面積F=26X0.8X2+(45-1.6)X2X0.6=93.68cm2形心位置260.844.624.343.422.6 0.80.493.68=22.5cmY245-22.5=22.5cm斷面慣性矩JX=Ix+Alx260.8+26X0.8X22.12+2X120.643.63+260.83&12+26X0.8X0.42=28495cm4+.Jy

17、=1yAly2X0.8263+2X43.60.63+43.6X0.6X12.72X2=842012cm4127.2.4.斷面模量jX28495W上=y122.531266cm=Wt7.2.5起重機最大輪壓1.一般單梁起重機是由四個車輪支承的,到軌道上。起重機的載荷通過這些支承點傳A起重機支撐反力作用圖7.3匚一甲一'7.3.起重機最大輪壓的計算大輪類載荷計算最帶額定載荷小車分別移動到左、右兩端極限位置時，按第壓。當載荷移動到左端極限位置時,Na工上9L11）企）(1.2200001.12450)(1123)2250)1.12.6622501.2308+21.2951.25=13828.

18、9kgqL4G輪主=2236kgNc4A2(1半）KqL4G輪主=2109kg半）KqL4G輪主=15012.5kg其中Q一額定起重量Q=20000kg;G葫一電動葫蘆自重,G葫=2450kg;一動力系數(shù)，對于中級工作類型=1.2;k一沖擊系數(shù)，對操縱室操縱時k=1.1;G端一端梁重量.G端=308KgG車輪一主動車輪裝置重量,G車輪=95KgG車從-從動車輪裝置重量，G車從=70KgG驅(qū)動-驅(qū)動裝置重量,=2.66Kg/cmG驅(qū)動=55Kgq-主梁單位長度重量，qL-跨度,L=2250cmK-輪距，L=300cmK=25cmL=100cm操縱室操縱，當載荷移動到右端極限位置時(QKG)Na(

19、1T)2L2KqLKG端4G輪主41.2951.25=4609.9kgNbtA2(1=8544kgNc=8485kgd.2200001.1沖。旦)1.12.6622501.230822504)KqLKqL4G輪主G輪主G輪主KqL4=5004.2kg電動單梁起重機對操縱室操縱,它的最大輪壓是在當載荷移動到左端極限位置時的從動輪D上，即Nd為最大輪壓。NU=15012.5Kg八，最大歪斜側(cè)向力起重機運行時，由于各種原因會出現(xiàn)跑偏歪斜現(xiàn)象，此時車輪輪緣與軌道側(cè)面的接觸并產(chǎn)生與運動方向垂直的S。如圖8.1o"LT1當載荷移動到左端極限位置時，操縱室操縱時，最大輪壓N=13828.9Kg，并

20、認為N=2，這時最大側(cè)向力Sd=入？N式中N-最大輪壓,N=13828.9Kg入一側(cè)壓系數(shù)。對于輪距K同跨度L比例關(guān)系在K/L=1/51/7之間時，可取八入=0.10Sd=0.1X13828.9=1382.89Kg當載荷移動到右端極限位置時，最大輪壓為2=15012.5Kg并認為Nc=Nb,這時最大側(cè)向力S=?Nb=0.1X15012.5=1501.25Kg九，端梁中央斷面合成應力當載荷移動到右端極限位置時，最大側(cè)向力在輪D上，即SB=1501.25.Kg式中K-輪距,K=300cmWx,WA-端面模數(shù)Wx=1266cmW=1266cmc-許用應力，由于端梁受力較復雜，一般只計算垂直載荷和歪斜

21、側(cè)向力,所以許用應力對Q235BI岡取c=1700Kg/cm2曜洶=15012.53001501.253004126621266=1067kg/cm2vc=1700Kg/cm2符合要求;十.主、端梁連接計算10.1主.端梁連接形式及受力分析本產(chǎn)品主,端梁連接是采用座板和螺栓緊固的結(jié)構(gòu)形式.見圖9.1,±梁兩端同端梁之間各用8條M20螺栓緊固（45鋼）連接.座板和螺栓緊固的結(jié)構(gòu)形式圖10.1受力分析；這種連接型式，可以認為在主.端梁之間，垂直載荷由座板承受,座板將承受擠壓力。此情況下，螺栓主要承受由起重機運行時的歪斜側(cè)向力和起重機之承反力所造成的拉力。一般水平慣性力對螺栓的影響可忽略不計。102螺栓拉力的計算已知參數(shù)：起重量Q=20000Kg跨度L2250cm,起重機運行速度V=20米/分1.起重機歪斜側(cè)向力矩的計算；起重機歪斜側(cè)向力矩為MsS?KS-歪斜側(cè)向力；由前節(jié)計算得S=SB=1501.25.KgK-軌矩,K=3米Ms3X1501.25=4503.75Kg?m10.3歪斜側(cè)向力矩對螺栓拉力的計算對螺栓d拉力Ni2Ni=2.5Ms?X/iX，式中系數(shù)2.5是考慮螺栓預緊力及載荷