5吨行车计算书

CD1 5 型桥式葫芦设计计算书 一 主要设计型式及参数 1 1 本桥吊主梁由钢板 5 1020mm 压延成形的 U 形槽钢 再与 工字钢焊接成箱形实腹板梁 横梁也是用钢板压延成 U 形槽钢再焊 接成箱形 与主梁之间用螺栓 45 连接 起升机构与小车运行机 构用 CD1型电动葫芦 大车采用分别驱动 制动靠锥形制动电机来 完 图 样 标 记 南 京 市起重设备机械厂 文 件号处 数 设 计 主 任 设计 校 核 描 图 标 记 日 期 标 准 审查 审 核 会 签 签 字日 期 比 例 共 2 张第 1 张 重 量 名 称及规格序代 材 数 重 量 单 重总 重 附 620 动 作尺寸 130 100 120 350350300 600 743 1200 580h 75 2150 B 720 200 L2L1 9720 L D10 60 00 L D10 10 10A L D10 20 00A 3 2 1 铭 主 横梁 L D10 40 00A G B5782 86 GB93 87 G B6170 86 L D10 50 00A L D10 30 00A 5 7 6 4 8 9 10 螺 栓M20X70 机 电连接装置 电动 吨 垫圈 螺母M 部 部 部 1 1 1 0 17 Q 3 5t S 17m 0 015 0 06 0 2 部 部 部 成 1 1 1 1 45 65Mn Q235 24 12 12 0 51 1 5t 2 4 0 18 1 44 地 面操纵电器安装 350 123456 L D10 10 90A 16450 23 2 0 240 01565Mn 16 320 06Q2351 92 Q 3 5t S 17m Q 3 5t S 17m L D A型电动单梁起重机 Q 5t L D10 00 00A 总 见 见 见 见 起 重 量 Q t 跨 度 S m 12 9 5 8 7 5 8 5 9 1 0 5 10 1 1 5 11 1 4 5 13 1 2 5 1 3 5 14 1 5 5 15 1 6 5 16 2 2 5 1 9 5 17 起重机 总重G t 最大轮压Rmax t 最小轮压Rmin t 3 59 3 582 54 2 600 43 0 42 3 63 3 62 3 60 2 77 2 71 2 65 0 47 0 46 0 44 3 80 3 78 3 66 3 67 3 652 82 2 88 3 42 3 35 2 91 0 50 0 49 0 64 0 62 0 51 3 85 3 833 52 3 610 69 0 67 3 98 3 89 3 87 4 09 3 74 3 67 0 82 0 73 0 71 4 08 4 06 4 04 4 02 4 004 19 4 27 4 52 4 34 4 42 0 86 0 84 0 92 0 90 0 88 1 074 234 77 6 054 501 34 基 本 尺 寸 mm H1 h L2 L1 W B h1700 2 500 2 000 580 1 380 8 41 5 800900 3 000 2 500 11 00 3 000 3 500 660 1 310 785 1 415 875 820 1 485 1 440 1 400 10 00 技 术 要求 1 制 造 安 装 使 用 等 均 应 符 合 JB T1306 84 2 厂 房 均 应 比 起 重 机 最 高 点 高 200mm 3 本 产 品 规 格 表 示 方 法 如 下 例 起 重 量 5t 跨 度 16 5m 运行速度45m min 工 作 制 A5 表 示 为 LD5 16 5A5 JB 1306 94 4 尺 寸 H1为 起 重 机 最 高 点 至轨道面尺寸 性 能 参 数 表 轨 道 面宽 车 轮 直径 电 源 工 作 级别 起 升 机构 电 动 葫 芦 及 电 动 葫芦 运 行 机构 起 重机 运 行 机构 运 行 速 度 V m min 减 速 比 i 电 动 机 型 号 功 率 Kw 转 速 m min 型 号 起 升 速 度 m min 升 高 m 运 行 速 度 m min 电 动机 10 ZDY21 4 2X0 8 1380 CD1 4 3 3 20 ZDY A3 A5 3相 50Hz 380V 270 40 7 9108 螺 母在外边 A A A A 5 1 2 主要参数 起重量 Q 5 吨 跨度 S 9 72 米 大车行走速度 V运 10 米 分 工作级别 JC 25 电动小车采用 CD15 型电动葫芦 起升速度 V起 8 米 分 起升高度 H 6 米 运行速度 V小车 20 米 分 最大轮压 P葫芦轮压 1520 公斤 葫芦自重 G葫芦 530 公斤 地面操控 二 主梁计算 2 1 主梁断面及参数 主梁强度计算 根据这种主梁结构形式的起重机特点 可以不考虑水平惯性力 对主梁造成的应力 及水平平面内力载荷对主梁造成的扭转应力也 可以忽略不计 主梁计算按二类载荷进行组合 活动载荷因小车两轮距较小按集中 载荷进行计算 因此只需验算梁跨中断面弯曲正应力和跨端断面剪 应力 跨中弯曲正应力包括梁的整体弯曲正应力和小车轮压作用在工字 钢下翼缘引起的局部弯曲应力两部分 组合后进行强度验算 梁的整体弯曲在垂直平面内按简支梁计算 水平内按刚接框架计 算 垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力 4 2 8 式中 y 主梁截面形心到 x 轴的距离 y 325 mm Ix 主梁截面 x x 轴的惯性矩 Ix 794022876 mm4 q 主梁自重的单位载荷 均布载荷 q 132Kg m K 载荷冲击系数 对于此类工况 K 1 1 P Q K G葫芦 Q 额定载荷 Q 5000Kg 动力系数 对于中级别 1 2 所以 1346kg cm2 134 6N mm2 2 工字钢下翼缘局部弯曲应力 2 1 轮压作用点位置及系数 i a c e 式中 i 轮压作用点与腹板表面的距离 c 轮缘同工字钢之间的间隙 c 4mm mm 2 128 13 5 2 57 25 e 0 164R 对于普通工字钢翼缘表面斜度为 1 6 R 葫芦走轮踏面曲率半径 查葫芦样本 R 175 mm 0 164 175 28 7 所以 57 25 4 28 7 32 55 mm 0 568558952 2 2 工字钢下翼缘局部弯 曲应力 左图为局部弯曲系数图 1 点的横向 在 xy 平面内 局部弯曲应力 1 1 1 轮 2 1 1 1 8 15200 15 52 114 2 式中 a1 工字翼缘的结构形式 无贴板时取 1 1 根据左图查的 1 1 1 8 t 30 特厚工字钢翼缘平均厚度 t 15 5 mm 1 点纵向 yz 平面内 的局部弯曲应力 2 1 2 轮 2 35 N mm2 2 式中 k2 0 55 图中 2 点的纵向应力 在 yz 平面内 3 2 3 轮 2 3 25 3 2 式中 结构形式系数 无补贴板时取 2 2 1 K3取 K3 0 4 2 3 主梁跨中当量应力 图中 1 点的当量应力为 当1 2 1 2 2 1 2 符合安全要求 当1 149 75 2 180 2 图中 2 点的当量应力 符合安 当2 2 3 35 2 25 3 2 60 3 2 180 2 全要求 三 主梁的刚度计算校核 单梁起重机的刚度由垂直静刚度和水平静刚度两部分 3 1 主梁的垂直静刚度 3 48 700 55300 97203 48 216 103 794022876 6 16873 700 9720 700 13 8857 满足要求 式中 f 垂直静挠度 p 总载荷 5000 530 55300 E 主梁材料的弹性模量 216 主梁对于 x x 轴的惯性矩 许用静挠度 700 3 2 主梁的水平静刚度 水 3 48 2000 水 2765 97203 48 216000 152511815 1 6058 9720 2000 4 86 满足要求 式 中 水平惯性力 20 50000 5300 20 2765 主梁截面对于 y y 轴的惯性矩 152511815 4 四 稳定性计算 稳定性包括主梁整体稳定性和主梁腹板稳定性及受压翼缘的局 部稳定性 4 1 主梁的整体稳定性 由于本梁的水平刚度较大故不计算主梁的整体稳定性 4 2 主梁腹板的稳定性 由于葫芦小车的轮压作用在主梁的受拉区 所以主梁腹板的局 部稳定性不于计算 4 3 受压翼缘的局部稳定性 本产品主梁是冷弯成形的 U 形槽钢 通过每隔 1 米的横向加强 筋板及斜侧板与工字钢焊接成一体 U 形槽钢的两圆角大大加强上翼缘 的稳定性 所以受压翼缘的局部稳定性可不计算 五 端梁计算 本产品端梁采用钢板冷弯成形 U 形槽钢再焊接成箱梁 端梁通过车 轮将主梁支承在轨道上 端梁同车轮的连接形式是将车轮通过心轴安装在端梁的腹板上 端梁主要计算中央断面 主梁支承处 的弯曲应力和支承车轮处断 面的剪应力及车轮轴对腹板的挤压应力 5 1 车轮距及端梁中央断面 车轮距 满足的要求 2150 1 5 1 7 中央断面 中央断面积 2 300 5 2 210 5 293 10 8030 2 形心位置 1 2 300 5 150 210 5 297 5 210 5 12 5 10 293 156 5 8030 153 68 2 300 153 68 146 32 1 293 10 5 300 5 12 5 210 5 2 120 300 5 227 5 8030 78 2 230 78 152 惯性矩 2 86176476 129 4 2 66876566 981 4 截面模量 1 560752 7 3 2 439977 4 3 5 2 起重机的最大轮压 本行车由 4 个车轮支承 所有的载荷通过这 4 个支承点传到轨道 上 如下图 吊点载荷移至左 右 端极限位置时按 类载荷计算 因此本行吊 的最大轮压在 NA NB 4 1 2 1 4 端 2 轮主 轮驱 1 2 50000 1 1 5300 4 1 2 4010 9720 1 1 1 32 9720 4 1 1 1650 2 1 655 1 1 490 35617 5 34 4 1 2 1 4 端 2 轮从 929 5 N 式中 Q 额定起重量 Q 50000N G 葫芦自重 G 5300N q 主梁单位自重 q 132Kg m 1 32N mm 从动轮装置重量 轮从 轮从 46 460 端梁自重 端 端 165 1650 冲击系数 对无驾驶室的吊车取 1 主动轮装置重量 轮主 轮主 65 5 655 驱动装置重量 轮驱 轮驱 49 490 5 3 最大歪斜侧向力 起重机运行时会出现跑偏 歪斜现像 此时车轮与轨道边缘接产 生垂直与运行方向的侧向力 S 当载荷移到 左 右端极限位置时 最大轮压为 此时的最大侧向力为 35617 5 式中 N 最大轮压 35617 5 对于轮距 K 同跨距之间的比例为之间 可 侧压系数 1 5 1 7 取 所以 0 1 3561 75 5 4 端梁中央断面的合成最大应力为 2 2 式中 K 轮距 2150 端梁中央断面的截面模量 许用应力 由于端梁受力比较复杂 一般计算垂直载荷和 歪斜载荷 因此取 Q235 钢的许用应力 160 2 35617 5 2150 2 560752 7 3561 75 2150 2 439977 4 155 3 2 端梁安全 六 车轮轴对腹板的挤压应力 车轮轴对端梁腹板的挤压应力为 挤 2 挤 式中 端梁的最大轮压 35617 5 车轮轴直径 65 端梁支承腹板厚 15 腹板的许用挤压应力 挤 挤 1150 2 挤 35617 5 2 65 15 18 27 2 挤 安全 七 主梁与端梁联接螺栓受力计算 主梁与端梁采用 6 个 M20 的螺栓联接 如下图 受力分析 所有的垂直载荷由凸缘承受 螺栓只承受起重机运 行时的侧向力和起重机支承反力造成的拉力 其水平载荷惯性力对 其影响可忽略不计 7 1 起重机的歪斜载荷力矩 3561 75 2150 7657762 5 7 2 歪斜力矩对螺栓的拉力 即上图 b 中对螺栓 d 的拉力 1 1 2 5 2 式中 2 5 是考虑螺栓预紧力及螺栓不均布载荷的影响系 数 X 螺栓 d 距离上图 b 中 Y Y 轴的距离 520 每个受拉螺栓距离上图中 Y Y 轴的距离 2 平方之和 1 2 5 7657762 5 520 5202 5202 5202 202 202 202 12254 7 3 起重机反支力对螺栓的力矩 当载荷移动到主梁的一端 取端梁作为受力分离体 其受力如下 图 图中取 C 点为受力平衡点 0 可得 式中 力臂 120 反支力对C点的作用 力矩 受拉螺栓对C点的作用 力矩之和 起重机的最大反支力 35617 5 34929 5 70547 70547 120 8465640 7 4 支承反力矩对螺栓的拉力 2 5 2 式中 2 5 是考虑螺栓预紧力及螺栓不均布载