通用桥式起重机计算书

通用桥式起重机计算书 QD20 5t 17 5m 编制 批准 中国起重机械计算书 2006 年 9 月 12 日 第一部分 主梁设计计算 一 主梁设计计算 1 主要参数 起重量 Q 20 5t 工作级别 A5 跨 度 LK 17 5m 小车总重 Gxc 7598t 2 主梁截面形状尺寸 上盖板 10mm 材料 Q235 B 下盖板 10mm 材料 Q235 B 腹 板 1 10mm 材料 Q235 B 腹 板 2 10mm 材料 Q235 B 腹板间距 b 440mm 腹板高 h0 1100mm 3 主梁截面性质 1 主梁截面面积 S 500 10 2 1100 6 2 23200mm2 2 半个桥架的质量 设加筋肋系数 K 1 1 Gqj K S Lk 1 1 7 85 10 6 23200 17500 3506kg 3 主梁均布载荷集度 q 3506 17500 0 2 kg mm 4 主梁形心位置的确定 X0 226mm Y0 560mm Xmax 560mm Ymax 226mm 5 主梁截面惯性矩的确定 对于 X 轴 Ix 500 103 12 500 10 5052 2 6 10003 12 2 0 44 1010mm4 对于 Y 轴 Iy 10 5003 12 2 1000 63 12 1000 6 2232 2 8 04 108mm4 6 主梁截面对 X 轴 Y 轴的抗弯模数 对于 X 轴 Wxmin Ix Xmax 0 44 1010 560 7 86 106mm3 对于 Y 轴 Wymin Iy Ymax 8 04 108 226 3 56 106mm3 4 作用于主梁上的载荷及内力计算 按载荷组合 IIa 计算 桥架重量 Gqj 1 0 Gqj 3506kg 小车重量 Gxc 1 0 Gxc 7598kg 起升载荷 Qq II Qq 1 25 20000 468 25585kg II 取 1 2 水平惯性载荷 Pgy 不考虑 1 小车轮压的计算 Bx 2600mm b1 1231mm b2 1329mm P1 Qq 2 b2 Bx Gxc 4 代入相应数值 8438kg P2Qq 2 b1 Bx Gxc 4 代入相应数值 7956kg 2 当四轮小车作用于桥架时 主梁最大的弯距截面处距 A 点的距离 X p1 p2 1 Bx Lk qLk 2 p1 p2 Lk q 代入相应数值 3 由垂直载荷在主梁上产生的最大弯矩为 Mcmax p1 p2 1 Bx Lk qLk 2 2 p1 p2 Lk q Mg 代入相应数值 1 004 108 kg mm Mg RaX 有固定集中静载荷 操纵室 Gc 运行机构 Gy 电气设备 Gd 在主梁应力最大截面处产生的弯距 Mg RaX 3 1 107kg mm Ra 由操纵室 运行机构 电气设备的重量产生的支反力 Gc 1500kg L1 2100mm Gc 1204kg L1 800mm Gc 1771kg L1 5000mm Ra Gc Lk L1 Gy Lk Gd Lk 2 Lk 代入相应数值 3789kg 4 当 p1 作用于 A 点处时 A 端最大切力 Vamax p1 p2 1 Bx Lk Ra 代入相应数值 22506 97kg 按载荷组合 IIb 计算 桥架重量 Gqj KII Gqj 3856 6kg 小车重量 Gxc KII Gxc 8358kg 起升载荷 Qq KII Qq 22515kg KII取 1 1 水平惯性载荷 Pgy 按 Pgymax考虑 1 小车轮压的计算 Bx 2600mm b1 1231mm b2 1329mm P1 Qq 2 b2 Bx Gxc 4 代入相应数值 7844kg P2Qq 2 b1 Bx Gxc 4 代入相应数值 7419kg 2 当四轮小车作用于桥架时 主梁的最大弯距截面处距 A 点的距离 X p1 p2 1 Bx Lk qLk 2 p1 p2 Lk q 代入相应数值 8275mm 3 由垂直载荷在主梁上产生的最大弯矩为 Mcmax p1 p2 1 Bx Lk qLk 2 2 p1 p2 Lk q Mg 代入相应数值 1 01 108kg mm Mg RaX 有固定集中静载荷 操纵室 Gc 运行机构 Gy 电气设备 Gd 在主梁应力最大截面处产生的弯距 Mg RaX 3 45 107kg mm Ra 由操纵室 运行机构 电气设备的重量产生的支反力 Gc 1500kg L1 2100mm Gc 1204kg L1 800mm Gc 1771kg L1 5000mm Ra Gc Lk L1 Gy Lk Gd Lk 2 Lk 代入相应数值 3789kg 考虑冲击系数影响 Ra KII Ra 1 1 3789 4167 9kg 3 桥架运行产生的水平惯性载荷在两主梁上平均分布 当正常制动时 作用在每根主梁上的弯距为 Ms 0 8 Mcmax aqj g 代入相应数值 0 8 1 01 108 0 2 9 8 1 65 106kg mm 当猛烈制动时 Ms将增加一倍 Msmax 2 Ms 3 3 106kg mm 5 主梁强度效核 对本起重机主梁均按 类载荷进行强度计算 Q235 B 设计许用应力 a II 1600kg cm2 剪切许用应力 r II 900kg cm2 挤压许用应力 ajy II 1700kg cm2 1 按载荷组合 IIa 计算 IIa amax Mcmax Wxmin 代入相应数值 1 004 108 7 861 106 12 77kg mm2 1378kg cm2 a 当 p1 作用于 A 点处时跨端腹板剪应力 r0最大 r0 Vmax 0 7hlf 22506 97 0 7 6 650 20 2 4 253 kg mm2 425 3 kg mm2 r 强度校核通过 6 主梁的刚度校核 1 主梁静刚度计算 Fmax p1 Lk3 1 a 1 6 2 48Eix f 其中 a p2 p1 1 6745 7131 0 946 Bx 2600mm b1 1231mm b2 1329mm P1 Qq 2 b2 Bx Gxc 4 代入相应数值 Qq 20468kg Gxc 7598kg 7131kg P2Qq 2 b1 Bx Gxc 4 代入相应数值 6745kg Bx Lk 2600 17500 0 1486 Bx 小车轮距 f 1 1000Lk 17 5mm f 7131 175003 1 0 946 1 6 0 14862 48 2 1 104 0 44 1010 15 69mm f 主梁静刚度通过 二 起升机构计算 1 主起升机构计算 1 主要参数 工作级别 M5 起升载荷 Qq 20000 468 20468kg 吊钩重量 q 468kg 滑轮倍率 a 4 起升速度 V 9 12m min 2 选用钢丝绳型号 钢丝绳所受拉力 S Qq 2a 20468 2 4 0 97 2637 6kg 0 97 钢丝绳破断拉力 Sp Sp ns s 6 2637 6 15825 6kg Ns 6 Sp 0 85 so So 18618 4kg 结果 选钢丝绳型号 6W 19 17 5 155 钢丝绳破断拉力 So 19850Kg 钢丝绳直径 ds 17 5mm 卷筒计算直径 Dj el ds 25 17 5 437 5mm el 25 取标准卷筒系列 Dj 500mm Djs 500 17 5 517 5mm 起升速度 3 电动机的选择 按静功率初选电动机 Nj Qq v 6120 20468 9 12 6120 0 9 33 89kw 0 9 电动机额定功率 Ne kg Nj 考虑惯性力的影响 kg 0 7 0 7 33 89 23 72kw 选用电机型号 YZR225M 8 25 电机额定功率 Ne 26kw 电机转速 nz 708rpm 4 减速机的选择 计算减速机速比 i 3 14 nz Djs a v 40 17 取标准速比 i 40 17 v1 nz 3 14 Djs a i 9 13 v1 v v 100 0 1 10 起升速度验算在误差范围内 按疲劳计算减速机 Nhs hs Ne25 1 05 26 27 3kw hs 1 05 强度校核 按输出扭矩 Tmax S Djs 2637 6 0 5175 1318 8kg m 考虑动力系数的影响 II 1 45 考虑动力系数的影响 II 1 45 Tmax 1912 3kg m 最大径向力校核强度 Rmax 2s Njt 2 3202 5kg 考虑动力系数的影响 II 1 45 Rmax 4644kg 减速机型号 ZQ650 速比 40 17 I 40 17 时减速机容许输入功率 29kw 输出轴容许最大扭矩 5950kgm 最 大径向载荷 9250kg 验算合格 5 制动器的选择 支持载荷所需的制动力矩 Mz Mz ns Qq Djs 2a i 1 75 20468 0 5175 0 9 2 4 31 5 66 2kg m 662N m Mez Mez 取 1600N m Ns 1 75 0 9 Mez 制动器额定制动力矩 制动器型号 YWZ 400 制动力矩 1 1600 N m 6 卷筒计算 Dj 500mm 0 5m Djs 517 5mm 0 5175m 查取绳槽节距 P 20mm Dn 456mm Dj Dn 2 22mm 起升高度 H 16m 安全圈数 L1 n P 40mm 安全圈数 n 不小于 2 取 2 固定钢丝绳 2L2 2 3 P 120mm 光滑面 L光滑 120mm 螺旋槽部分 2L0 2a H P 3 14 Djs 1575 卷筒长度 L 2L0 L1 2L2 L光滑 1575 40 120 120 1855mm 考虑两端留有一定的退刀余量取 L 2000mm 卷筒压应力验算 y II S P 1 Dj 1 0 1 45 2637 6 22 20 1 10 500 9 05kg mm23D 1500 故需验算弯曲的影响 1 Mw W y y y1 II S L L光滑 2 0 1 Dj4 Dn4 Dj b 5 b 5 II S P 1 Dj 3 95 kg mm2 1 b 25 kg mm2 1 b 5 5 kg mm2 卷筒受合成拉应力验算合格 2 参照主起升的计算过程副起升机构计算 副起升机构 1 主要参数 工作级别 M5 起升载荷 Qq 5000 102 5102kg 吊钩重量 q 102kg 滑轮倍率 a 2 起升速度 V 19 7m min 2 选用钢丝绳型号 钢丝绳所受拉力 S Qq 2a 5102 2 2 0 99 1288 4kg 0 99 钢丝绳破断拉力 Sp Sp ns s 5 5 1288 4 7086kg Ns 5 5 Sp 0 85 so So 8336 7 4kg 结果 选钢丝绳型号 6W 19 13 5 155 钢丝绳破断拉力 So 11500Kg 钢丝绳直径 ds 13 5mm 卷筒计算直径 Dj el ds 25 13 5 337 5mm el 25 取标准卷筒系列 Dj 400mm Djs 400 13 5 413 5mm 3 电动机的选择 按静功率初选电动机 Nj Qq v 6120 5102 19 7 6120 0 9 18 24kw 0 9 电动机额定功率 Ne kg Nj 考虑惯性力的影响 kg 0 8 0 8 18 24 14 6kw 选用电机型号 YZR180L 6 25 电机额定功率 Ne 17kw 电机转速 nz 946rpm 4 减速机的选择 计算减速机速比 i 3 14 nz Djs a v 31 53 取标准速比 i 31 5 v1 nz 3 14 Djs a i 9 13 v1 v v 100 0 1 10 起升速度验算在误差范围内 按疲劳计算减速机 Nhs hs Ne25 1 05 26 27 3kw hs 1 05 强度校核 按输出扭矩 Tmax S Djs 2637 6 0 5175 1318 8kg m 考虑动力系数的影响 II 1 45 考虑动力系数的影响 II 1 45 Tmax 1912 3kg m 最大径向力校核强度 Rmax 2s Njt 2 3202 5kg 考虑动力系数的影响 II 1 45 Rmax 4644kg 减速机型号 ZQ500 速比 31 5 I 31 5 时减速机容许输入功率 29kw 输出轴容许最大扭矩 5950kgm 最大 径向载荷 9250kg 验算合格 5 制动器的选择 支持载荷所需的制动力矩 Mz Mz ns Qq Djs 2a i 1 75 5102 0 5175 0 9 2 4 31 5 21 2kg m 212N m Mez Mez 取 800N m Ns 1 75 0 9 Mez 制动器额定制动力矩 制动器型号 YWZ 200 制动力矩 1 800 N m 三 小车运行机构计算 1 主要参数 起升载荷 Qq 20468kg 小车自重 G 7598kg 车轮直径 D 35cm 轴承直径 d 10cm 电机数目 m 1 运行速度 V 44 2m min 2 阻力的计算 摩擦阻力 Pmmax Qq G 2u df D Kf 代入相应数值 384 9kg Kf 1 6 Kp 0 002 u 0 05 f 0 02 d 10 D 35 Pmmax 2u df D 240 6kg 坡度阻力 Pp Qq G Kp 代入相应数值 56 1kg Kp 0 002 Pj Pmmax Pp 441kg 3 满载运行时电机静功率 Nj Pj v 6120 441 44 2 6120 0 9 3 54kw 由于起动加速过程惯性力的影响 电动机的应选功率为 N Kg Nj 1 1 3 54 3 89kw Kg 1 1 选用电动机型号 YZR132M2 6 25 电机额定功率 Ne 4kw 电机转速 nz 900ypm 4 减速机的计算 速比计算 i 3 14 nz D v 22 38 取标准速比 i 22 4 v1 nz 3 14 D i 44 16rpm v1 v v 100 0 1 10 运行速度验算在误差范围内 按疲劳计算减速机 Nhs hs Ne25 1 4 4 5 26kw G G Qq 7598 7598 20648 0 27 0 3 查取修正系数 0 94 按强度计算减速机输出轴上的最大扭矩 Mmax hs Me25 i 2 3 975 4 900 22 4 0 9 200 9kgm 选用减速机型号 ZSC 400 速比 22 4 i 22 4 时减速机容许输入功率 2 8kw 验算合格 5 制动器的选择 所选制动器应使起重机在满载 下坡情况下停车 所需制动力矩 Mz Ms 1 tz 1 2 GD n m 375 0 975 Qq G v2 n Ms pjs D 2i 184 5 0 35 0 9 2 22 4 1 297kg Pjs Pp Pmmin 184 5kg GD2 0 28kgm2 v 0 74m sec n 900 tz 取 5sec Mz 1 297 3 13 1 84kgm 18 4n m 选用一台制动器 选用制动器型号 YWZ 200 25 制动力矩 200N m 三 大车运行机构计算 机构按跨度分为两种 跨度 22 5m 为第一种 22 5m 为第二种 参数按 22 5m 时取 1 主要参数 起升载荷 Qq 20468kg 小车自重 G 40329kg 车轮直径 D 60cm 轴承直径 d 10cm 电机数目 m 2 运行速度 V 75 27m min 2 阻力的计算 摩擦阻力 Pmmax Qq G 2u df D Kf 代入相应数值 547 2kg Kf 1 5 u 0 08 f 0 02 Pmmax 2u df D 364 8kg