扁担梁设计(无偏心)

1、 200吨扁担梁1.1扁担梁： 扁担梁图 扁担梁局部图1.2、卸扣与扁担梁组装图 卸扣与扁担梁组装及卸扣的角度情况图1.3扁担梁工作中可能出现的3种受力情况图1.4.力的大小 : 扁担梁承载200吨时：F1=F2=100t，Q1，Q2，P1，P2在扁担梁上部钢丝绳的夹角为600 ，扁担梁下部钢丝绳与垂直线的夹角按80：力最大值为： Q1=100t/cos30=115.5t ,P1=100*tg30=57.8t， Q2=100*cos8=101t ， P2=100*tg8=14.1 t1.5、299，厚20，长6000的无缝钢管的相关参数（1）、面积：A=*（29.9/2）2-*（25.9/2）

2、2=175.212cm2（2）、惯性矩；Iy=Iz=（/64)*(29.94-25.94)=17135.9526cm4 (3)、抗弯截面惯性模量：W=（*D3/32)*(1-d4/D4)=Iy/（D/2） =Iy/（29.9/2）=1146.217cm3 式中D-钢管外经，d钢管内径（4）、惯性半径：i=(Iy/A)1/2=9.9cm1.6、相关钢材的参数A3： s= 240MPa=2449Kg/cm2 = p=1400Kg/cm2 =950Kg/cm216Mn: s= 295MPa=3010Kg/cm2 =p=s/1.7= 1770Kg/cm2 =s/nt=s/2.5=1200Kg/cm24

3、5： s=360MPa2、 299无缝钢管应力验算： 以下计算全部按1.2的动载系数考虑2.1、根据扁担受力图1校核应力：（1） 轴向压力P= P1 =57.8 t 299管轴向压应力：P=1.2*57.8吨/A=395.9Kg/cm2 符合要求（2）、299管子的剪力Ft为：Ft=F1-F2=02.2、根据扁担受力图2校核应力和计算挠度： (1)、 轴向压力= P1- P2=57.8-14.1 t=43.7 t； 299管子轴向压应力：P=1.2*43.7吨/A=300Kg/cm2 (2)、 弯矩（倾翻力矩）： M=1.2*P2*32=Kg.cm 倾翻力矩使管子上方受压，下方受拉。（3）、2

4、99管子弯曲应力：1=M/W=472.3Kg/cm2（4）、 299管子偏心轴向压应力： 在管子上方：P=轴向压应力+弯曲应力 =P+1=300Kg/cm2+472.3Kg/cm2 =772.3Kg/cm2=s/N =1400Kg/cm2，符合要求 (5)、299管弯曲变形最大挠度：fmax=ML2 /（9EI*31/2）=3mmL/1000=6,符合要求 式中E=210GN/M2（6）、299管子的剪力Ft为：Ft=F1-F2=02.3、根据扁担受力图3校核应力和计算挠度（1）轴向压力= P1+P2=57.8 t+14.1 t=71.9t； 299管子轴向压应力：P=1.2*71.9吨/A=

5、492.4Kg/cm2 (2)、弯矩： M=1.2*P2*32=Kg.cm弯矩 M方向与1.5.2的相反，倾翻力矩使管子下方受压，上方受拉。（3）、299管子弯曲应力：1=M/W=472.3Kg/cm2（4）、299管子偏心轴向最大压应力： 在管子下方：P=轴向压应力+弯曲应力=P+1=492.4Kg/cm2+472.3Kg/cm2=964.7Kg/cm2=s/N =1400Kg/cm2，符合要求 （5）、299管弯曲变形最大挠度： fmax=ML2 /（9EI*1.73205）=3.mmL/1000=6,符合要求 式中E=210GN/M2 （6）、299管子的垂直方向剪力Ft为：Ft=F1-

6、F2=02.4压杆稳定性验算 管子尺寸： 299，厚20，长L=6000 （1）.长细比=*L/=1*600/9.9=60.6式中：:长细比:长度系数，查得=1（2）、用欧拉公式验算压杆稳定性：1=(2E/p)1/2100式中：E:弹性模量因（1）中=60.61=100，不适应欧拉公式计算。 （3）、用直线法验算压杆稳定性： 1j=a-b式中：1j为临界压应力， 查的A3钢：a=304MN/M2，B=1.12MN/M2， s=235MN/M2 2=(a-s)/b=（304-235）/1.12=61.6 因（1）中=60.62=61.6，故该压杆属小柔度压杆，可不专门验算压杆稳定性，按轴向压缩强

7、度问题计算及可。 （4）、按折减系数法验算压杆稳定性； 因=60.62=61.6，按一般轴向压缩强度问题计算(以就是上面2.1-2.3的计算）及可，从保守出法仍按折减系数法进行进一步压杆稳定性验算。折减系数法：P/A该扁担还受弯曲应力，梁稳定性验算为：M/W+P/A【】M弯矩Kg*cm W抗弯断面系数cm3 P杆所承受的正压力Kg稳定系数 A截面积cm2根=60.6据查的稳定系数=0.842 扁担受力图1的工况：P/A=395.9Kg/cm20.842 =470.2Kg/cm2【】=1400Kg/cm2符合要求扁担受力图2的工况：M/W+P/A=300Kg/cm2+472.3Kg/cm20.8

8、42 =860.9Kg/cm2【】=1400Kg/cm2符合要求扁担受力图3的工况：M/W+P/A=492.4Kg/cm2+472.3Kg/cm0.842 =1053Kg/cm2【】=1400Kg/cm2符合要求3、吊耳验算吊耳钢材：16Mn3.1吊耳处的剪应力验算：(1)、扁担梁图1-1断面1-1=1.2*F1/（28-9.5）*12+（36-28）*81.6*100*1000/286=419Kg/cm2 =1200Kg/cm2，符合要求（2）扁担梁图3-3断面:3-3=1.2*F1/（28-9.5）*12/2+2*8=944.8Kg/cm2 =1200Kg/cm2，符合要求3.2、吊耳中部

9、的拉应力验算： 因吊耳板最小厚度为80mm,断面80mm厚处的吊板的拉应力最大，即校核扁担梁图2-2断面的拉应力（危险截面拉应力）:L=1.2*Q1/36*8=482Kg/cm2=1770Kg/cm2符合要求3.3吊耳孔的最大挤压应力： P=1.2*Q/d*=1.2*115.5t/9.5*12 =1216Kg/cm2max=M/W法兰=104.6Kg/cm2 故法兰连接螺栓连接螺栓不受预紧力以外的拉力，法兰接合面以不会出现间隙。7.2、连接螺栓拉应力验算： 从安全和保守从发，在不考虑压力P作用下，对减少法兰连接螺栓受力的有利因素，只考虑纯倾翻力矩M=Kg.cm对连接螺栓的影响。 单只螺栓受的最

10、大拉力为： Fmax=M*Lmax/Li2=*17.5/(8*17.52)=3867.4Kg 查的45：s=360MPa，N=3，连接螺栓许用拉应力=s/N=120MPa=1176Kg/cm2连接螺栓拉应力：=Fmax/（D2/4）=855Kg/cm2=120MPa=1176Kg/cm2符合要求 7.3、连接螺栓剪应力验算： 因：F1-F2=0，故法兰垂直方向只受到管子的重力和磨擦力，挤压产生的磨擦力对防止法兰接触面滑动和减少连接螺栓剪应力有利，在这里不考虑有利因素，连接螺栓剪应力效核为： 每节管子的重量取为1000Kg，=1000/16*3.14*（2.4/2）2=14Kg/cm2=360M

11、Pa/4=882Kg/cm2,符合要求7.4、联接法兰的挤压应力：因联接法兰的截面面积和抗弯截面惯性模量都比299管子大，故不再重复计算法兰的挤压应力。联接法兰的挤压应力符合要求。8.焊缝： 焊缝采用角缝和对接焊缝等，焊缝高度和坡口形式按“火力发电厂焊接技术规程（DL/T869-2004）”，部分焊缝焊接前需先按规定打坡口。.8.1焊缝验算： 钢板1与钢板2连接的角焊逢验算： =（1.2Q/1）*/（0.7*L*）=375.2Kg/cm2=1400Kg/cm2符合要求 式中：L-弧长（焊缝长度），L=280 *3.14=879mm Q-扁担上方钢丝绳的拉力115.5吨 -钢板1的厚度20mm 1-整块耳板的厚度1=120mm7.2其他焊缝计算相同（略)9.计算依据：1. 材料力学2、 起重机设计手册3、 火力发