LD20单梁计算书Word文档格式.docx
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吨
20
2
操纵形式
/
地操
3
运行机构
运行速度V运
米/分
4
电机型号
ZDY1-100L-4
5
功率N
千瓦
2×
3.0
6
转速n
转/分
1380
7
起升机构
电动葫芦型号
HC
8
起升速度V起
3.5
9
起升高度H
米
10
工作级别
A3
11
电源
380V
12
车轮直径
mm
370
13
轨道面宽
70
14
跨度L
m
22.5
15
起重机最大轮压
t
15.1
16
起重机总重
kg
8930
17
基本参数
H1
1275
18
H2
1050
19
H3
1500
C1
1830
21
C2
1230
22
K
3500
23
B
3000
三．主梁截面几何尺寸
根据实际设计出LD20t-22.5电动单梁主梁实际尺寸，查机械设计手册，得40b普通工字钢（GB706-1998）的尺寸参数：
=400㎜；
=144㎜；
=16.5㎜；
=73.8㎏/m；
=94.1cm
；
=22780cm
=692cm
。
LDA20t-22.5电动单梁截面尺寸，如图3-1；
主梁截面3-1
3.1主梁截面面积：
F=65×
1＋95×
0.6×
2＋37.6×
2＋94.1＋11.4×
1.2＋3×
=339cm
3.2主梁断面水平型心轴x－x位置
=
式中，
—各部分面积行心对x-x的静距之和（cm
）;
—主梁断面的总面积;
=65×
1×
（150＋1.2－0.5）＋95×
（150.2－95÷
2）×
2＋94.1×
21.2＋11.4×
1.2×
0.6＋2×
【37.6×
0.6（cos43×
37.6＋24＋1.2）】
=
=76㎝
=150＋1.2—76
=75.2㎝
3.3主梁惯性矩
3.3.1.垂直惯性矩计算：
=
＋
＋65×
0.1×
＋2×
95×
＋22780＋
＋11.4×
=986670
3.3.1水平惯性矩计算
=2×
=141766
四，主梁强度校核
根据这种结构形式的起重机之特点，可以不考虑水平惯性矩对主梁造成的应力，以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切力。
跨中断面弯曲正应力包括梁的整体弯曲应力和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。
梁的整体弯曲在垂直平面内按简支计算，在水平平面内按钢接框架计算。
如图4-1
主梁受力按简支分析图4-1
4.1.垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力
（
）（
）
式中；
P=
其中Q—额定起重量Q=20000kg;
—电动葫芦自重，
=2450kg;
—动力系数，对于中级工作类型
=1.2;
—冲击系数，对操纵室操纵时
=1.1;
—主梁下表面距断面形心轴X-X的距离，
=76cm;
—主梁跨中断面对轴x-x的惯性矩，
=986670
;
—主梁单位长度重量，（kg/m）
=1000·
·
γ+
，式中F--主梁断面的总面积；
=0.0339㎡
γ—材料比重，对钢板γ=7.85㎏/
—主梁横加筋板重量所产生的均布载荷
=0.107kg/㎝
=1000×
0.0339×
7.85＋0.107=2.768kg/
=1229㎏/
4.2.主梁工字钢下翼缘局部弯曲计算
（1）计算轮压作用点位置i及系数ξ
i=a+c-e
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=0.4cm
=6.575㎝
对普通工字钢GB706-65<
普通热扎工字钢>
，翼缘表面斜度为1/6
R--电动葫芦走轮踏面曲率半径；
可从电动葫芦样本查得；
=17.2cm
=0.164×
17.2=2.82
i=6.575+0.4-2.82=4.12
ξ=i/a=4.24÷
6.575=0.64
（2）工字钢下翼缘局部弯曲应力计算；
-翼缘结构系数，贴补强板时取
=0.9
=局部弯曲系数，查局部弯曲系数图，得
=1.9
其中，t工字钢翼缘平均厚度；
t=1.65㎝
-补强板厚度，
=1.2㎝
=2.85㎝
-正常工作起重机车轮的轮压
-车轮的许用轮压
-车轮或滚轮的踏面直径
-车轮或滚轮与轨道承压面的有效接触宽度
-计算系数
查3811-2008车轮与滚轮的许用比压，根据车轮材料为45号钢，抗拉强度为600N/
，得，
=5.
－0.63=2.66㎝
=1.07×
1.09=1.67
根据3811-2208车轮转速系数
和车轮直径、运行速度与转速系数
，查的；
=803㎏
=169
（3）局部弯曲应力σ2由下式计算
K2-局部弯曲系数；
查部弯曲系数图得K2=0.6
=53
（4）K3-局部弯曲系数；
查部弯曲系数图得K3=0.4;
--翼缘结构形式系数；
贴补强板时取
=1.5
=59
3.主梁跨中断面当量应力计算
当量应力
1由下式计算
－
×
=1206
＜
=1700
，由下式计算；
=1229＋53
=1282
综上可知；
主梁强度满足条件。
五.刚度计算
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。
5.1.垂直静刚度计算
--主梁垂直静挠度（cm）
--静载荷（kg）
—跨度
=2250cm
--主梁跨中断面垂直惯性矩（
--许用垂直静挠度（cm）；
取
=L/700=2250/700=3.21cm
=2.5㎝＜
=3.21cm，满足要求；
5.2.水平静刚度计算
--主梁水平静挠度（cm）
--水平惯性力（kg）
=P/20=22450/20=1122.5kg
--主梁跨中断面水平惯性矩,
=141766
--许用水平静挠度（㎝）；
=L/2000=1650/2000=0.83cm
=0.87㎝＜
㎝,符合要求；
5.3.动刚度计算
在垂直方向上的自振周期
≤
T--自振周期（秒）
--起重机和葫芦的换算质量，
=1/g（0.5gLk+G）式中；
g--重力加速度，g=980cm/秒；
--主梁均布载荷，
=2.66kg/cm；
--跨度，
=2250cm；
G--电动葫芦自重，
=2450kg；
=5.5㎏/
=2561㎏/
=0.29＜
六，稳定性计算
6.1．主梁整体稳定性计算
稳定性计算包括主梁整体稳定性计算和腹板，受压翼缘板局部稳定性计算。
由于本产品主梁水平刚度较大，故可不进行整体稳定性计算
6.2主梁腹板的局部稳定性
由于葫芦小车的轮压作用在梁的受拉区，所以，主梁腹板的局部稳定性不予计算。
6.3受压翼缘板局部稳定性
由于本产品主梁是箱形组焊结构，通过每隔一米间距的横向加筋板及斜侧板同工字钢组焊成一体，上盖板与腹板角焊缝都将大大加强上翼缘板稳定性。
所以，受压翼缘板局部稳定性可不计算。
七，端梁计算
本产品的端梁结构采用钢板冷压成U行槽，再组焊成箱形端梁。
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端部腹板上。
端梁应验算中央断面（支承主梁处断面）的弯曲应力和支承在车轮处断面的剪应力；
还应验算车轮轴对腹板的挤压应力。
如图7.1
端梁示意图7.1
7.1轮距的确定
即
）,K取3米。
7.2端梁断面尺寸
根据系列产品设计资料，初步给出端梁断面尺寸，如图7.2
中央断面图7.2
7.2.1.断面总面积
F=26×
0.8×
2＋（45-1.6）×
0.6=93.68
7.2.2.形心位置
=22.5㎝
45-22.5=22.5cm
7.2.3.断面惯性矩
=
＋26×
=28495
＋43.6×
=8420
7.2.4．断面模量
1266
7.2.5起重机最大轮压
1.一般单梁起重机是由四个车轮支承的，起重机的载荷通过这些支承点传到轨道上。
起重机支撑反力作用图7.3
7.3．起重机最大轮压的计算
带额定载荷小车分别移动到左、右两端极限位置时，按第
类载荷计算最大轮压。
当载荷移动到左端极限位置时，
=
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