LD型電動單梁起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書LD10t-13.52m-10m股份有限公司2012.6.16一、起重機(jī)的總體要求與已知參數(shù)額定起重量:Q==10000kg葫蘆自重：=1098kg跨度:L=13.52m起升速度:小車運(yùn)行速度:大車運(yùn)行速度:起重機(jī)工作級別：A4二、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電機(jī)選擇（1）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)靜阻力：大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)靜阻力起重量，取10t大車自重，取4.51t靜阻力系數(shù)，查表取0.009（2）大車慣性阻力大車起動時的慣性阻力k考慮旋轉(zhuǎn)件的慣性阻力系數(shù)，k取1.2起動平均加速度大車起動加速度額定運(yùn)行速度,（3）風(fēng)阻力室內(nèi)用風(fēng)阻力不計(jì)（4）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動機(jī)功率大車電機(jī)功率按靜阻力計(jì)算的靜功率按慣性阻力計(jì)算的功率2、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速機(jī)選擇：R車輪直徑：270mmn電動機(jī)轉(zhuǎn)速i機(jī)構(gòu)傳動比按減速機(jī)、電機(jī)樣本選取LDA，58.95ZDY（D）22-4/1.5kW三、主梁設(shè)計(jì)計(jì)算1、主梁斷面幾何特性LD10-13.52m的斷面如右圖所示：計(jì)算得主梁斷面慣性矩為：Ix=2224147663.108Iy=419499208.1272、主梁強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)此種梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主梁強(qiáng)度計(jì)算按第Ⅱ類載荷進(jìn)行組合。如下圖所示:垂直載荷在下翼緣引起的彎曲正應(yīng)力式中P——電動葫蘆在額定起重量下的總輪壓，N——起重量N，=10t=100000N；——電動葫蘆自重，N，=10760N；——動力系數(shù)，按第二類載荷組合取=1.2；——沖擊系數(shù)，取=1.1；——主梁整體彎曲應(yīng)力，；——主梁下表面距截面形心軸的距離，=455.5；——梁跨中截面對軸的慣性距，；——司機(jī)室重量，N，本車無司機(jī)室，=0；——司機(jī)室重心至支承的距離，；L——梁的跨度，；L=13520q——主梁單位長度重量，。q=2424×9.8÷13520=1.76N/mm故：滿足設(shè)計(jì)要求主梁工字鋼下翼緣局部彎曲應(yīng)力計(jì)算工字鋼采用30t工字鋼，輪壓作用點(diǎn)i及輪壓作用點(diǎn)位置比值ξi=a+c-ea=(b-d)/2=(12.8-1.2)/2=5.8cmc=0.4cme=0.164R=2.739cmi=3.46cmξ=i/a=0.60（1）工字鋼根部點(diǎn)1由下翼緣在平面內(nèi)及平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力分別為，（2）作用在點(diǎn)2下表面由翼緣在平面內(nèi)及平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力分別為，（3）靠近自由端的點(diǎn)3由翼緣在平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力為式中，、、、、——由輪壓作用點(diǎn)位置比值ξ決定的系數(shù)（圖4-3-7）*起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊.中國鐵道出版社2001版第599頁，下同*P——電動葫蘆一個車輪的最大輪壓，N；取P=13750Nt——距邊緣處的翼緣厚度，mm；t=20mm由圖4-3-7查得=0.55、=0.1、=0.3、=0.78、=0.61故合成應(yīng)力計(jì)算（1）工字鋼下翼緣上表面點(diǎn)1的合成應(yīng)力為（2）工字鋼下翼緣下表面點(diǎn)2的合成應(yīng)力為（3）工字鋼下翼緣靠近自由端的點(diǎn)3的合成應(yīng)力為式中——主梁整體彎曲應(yīng)力；0.9——考慮工字鋼下翼緣因磨損而減弱的系數(shù)。滿足設(shè)計(jì)要求由于主梁高寬比為2.22，小于3，所以不必進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。3、剛度計(jì)算主梁垂直靜剛度計(jì)算fc=PL3/48EJxP=10000+1098=11098(kg)fc=11098×13523÷(48×2.06×106×222414.8)=1.25cm≤[fc]=L/750=1352/750=1.8(cm)滿足設(shè)計(jì)要求結(jié)論：該結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。四、主端梁連接計(jì)算LD10t-13.52m的主端梁連接螺栓采用單邊8個，總共為16個M24,8.8級的高強(qiáng)度螺栓。高強(qiáng)度螺栓的承載力最大拉力驗(yàn)算T==單栓承載力[N]=0.7P=T<[N],故驗(yàn)算通過。抗剪力計(jì)算單栓抗剪力式中：——一個高強(qiáng)度螺栓的抗剪許用承載力，N；m——連接結(jié)構(gòu)中傳力摩擦面數(shù)；f——摩擦系數(shù)。P——高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力，NT——每個高強(qiáng)度螺栓在軸線方向所受的平均外拉力，此外拉力不應(yīng)大于預(yù)拉力P的70%，N.則：每個螺栓承受的力F=kNF<,故滿足要求。五、鋼絲繩受力計(jì)算所選鋼絲繩的整繩最小破斷拉力應(yīng)滿足：式中：F0——鋼絲繩的整繩最小破斷拉力，單位為kN;S——鋼絲繩最大工作靜拉力，單位為N；N——鋼絲繩的最小安全系數(shù)，由設(shè)計(jì)規(guī)范，M4時，n=4。10t葫蘆為4/2出繩，吊鉤上有4根繩承載受力，則S=10÷4×9.8=24.5kN則10t葫蘆所用鋼絲繩型號為15NAT-6×37-FC1670ZS，鋼絲繩最小破斷拉力為141kN>F0=98kN故所選用的鋼絲繩能夠滿足使用。LD10T-13.52M全變頻起重機(jī)元件計(jì)算說明1、整車功率大小起升電機(jī)功率13KW1臺電流30A大車電機(jī)功率1.5KW2臺電流4.3A/臺共8.6A小車電機(jī)功率0.8KW2臺電流2.4A/臺共4.8A整車功率34.6KW電流43A2、變頻器的選用2.1起