32t欧式葫芦小车计算书

32t欧式葫芦⼩车计算书
32t欧式葫芦⼩车计算书
设计计算书编制：
审核：
校核:
公司
2015年3⽉20号
⽬录
⼀、设计计算的依据及技术参数 (3)
⼆、起升机构及附属机构 (4)
三、⼩车运⾏机构及附属机构 (28)
⼀、设计计算依据及技术参数
1、设计计算依据及参考⽂献
[1 ]……起重机设计⼿册 (张质⽂等主编，中国铁道出版社出版)
[2]……起重机设计⼿册（⼤连起重机器⼚编）
[3 ]……起重机设计规范（GB3811-83）
[4 ]……材料⼒学
[5 ]……起重运输机⾦属结构(王⾦诺等主编，中国铁道出版社出版) 2、技术参数
（1）、起重量：32t
（3）、起升⾼度：12m
（4）、⼯作级别：M5
（5）、起升速度：0.8/3.33m/min
（8）、⼩车运⾏速度：20m/min（变频）
（9）、电源：380V、50Hz
（10）、⼩车轨道：宽60mm
（11）、操纵形式：地控
⼆、起升机构 2、1 主起升机构 2、1、1 钢丝绳的计算：
钢丝绳的最⼤静拉⼒：
Z
m Q
S η?=
2 Q ——起升载荷 kg q Q Q 32180180320000=+=+=
m ——滑轮组倍率 6=m
Z η——滑轮组效率，查表3-2-11，取97.0=Z η
N m Q S z 2709397
.0628
.9321802==?=
η
钢丝绳的破断拉⼒：
Sn F ≥0
0F ——钢丝绳的整绳破断拉⼒N
S ——钢丝绳的最⼤⼯作静拉⼒N
n ——安全系数，⼯作级别M5时取n=4.5。

钢丝绳:1+8+8×K26-IWRC 2160镀锌11mm ，抗拉强度2160，镀锌，最⼩破断拉⼒126KN
∴N N Sn F 1260001219195.4270930≤=?=≥
选绳1+8+8×K26-IWRC 2160镀锌11mm 绳径：d=11 mm ，符合使⽤要求。

卷筒组和滑轮直径的确定：
2、 1、3 卷筒直径D （卷筒槽底直径）
()d e D 1-=
D ——卷筒名义直径mm
d ——钢丝绳直径mm mm d 11=
e ——筒绳直径⽐，查表3-3-2，⼯作级别M5时取e=18， ()mm D 18711118=?-= 卷筒的计算直径0D ：mm d D D 198111870=+=+= ∴根据以上计算：取mm D 4040φ=
2、 1、4滑轮直径0D
d e D ?≥0
0D ——按钢丝绳中⼼计算的滑轮直径mm
e ——轮绳直径⽐系数，查表3-2-1，⼯作级别M5时20=e ； d ——钢丝绳直径mm , mm d 11= 22020110=?=?≥d e D ∴取mm D 245φ=
2、 1、5起升电机及减速机选择与校核
起升驱动装置外购德国ABM 公司成熟产品，型号：
TT UL 8/2-Lb4xR 0000/3D160ZFB155/GH4 技术参数：电机功率为5/20Kw(2/8极)，输出速度)8/2min(/2880/710极输⼊r n =，传动⽐602.182=i ；输出扭距Nm T 11974=输出，输出转速min /8.15/9.3r n =输出。

只校核起升动载荷Q P 2φ负
载；因其为成熟产品，不校核电机平均功率与过载能⼒，及制动器性能。

详细起升驱动装置参数见下
表。

校核起升动载荷Q P 2φ负载起升驱动装置输出扭距实输出T
输出实输出T m
D P T Q ≤=
20
2φ
式中实输出T ——实际输出扭距(Nm)
Q P ——额定起升载荷（N ），N kg P Q 3136008.932000=?= 0D ——卷筒计算直径（m ），m D 404.00φ= m ——滑轮倍率，6=m
根据起升速度min /34.3max m v =情况确定起升状态级别为2HC ，确定起升动载系数2φ
起升动载系数2φ式中q v 2min 22βφφ+=
min 2φ——起升动载系数的最⼩值，见表10， 10.1min 2=φ
2β——按起升状态设定的系数，见表10， 34.02=β q v ——稳定起升速度（m/s ）
，s m v q /05.060
614
.38.15404.0==
117.105.034.010.12min 22=?+=+=q v βφφ
Nm Nm m
D P T Q 11974117936
2404
.0313600117.120
2≤==
=
∴φ实输出
∴满⾜葫芦起升使⽤要求
2、1、6 卷筒计算：
图
2、1、6、1卷筒⼏何尺⼨计算：
()32102L L L L L +++=
t n D
H m L
+=00max 0π式中：m ——滑轮组倍率，6=m
max H ——最⼤起升⾼度，mm H 12000
max = 0D ——卷筒卷绕直径，mm D 4040φ= 0n ——安全圈，n=3
t ——绳槽螺距，mm t 5.12=
mm t n D H m L 9.7465.12340414.312000600max 0=
+= +=π mm L 351=
mm L 5.3735.122=?=
mm L 403=
()()mm L L L L L 8.1678405.37359.746223210=+++?=+++= 取mm L 1700=
2、1、6、2强度与刚度计算尺⼨见附图
[]C C p
S A A σδσ≤=max
21
C σ——卷筒壁压应⼒)(MPa
max S ——钢丝绳最⼤静拉⼒)(N ，N S 27093
max = δ——卷筒壁厚)(m m ，mm 23=δ
p ——绳槽节距)(m m ，mm p 5.12=
1A ——应⼒减⼩系数，75.01=A 2A ——多层卷绕系数，12=A
[]C σ——许⽤压应⼒)(MPa ，材质为20钢,[]MPa s
C 1052
210
2
==
=
σσ MPa MPa p S A A C 1058.725
.122327093
175.0max 2
1≤===δσ, 卷筒强度⾜够，当mm D L 1200400317003=?>=>，要计算卷筒弯曲应⼒，对卷筒进⾏刚性计算，起升上极限时，卷筒弯曲应⼒最⼤，校核其刚度。

见受⼒图
()
5000
432422max
l EI pal f ≤-=α式中 max f ——最⼤挠度)(m m
p ——集中载荷)(N ，N p 27093
= E ——弹性模量)(Mpa ，206000=E
I ——截⾯惯性矩)(4
mm ，()()
444444855176006435440014.364
mm d D I =-?=
-=
π
α——的⽐值与L a ，48.01700
815
1700815==
==αmm ，mm ，m a ()()
mm mm EI pal f 85.02000
1700056.048.043485517600206000241700815270934324222
2max
=≤=?-=-=α∴卷筒刚度⾜够
2、2 起升级附属机构
见结构图
2、2、1卷筒⽀撑法兰强度与刚度校核
尺⼨见附图
卷筒⽀撑法兰截⾯简图与性能参数 A ⾯载⾯垂直X ⾯载⾯惯性距4284023437m m I X =
A ⾯载⾯垂直Y ⾯载⾯惯性距
4618750mm I Y =
A ⾯载⾯垂直X ⾯抗弯载⾯系数
31136093m m W X =下
A ⾯载⾯垂直Y ⾯抗弯载⾯系数
341250mm W Y =
2、2、1、1校核强度
[]1-≤+=σσσσca ca ca 垂直⽔平
垂直⽅向载荷A F 垂直，为卷筒⽀撑⼒p
N G p F A 29903200027903
2
=+=+
=卷筒垂直
N p R B 29903==
mm N F M A A ?=??=?=1038791331129903117.13112垂直垂直φMpa W M x ca 14.91136093
10387913
==
=
下
垂直垂直σ
⽔平⽅向载荷A F ⽔平，为⼤车制动时起重载荷卷筒所承受瞬间惯性⼒，受通过卷筒⽀撑法兰与减速⽀撑法兰三根连接轴连接并分担，现⽅便计算见简化受⼒图N P
m F Q i 522610632000
8.9101=??=?=⽔平
N l Pb R A 32605
.4983115226=?== mm
N l
ab F M A A ?=??=
=
6113165
.4985
.1873115226⽔平⽔平
Mpa W M Y
ca 82.1441250
611316
==
=
⽔平⽔平σ
[]Mpa Mpa ca ca ca 1602318.882.141=≤=+=+=-σσσσ垂直⽔平，
材质为Q235B,[]Mpa 1601=-σ,强度校核合格。

2、2、1、2刚度校核
3000
2
2
l f f f C C C ≤
+=
⽔平垂直 ()β-=
362
EI
pbl f C
垂直，β为的⽐值与l b ，53.0581311==β ()()mm EI pbl f X C
022.053.03284023437
206000656131129903362
2=-=-=β垂直 EIl
b pa f C
322=⽔平
mm l EI b pa f Y C
09.05
.49861875020600033115.187522632222===⽔平 mm l mm f f f C C C 166.03000
5.4983000092.009.0022.0222
2
==≤
=+=+=
⽔平垂直∴刚度校核合格
2、2、1、3卷筒⽀撑法兰焊缝强度计算
焊接⽅式为T 形开坡⼝焊接⽅式，校核焊缝强度。

()[]TC tc σσσσσ≤++=22⽔平弯垂直弯剪， []TC σ根据表4-2-3, []Mpa TC 160=σ
δ
σl Q
t =
剪，l 焊缝长度，mm l 49010500=-=，N Q 29903=剪
mm 33=δ板厚。

Mpa l Q t 85.133
49029903=?==δσ剪
2
δ
σl M ⽔平⽔平弯=
，mm N M ?=611316⽔平
Mpa l M 84.6334906
61131662
2=??=δσ⽔平⽔平弯δσ26l M ⽔平⽔平弯=
，mm N M ?=9299833垂直
Mpa l M 04.733
4909299833
662
2=??=
=
δ
σ⽔平⽔平弯 ()()[]Mpa Mpa TC tc 1601404.784.685.12222=≤=++=++=σσσσσ⽔平弯垂直弯剪∴焊缝强度合格
2、2、2卷筒⽀撑法兰连接螺栓强度计算
卷筒⽀撑法兰连接由8⽀螺栓11020X M 10.8级，螺母20M 10级连接，连接⾯有螺栓防剪槽，计算过程不考虑剪⼒，校核受预紧⼒和变⼯作⼒拉⼒下强度
[]a C a d
F K σπσ≤=
21
max
2
C K ——螺栓的相对刚度，225.0=C K
m a x
F ——螺栓的⼯作拉⼒，2
max 2max max 垂直⽔平F F F += , 2
max max 2垂直
垂直垂直垂直l
n l M F ∑=，
2max max 2⽔平
⽔平⽔平⽔平l
n l M F ∑=
，n —每⾏螺栓数,4=n
1d ——螺栓的⼩径， mm d 5.171= []a σ——螺栓的许⽤应⼒幅，[]a
alinm
a S σσ=
，11lim -=
σεσσ
k k k u
t a ，螺纹制造⼯艺25.1=t k ，
螺纹⽛受⼒不均系数25.1=u k ；材料在拉压对称循环的疲劳极限Mpa 29011=-σ；尺⼨系数86.0=ε；螺纹应⼒集中系数8.4=σk ；安全系数3=a S ，[]Mpa a 278
.4329025.125.186.0==σ
()
N l n l M F 7.5846170
7042170
929983322
22
max
max =+=
∑=
垂直
垂直垂直垂直 N l n l M F 3.152850
4250
61131622
2
max
max ==
∑=
⽔平
⽔平⽔平⽔平 N F F F 60433.15287.58462
22m a x
2m a x m a x =+=+=垂直⽔平 []M p a M p a d F K a C a 2714.35
.1714.36043
225.0222
2
1max
≤==
≤=
σπσ
∴螺栓连接副强度合格
2、2、3卷筒⽀撑法兰轴承座强度计算
见轴承座简
轴承座材质为Q235A ，单个轴承座受到载荷
N Q 29903=。

轴承座外边的平均挤压应⼒,接触挤压厚度为30mm
()()
[]bs bs
d
D d d D Q σδσ≤-+=222
225.025.0,其中式[]bs σ []Mpa s
s
bs 3.78~75.583
235
~42353
~
4
==
=σσσ ()()
(
)
(
)
[]Mpa Mpa d D d d D Q bs bs
75.576.7180
25.02253018018025.022********.025.0222
22222=≤=?-+?=-+=σδσ轴承座轴承孔的平均挤压应⼒,接触挤压厚度为41mm []Mpa Mpa d Q bs bs 75.5805.44118029903≤=?=≤=σδσ
∴轴承座强度⾜够
2、2、4卷筒⽀撑法兰轴承座轴承寿命计算
轴承型号：调⼼滚⼦轴承21317C ，额定载荷kN C kN C or r 375,293==
h T P C n L h 6300
601056=≥??
=ε
5T ——⼯作级别M5时机构利⽤等级，设计寿命6300h
调⼼滚⼦轴承21317C 当量轴承动载荷,
当)(,/1a r P r a F Y F f P e F F +=≤为时
当)67.0(,/2a r P r a F Y F f P e F F +=>为时
e ——21317C 轴承计算系数，23.0=e 1Y ——21317C 轴承计算系数，0.31=Y
2Y ——21317C 轴承计算系数，4.42=Y P f ——载荷系数，4.1=P f
a r a e F F 23.017.029903
5266
/=≤==
当量轴承动载荷N F Y F f P a r P 107711)5266329903(4.1)(1=?+?=+= 轴承寿命h T h P C n L h 630029541107711102938.156010 601053
103
66
=≥=
= =
ε
∴调⼼滚⼦轴承21317C 寿命⾜够
2、2、5卷筒法兰连接轴强度计算
卷筒法兰连接轴由M20螺钉连接副连接只受预紧⼒0F 和瞬间⽔平拉⼒⽔平拉F 。

现校核连接轴
螺纹截⾯拉伸强度与螺纹⽛挤压强度。

现简化瞬间⽔平拉⼒N R F B 3260==⽔平⽔平拉，预紧⼒()107.0~6.0A F S σ≤
S σ——螺栓材料的屈服极根；材质为45,调质处理，Mpa S 355=σ
1A ——螺栓危险截⾯的⾯积，222
112404
5.1714.34mm d A =?==π N A F S 597402403557.07.010=??==σ
总拉⼒N F F F 630003260579400=+=+=⽔平拉螺纹截⾯拉伸强度校核
[]σσ≤=
A
F
[]σ——轴材料的许⽤拉压⼒；[]S
S
σσ=
,安全系数2=S ，[]Mpa 5.1772
355
==
σ A ——螺纹危险截⾯的⾯积，2222125.16484
)2050(14.34)
(mm d D A =-?=-=π
[]Mpa Mpa A F 5.1772.385
.164863000=≤===
σσ螺纹截⾯拉伸强度合格
螺纹⽛挤压强度
[]b u
Db Fl
σπσ≤=
2
6 []b σ——螺母材料的许⽤弯曲应⼒；[][]σσ)2.1~0.1(=b ,[]Mpa b 25.1955.1771.1=?=σ l ——弯曲⼒臂(mm), mm D D l 25.12
5
.172022=-=-=
b ——螺纹⽛根部的厚度(mm)，mm P b 25.15.25.05.0=?==,螺距5.2=P u ——作⽤螺⽛圈数, 145
.235===
P H u []Mpa Mpa u Db Fl b 25.1958614
5.22014.325
.163000662
2=≤===
σπσ螺纹⽛挤压强度
2、2、6减速机⽀撑法兰强度计算
减速机⽀撑法兰截⾯简图与性能参数
A ⾯载⾯垂直X ⾯载⾯惯性距
4273437500m m I
X =
A ⾯载⾯垂直Y ⾯载⾯惯性距
4562500mm I Y =
A ⾯载⾯垂直X ⾯抗弯载⾯系数
31093750mm W X =下
A ⾯载⾯垂直Y ⾯抗弯载⾯系数
337500mm W Y =
减速机⽀撑法兰受减速机输出扭距mm N T ??=31011974输出,由减速机4个32防剪销承载，在
法兰⾯构成弯距输出T M =受⼒。

减速机与卷筒⾃重重⼒N G 58808.9600=?=⾃。

销孔的平均挤压应⼒,接触挤压厚度为30mm
N R T Q 13245226
4101197443
=??==
[]Mpa Mpa d Q bs bs 75.588.1330
3213245
≤=?=≤=
σδσ 2、2、6、1强度校核，见受⼒简图
[]1-≤+=σσσσca ca ca 垂直⽔平
mm N F M ?=??=?=2042635
3115880117.13112⾃重⾃重φ mm N M M M ?=+?=+=14016635204263510119743⾃重垂直
Mpa W M x ca 8.121093750
14016635
==
=
下
垂直垂直σ
⽔平⽅向载荷A F ⽔平，为⼤车制动时起重载荷卷筒所承受瞬间惯性⼒，受通过卷筒⽀撑法兰与减速⽀撑法兰三根连接轴连接并分担，现⽅便计算见简化受⼒图N P m F Q i 522610
632000
8.9101=??=?=⽔平
mm
N l
ab F M A A ?=??=
=
6113165
.4985
.1873115226⽔平⽔平 Mpa W M Y
ca 3.1637500
611316
==
=
⽔平⽔平σ
[]Mpa Mpa ca ca ca 1609.286.123.161=≤=+=+=-σσσσ垂直⽔平，
材质为Q235B,[]Mpa 1601=-σ,强度校核合格。

2、2、6、2刚度校核
减速⽀撑法兰与减速机连接在⼀起，⽔平⽅向刚度⼤，故不计算⽔平⽅向挠度。

3000
22l
EI Ml f X A ≤
=
∴刚度校核合格
2、2、7⼩车主梁强度计算 2、2、7、1见结构图
mm
mm EI Ml f X A 10.001.027*******
2060002311
138********≤===
2、2、7、2受⼒分析图及计算
作垂直⽅向受⼒分析图,受载荷时受⼒
作⽔平⽅向受⼒分析图,⽔平⽅向受⼒为⼩车制动时瞬间惯性⼒, 10
载荷P P
受⼒对称分布，故只需计算⽀承处A R ,1P ,2P 三处载画强度计算，及⼩车主梁跨中刚度 ()N P P R A 13327028.91333
0266021=?+=+=垂直 1P 处垂直弯矩mm N P M P ?==?=151976445308.92660117.1530121φ垂直 1P 处⽔平弯矩mm N P M P ?==?=151********.9266117.1530121φ⽔平 2P 处垂直弯矩mm N P M P ?==?=17904696012468.913330117.1530122φ垂直 2P 处⽔平弯矩mm N P M P ?==?=179049612468.91333117.1530122φ⽔平
作垂直⽅向弯矩图
垂直⽅向合成弯矩
1P 处, mm N M M M P p ?=?+
=?+
=913572651246
179046960
530151976441246
530211垂直
垂直垂直
2P 处，mm N M M M P p ?=+=+=19424460417904696015197644212垂直垂直垂直
作垂直⽅向合成弯矩图
⽔平⽅向合成弯矩,为垂直合成弯矩10
垂直⽔平M M =
1P 处, mm N M M ?==
913572610
11垂直⽔平
2P 处，mm N M M ?==
1942446010
22垂直⽔平
作⼩车主梁剪⼒图
作⼩车主梁扭矩图
⼩车主梁扭矩n M 为负载和卷筒⾃重时⽀撑法兰所产⽣N G p F 299032000279032
1=+=+
=卷筒垂直。