LDB 5t吊车计算书

LDB 5t吊车计算书

一、设计依据

《钢结构设计规范》 GB50017-2003

《钢结构设计手册》中国建筑工业出版社 2004.1

《钢结构施工及验收规范》 GB50205-2001

《钢结构工程质量检验评定标准》 GB50221-2001

《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》 GB/T11345-1989

《钢结构焊缝外形尺寸》 GB10854-89

《装配通用技术要求》 JB/ZQ 4000.9

《焊接件通用技术要求》 JB/ZQ 4000.3

《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》 JB/T6046-1992

《紧固件机械性能》 GB 3098

《建筑结构载荷规范》GB 50009-2001

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

《起重机设计手册》中国铁道出版社 1997

二、材料参数

钢材弹性模量E=206x103N/mm2；剪变模量G=79x103N/mm2；线膨胀系数α=12x10-6 /℃；质量密度ρ=7850kg/m3。

表1 钢材强度设计值

三、设计载荷

载荷包括自重载荷、起升载荷、风载荷、温度载荷、冰雪载荷等。结构计算采用极限应力法，因此，载荷值取值比一般较大。

1自重载荷

钢结构自重由程序自动统计计算，结构自重×1.1来考虑节点重量。加载时按均布载荷加载于梁底部平面。梁自重约1766kg，工字钢底部平面面积≈

128*8522/1000000=1.09m²。则q=（1766kg×9.8m/s²/1.09）×1.1≈15878N/m²

2起升载荷

起升载荷主要考虑，电动葫芦起升，起升为5t。根据起重机设计规范要求，考虑到突然离地起升或下降制动的情况，对承载结构和传动机构将产生附加的动载作用。这一动载作用可通过将起升载荷乘以大于1的起升载荷系数φ2考虑。系数φ2的取值方法（ISO 8686-1；1989）。设稳定起升速度≤0.2m/s，起升状态级别为HC2 。则φ2=1.6。则起升载荷使用极限应力法计算时，按施加1.6倍静载荷计算。葫芦自重：约400kg；起升重量：5000kg，则起升载荷Q=（5000+400）*9.8*1.6=84672N。

3风载荷、雪载荷

因工作环境在车间内，所以风载荷和雪载荷本设计不予考虑。

4温度载荷

使用过程中温度变化范围不大，结构形式单一，钢材的线性膨胀对结构的整体性能影响较小可不考虑。

四、结构静力分析

本结构采用CATIA软件进行整体建模分析，模型采用简化设计，按照空间整体结构建立模型，端梁与主梁连接处的法兰板视为固定支座，与端梁连接和接触部位的轴承、齿轮、及连接轴均简化为与相应尺寸的钢柱，整体建模分析。在四个轮子底部建立clamp（夹紧）约束并根据不同工况进行在不同位置加载不同载荷。

载荷组合及载荷分项系数表：

表1 载荷分项系数

静力分析：加载自重载荷G（视为局部载荷）=15878N/m²；加载起升载荷

Q=84672N，结构模型如图1所示。

图1结构模型

工况1：葫芦中间起吊

图2 结构应力云图

图3 结构位移云图

由上可见结构最大应力108MPa＜215MPa，满足强度要求；最大位移6.07mm，相对挠度f/l=6.07/9500=0.00064<1/800，满足刚度要求。

工况2：葫芦外侧起吊

图4 结构应力云图

图5结构位移云图

由上可见结构最大应力152MPa＜215MPa，满足强度要求；最大位移6.19mm，相对挠度f/l=6.19/9500=0.00065<1/800，满足刚度要求。

外侧起吊时支反力简图如下：

图5外侧起吊轮子反力简图

上图中，最大载重量G1=(5000+400)x9.8x1.6≈84672N；吊车自重载荷G2=1766x9.8x1.1≈19038N，根据A点的力矩平衡，可得A点的最大反力

F=84672x0.841+19038x9.5/2≈161640N，因此最大轮压N=F/2≈81KN。

五、动力选型(5t葫芦，自重400kg) 钢轮d=270mm

5.1运行阻力

摩擦阻力Fm=(Q+G)×ω=（84672+15878）×0.015≈1508N

式中ω－摩擦阻力系数，0.015，表2－3－5 坡道阻力Fp=(Q+G)×i=（84672+15878）×0.003≈302N（坡度0.003）由于门吊在作业迎风面积很小，不考虑风阻影响。

运行阻力Fj=Fm+Fp=1508+302=1810N

5.2电机

若满载爬坡按运行速度30m/min考虑：

静功率Pj=(Fj*Vo)/(1000*η*m)=(1810*30/60)/（1000*0.9*2）≈0.5kw 式中，V0－运行速度30m/min

η－效率0.9

m－电机个数，集中驱动m=2个

考虑到电动机启动时惯性影响的功率增大系数的影响，

初选P=kd×Pj=1.5×0.5=0.75kw 《起重机设计手册》P110

考虑实际应用可选YSE90S-4-1.1KW 1500r/min

5.3 减速机

减速机：LDB 总速比39.4。

实际运行速度：v=πd*1500/39.4=3.14*0.270*1500/39.4=32m/min