5吨行车计算书

CD1-5型桥式葫芦设计计算书
一、主要设计型式及参数
1.1 本桥吊主梁由钢板δ5*1020mm压延成形的U形槽钢，再与工字
钢焊接成箱形实腹板梁，横梁也是用钢板压延成U形槽钢再焊接成箱形，与主梁之间用螺栓（45#）连接，起升机构与小车运行机构用CD1型电动葫芦，大车采用分别驱动，制动靠锥形制动电机来完
1.2 主要参数
起重量： Q=5 吨
跨度： S=9.72 米
大车行走速度： V运=10 米/分
工作级别： JC=25%
电动小车采用CD15型电动葫芦；
起升速度 V起=8米/分
起升高度： H=6 米
运行速度： V小车=20米/分
最大轮压： P葫芦轮压=1520 公斤
葫芦自重： G葫芦=530 公斤
地面操控
二、主梁计算
2.1 主梁断面及参数
主梁强度计算：
根据这种主梁结构形式的起重机特点，可以不考虑水平惯性力对主梁造成的应力，及水平平面力载荷对主梁造成的扭转应力也可以忽略不计。

主梁计算按二类载荷进行组合，活动载荷因小车两轮距较小按集中载荷进行计算。

因此只需验算梁跨中断面弯曲正应力和跨端断面剪应力。

跨中弯曲正应力包括梁的整体弯曲正应力和小车轮压作用在工字钢下翼缘引起的局部弯曲应力两部分，组合后进行强度验算。

梁的整体弯曲在垂直平面按简支梁计算，水平按刚接框架计算。

垂直载荷在下翼缘引起的弯曲正应力
式中：y---主梁截面形心到x轴的距离，y=325 mm
Ix—主梁截面x-x轴的惯性矩， Ix=794022876 mm4
q---主梁自重的单位载荷（均布载荷） q=132Kg/m
KⅡ---载荷冲击系数，对于此类工况 KⅡ=1.1
P=ψⅡ×Q+ KⅡ×G葫芦
Q—额定载荷，Q=5000Kg
ψⅡ—动力系数，对于中级别ψⅡ=1.2
所以：
1346kg/cm2=134.6N/mm2
2. 工字钢下翼缘局部弯曲应力
2.1 轮压作用点位置及系数ξ：
i=a+c-e
式中：i------轮压作用点与腹板表面的距离 c-----轮缘同工字钢之间的间隙 c=4mm
mm
e=0.164R,对于普通工字钢翼缘表面斜度为1/6，
R---葫芦走轮踏面曲率半径，查葫芦样本 R=175 mm.
所以：
mm
2.2工字钢下翼缘局部弯
曲应力
左图为局部弯曲系数图,
1点的横向（在xy平面）
局部弯曲应力:
式中：a1—工字翼缘的结构形式，无贴板时取.
根据左图查的：
t—30#特厚工字钢翼缘平均厚度
t=15.5 mm
1点纵向（yz平面）的局部弯曲应力：
35 N/mm2
式中：k2=0.55
图中2点的纵向应力（在yz平面）：
式中:结构形式系数，无补贴板时取。

K3取K3=0.4.
2.3 主梁跨中当量应力
图中1点的当量应力为：
符合安全要求
图中2点的当量应力
符合安全要求
三、主梁的刚度计算校核
单梁起重机的刚度由垂直静刚度和水平静刚度两部分。

3.1 主梁的垂直静刚度
满足要求。

式中：f—垂直静挠度，
p—总载荷
E—主梁材料的弹性模量
--主梁对于x-x轴的惯性矩
--许用静挠度
3.2 主梁的水平静刚度
满足要求.
式中：
-------主梁截面对于y-y轴的惯性矩
四、稳定性计算
稳定性包括主梁整体稳定性和主梁腹板稳定性及受压翼缘的局部稳定性。

4.1 主梁的整体稳定性
由于本梁的水平刚度较大故不计算主梁的整体稳定性。

4.2 主梁腹板的稳定性
由于葫芦小车的轮压作用在主梁的受拉区，所以主梁腹板的局部稳定性不于计算。

4.3 受压翼缘的局部稳定性
本产品主梁是冷弯成形的U形槽钢，通过每隔1米的横向加强筋板及斜侧板与工字钢焊接成一体，U形槽钢的两圆角大大加强上翼缘的稳定性，所以受压翼缘的局部稳定性可不计算。

五、端梁计算
本产品端梁采用钢板冷弯成形U形槽钢再焊接成箱梁，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的腹板上。

端梁主要计算中央断面（主梁支承处）的弯曲应力和支承车轮处断面的剪应力及车轮轴对腹板的挤压应力。

5.1 车轮距及端梁中央断面：
车轮距：,满足的要求
中央断面
中央断面积：
形心位置：惯性矩：
截面模量：
5.2 起重机的最大轮压：
本行车由4个车轮支承，所有的载荷通过这4个支承点传到轨道上；如下图：
吊点载荷移至左（右）端极限位置时按Ⅱ类载荷计算。

因此本行吊的最大轮压在N A(N B)。

34929.5 N
式中：Q—额定起重量 Q=50000N
G---葫芦自重 G=5300N
q---主梁单位自重 q=132Kg/m=1.32N/mm
——从动轮装置重量，
—端梁自重
--冲击系数，对无驾驶室的吊车取
--主动轮装置重量，
--驱动装置重量，
5.3、最大歪斜侧向力：
起重机运行时会出现跑偏、歪斜现像，此时车轮与轨道边缘接产生垂直与运行方向的侧向力S.
当载荷移到（左）右端极限位置时，最大轮压为
，此时的最大侧向力为：
式中：N----最大轮压，.
，对于轮距K同跨距之间的比例为之间，可取，所以：
5.4 端梁中央断面的合成最大应力为：
式中：K—轮距 ,,
端梁中央断面的截面模量，
许用应力，由于端梁受力比较复杂，一般计算垂直载荷和歪斜载荷，因此取Q235钢的许用应力：。

端梁安全。

六、车轮轴对腹板的挤压应力
车轮轴对端梁腹板的挤压应力为：
式中：端梁的最大轮压，.
车轮轴直径，,
端梁支承腹板厚，.
[]---腹板的许用挤压应力，
七、主梁与端梁联接螺栓受力计算
主梁与端梁采用6个M20的螺栓联接，如下图：
受力分析：所有的垂直载荷由凸缘承受，螺栓只承受起重机运行时的侧向力和起重机支承反力造成的拉力，其水平载荷惯性力对其影响可忽略不计。

7.1 起重机的歪斜载荷力矩：
7.2 歪斜力矩对螺栓的拉力;即上图（b）中对螺栓d的拉力:
式中：2.5————是考虑螺栓预紧力及螺栓不均布载荷的影响系
数。

X————螺栓d距离上图（b）中Y——Y轴的距离，
.
————每个受拉螺栓距离上图中Y——Y轴的距
离平方之和。

7.3、起重机反支力对螺栓的力矩：
当载荷移动到主梁的一端，取端梁作为受力分离体，其受力如下图：
图中取C点为受力平衡点：
可得：
式中：——力臂，
;
——反支力对C点的作用
力矩。

——受拉螺栓对C点的作用力
矩之和。

——起重机的最大反支力，7.4 支承反力矩对螺栓的拉力：
式中：2.5————是考虑螺栓预紧力及螺栓不均布载荷的影响系数。

y————螺栓d中心线至上图（b）中Z——Z轴的距离，
————每个受拉螺栓距离上图中Z——Z轴的距
离平方之和。

)=28412 N
7.5 螺栓d承受的总拉力
7.6 验算螺栓强度：
式中：——螺栓净断面积，
——M20螺栓的螺纹底径，,
——45#螺栓的许用应力，,
——45#螺栓材料的屈服极限，
所以：
螺栓安全。