16t葫芦门计算书

电动葫芦门式起重机

16t-18m

设 计 计 算 书

河南省鼎盛起重设备有限公司

1.主要技术参数

起重量：16t

跨度：16m，外悬：L1=6m,L2=3.5m； 起升高度：8m

大车运行速度：20m/min 配用的电动葫芦参数如下： 自重：1300kg 起升速度：3.5 m/min 运行速度：20 m/min

2.主梁的外形尺寸和参数

3.主梁的截面特性计算

F48.7448.7494.114.4206cm2

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3.2截面形心的计算

SXFiyi

i15

SX2(2003.45)24.3723.4524.3794.121.214.40.615768cm3

y1SX1576876.5cm F206 y21.7cm

式中：y1、y2——截面的形心，如图1； Fi ——各部分的面积；

yi——各部分形心至参考面的距离； F——主梁的截面积。

3.3截面惯性矩的计算

2IX（ixFxax)

x14式中：ix——各截面的惯性矩； Fx ——各部分的面积；

ax——各部分形心至截面型心的距离； 代入数据计算得

IX1697224cm4

同理，

2Iy（iyFxay)453408cm4

y143.4截面抗弯摸量的计算

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WX1IX169722422186cm3 y176.5IX169722410305cm3 y21.7WX2 式中：IX、y1、y2—意义同上； WX1、WX2—截面的抗弯摸量。

Wy1Wy2Iyx14534084534cm3 1004.主梁载荷的计算

本机主梁自重10530kg,电动葫芦自重按2500kg计。

4.1静载最大弯矩

1.载荷在跨中时：

M静LGqL2 48 式中：M静 —静载弯矩；

105302.6kg/cm0.26tm； 4050 G—活动载荷，载重和葫芦重的和，G=22500kg; 其余符号同上。

q—主梁的均布载荷，q M静28.522.50.2628.52

48 186t•m18600000kg•cm 2.载荷在悬臂端时： 有效悬臂按5.2米长计算

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M静悬L悬G0.5qL悬520225000.52606520117000007150011771500kgcm

4.2动载最大弯矩

1.载荷在跨中：

校核主梁的强度时应考虑起升冲击系数1和起升载荷动载系数2，根据

GB/T3811-2008，取1=1.05，2=1.35.

M计1LG42qL28

1.0528.522.51.3528.520.26203tm20300000kg•cm 482载荷在悬臂端

M计悬1.05L悬G0.5qL悬1.05520225000.5260520 122850006760012352600kgcm4.3试验载荷作用下的最大弯矩

M试1.25GLqL2

481.252250028502.628502 

48 22678875kg•cm

M试悬1.25L悬G0.5qL悬1.25520225000.52.6520 14625676kgcmj精选

5.主梁的强度校核

5.1主梁跨中的法向应力

1M静WX1M计WX118600000838kg/cm2

2218620300000915kg/cm2

22186 II IIIM试WX1226788751022kg/cm2

221865.2主梁在悬臂端的法向应力

1悬M静悬WX1M计悬WX111771500531kg/cm2

2218612352600557kg/cm2

22186 II悬 III

M试WX114625676659kg/cm2

22186许用应力[I] [II]snI23501588kg/cm2 1.4823501767kg/cm2 1.33snII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和反系数ξ i=a+c-e

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式中：i—轮压作用点与腹板表面的距离

c—轮缘与工字钢翼缘边缘之间的间隙，取c=0.4cm

abd14.41.2==6.6cm 22e=0.167R；对普通工字钢，翼缘表面斜度为1/6， R—葫芦走轮踏面曲率半径，R=17.5cm e=0.167x17.5=2.9

所以 i=6.6+0.4-2.9=4.1cm ξ=i/a=4.1/6.6=0.62

2.工字钢下翼缘局部弯曲应力计算

翼1a1K1P轮 2t0式中：a1—翼缘结构形式系数，贴补强板时取a1=0.9； K1—局部弯曲系数，查资料取K1=1.9；

P轮—葫芦最大轮压，查葫芦样本的P轮=2900kg； t—工字钢翼缘平均厚度，t=1.65cm； σ—工字钢敷板厚度，σ=1.2cm; t0=t+σ=2.85cm; 代入得：

翼10.91.92900611kg/cm²; 22.85纵向弯曲应力2，由下式计算

翼2a1K2P轮 2t0K2—局部弯曲系数，查资料得K2=0.6;

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其余同上

代入得翼2=193 kg/cm²； 纵向弯曲应力3，由下式计算

翼3a2K3P轮

t02式中：K3—局部弯曲系数，查资料得K3=0.4 a2—翼缘结构形式系数，贴补强板时取a2=1.5； 其余同上

代入得翼3=214 kg/cm²； 主梁跨中断面当量应力计算

22翼1翼2II 当1翼1翼2II代入得当1961kg/cm2<[σ]=1800 kg/cm²

当2II翼3

代入得当21129kg/cm2<[σ]=1800 kg/cm²

综上所述，主梁工字钢下翼缘局部弯曲计算合格。

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6.主梁刚度的校核

GL3 f48EIX f—主梁下挠度；

E—材料的弹性模量，E2.1106kg/cm2； 其余符号意义同前。

22500285033.0cm f82.1101697224许用下挠度[f]28504.0cm 700f悬GL32250052030.02cm 63EIX32.11016972245201.49cm 350许用下挠度[f悬]

结论：通过以上计算可知；主梁的强度，刚度符合要求！

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7.支腿的计算

7.1支腿截面的计算

支腿上截面 1.截面面积的计算

F总424.3797.48cm2

因所有支腿主桁架用料都一样，所以，四个支腿的各个截面面积均相同，以下不再重复计算。 2.支腿截面惯性矩的计算

JX上(FiYi2Ji)

i144(31624.3774.052)

535786cm4

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WXJX上5357867235cm3 Y74.054JY上(FiXiJi)

i1JY上4(31624.3724.052)

577cm4

WJy上yX577052397cm324.

3.支腿折算面的计算

4JX折(FiYiJi)

i14(31624.3762.552)

382654cm4

支腿折算截面

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WX折

JX折Y折3826546118cm3 62.55JY折JY上577cm4 WY折WY2397cm3

回转半径的计算：

ixJX折F总JY折F总38265462.6cm

97.4857724.3cm 97.48 iY4.支腿的柔度的计算

Xl计iXl83083013.3150 Y计34.2150 62.6iY24.37.2支腿载荷的计算

门式起重机支腿的载荷包括固定载荷、活动载荷、惯性载荷及风载荷等。

7.2.1固定载荷的计算

门架结构主要有一件主梁总成，四根支腿以及两件地梁。近似认为主梁总成的重量有四根支腿平均承受。 支腿上口承受的重量： V上 式中：

G总成4105302632.5kg 4j精选

V上—上口截面承受的主梁重，kg; G总成—主梁的总重，kg。

支腿下口除承受主梁重量外，还承受支腿自重，

V下V上G腿2632.516504282.5kg

7.2.2活动载荷的计算

活动的载荷主要指的是满载或空载的电动葫芦，计算时仅以满载的葫芦作为计算工况。需要对满载的葫芦的三个位置进行计算：葫芦位于跨中、跨端和悬臂极限位置。 1. 葫芦位于跨中

满载的葫芦位于跨中时，其重量由四个支腿平均承受： V中2000025005625kg

4 2. 葫芦位于跨端

满载的葫芦位于跨中时，其重量由两个支腿平均承受：

V端225001053013882.5kg 247.2.3水平载荷的计算

7.2.3.1主梁自重产生的内力

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图4

图5

qL2H

8h(2k3)式中：H—支腿受到的水平推力； k—参数，此处取k1；

h—支腿的计算长度，h830cm； q—主梁的均布载荷；

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qL22.628502H636kg

8h(2k3)8830(23)M自H•h636830527880kg•cm

7.2.3.2移动载荷产生的内力

图6

图7

3P•a2 H2h•L(2k3)j精选

式中：

P—折算轮压，P22500kg;

a—意义如图，此处a1425cm；

k—参数，此处取k1。

322500142525794kg H28302850(23)M移H•h57948304809020kg•cm

7.2.3.3风载荷产生的支腿内力

风载荷从两个方向影响支腿的受力状况：即沿葫芦运行方向和沿大车运行方向。

图中所示是顺葫芦运行方向的风引起的支腿的受力图。

图8

侧推力：HFq

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式中：

F—支腿的迎风面积，F7.3m2； q—风压，对于内陆取230N/m2。

H7.323168kg M风H•h 式中：

图9

h—支腿受风面的受风中心高度，h480cm。 M风168480800kg•cm 7.2.3.4葫芦惯性力的计算

葫芦在起动或制动时，产生沿主梁跨度方向的冲击。

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图10

HG葫芦71225001804kg 474M小惯H•h8048306669kg•cm

7.2.3.5大车惯性力的计算

大车起动或制动时，产生沿大车轨道的冲击。

Ha(G葫芦G主梁） 4g 0.5（2250010530）421kg 9.84

M大惯H•h421830349680kg•cm7.2.4支腿强度的校核

1.上口截面的应力计算 上V上V中F总M自M移M风M小惯WXM大惯WY

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2632.556255278804809020800666934968097.4872352392 85841146

1072kg/cm2 2.下口截面应力的计算 下V下V端F总4282.513882.5186kg/cm2

97.48结论：支腿在理论上满足使用要求！ 参考文献

[1]张质文，虞和谦，王金诺，包起帆主编，《起重机设计手册》[M]北京；机械工业出版社，1997. [2]GB/T3811-2008起重机设计规范. [3]JB/T5663-2008电动葫芦门式起重机标准

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