电动单梁起重机LD20t-25.5m设计计算书编制：日期：审核：日期：批准：日期：目录1、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要外形尺寸 (3)2、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要参数 (3)3、主梁计算 (4)3.1 主梁截面计算 (4)3.2 主梁刚度计算 (6)3.3 主梁强度计算 (6)3.4 主梁稳定性计算 (7)4、端梁计算 (7)4.1 端梁截面计算 (7)4.2端梁强度计算 (8)4.3端梁刚度计算 (8)5、主梁与端梁连接计算 (8)5.1主梁与端梁的螺栓连接布置 (8)5.2 起重机歪斜侧向力 (8)5.3 起重机的支撑反力引起的力矩 (9)5.4 螺栓所受总拉力 (9)6、大车运行机构计算 (9)6.1 起重机稳态运行阻力 (9)6.2 起重机稳态运行功率 (9)6.3 起重机运行电机功率 (9)6.4 起重机大车运行的加速度及启动时间 (9)6.5 大车运行打滑验算 (10)7、参考资料 (10)1、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要外形尺寸2、LD20t-25.5m电动单梁起重机的主要参数3、主梁计算3.1 主梁截面计算3.1.1 主梁采用工字钢轨道，工字钢型号为30T ，查钢材生产厂家提供资料，其截面的主要参数如下：3.1.2 主梁的截面尺寸如下：侧板与水平线的夹角为：︒==8.42421286sinarc α3.1.3 主梁截面面积：F=14×750+6×1000+6×1000+6×30+6×30+6×421+6×421+6×30+6×30+8187.7+14×108 =10500+6000+6000+180+180+2526+2526+180+180+8187.7+1512 =37971.7 (mm 2)3.1.4 主梁截面重心位置（相对截面最低线）：y=Fy F ii ∙∑ =7.379713824216540306540306104510006104510006155275014⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+7.379717108141647.81872423062423063824216⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=7.3797196493297200972006270000627000016296000++++++7.379711058413427834356043560964932++++=7.379718.32400750=853.3 (mm)3.1.5 主梁截面惯性矩（相对截面重心水平线）：Jx=Jxi+Fa 2=23)3.853-1552(147501214750⨯⨯+⨯+23)3.853-1045(610001210006⨯⨯+⨯ +23)3.853-1045(610001210006⨯⨯+⨯+23)3.853-540(63012306⨯⨯+⨯ +23)3.853-540(63012306⨯⨯+⨯+23)3.853-382(8.42sin 6286sin42.8122866⨯︒⨯+︒⨯⨯ +23)3.853-382(8.42sin 6286sin42.8122866⨯︒⨯+︒⨯⨯+23)3.853-242(63012630⨯⨯+⨯ +23)3.853-242(63012630⨯⨯+⨯+118138305.7+2)3.853-164(8187.7⨯ +23)3.853-7(141081214108⨯⨯+⨯ =171500+5126101266+500000000+220523681.1+500000000+220523681.1+13500 +17666752.67+13500+17666752.67+17223451.3+561053038.2+17223451.3+561053038.2 +540+67260881.75+540+67260881.75+118138305.7+3890109793+24696+1082896466=12984925716 (mm 4)3.2 主梁刚度计算根据GB/T3811规定，主梁许用静挠度为：[])mm (3475025500750f ===L 本起重机主梁计算静挠度为：())m m (6.2761298492571206000482550081.9180020000x 48f 33=⨯⨯⨯⨯+==EJ PL 由f<[f]可知，主梁的刚度满足要求。

3.3 主梁强度计算3.3.1 由主梁自重为8520kg ，可知单位长度自重为mm /3.325500/81.98520N =⨯。

主梁整体应力为：612984925718255003.31.125500481.918001.181.9200002.13.8532⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=σ =()612984925715.29505093716247567253.853+⨯=126 (MPa)3.3.2 主梁下翼缘局部弯曲应力计算 i=a+c-emm d b 25.5825.111282a =-=-=c=4mme=0.164R=0.164×172=28.2mm i=58.25+4-28.2=34.05mm58.025.5805.34i ===a ξ 根据分析，只计算车轮与工字钢接触点5的的局部应力，P=40100N ，t=30mm ；查起重机设计手册第283页，K 3=0.29，K 4=0.76，局部应力计算如下：a 8.253040100229.0t 2223x MP P K =⨯⨯=∙=σ a 7.673040100276.0t 2224z MP P K =⨯⨯=∙=σ 3.3.3合成应力计算()()()()8.257.67126-8.257.67126-22xz 2x 2z ⨯+++=+++=σσσσσσσ合=182.2 (MPa)[]，Pa 19222.123522.1sM ===σσ[]σσ<合，主梁强度满足要求。

3.4 主梁稳定性计算3.4.1 主梁整体稳定性主梁整体高度h=1559mm ，腹板间距b=690mm ，326.26901559b h <==，不必验算整体稳定性。

3.4.2 主梁局部稳定性主要计算腹板局部稳定性，22h 0-100h715-11⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛=δση式中，2.1043.8533.853-*******-=⨯=σMPa ，，，m m 61000h h 0==δmm =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=22610010007152.104-11η 1.1，a 7.637971.781.918001.181.9200002.1MP =⨯⨯+⨯⨯=τ12005.4527.61.161000h 0<=⨯=ητδh要求横向加劲肋间距mm h 2000100022a 0=⨯=≤，实际设计中，横向加劲肋间距a=1500mm ，满足要求。

4、端梁计算4.1 端梁截面计算4.1.1 端梁的截面尺寸如下：4.1.2 端梁截面惯性矩与抗弯模数与计算主梁截面的方法相同，可得惯性矩J=484922520mm 4，W=2046086.6mm 3。

4.2端梁强度计算端梁轮距b=4000mm ，轮压P=138.5kN ，[]σσ<=⨯=Pa 4.1356.20460862000138500M ，端梁满足强度要求。

4.3端梁刚度计算[]m m 410004000f m m 7.34849225202060004840002138500f 3==<=⨯⨯⨯⨯=，端梁满足刚度要求。

5、主梁与端梁连接计算5.1主梁与端梁的螺栓连接布置采用两列螺栓布置，螺栓规格为M20×80，10.9级，许用预拉力[P]=0.7P=0.7×155=108.5kN ， 行间距如下：5.2 起重机歪斜侧向力P=0.1×138.5KN=13850N ，力矩M1=13850N×4000mm=55400000Nmm ，歪斜侧向力矩对螺栓产生的拉力如下，拉力不均匀系数2.5， N1=N k 4.413548354835554000005.222=⨯+⨯⨯⨯5.3 起重机的支撑反力引起的力矩M2=138.5kN ×2×129mm=35733000Nmm ，支撑反力矩对螺栓产生的拉力如下，拉力不均匀系数2.5， N2=N k 88.59692189230924292429357330005.22222=⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯5.4 螺栓所受总拉力N=N1+N2=41.4+59.88=101.28kN<[P]=108.5kN ， 螺栓满足使用要求。

6、大车运行机构计算6.1 起重机稳态运行阻力P j =P m +P aP m =()N 275800857.03217685.13504.0280015.081.911000180020000=⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯++P a =()N 644002.081.911000180020000=⨯⨯++ P j =P m +P a =2758+644=3402N6.2 起重机稳态运行功率P N =kW 5.0485.0100060/303402=⨯⨯⨯6.3 起重机运行电机功率根据稳态运行功率，同时将计算结果乘以系数2.2，得电机功率 P=2.2×0.5kW=1.1kW ， 实际选用1.5kW ，满足要求。

6.4 起重机大车运行的加速度及启动时间()dj dq M M J -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=m 55.9mkJ n t 31q η，其中n=1380r/min ，m=4，k=1.1，21m kg 036.0⋅=J ， 2223kg 38.033.51435.032800m J ⋅=⨯⨯=，m 95.2513805.195495.2N M dq=⨯⨯=， m 6.1385.033.512350.034022j N i D P M j d =⨯⨯⨯==η则()s 26.1395.25255.985.038.0036.01.123801t q =-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯=启动加速度2/25.02/5.0a s m sm ==， 一般规定加速度小于0.4m/s 2，本机加速度符合要求。

6.5 大车运行打滑验算大车轮的最小轮压P min =N 278734/81.91100081.91800255001293=⨯+⨯⨯ 大车轮对轨道的粘着力N 0==⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+N 2787335080015.014.03998N电机驱动力N d =⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯25.035.0233.51036.01.113805.1954935.085.033.512=2407NN 0>N d ，最小轮压处不会打滑。