冶金單梁LDY(吊運(yùn)熔融金屬用).計(jì)算校核書.doc

LDY1010.25 A6電動單梁起重機(jī)（吊運(yùn)熔融金屬用）校核計(jì)算書編 寫: 日期：審 核: 日期：批 準(zhǔn): 日期：河南省天源起重機(jī)有限公司目 錄第一節(jié) 設(shè)備概述、型式及主要技術(shù)參數(shù)3一、設(shè)備概述、型式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3二、主要技術(shù)參數(shù)11第二節(jié) 主梁計(jì)算12一、主梁斷面幾何特性12二、主梁強(qiáng)度的計(jì)算16三、剛度計(jì)算21四、穩(wěn)定性計(jì)算24第三節(jié) 端梁計(jì)算25一、輪距的確定25二、 端梁中央斷面幾何特性26三、起重機(jī)最大輪壓28四、最大歪斜側(cè)向力31五、端梁中央斷面合成應(yīng)力32六、車輪輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力擠33第四節(jié) 主、端梁連接計(jì)算34一、主、端梁連接形式及受力分析34二、螺栓拉力的計(jì)算35第五節(jié)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算39一、運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動機(jī)及減速機(jī)的選擇40第一節(jié) 設(shè)備概述、型式及主要技術(shù)參數(shù)一、設(shè)備概述、型式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)LDY型電動單梁起重機(jī)（吊運(yùn)熔融金屬用）是按照質(zhì)檢辦特2007375號文關(guān)于冶金起重機(jī)械整治工作有關(guān)意見的通知、質(zhì)檢辦特2008347號文關(guān)于開展壓力管道元件和起重機(jī)械專項(xiàng)整治工作有關(guān)問題的通知及TSGQ0002-2008起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-橋式起重機(jī)的有關(guān)條款研制出來的產(chǎn)品，是專用于冶金行業(yè)吊運(yùn)熔融金屬用的特殊單梁起重機(jī)。其外形簡圖見圖1.圖1冶金單梁起重機(jī)簡圖44圖1.1冶金單梁起重機(jī)主要參數(shù)表LDY型電動單梁起重機(jī)（吊運(yùn)熔融金屬用）由主梁、端梁、冶金電動葫蘆、電氣控制等四部分組成，大致結(jié)構(gòu)與普通電動單梁起重機(jī)一樣，其主要區(qū)別在于：（一）、采用冶金電動葫蘆： 1)、冶金電動葫蘆具有支持制動器和安全制動器，起升雙重限位保護(hù)，并設(shè)置超載保護(hù)等特點(diǎn)。（1）該型號電動葫蘆采用制動、驅(qū)動、減速機(jī)三合為一體的結(jié)構(gòu)，主要由三部分組成，一為提升機(jī)構(gòu)（電動與減速器直連，去掉了中間軸）；二為運(yùn)行機(jī)構(gòu)；三為控制裝置；使用、維護(hù)及檢查非常便利，并能縮短檢修周期；（2）電動機(jī)采用YZD系列錐形轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)，防護(hù)等級IP54，電機(jī)絕緣等級為H級，電動錐形制動作為支持制動器；起升機(jī)構(gòu)另增加了安全制動器；（3）電動葫蘆下面設(shè)置了高溫隔熱保護(hù)功能，有效避免了直接熱輻射；（4）鋼絲繩采用鋼芯鋼絲繩，具有耐高溫特性；（5）起升機(jī)構(gòu)設(shè)置超載限制器，當(dāng)起重量達(dá)到額定起重量95%時(shí)，超載限制器發(fā)出報(bào)警信號，當(dāng)起重量達(dá)到額定起重量105%時(shí)，斷開起升控制回路，起升接觸器釋放，電機(jī)失電停止旋轉(zhuǎn)；（6）起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上升限位雙保護(hù)，第一級保護(hù)為斷火限位保護(hù)，第二級保護(hù)為斷控保護(hù)；（7）控制響電器元件采用西門子接觸器，控制箱防護(hù)等級IP54； （8）減速器采用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)圓柱齒輪，便于維修。（9）零部件通用程度大，互換性強(qiáng)。2)、雙制動工作原理：在正常工作時(shí)第二制動不起作用，只有冶金電動葫蘆在起升重物時(shí)，當(dāng)?shù)谝恢苿悠魇ъ`或者出現(xiàn)軸斷、齒斷重物自由下落時(shí)，當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速（正常轉(zhuǎn)速的1.25倍）時(shí)，凸輪作用在擺臂上的滾輪的離心力使擺臂向外甩擺的幅度增大， 克服彈簧力，棘爪插入棘輪槽內(nèi)，使卷筒停止轉(zhuǎn)動，此時(shí)重物停在空中。在擺臂的擺動時(shí)，擺臂上的凸體將行程開關(guān)壓下，使下降接觸器斷電不能下降而只能上升。為了將懸在空中的重物降到地面上，可按動上升按鈕，卷筒上升（與下降的轉(zhuǎn)向相反），棘爪在幾輪與彈簧的作用下從棘輪槽中脫離出來，關(guān)閉上升按鈕，卷筒停止上升，（因第一制動器失靈）使重物自由下落在將達(dá)到正常轉(zhuǎn)速的1.25倍，被再次制動，多次重復(fù)上述行動可使重物安全降落到地面上。3)、雙限位：為了防止上升極限的安全系數(shù)，設(shè)置了兩套有效的雙斷電限位器，當(dāng)上升到安全極限位置時(shí)，第一套斷上升接觸器電極限，當(dāng)?shù)谝惶紫尬黄鲾嚯娛ъ`時(shí)，而第二套限位立即把總接觸器斷電停止防止起升接觸粘連。4)、重量限制器：該機(jī)為冶金用起重工具，為了安全生產(chǎn)使用，杜絕危險(xiǎn)事故發(fā)生，避免超載負(fù)荷使用。設(shè)置了超載重量限位器，當(dāng)?shù)踔匚矬w達(dá)到額定載荷的90%時(shí)，限位器發(fā)出報(bào)警：當(dāng)達(dá)到95%時(shí)，連續(xù)報(bào)警：達(dá)到105%時(shí)，進(jìn)行自動斷電停止工作，并檢查載荷進(jìn)行相適應(yīng)得減載恢復(fù)正常使用。5)、隔熱保護(hù)：為了進(jìn)一步的對該機(jī)各部位環(huán)節(jié)的經(jīng)常受到高溫影響起到一定的耐高溫防護(hù)措施 ，設(shè)置在主機(jī)、吊鉤的下方位進(jìn)行整體加裝雙層隔熱（內(nèi)裝隔熱材料）保護(hù)層裝置。6)、鋼絲繩： 防止處于高溫狀態(tài)工作中的鋼絲繩受到損傷，配置型號為187+1WS耐高溫鋼芯鋼絲繩。7)、電纜線： 防止經(jīng)常性處于高溫環(huán)境易出現(xiàn)的線老化、粘連造成的斷路，失控等現(xiàn)象，發(fā)生危險(xiǎn)，設(shè)置耐高溫電纜線。8)、配電箱： 避免由于高溫所致的電器元件受損易出現(xiàn)故障，設(shè)置配電箱應(yīng)遠(yuǎn)離直接熱源，裝設(shè)在打車的一端處。9)、操作型式： 保障作業(yè)中的安全生產(chǎn)使用及其他意外措施，最好設(shè)置地操+遙控器控制型式。遙控器可供作業(yè)人員遠(yuǎn)距離安全操作使用。地操按鈕可供監(jiān)時(shí)性遙控器出現(xiàn)故障時(shí)安全使用。10)、起升機(jī)構(gòu)： 電動萌起升機(jī)構(gòu)由起升電機(jī)與減速機(jī)直接連接，經(jīng)減速驅(qū)動卷筒，纏繞鋼絲繩帶動吊鉤裝置上升或下降。11)、減速機(jī)： 減速機(jī)采用斜齒輪三級減速，齒輪及軸采用合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼加工而成，12)、卷筒裝置卷筒采用鑄鋼或無縫鋼管制造。利用花鍵傳遞動力，卷筒外殼用鋼板焊制而成，卷筒裝置是葫蘆的中心部分，其上通過與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接，其下通過鋼絲繩語調(diào)夠裝置聯(lián)合工作，外罩的前上方安裝有限位器導(dǎo)桿裝置。13)、吊鉤裝置 吊鉤采用鋼鍛制而成，并用推力球軸承通過吊鉤橫梁與外殼聯(lián)接，使吊鉤運(yùn)轉(zhuǎn)自如。14)、運(yùn)行機(jī)構(gòu) 電動小車。運(yùn)行電機(jī)、運(yùn)行減速機(jī)、從動小車等共同組成運(yùn)行機(jī)構(gòu)。其運(yùn)行速度一般為10m/min、20m/min。15)、電器裝置 電器工作電壓為三相交流50HZ、380V，控制電壓為安全電壓36V，接觸器采用3TB系列、3TF系列西門子交流接觸器，電纜采用耐高溫電纜。16)、設(shè)置安全保護(hù)裝置 安全保護(hù)有：短路保護(hù)、失壓保護(hù)、雙重限位保護(hù)、電氣聯(lián)鎖保護(hù)、超速保護(hù)、超載保護(hù)、安全制動保護(hù)、隔熱保護(hù)。17)、安全制動器工作原理 正常工作狀態(tài)下，安全制動器不工作，只有在吊鉤超速時(shí)，安全制動器工作、制動。（二）、大車主梁設(shè)有防熱輻射措施：大車主梁底面（指主梁斜腹板及主梁工字鋼下翼緣底面）粘貼有玻璃鋼隔熱層。（ 見圖2 ）該玻璃鋼隔熱層在主梁結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不做考慮。圖2 （三）、設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)1、JB/T7688.1-95 冶金起重機(jī)技術(shù)條件通用要求2、 JB/T7688.15-1999 冶金起重機(jī)技術(shù)條件鑄造起重機(jī)3、質(zhì)檢辦特【2007】375號4、質(zhì)檢辦特【2008】347號5. GB3811-2008 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范6. GB6067-85 起重機(jī)械安全規(guī)程7、 JB/T1306-2008 電動單梁起重機(jī)8、 GB2106-80 金屬沖擊試驗(yàn)方法9、 JB928-97 焊縫射線探傷標(biāo)準(zhǔn)10、GB228-87 金屬拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)11、GB2659-81 焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法12、GB231-84 金屬布氏硬度試驗(yàn)法13、GB10183-86 橋式和門式起重機(jī)制造及軌道公差14、GB5905-86 起重機(jī)實(shí)驗(yàn)規(guī)范和規(guī)程15、GB8919-88 優(yōu)質(zhì)鋼絲繩16、GB8923 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級17、GBJ232-86 電氣安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范18、JB4315-86 起重機(jī)電控設(shè)備19、GB9286 色漆和清漆漆膜厚度的規(guī)劃試驗(yàn)20、GB6164-88 起重機(jī)緩沖器二、主要技術(shù)參數(shù)起重量Gn=10t； 跨度L=10.25m； 大車運(yùn)行速度V運(yùn)= 20 m/min；工作制度A6； 電動小車采用10噸冶金電動葫蘆； 葫蘆最大輪壓Pmax= ； 葫蘆起升高度=9m；葫蘆運(yùn)行速度V小車 =20 m/min； 操縱型式：遙控。 10噸電動單梁起重機(jī)（吊運(yùn)熔融金屬用）基本技術(shù)參數(shù)序號名 稱型號/單位參數(shù)值備注1起重量噸102操縱形式遙控3大車運(yùn)行運(yùn)行速度V運(yùn)米/分204電機(jī)型號ZDY122-4H級絕緣5功率N千瓦21.56轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分12007電動葫蘆電動葫蘆型號HXYJ10-9M6（吊運(yùn)熔融金屬用）10t8起升速度V起米/分79起升高度H米910運(yùn)行速度V運(yùn)米/分2011電機(jī)型號ZDY121-4H級絕緣12功率N千瓦20.813轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分120014最大輪壓t2.015工作級別M616重量kg115017整機(jī)工作級別A618電源380V19車輪踏面直徑mm27020軌道面寬mm7021跨度 Lm10.2522起重機(jī)最大輪壓t5.6723起重機(jī)總重kg4430含電動葫蘆第二節(jié) 主梁計(jì)算一、主梁斷面幾何特性主梁及主要參數(shù)如下圖3、圖4圖3圖4主梁斷面尺寸及截面幾何特性CAD計(jì)算機(jī)自動計(jì)算結(jié)果，如圖5。采用工字鋼I30特（特種型號），尺寸參數(shù)為;h=300mm,b=128mm,d=12mm, t=20mm, Fj=82.4cm2, g1=64.68kg/m, Ix=11800cm4, Iy=703cm4圖5主梁斷面尺寸及截面CAD計(jì)算機(jī)自動計(jì)算結(jié)果（單位：mm）通過AoTu CAD2000以上版本1:1畫出主梁截面圖，然后面域，再使用面域質(zhì)量特性得出結(jié)論。由上圖可得：1 主梁橫截面面積；F=22551.97mm2=225.5197cm22 梁斷面水平形心軸X-X位置Z=453.28mm=45.328(cm)3 主梁斷面慣性矩；jX =2600909647.19mm4=260090.96cm4jy=455063028.65mm4=45506.30cm4二、主梁強(qiáng)度的計(jì)算根據(jù)這種結(jié)構(gòu)形式起重機(jī)的特點(diǎn)，不考慮水平慣性力對主梁造成的應(yīng)力，及其水平平面內(nèi)載荷對主梁的扭轉(zhuǎn)作用也可忽略不計(jì)。主梁強(qiáng)度的計(jì)算按第類載荷進(jìn)行組合。對活動載荷，由于小車輪距很小，可以近似按集中載荷計(jì)算。驗(yàn)算主梁跨中斷面彎曲正應(yīng)力和跨端斷面剪應(yīng)力?？缰袛嗝鎻澢龖?yīng)力包括梁的整體彎曲應(yīng)力和由小車輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應(yīng)力兩部分，合成后進(jìn)行強(qiáng)度校核。本起重機(jī)用于吊運(yùn)熔融金屬，所以金屬結(jié)構(gòu)許用應(yīng)力計(jì)算應(yīng)除以一個(gè)高危險(xiǎn)度系數(shù)，=1.1 ，載荷組合按B類算，強(qiáng)度安全系數(shù)n=1.34，故： 許用應(yīng)力梁的整體彎曲在垂直平面內(nèi)按簡支計(jì)算。在水平平面內(nèi)按剛接的框架計(jì)算。見圖6圖61.垂直載荷在下翼緣引起的彎曲正應(yīng)力 式中；其中 Gn額定起重量 Gn =10000kgG葫電動葫蘆自重 G葫=1150kg-動載系數(shù) 按GB/T3811-2008計(jì)算得 =1.24-沖擊系數(shù) 按GB/T3811-2008計(jì)算得 =1.12S跨度，S=10.25m=1025cmZ主梁下表面距斷面形心軸X-X的距離 Z=45.328cmjx-主梁跨中斷面對軸X-X的慣性矩；jx=260090.93cm4c-操縱室重心支點(diǎn)的距離 c=0 cm(地操無此值)G室-操縱室重量 G室=0kg(地操無此值)q橋架單位長度重量（均布載荷） （kg/m）q=1000F+q 式中F-主梁斷面的總面積；F=225.5197cm2=0.02255m2材料比重 =7.85t/m3q-主梁隔板重量所產(chǎn)生的均布載荷，查圖紙得 q=13.95 kg/ mq=10000.022557.85+13.95=190.97 kg/ m=1.9097kg/cmkg/cm2 1400 kg/cm2 符合要求 2.主梁工字鋼下翼緣局部彎曲計(jì)算 見圖7圖7(1) 計(jì)算輪壓作用點(diǎn)位置i及系數(shù)i=a+c-e式中；i -輪壓作用點(diǎn)與腹板表面的距離 （cm）c-輪緣同工字鋼翼緣邊緣之間的間隙；取c=0.4 cm e=0.164R 對普通工字鋼，翼緣表面斜度為1/6R-電動葫蘆走輪踏面曲率半徑；可從電動葫蘆樣本查得；R=16.7cme=0.16416.7=2.74 i =5.8+0.4-2.74=3.46 = i/ a= 3.46 5.8=0.60圖8(2) 工字鋼下翼緣局部彎曲應(yīng)力計(jì)算；見圖8圖8中1點(diǎn)橫向（xy平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力1由下式計(jì)算 式中；a1-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)；貼補(bǔ)強(qiáng)板時(shí)取a1=0.9K1-局部彎曲系數(shù)；查圖9得K1=2.0P輪電動葫蘆輪壓 P輪=2000kgt0= t +； t-工字鋼翼緣平均厚度，t=2.0cm-補(bǔ)強(qiáng)板厚度 =1.0cmt02=(2+1)2=9cm2 圖9局部彎曲曲線圖圖8中1點(diǎn)縱向（yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力2由下式計(jì)算 式中；a1-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)；貼補(bǔ)強(qiáng)板時(shí)取a1=0.9K2-局部彎曲系數(shù)；查圖9得K2=0.6P輪電動葫蘆輪壓 P輪=2000kgt0= t +； t-工字鋼翼緣平均厚度，t=2.0cm-補(bǔ)強(qiáng)板厚度 =1.0cmt02=(2+1)2=9cm2圖8中2點(diǎn)縱向（yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力3由下式計(jì)算 式中；K3-局部彎曲系數(shù)；查圖9得K3=0.4; a2-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)；貼補(bǔ)強(qiáng)板時(shí)取a2=1.5 3.主梁跨中斷面當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算圖8中1點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力當(dāng)1由下式計(jì)算 676 kg/cm2許 =1594 kg/cm2 符合要求圖8中2點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力當(dāng)2由下式計(jì)算當(dāng)2=x+3 =660.24+133 =793.24 kg/cm2許 =1594 kg/cm2 符合要求三、剛度計(jì)算冶金單梁橋式起重機(jī)應(yīng)對主梁的垂直靜剛度和水平靜剛度進(jìn)行驗(yàn)算，并必須符合要求。而對動剛度一般可不驗(yàn)算，只有在使用上提出特殊要求時(shí)，如高速運(yùn)行或精確安裝的起重機(jī)，尚需驗(yàn)算動剛度。1.垂直靜剛度計(jì)算 式中；f-主梁垂直靜撓度 （cm） P-靜載荷 P=Gn+G葫=10000+1150=11150（kg）S跨度 S=1025cmE材料彈性橫量，Q235鋼的E=2.1106 kg/cm2jx-主梁跨中斷面垂直慣性矩 (cm4) jX =260090.96cm4f- 許用垂直靜撓度（cm）；按GB/T3811-2008高定位精度特性起重機(jī)（冶金吊）取f= S/1000=1025/1000=1.025 cm 0.46cm1.025cm 符合要求 2.水平靜剛度計(jì)算f水= 式中；f水-主梁水平靜撓度 （cm）P- 水平慣性力（kg）P= P/20=11150/20=557.5kgjy-主梁跨中斷面水平慣性矩 (cm4) jy=45506.30cm4f水- 許用水平靜撓度（cm）；取f水= S/2000=1025/2000=0.5125cmf水= 0.131cm 0.5125cm 符合要求 注：系數(shù)的選取是按p慣=p慣水平慣性力（kg）g重力加速度g=9.8米/秒2 a平起重機(jī)運(yùn)行的平均加速度，當(dāng)驅(qū)動輪為，總輪數(shù)的1/2 時(shí)，一般取a平=0.5米/秒2左右3. 動剛度計(jì)算在垂直方向上的自振周期 秒式中：T自振周期（秒）M起重機(jī)和葫蘆的換算質(zhì)量（單位：公斤.秒2/厘米）M= g重力加速度（g=9.8米/秒2=980cm/秒2）q主梁均布載荷（kg/m），q=1.9097kg/cmK橋梁在垂直平面內(nèi)的剛度，E彈性模量 E=2.1106（kg/cm2）jx主梁跨中斷面垂直慣性矩 (cm4) jX =260090.96cm4 S跨度 S=1025cm0.05秒T=0.3秒 符合要求 四、穩(wěn)定性計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算包括兩部分，即主梁“整體穩(wěn)定性計(jì)算和主梁腹板受壓翼緣板的局部穩(wěn)定性計(jì)算。1、 起重機(jī)整體穩(wěn)定性 當(dāng)主梁具有足夠的水平剛度時(shí)，就能明顯的阻止主梁斷面的扭轉(zhuǎn)。當(dāng)主梁水平撓度，即水平剛度得以保證，一般可以不計(jì)算主梁的整體穩(wěn)定性。本產(chǎn)品均能保證水平剛度，所以以下將不再計(jì)算主梁的整體穩(wěn)定性。2、主梁腹板的局部穩(wěn)定性 一般當(dāng)主梁腹板受拉區(qū)直接作用有集中輪壓時(shí)可以不考慮集中輪壓對腹板穩(wěn)定性的影響。本產(chǎn)品正符合這一特征，即葫蘆小車的輪壓是作用在主梁的受拉區(qū)，所以以下也將對主梁腹板局部穩(wěn)定性不予以計(jì)算。3、受壓翼緣板局部穩(wěn)定性 本產(chǎn)品主梁是由冷壓成形的U型槽鋼通過每隔一間距的橫向加勁板及斜側(cè)板同工字鋼組焊成一體，U形槽鋼的兩園角都將大大減小翼緣板（上蓋板）的局部不穩(wěn)定性，有關(guān)這方面的計(jì)算，此處暫不計(jì)算。 第三節(jié) 端梁計(jì)算 本產(chǎn)品的端梁結(jié)構(gòu)采用鋼板冷壓成U行槽，再組焊成箱形端梁。見圖10。端梁通過車輪將主梁支承在軌道上。端梁同車輪的連接形式是將車輪通過心軸安裝在端梁端部腹板上。 端梁應(yīng)驗(yàn)算中央斷面（支承主梁處斷面）的彎曲應(yīng)力和支承在車輪處斷面的剪應(yīng)力；還應(yīng)驗(yàn)算車輪軸對腹板的擠壓應(yīng)力。圖10一、輪距的確定K=（1/71/5）S=（1/71/5）10.25=1.46-2.05m 取K=2.0m. 二、 端梁中央斷面幾何特性 根據(jù)系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)資料，初步給出端梁斷面尺寸，斷面尺寸及截面幾何特性CAD計(jì)算機(jī)自動計(jì)算結(jié)果如圖11。 圖11端梁中央斷面尺寸及截面特性CAD計(jì)算機(jī)自動計(jì)算結(jié)果（單位：mm）通過AoTu CAD2000以上版本1:1畫出主梁截面圖，然后面域，再使用面域質(zhì)量特性得出結(jié)論。由上圖可得：1.截面總面積 F=10660mm2=106.6cm22.形心位置Y=192.54mm=19.254cmX=42.4mm=4.24cm3.截面慣性矩 JX=202926541.6mm4=20292.65cm4 Jy=88761927.29mm4=8876.2cm44斷面模量三、起重機(jī)最大輪壓此冶金單梁起重機(jī)是由四個(gè)車輪支承的，起重機(jī)的載荷通過這些支承點(diǎn)傳到軌道上。 1起重機(jī)支承反力作用見圖12。圖122起重機(jī)最大輪壓的計(jì)算帶額定載荷小車分別移動到左、右兩端極限位置時(shí)，按第II類載荷計(jì)算最大輪壓。(1)地面操縱，載荷移到左端時(shí)，各車輪輪壓： 式中：-動載系數(shù) 按GB/T3811-2008計(jì)算得 =1.24-沖擊系數(shù) 按GB/T3811-2008計(jì)算得 =1.12G端端梁重 G端=（kg）G輪主主動車輪裝置重（kg）G驅(qū)驅(qū)動裝置重（kg），近似以為G驅(qū)完全由主動車輪承受。S跨度（cm）。L1跨中至載荷的極限位置之距離（cm）。式中; Gn-額定起重量. Gn =10000 KgG葫-電葫蘆重量. G葫=1150KgG端端梁重量. 查圖紙得G端=205 KgG輪主主動車輪裝置重量. （60輪槽）查圖紙得 G輪主=65.2 KgG輪從-從動車輪裝置重量 （60輪槽）查圖紙得 G輪從=55.7 KgG驅(qū)-驅(qū)動裝置重量 查圖紙得 G驅(qū)=54.17 KgG操-操縱室重量 G操=0Kgq-主梁單位長度重量 q =1.9097Kg/cmL-跨度 L=1025cmK-輪距L=200cmL1主梁重心到小車左極限位置距離 查圖紙得L1=428.35cmL2主梁重心到小車右極限位置距離 查圖紙得L2=381.5cm(2)地面操縱，載荷移到右端時(shí)，各車輪輪壓： 地操冶金電動單梁起重機(jī)，它的最大輪壓是在當(dāng)載荷移動到左端極限位置時(shí)的驅(qū)動輪A上，即NA為最大輪壓。Nmax= 7078.7 Kg四、最大歪斜側(cè)向力 起重機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于各種原因會出現(xiàn)跑偏歪斜現(xiàn)象，此時(shí)車輪輪緣與軌道側(cè)面的接觸并產(chǎn)生與運(yùn)動方向垂直的側(cè)向力S1。如圖13。圖13由圖13知，當(dāng)載荷移動到左端極限位置時(shí)，地面操縱時(shí)，最大輪壓NA=7078.7 Kg，并認(rèn)為NA=ND ，這時(shí)最大側(cè)向力SD=N式中N-最大輪壓 N= 7078.7 Kg 側(cè)壓系數(shù)。對于輪距K同跨度L比例關(guān)系在K/L=1/51/7之間時(shí)，可取0.1。 SD=0.17078.7 707.9 Kg 當(dāng)載荷移動到右端極限位置時(shí)，地面操縱時(shí)，最大輪壓為NB=6765.9Kg并認(rèn)為NC=NB ，這時(shí)最大側(cè)向力SB=NB=0.16768.9676.9 Kg五、端梁中央斷面合成應(yīng)力 由于是地面操縱，所以最大側(cè)向力考慮當(dāng)載荷移動到左端極限位置時(shí)，最大側(cè)向力在輪A上，即SA=SD=707.9Kg 式中K-輪距 K=200cmSA-最大側(cè)向力 SA=707.9KgN-最大輪壓 N= 7078.7 KgWX， WY-端面模數(shù) WX=1053.9 cm3 WY=602.2cm3 -許用應(yīng)力，本起重機(jī)用于吊運(yùn)熔融金屬，所以金屬結(jié)構(gòu)許用應(yīng)力計(jì)算應(yīng)除以一個(gè)高危險(xiǎn)度系數(shù)，=1.1 ，載荷組合按II類算，強(qiáng)度安全系數(shù)n=1.34，故： 許用應(yīng)力六、車輪輪軸對端梁腹板的擠壓應(yīng)力擠圖10的B-B截面如圖14。圖14車輪軸對端梁支承腹板的擠壓應(yīng)力為擠 擠許用擠壓應(yīng)力（kg/cm2），本產(chǎn)品對Q235材料的擠取擠=1150kg/cm2式中N-最大輪壓 N=7078.7 Kg0-端梁支承板厚度 0=1.5 cm d0- 端梁腹板軸孔直徑 d0=7.5 cm擠許用擠壓應(yīng)力 擠=1150 Kg/cm2 擠=1150 Kg/cm2符合要求. 第四節(jié) 主、端梁連接計(jì)算 一、主、端梁連接形式及受力分析 （一）、主、端梁連接形式本產(chǎn)品主、端梁連接是采用螺栓+減載凸緣結(jié)構(gòu)的形式，如圖15所示?？紤]到產(chǎn)品加工的通用化，本系列產(chǎn)品不管噸位，跨度大小，均采用同一種結(jié)構(gòu)，同一種尺寸規(guī)格的連接形式，即主梁兩端同橫梁之間各用8個(gè)M20的螺栓（高強(qiáng)螺栓）連接。（二）、受力分析這種結(jié)構(gòu)的連接形式，經(jīng)分析可以認(rèn)為在主、橫梁之間，垂直載荷由凸緣承受，凸緣將承受剪力及擠壓力。這種情況下的螺栓主要承受拉力，其拉力主要是由起重機(jī)運(yùn)行時(shí)的歪斜側(cè)向力S1和起重機(jī)支承反力所造成的。一般水平慣性對螺栓的影響可忽略而不計(jì)。圖15中，經(jīng)受力分析，設(shè)螺栓d受拉力最大，以下將從螺栓d為計(jì)算對象。因本產(chǎn)品，這里僅驗(yàn)算最大輪壓一側(cè)的主. 端梁 連接強(qiáng)度。圖15 二、螺栓拉力的計(jì)算 已知參數(shù)：起重量Gn=10000 Kg，跨度L=1025 cm，起重機(jī)運(yùn)行速度V=20米/分。1 起重機(jī)歪斜側(cè)向力矩的計(jì)算；如圖13 起重機(jī)歪斜側(cè)向力矩為 MS=S1KS1-歪斜側(cè)向力；由前節(jié)計(jì)算得S1=SB=707.9KgK-軌矩 K=2.0米MS=2.0707.9 = 1415.8 Kgm2 歪斜側(cè)向力矩對螺栓拉力的計(jì)算；見圖15(b)；對螺栓d拉力N1; N1=2.5 MSX/Xi2 式中：系數(shù)2.5是考慮螺栓預(yù)緊力及載荷不均性的影響; MS-歪斜側(cè)向力矩; MS=1415.8Kgm; X-螺栓d距離圖15(b) YY軸的距離X=0.57m X2-每個(gè)受拉螺栓距離圖15(b) YY軸的距離平方之和（m2）。 N1=2.51415.8 0.57（40.572+40.032）=2017.5151.3032 = 1548.12Kg3. 起重機(jī)支反力對螺栓的作用力矩當(dāng)載荷移動到非最大輪壓一側(cè)的極限位置時(shí)，取端梁作為受力分離體，其受力圖如圖16。圖16取C點(diǎn)為受力平衡點(diǎn)；MC=0 得MR=MN=RB0式中0-如圖取0=0.12mMR支反力RB對C點(diǎn)作用力矩( Kgm )MN所有受拉螺栓對C點(diǎn)作用力矩( Kgm )RB-起重機(jī)右端(圖12) 支反力可以認(rèn)為是RB=NB+NC=6765.9+6694.6 = 13460.5 Kg MN= MR= RB0=13460.50.12 = 1615.26 Kgm4.支反力矩對螺栓的拉力設(shè)支反力矩MR對螺栓的拉力為N2(Kg)N2=2.5MNY/YI2式中MN各螺栓力矩之和 MN=1615.26 KgmY-距離z軸最遠(yuǎn)的螺栓中心線至圖16中zz軸的距離(m) Y=0.35mYI2每個(gè)螺栓中心線至圖16中zz軸的距離平方之和2.5-考慮螺栓預(yù)緊力及載荷不均性的影響;N2=2.5MN0.35(20.352+20.252+20.152+20.052) =2.51615.260.350.42=3365.13 Kg5. 螺栓承受的總拉力N0N0=N1+N2=1548.12+3365.13=4913.25Kg6.驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度 受力螺栓強(qiáng)度 式中N0-螺栓總拉力 N0=4913.25 KgF0-螺栓凈斷面面積；cm2d0-螺栓小徑，對高強(qiáng)螺栓M20，d0=1.675 cm - 螺栓的許用應(yīng)力（Kg/cm2） =（0.50.6）S其中S材料的屈服極限；對材料高強(qiáng)M20螺栓，0.2=9400 Kg/cm2=0.59400=4700 Kg/cm2 7.凸緣垂直剪切應(yīng)力計(jì)算剪應(yīng)力c截面形狀系數(shù)，受剪截面為矩形截面時(shí)取RB-起重機(jī)右端(圖12) 支反力，RB=NB+NC=6765.9+6694.6 = 13460.5 Kg受剪面積(cm2) 見圖15(b) =260=120cm2許用剪切應(yīng)力(kg/cm2)對于Q235-B材料, s=2350kg/cm2,1.34及1.1為系數(shù)，得 =168.3kg/cm2=920kg/cm2 符合要求.8.支承連接處，對凸緣的擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力支反力(kg), RB =13460.5 Kg承壓端面面積(cm2) 見圖15(b)、（c）, =0.860=48cm端面承壓時(shí)，對于Q235-B材料, s=2350kg/cm2,1.34及1.1為系數(shù)=2350/1.34/1.1=1594kg/cm2=1594 kg/cm2符合要求。第五節(jié)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要是用來作水平運(yùn)移物品的，根據(jù)冶金電動單梁橋式起重機(jī)的使用，操作特點(diǎn)，其運(yùn)行速度將隨著操縱形式而不同。一般地面操縱的起重機(jī)運(yùn)行速度必須小于操作者的步行速度（v步=50米/分），本產(chǎn)品確定地面操縱運(yùn)行速度20米/分。運(yùn)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動裝置（電動機(jī)），制動裝置（制動器）傳動裝置（減速器），車輪裝置四部分組成，LDY型冶金電動單梁橋式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)如圖17所示，驅(qū)動同制動裝置是由一臺錐形制動電動機(jī)構(gòu)成，地面操縱是采用帶有平面制動器的錐形鼠籠制動電動機(jī)，傳動裝置是由一閉一開式齒輪減速器所構(gòu)成，車輪裝置是由一固定心軸（車輪軸）安裝在橫梁上。本產(chǎn)品起重機(jī)運(yùn)行