20-5t桥式起重机说明书 111A4(7)

本科毕业论文（设计）

a= (1.5 ～ 2)h= (1.5 ～ 2)×1.2 = 1.845～2.46 m

取a=2 m

主梁中部小加劲板的间距：

若小车钢轨采用P38重轨,由《机械设计手册》,其对水平重心轴线x—x的最小抗弯截面模数 Wmin=178.9 cm3 ,则根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件求得加劲板间距(此时连续梁的支点即加劲板所在位置,使一个车轮轮压作用在两加劲板间距的中央):

a1 ≤式中:

6Wmin[?]6?178.9?17000 = 2.25 m ??2P1.16?70000P——小车的轮压,取平均值,并设小车自重为 Gxc= 80000 N , P=

80000?200000 = 70000 N

4?2——动力系数,由《机械设计手册》查?2=1.16；

[?]——钢轨的许用应力，[?]=170 MPa； 因此，根据布置方便，取a1=

a=1 m ； 2由于腹板的高厚比 h??12306=205＞160 ，所以要设置水平加劲杆，以保证腹板局部稳定性。查《起重机金属结构》采用∠45×45×5 角钢作水平加劲杆。

3.2主梁的计算

1、计算载荷确定

查《起重机设计手册》得半个桥架（不包括端梁）的自重，则主梁由于桥架自重引起的均布载荷：

Gq2=94000 N ，

Gq qL?2?94000=41.8 N/cm L2250由于采用分别驱动大车运行机构,主梁所受的全部均布载荷q'就是桥架自重引起的均布载荷,即

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q'=qL= 41.8 N/cm 主梁的总计算均布载荷,即

q??4q'= 1.1×41.8 =45.98 N/cm 式中：

?4=1.1 ——冲击载荷

作用在一根主梁上的小车两个车轮的轮压值根据《起重机设计手册》所列数据选用： P1=73000 N ，P2=67000 N； 考虑动力系数?2的小车车轮的计算轮压值为： P1 = ?2P1 = 1.33×73000 = 97090 N P2 = ?2P2 =1.33 ×67000 = 89110 N 式中:

?2——动力系数,由《起重机金属结构》查?2=1.33； 2、主梁垂直最大弯矩 计算主梁垂直最大弯矩： Mmax(G?P)?[P1?P2(L?BxcqL?4G0l02)??]L2L??4G0l0 P1?P2q4(?)L2设敞开式司机操纵室的重量G0=10000 N ，其重心距支点的距离为l0=280 cm 。 将各已知数值代入上式计算可得：

[97090?89110?(Mmax(G?P)?2250?24045.98?22501.1?10000?2802)??]225022250 97090?8911045.984?(?)22502 +1.1×10000×280 = 124.96 × 106 N·cm 3、 主梁水平最大弯矩 计算主梁水平最大弯矩：

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Mgmax?0.8Mmax式中：

(G'?P')a g g——重力加速度，g=9.81 m/s2； a?则 a??q

tq

—— 大车起动、制动加速度平均值，tq=6～10 s ，

7575～=0.125～0.21 m/s2 ； 60?660?10(G'?P')Mmax

——不计冲击系数?4和动载系数?2时主梁垂直最大弯矩，由下式得：

Mmax(G'?P')L?Bxcq'LG0l02[P1?P2()??]L2L??G0l0 ''P?P2q4(1?)L2''[73000?67000?( =

2250?24041.8?225010000?2802)??]225022250 73000?6700041.84?(?)22502 +10000×280 = 98.8 × 106 N·cm 因此得主梁水平最大弯矩: Mgmax?0.8?98.8?106?0.1250.21～0.8?98.8?106? 9.819.81 =(1.01～1.69) × 106 N·cm 取Mgmax?1.6× 106 N·cm 4、主梁的强度验算

主梁中间截面的最大弯曲应力计算： ???(G?P)式中：

M??g?maxWx(G?P)?MgmaxWy≤[?]2

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Wx——主梁中间截面对水平重心轴线x—x的抗弯截面模数，其近似值： Wx?(h?123?0.6?B?1)h?(?55?1.2)?123=11143.8 cm3 33 Wy——主梁中间截面对垂直重心轴线y—y的抗弯截面模数，其近似 值： Wy?(B?155?1.2?h?)b?(?123?0.6)?50 33 = 4790 cm3 因此可得：

124.96?1061.6?106? ??= 115.5 MPa

1143.84790由《起重机设计手册》查得，Q235钢的许用应力为[?]2? 故 ?＜[?]2

主梁支承截面的最大剪应力，计算: ?max式中: Qmax Qmax(G?P)220 =165.4 MPa

1.331.33??sQS?max≤[?]2

Ix02?(G?P)——主梁支承截面所受的最大剪力,由[4]公式(7-14)计算:

?P1?P2L?BxcqLL?l0???4G1??4G0 L2L(G?P)2250?24045.98?2250)??1.1?5000

225022250?280 ?1.1?10000?

2250 = 97090?89110?( = 24353.5 N

Ix0 —— 主梁支承截面对水平重心轴线x—x的惯性矩，其近似值：

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Ix0≈WxoH0h?H75?0.677.4?55?1.2)?75??(0?B?1)h0?0= ( 32232 = 235102.5 cm4

s——主梁支承截面半面积对水平重心轴线x—x的静矩： s?2h0?h0h???B?1(0?1) 242275?0.675751.2??55?1.2?(?) 2422 = 2? = 3358 cm3 因此可得： ?max?243553.5?3358 = 29 MPa

235102.5?2?0.6[?]23由[《机械设计手册》查得A3钢的许用剪应力为 [?]2? 故 ?max ＜ [?]2

由上面的计算可知,强度足够. 5、主梁的垂直刚度验算

=95.6 MPa

主梁在满载小车轮压作用下，在跨中所产生的重大垂直挠度可按照进行计算：

P1L3[1??(1?6?2?4?4)] f?

48EIx式中： ??P26700??0.918 P17300Bxc240??0.17 L2250H125.4?11143.8?=6.99?105 22 ?? Ix≈Wx因此可得：

73000?22503?[1?0.918?(1?6?0.172?4?0.174)] f? = 0.52 cm

48?21?106?6.99?105

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