《起重机设计计算手册经典版资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《起重机设计计算手册经典版资料（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 前言前言 2 一、 起重机设计计算基本知识 . 3 1. 天起现有设计计算相关参考文献 . 3 2. 设计计算方法 . 3 3. 计算准则 3 4起重机设计计算基础知识 3 二、起重机钢结构设计计算 4 （一） 设计计算内容 . 4 1. 强度计算与验算 . 4 2. 刚度计算 4 3. 稳定性计算 . 4 （二） 钢结构设计计算基本内容 5 1. 受力分析 5 2. 构件断面的几何特性确定与计算 . 5 3. 材料与许用应力的确定 5 （三） 如何进行受力分析 5 1. 主要载荷 5 2. 载荷分类 5 3. 计算载荷 6 4. 载荷系数 6 5. 载荷组合 7 （四） 构件断面几何特性
2、8 1. 截面几何特性参数 . 8 2. 基本截面几何特性计算举例 8 （五） 材料与许用应力 10 1. 材料 10 2. 安全系数和许用应力 . 10 （六） 通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型) 11 1. 受力分析 . 11 2. 主梁断面几何特性计算 . 11 3. 许用应力 . 11 4. 受力简图 . 11 5. 主梁跨中集中载荷(轮压 1 P和 2 P)产生最大垂直弯矩 Mp . 12 6. 跨中均布载荷(自重 G P )产生最大垂直弯矩 Mq 12 7. 主梁跨中垂直最大弯矩 . 12 8. 主梁跨中水平惯性载荷产生弯矩 12 9. 主梁跨中截面弯曲强度计算： 13
3、10. 主梁跨端剪切强度计算 13 （七) 通用桥式起重机箱形主梁刚度计算 . 13 1. 垂直静刚度 13 2. 水平静刚度 14 （八） 通用桥式起重机箱形主梁稳定性计算 . 14 1. 腹板的局部稳定性计算 . 14 2. 受压翼缘板局部稳定性计算 . 20 （九） 通用桥式起重机端梁的设计计算 21 1. -截面弯曲应力与剪应力 . 21 2. -截面弯曲应力与剪应力 22 （十）电动单梁起重机主梁强度计算 . 22 1. 主梁跨中整体强度计算 . 22 2. 工字钢下翼缘局部弯曲应力计算 23 3. 工字钢下翼缘合成弯曲应力计算 23 4. .H 钢和箱形梁翼缘局部弯曲应力计算 .
4、24 （十一）电动单梁起重机主梁刚度计算 . 25 1. 垂直静刚度计算 25 2. 水平静刚度 25 3稳定性计算 25 三 起升机构设计计算 . 25 (一) 取物缠绕装置设计计算与选择 25 1. 吊钩的选择 . 25 2钢丝绳的选择与计算 . 26 3滑轮与卷筒直径的计算与选择 27 4卷筒基本尺寸，转速和强度计算 28 (二)驱动装置电动机选择与验算 . 29 1. 稳态起升功率 29 2. 初选电动机 29 3. 电动机过载校验 30 4. 电动机发热校验 30 (三)传动装置减速器选择与验算 . 30 1. 减速比计算 30 2. 初选减速器 31 3. 减速器校验 31 （四）
5、制动装置制动器选择与计算 . 31 （五）联轴器的选择与计算 32 四、起重机运行机构设计计算 . 32 1.起重机运行阻力计算 . 32 2. 稳态运行功率 33 3. 初选电动机 33 4. 电动机过载校验 34 5. 电动机发热校验 34 6. 起动时间 . 35 7. 起动平均加速度 35 8. 减速器的选择与验算 . 36 9. 制动器选择与验算 36 10. 打滑验算 37 天津起重设备有限公司 起重机设计计算培训讲义 第 2 页 共 37 页 一、起重机设计计算基本知识 1. 天起现有设计计算相关参考文献 （1）19833811/TGB 起重机设计规范 （2）起重机设计手册 张质
6、文等主编 （3）电动葫芦计算方法与实例 陈登云编 （4）DL 型电动单梁起重机设计计算 宫本智编 （5）葫芦式起重机 宫本智著 （6）电动悬挂起重机运行轨道计算与选择 宫本智编 （7）吊钩桥式起重机计算书34m)16S80/20t(G=， 马金桥等编 2. 设计计算方法 本讲义所介绍的起重机设计计算知识均属于“许用应力设计法”。目前中国 的起重机设计方法还有“极限状态设计法”和“有限元设计法”及“CAD计算机 辅助设计法”等。国外对电动葫芦多采用“模块化设计法”。 3. 计算准则 起重机设计规范中规定了钢结构、机构和电气控制等一系列的设计准则。如 规范中对钢结构中的主要受力构件必须计算其强度、
7、刚性和稳定性的规定的准则。 起重机设计规范是介绍起重机的设计方法和计算准则的指导性技术文件，起 重机设计手册是介绍不同类型起重机的典型钢结构、机构、电气等的具体可操作 性的设计计算、验算的设计工具性文件。 4起重机设计计算基础知识 （1）起重机钢结构知识基础与发展 理论力学 材料力学 起重机结构力学 起重机金属结构 理论力学是研究物体机械运动规律的一门科学,它是研究起重机金属结构 (钢结构)的力学基础。 材料力学是研究结构或构件承载力的一门科学，也是研究起重机钢结构的 力学基础。 起重机结构力学是在理论力学和材料力学的基础上，研究起重机钢结构计 算理论的一门科学。 起重机钢结构是在起重机结构力
8、学的基础上，介绍不同类型起重机典型受 力构件的设计方法、设计原理及具体的设计步骤与依据等等。 （2）起重机机构知识基础与发展 机械原理 机械零件 起重机械 专用起重机 机械原理是研究机械基础知识的一门科学。 机械零件是介绍典型机械零部件特点的一门科学。 起重机械是在机械原理和机械零件知识的基础上，介绍起重机各种机构及 其包含的起重机专用零部件的特点及设计方法等的一门起重机专业必学的课程。 专用起重机是各种不同类型由钢结构、机构及电气控制等部分组成的整 机，如桥门式起重机、塔式起重机、流动式起重机和臂架式起重机等。 （3）凡是学机械专业的学生，必然会学习上述理论力学、材料力学、机械原理与 机械零
9、件四门专业基础课程；起重运输机械专业的学生，是在上述四门专业课基 础上学习了起重机结构力学、起重机钢结构、起重机械和专用起重机而已。 非起重机专业的各种机械专业毕业生只需补学一下上述起重机专业课即可从 事起重机设计工作。 二、起重机钢结构设计计算 起重机钢结构是指由型钢或钢板等基本构件，采用焊接或螺栓连接等方法， 按照一定的结构形式规则地连接起来，成为起重机能够承受载荷的结构，称为起 重机钢结构。 （一） 设计计算内容 1. 强度计算与验算 （1） 强度在外力作用下，构件不被破坏的能力。 （2） 强度分类：拉压强度、弯曲强度、扭转强度、剪切强度、挤压强度和 疲劳强度等，其中弯曲强度又分为整体弯
10、曲强度和局部弯曲强度，疲劳强度只有 在工作级别 6 E 级时才进行疲劳验算，其载荷按类载荷验算。 2. 刚度计算 （1） 刚度在外力作用下，构件抵抗弹性变形的能力。 （2） 刚度分类：静刚度和动刚度，静刚度又分为垂直静刚度和水平静刚度。 3. 稳定性计算 （1） 稳定性在外力作用下，构件不失稳的能力。 （2） 稳定性分类：整机稳定性和局部稳定性。 （二） 钢结构设计计算基本内容 起重机钢结构的设计计算必须作好以下三方面工作， 方可进行具体设计计算。 1受力分析 首先要搞清楚起重机钢结构的主要受力构件，如主梁、端梁及支腿等。然后 把主要受力构件作为一个分离体进行受力分析，即构件上都受有什么力。
11、2构件断面的几何特性确定与计算 应首先确定受力构件危险断面的形状与尺寸，然后对断面积 F 、惯性矩J、 静矩S和断面模数W等进行计算。 3材料与许用应力的确定 按所选用材料、载荷组合类型确定许用应力。 （三） 如何进行受力分析 1主要载荷 G P 自重载荷 CW P 工作状态风载荷 Q P 起升载荷 C P 碰撞载荷 H P 运行水平惯性载荷 SL P 倾翻载荷 S P 运行侧向载荷 E P 地震载荷 还有试验载荷、坡道载荷、温度载荷、安装载荷、工艺载荷等等。 2. 载荷分类 常规载荷 (又称基本载荷) 在正常工作时经常发生的载荷， 包括 G P 、 Q P 和 H P 三种载荷。 偶然载荷（
12、又称附加载荷） 在正常工作时不经常发生，只是偶然出现 的载荷，主要包括 S P 、 W P等载荷。 特殊载荷 起重机非正常工作或不工作时特殊情况下发生的载荷，包括 C P 、 SL P 、 E P等载荷。 3. 计算载荷 G P 1 自重振动载荷：下降制动和突然起升时引起自重部分的冲击振动。 Q P 2 荷重动载荷：起升时荷重惯性力使起升载荷出现动载增大作用。 Q P 3 减载振动载荷：抓斗、电磁吊突然卸载时对钢结构产生振动作用。 )( 4QG PP + 运行冲击载荷：路不平（流动式起重机） ，轨道有较大接缝 运行时产生的冲击力。 maPH 5 = 运行水平惯性力：运行起制动时产生的水平惯性力
13、。 （m起重机自重，a加速度）或 Z Z P 1 H 5 1 P =（P 轮压， 1 Z 驱动轮 数，Z总轮数） =PPS 2 1 水平侧向载荷 （ 21 PPP+= 承受侧向载荷一侧端梁 上的两个车轮轮压） ：起重机偏斜运行时的水平侧向载荷。 图中： 水平侧向载荷系数；S 跨度)(m ；B 基距)(m 。 图 2-1 APCPW= 工作状态下风载荷 式中：C 风力系数；P 风压； A 迎风面积。 Q 6 1 . 1 动载试验载荷。 FPC= 7 碰撞力（ k V 或 t V sm/7 . 0时不计算）F 碰撞力 SL P 倾翻水平力。 4. 载荷系数 1 起升冲击系数 1 =1 0 0.1
14、即 1 =11.1 变频时取 1 =1 2 起升动载系数， 2 = n V+ 2min2 n V 起升速度(m/s) 表 2-1 表 2-2 起重机类型 起升状态级别 起升状态级别 min2 2 平动起重机 1 HC 1 HC 1 0.2 车间用起重机 2 HC, 3 HC 2 HC 1.05 0.4 料场门式起重机 3 HC 3 HC 1.1 0.6 料场抓斗起重机 3 HC, 4 HC 4 HC 1.15 0.8 铸造起重机 4 HC 锻造起重机 4 HC 3 卸载冲击系数，)1 (1 33 + = m m 式中：m 卸载量（t） ；m 总质量（t） ； 3 = = 5 . 0 1 3 3
15、 抓斗 电磁吊 。 4 运行冲击系数，hVk058. 01 . 1 4 += 式中： k V 起重机运行速度(m/s)；h 轨道接头两端轨顶高低差(mm)。 5 水平惯性力系数， 5 =1.5 6 动态试验载荷起升动载系数，)1 (5 . 0 26 += 7 碰撞弹性效应系数 弹簧缓冲器25. 1 7 =； 液压缓冲器6 . 1 7 =。 橡胶、聚氨酯缓冲器 7 查产品样本所提供数据。 5. 载荷组合 组合(类载荷) 常规载荷: G 、 Q P 、 H P组合 组合（类载荷）常规载荷+偶然载荷 （ G 、 Q P 、 H P）+（ S P 、 W ）组合 组合（类载荷）常规载荷+偶然载荷+特殊载荷或常规载荷+特殊载 荷（ G 、 Q P、 H P ）+（ S P 、 W ）+（ C P 、 SL P 、 E P ）或（ G 、
