QD5010T165M通用桥式计算书.docx
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QD5010T165M通用桥式计算书
QD50-10T-16.5M通用桥式计算书
通用桥式起重机计算书
(QD50/10t-16.5m)
编制:
批准:
起重机计算书
第一部分主梁设计计算
一、主梁设计计算
1、主要参数:
起重量Q=50/10t工作级别A5
跨度LK=16.5m
小车总重Gxc=15.425t
2、主梁截面形状尺寸:
上盖板δ=22mm材料Q235-B
下盖板δ=18mm材料Q235-B
腹板δ1=6mm材料Q235-B
腹板δ2=6mm材料Q235-B
腹板间距b=500mm
腹板高h0=1000mm
3、主梁截面性质:
(1)主梁截面面积
S=500*22*18+1000*6*2
=210000mm2
(2)半个桥架的质量:
设加筋肋系数K=1.1
Gqj=K*ρ*S*Lk
=1.1*7.85*10-6*210000*16500
=10085kg
(3)主梁均布载荷集度
q=10085/16500
=0.61.kg/mm
(4)主梁形心位置的确定
X0=226mm
Y0=560mm
Xmax=560mm
Ymax=226mm
(5)主梁截面惯性矩的确定
对于X轴
Ix=(500*103/12+500*10*5052)*2+(6*10003/12)*2
=0.44×1010mm4
对于Y轴
Iy=(10*5003/12)*2+(1000*63/12+1000*6*2232)*2
=8.04×108mm4
(6)主梁截面对X轴Y轴的抗弯模数
对于X轴
Wxmin=Ix/Xmax
=0.44×1010/560
=7.86×106mm3
小车重量Gxc=KII×Gxc=8358kg
起升载荷Qq=KII×Qq=22515kgKII取1.1
(水平惯性载荷Pgy按Pgymax考虑)
(1)小车轮压的计算
Bx=2500mmb1=1231mmb2=1329mm
P1=Qq/2×b2/Bx+Gxc/4(代入相应数值)
=7844kg
P2Qq/2×b1/Bx+Gxc/4(代入相应数值)
=7419kg
(2)当四轮小车作用于桥架时,主梁的最大弯距截面处距A点的距离:
X=[p1+p2(1-Bx/Lk)+qLk]/[2×(p1+p2)/Lk+q](代入相应数值)
=8275mm
(3)由垂直载荷在主梁上产生的最大弯矩为:
Mcmax=[p1+p2(1-Bx/Lk)+qLk]2/[2×(p1+p2)/Lk+q]+Mg(代入相应数值)
=1.01×108kg.mm
Mg=RaX----有固定集中静载荷(操纵室Gc、运行机构Gy、电气设备Gd)
在主梁应力最大截面处产生的弯距:
Mg=RaX=3.45×107kg.mm
Ra-----由操纵室、运行机构、电气设备的重量产生的支反力
Gc=1500kgL1=2100mm
Gc=1204kgL1=800mm
Gc=1771kgL1=5000mm
Ra=[Gc×(Lk-L1)+Gy×Lk+Gd×Lk/2]/Lk(代入相应数值)
=3789kg
考虑冲击系数影响Ra=KII×Ra=1.1×3789=4167.9kg
(3)桥架运行产生的水平惯性载荷在两主梁上平均分布,当正常制动时
作用在每根主梁上的弯距为;
Ms=0.8×Mcmax×aqj/g(代入相应数值)
=0.8×1.01×108×0.2/9.8
=1.65×106kg.mm
当猛烈制动时Ms将增加一倍
Msmax=2*Ms
=3.3×106kg.mm
5、主梁强度效核
对本起重机主梁均按Ⅱ类载荷进行强度计算.
Q235-B设计许用应力[a]II=1600kg/cm2
剪切许用应力[r]II=900kg/cm2
挤压许用应力[ajy]II=1700kg/cm2
(1)按载荷组合IIa计算
IIaamax=Mcmax/Wxmin(代入相应数值)
=1.004×108/7.861×106
=12.77kg/mm2
=1378kg/cm2<[a]
当p1作用于A点处时跨端腹板剪应力r0最大
r0=Vmax/0.7hlf
=22506.97/0.7×6×(650-20)×2
=4.253kg/mm2
=425.3kg/mm2<[r]
强度校核通过.
6、主梁的钢度校核
(1)主梁静钢度计算
Fmax=p1×Lk3[1+a(1-6β2)]÷48Eix≤[f]
其中a=p2/p1<1
=6745/7131
=0.946
Bx=2500mmb1=1231mmb2=1329mm
P1=Qq/2×b2/Bx+Gxc/4(代入相应数值)Qq=20468kgGxc=7598kg
=7131kg
P2Qq/2×b1/Bx+Gxc/4(代入相应数值)
=6745kg
β=Bx/Lk=2600/17500=0.1486
Bx----小车轮距
[f]=1/1000Lk=17.5mm
f=7131×175003×[1+0.946×(1-6×0.14862)]÷[48×2.1×104×0.44×1010]
=15.69mm<[f]
主梁静钢度通过
二、起升机构计算
1、主起升机构计算
(1)主要参数
工作级别M5
起升载荷Qq=50000+1268=50468kg(吊钩重量q=1268kg)
滑轮倍率a=8
起升速度V=5.9m/min
(2)选用钢丝绳型号
钢丝绳所受拉力S=Qq/2a*Л
=51268/2*4*0.97
=6606.7kg
Л=0.97
钢丝绳破断拉力Sp
Sp≥ns×s
=6×6606.7
=39640.2kg
Ns=6
Sp=0.85*so
So=18618.4kg
结果:
选钢丝绳型号6W(19)-24-155-Ⅰ
钢丝绳破断拉力So=19850Kg
钢丝绳直径ds=24mm
卷筒计算直径Dj=el*ds
=34×24
=816mm
el=34
取标准卷筒系列Dj=800mmDjs=800+16.5=816.5mm
起升速度
(3)电动机的选择
按静功率初选电动机
Nj=Qq*v/6120*Л
=51268×9.12/6120×0.9
=65.1kw
Л=0.9
电动机额定功率Ne≥kg*Nj(考虑惯性力的影响kg=0.7)
=0.7×65.1
=45.57kw
选用电机型号:
YZR280M-10(25%)
电机额定功率:
Ne=55kw
电机转速:
nz=556rpm
(4)减速机的选择
计算减速机速比:
i=3.14*nz*Djs/a*v
=48.57
取标准速比i=48.57
v1=nz*3.14*Djs/a*i
=9.13
△=[(v1-v)/v]*100%
=0.1%<10%
起升速度验算在误差范围内
按疲劳计算减速机
Nhs=Ψhs*Ne25
=1.05×55
=57.75kw
Ψhs=1.05
强度校核
按输出扭矩Tmax=S×Djs
=2637.6×0.5175
=1318.8kg.m(考虑动力系数的影响ΨII=1.45)
(考虑动力系数的影响ΨII=1.45)
Tmax=1912.3kg.m
最大径向力校核强度
Rmax=(2s+Njt)/2
=3202.5kg
(考虑动力系数的影响ΨII=1.45)
Rmax=4644kg
减速机型号:
ZQ1000速比:
48.57
(I=48.57时减速机容许输入功率57kw输出轴容许最大扭矩5950kgm最大径向载荷9250kg)验算合格
(5)制动器的选择
支持载荷所需的制动力矩Mz
Mz=ns*Qq*Djs*Л/2a*i
=1.75×51268×0.5175×0.9/(2×4×31.5)
=66.2kg.m
=662N.m≤Mez(Mez取1600N.m)
Ns=1.75Л=0.9
Mez----制动器额定制动力矩
制动器型号:
YWZ-400制动力矩:
1×1600N.m
(6)卷筒计算
Dj=800mm=0.5m
Djs=816.5mm=0.8175m
查取绳槽节距P=28mm
Dn=456mm
δ=(Dj-Dn)/2=22mm
起升高度H=16m
安全圈数L1=n*P=40mm(安全圈数n不小于2,取2)
固定钢丝绳2L2=2*3*P=120mm
光滑面L光滑=120mm
螺旋槽部分2L0=2a*H*P/3.14*Djs
=1575
卷筒长度L=2L0+L1+2L2+L光滑
=1575+40+120+120
=1855mm
考虑两端留有一定的退刀余量取L=2000mm
卷筒压应力验算
σy=ξ*ΨII*S/δ*P(1-δ/Dj)
=1.0×1.45×2637.6/22×20×(1-10/500)
=9.05kg/mm2<[σy]
ξ=1.0
Ψ=1.45
σy=75kg/mm2
[σy]=σy/5=15kg/mm2
卷筒壁抗压强度验算合格
L=2000>3D=1500
故需验算弯曲的影响
σ1=Mw/W+{[σy]/[σy]}*σy1
=ΨII*S*[(L-L光滑)/2]/[0.1(Dj4-Dn4)/Dj]
+[(σb/5)/(σb/5)]*[ξ*ΨII*S/δ*P*(1-δ/Dj)]
=3.95kg/mm2<[σ1]
σb=25kg/mm2
[σ1]=σb/5=5kg/mm2
卷筒受合成拉应力验算合格
2、参照主起升的计算过程副起升机构计算
副起升机构
(1)主要参数
工作级别M5
起升载荷Qq=10000+285=10285kg(吊钩重量q=285kg)
滑轮倍率a=4
起升速度V=13.2m/min
(2)选用钢丝绳型号
钢丝绳所受拉力S=Qq/2a*Л
=5102/2*2*0.99
=1288.4kg
Л=0.99
钢丝绳破断拉力Sp
Sp≥ns×s
=5.5×1288.4
=7086kg
Ns=5.5
Sp=0.85*so
So=8336.7.4kg
结果:
选钢丝绳型号6W(19)-14.5-155-Ⅰ
钢丝绳破断拉力So=11500Kg
钢丝绳直径ds=14.5mm
卷筒计算直径Dj=el*ds
=25×13.5
=337.5mm
el=25
取标准卷筒系列Dj=400mmDjs=400+13.5=413.5mm
(3)电动机的选择
按静功率初选电动机
Nj=Qq*v/6120*Л
=5102×19.7/6120×0.9
=18.24kw
Л=0.9
电动机额定功率Ne≥kg*Nj(考虑惯性力的影响kg=0.8)
=0.8×18.24
=14.6kw
选用电机型号:
YZR200L-6(25%)
电机额定功率:
Ne=26kw
电机转速:
nz=961rpm
(4)减速机的选择
计算减速机速比:
i=3.14*nz*Djs/a*v
=31.53
取标准速比i=31.5
v1=nz*3.14*Djs/a*i
=9.13
△=[(v1-v)/v]*100%
=0.1%<10%
起升速度验算在误差范围内
按疲劳计算减速机
Nhs=Ψhs*Ne25
=1.05×26
=27.3kw
Ψhs=1.05
强度校核
按输出扭矩Tmax=S×Djs
=2637.6×0.5175
=1318.8kg.m(考虑动力系数的影响ΨII=1.45)
(考虑动力系数的影响ΨII=1.45)
Tmax=1912.3kg.m
最大径向力校核强度
Rmax=(2s+Njt)/2
=3202.5kg
(考虑动力系数的影响ΨII=1.45)
Rmax=4644kg
减速机型号:
ZQ500速比:
31.5
(I=31.5时减速机容许输入功率29kw输出轴容许最大扭矩5950kgm最大径向载荷9250kg)
验算合格
(5)制动器的选择
支持载荷所需的制动力矩Mz
Mz=ns*Qq*Djs*Л/2a*i
=1.75×5102×0.5175×0.9/(2×4×31.5)
=21.2kg.m
=212N.m≤Mez(Mez取800N.m)
Ns=1.75Л=0.9
Mez----制动器额定制动力矩
制动器型号:
YWZ-200制动力矩:
1×800N.m
三、小车运行机构计算
(1)主要参数
起升载荷Qq=51268kg
小车自重G=15245kg
车轮直径D=50cm
轴承直径d=10cm
电机数目m=1
运行速度V=38.5m/min
(2)阻力的计算
摩擦阻力
Pmmax=(Qq+G)×(2u+df)/D×Kf(代入相应数值)
=384.9kg
Kf=1.6Kp=0.002u=0.05f=0.02d=10D=35
Pmmax=(2u+df)/D=240.6kg
坡度阻力
Pp=(Qq+G)×Kp(代入相应数值)
=56.1kg
Kp=0.002
Pj=Pmmax+Pp
=441kg
(3)满载运行时电机静功率
Nj=Pj*v/6120*Л
=441×44.2/6120×0.9
=3.54kw
由于起动加速过程惯性力的影响,电动机的应选功率为:
N=Kg*Nj
=1.1×3.54
=3.89kw
(Kg=1.1)
选用电动机型号:
YZR160M2-6(25%)
电机额定功率Ne=8.5kw
电机转速nz=930ypm
(4)减速机的计算
速比计算:
i=3.14*nz*D/v
=22.38
取标准速比i=22.4
v1=nz*3.14*D/i
=44.16rpm
△=[(v1-v)/v]*100%
=0.1%<10%
运行速度验算在误差范围内
按疲劳计算减速机
Nhs=Ψhs*Ne25
=1.4ξ×4
=5.26kw
G/(G+Qq)=7598/(7598+20648)
=0.27<0.3
查取修正系数ξ=0.94
按强度计算减速机输出轴上的最大扭矩
Mmax=Ψhs*Me25*i*Л
=2.3×975×4/900×22.4×0.9
=200.9kgm
选用减速机型号:
ZSC-600速比:
37.9
验算合格
(5)制动器的选择
所选制动器应使起重机在满载、下坡情况下停车
所需制动力矩
Mz=Ms+1/tz[1.2*GD*n*m/375+0.975(Qq+G)v2/n]
Ms=pjs*D*Л/2i
=-184.5×0.35×0.9/(2×22.4)
=-1.297kg
Pjs=Pp-Pmmin
=-184.5kg
GD2=0.28kgm2v=0.74m/secn=900tz取5sec
Mz=-1.297+3.13
=1.84kgm
=18.4n.m
选用一台制动器
选用制动器型号:
YWZ-200/45制动力矩:
200N.m
三、大车运行机构计算
机构按跨度分为两种,跨度≤22.5m为第一种,≥22.5m为第二种.
参数按≥22.5m时取
(1)主要参数
起升载荷Qq=51268kg
小车自重G=15425kg
车轮直径D=80cm
轴承直径d=10cm
电机数目m=2
运行速度V=74.6m/min
(2)阻力的计算
摩擦阻力
Pmmax=(Qq+G)×(2u+df)/D×Kf(代入相应数值)
=547.2kg
Kf=1.5u=0.08f=0.02
Pmmax=(2u+df)/D=364.8kg
坡度阻力
Pp=(Qq+G)×Kp(代入相应数值)
=60.8kg
Kp=0.001
Pj=Pmmax+Pp
=608kg
(3)满载运行时一个电机静功率
Nj=Pj*v/6120*Л
=4.15kw
由于起动加速过程惯性力的影响,一个电动机的应选功率为:
N=Kg*Nj
=1.5×4.15
=13kw(Kg=1.5)
选用电动机型号:
YZR160L-6(25%)
电机额定功率Ne=13kw
电机转速nz=935ypm
(4)减速机的计算
速比计算:
i=3.14*nz*D/v
=23.05
v1=nz*3.14*D/i
=75.28rpm
△=[(v1-v)/v]*100%
=0.1%<10%
运行速度验算在误差范围内
按疲劳计算减速机
Nhs=Ψhs*Ne25
=1.4ξ×6.3
=10.32kw
G/(G+Qq)=40329/(40329+20648)
=0.66
查取修正系数ξ=1.17
按强度计算减速机输出轴上的最大扭矩
Mmax=Ψhs*Me25*i*Л
=2.3×975×6.3/921×23.05×0.9
=318.2kgm
选用减速机型号:
ZQ-500速比:
31.5
(i=3.15时减速机容许输入功率13kw)验算合格
(5)制动器的选择
所选制动器应使起重机在满载、下坡情况下停车
所需制动力矩
Mz=Ms+1/tz[1.2*GD*n*m/375+0.975(Qq+G)v2/n]
Ms=pjs*D*Л/2i
=-304×0.6/(2×23.05)
=-3.56kg
Pjs=Pp-Pmmin
=-304kg
GD2=0.48kgm2v=1.25m/secn=921tz取5sec
Mz=-3.56+18.8
=15.2kgm
=152n.m
选用一台制动器
选用制动器型号:
YWZ-200制动力矩:
2×200N.m
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