1、电动葫芦设计流程和公式计算 电动葫芦单 梁桥式起重机 主粱设计 要：根据要求选择 了合适 的主梁截 面形式 ，通 过主梁的抗弯强度校核、主梁跨 中截面 的弯 曲正应力校核 、跨 端截 面 的剪应力校核 、主梁 跨度 处强度校核 、主梁 刚度校核等校核 ，可 以满足 起重量 、跨度为 的强度 、刚度等 使用要求，为单梁桥 式起重机 的整机设计成功奠定 了坚实 的基础 。 关键 词：起重机 ；电动 葫芦 ；单梁 ；主梁 中图分 类号 ： 文献标识码 ： 文章编 号： ） （ 单梁 电动葫 芦桥 式起 重机 一般 采用 工字 钢 作 某工 厂根 据 厂房和 实 际需 要 ，要求 设计 一 电 动 葫
2、芦单 梁桥 式起 重机 ， 由于 主梁 是单 梁桥 式起 为 电动 葫芦 的运 行轨 道 ， 电动 葫芦 沿 工字钢 的 下 翼缘 运行 。在满 足 强度 、刚度 、稳 定性 的前 提下 ， 小跨 度 的只 用一 根工 字钢 作 主梁 ，只用 于起 重 不 大 于 ，跨度 不大 于 的情况 。为 保证 主 梁 的整 体稳 定性 并提 高其 水平 刚度 ，主梁 于端 梁 之 间应 设 隅支撑 ，必 要 时设水 平桁 架 ，主梁 和 端 梁 采用 焊接 连接 。大跨度 的主梁采 用 型钢 组合 梁 或 者钢板 与 工字钢 构 成 的组合 梁 。 目前常用 的主 梁截 面形 式如 图 所示 。 重机
3、 的主 要组 成 部分 ，关 系单 梁桥 式起 重机 的设 计成 败和 安全 ，因此针 对 客户 要求 进行 了主 梁 设 计。 客户 对该 电动 葫芦 单梁 桥 式起 重机 的基 本设 计参数要求：起重量 ；起升高度 ；跨度 。 主梁截 面形式的选择 ，、 二 ： （ ）（ ）（ ） 图 主 梁 截 面 形式 除轧 制 的或焊 接 的宽 翼缘 工字 钢外 ，其 他均 采 用 带有 内侧 斜 翼缘 的工 字钢 。对 于大 跨度 的还 应 该 设置 水平 走 台 。对 于 大吨位 、大跨 度 的主梁 也有 采用 一钢 板 为翼 缘 的箱形 梁 （ ） 图 ，或 以 型钢 为翼 缘 的箱 形梁 （
4、 ） 图 。由于要 求 的吨位 分析 图 所示 的主梁 主 要截面 形式 ， 、图 主 要用于 小 吨位小 跨度 的起 重机 ； 、 图不美观 ， 并且 其焊 接 工艺 比较难 ，也不 能使 用 于 比较 大 的 吨位 的起 重机 ； 图使用 于大 吨位 、大跨度 的起 重机 ，焊 接 工艺 比较 多 ，加 工 的时候 比较 复杂 ， 和跨度 并 不是 很大 ，故 不选用 这两 种箱 形梁 。 并且 加工 时 间也长 ； 图外 表 比较美观 ，且 使用 于大 吨位 、大跨度 的起 重 机 ，但是 由于主梁 截 面 是圆的，焊接的时候 比较 困难 。 图次截面不仅 美 观 ，易焊 接 ，且可 以
5、用 于 大吨位 、大跨度 的起 重机 ，故 选用 图截面 形式 的主梁 。 图 箱形梁结构形式 主梁截面尺寸 的设计计算 基金项 目：福建 省重 大专 项专 题项 目 （ ，福 建省 闽港 人才合 作项 目（ ） ） ，福 建工程 学 院科研 启动 基金（ 。 ） 作 者简 介 ：黄 为燎 （ ） 一 ，男 ，实验 师 ，主要 研究 方 向：机 械设 计制造 及 自动化 。 万方数据第 期 黄为燎 ： 电动葫芦单梁桥式起重机主梁设计 选定主梁截面形式后 ，截面尺寸可按静刚度 条 件进 行初 选 。对 于移 动载 荷 ，因小车 轮距较 小 ， 近 似按 集 中载 荷 处理 。主梁 跨 中 的静刚
6、 度按 简支 梁 计算 ，其 计算 式 为 ： 截 面 总面积 ： ： （）各部 分形 心计 算 ： 【 根据刚度条件，主梁所需的截面惯性矩为 ： （ ） ： （ 同理 ， ； 。 】 式中， 一 梁 的跨 度 （ ， ； ） 截 面总形 心 ： ） （ ） （ 【卜 主梁的 用挠 【】 ； 一 许 度， 取 一 弹性 模量 ； 尸一 电动 葫 芦 在 额 定起 重 量 时 的总 轮 压 （ 计 动力 系数 ） 不 ： 葫 式 中， 表示 额 定起 重量 ， ； 葫表 示 电动 葫芦 自重 ，。根 据 设计 要求 （）各 部分 惯性 矩 的计算 ： （ ） 同理， ；厶 。 主梁截 面 总惯
7、性矩 ： ） （ （ ） 主梁 所 需要 的最 小截 面惯 性矩 为 ： 。 根 据 ，选 择 适 当 的 工字 钢 以及 加 强截 面 尺 寸 。初步 设 计 主梁 的截面 尺 寸 如下 图 示 。然 后 计 算 次 截 面 的惯 性矩 ， 证 结果 是 否 满足 刚度 要 验求。 ） 故所 设计 的次截 面 尺寸满 足 要求 。 （主梁 各 部分 以及 整体 的抗 弯截 面系 数 ： ： ： 同理 ， ； ； （）主 梁单 位重量 的计算 ： 主梁 的单位 重量 （ ） 要 由截面 总面积 ， 主 每 一 块 的筋 板和 占主 梁总 体重 量 的焊 缝 图 主 梁 截 面 组成： （ （
8、） 主梁 截 面惯性 矩 的计 算 主 梁 由冷 压 成型 的槽 钢 、 中间 的两 片钢 板和 下 面 的工 字钢 三 部分 组成 ，依顺 序分 别 对三 部 分 】 ） （ ） 。 的力学 特性 进行 计 算 ： （）各 部分面 积 计算 主 梁 的 自重 ： ： （ ） ： （） 主 梁 （ 静定 简 支梁 ） 内力计 算 、抗弯 强度 以 及 刚度校 核 万方数据 （）起升 载荷 产 生 （ 所 示 ） 图 机 电技 术 年 月 主梁 的抗弯 强度 校核 主梁选定截面尺寸后 ，应校核主梁跨中截面 的弯 曲正应 力和跨 端截 面 的剪 应 力 ，以及 跨 度 处 的综合 应力 。 载 荷
9、组 合 时，按第 三 强度理 论进行 计算 ： （ ）而桥式起重机计算 一般按材料屈服极 限进行计 算 ， 的屈服 极 限为 图 起升载荷产生的力、弯矩 图 两支 点的支撑 反力 ： 许 用应 力 主 梁所 受剪 力 ： 【 段： 段 ： 一 ： 一 主梁 所受 弯矩 ： 为安全 起见 ， 考虑 安全 系数 ， 要 按第 二类 载荷 （ 即 工 作最 大载 荷计 算 ）计算 。安全 系数 为 ： 式 中 ， 为工作系 数 ， 为 材 取 ；料 系数 ，取 。所 以 ： 许 用应 力为 ： （）主 梁 自重产 生 （ 所示 ） 图 许 用剪 切应 力为 ： （）主梁跨 中截 面 的弯 曲正应 力
10、校核 由 以上 主梁 受力 的弯 矩 图知 ，在 主梁 受力 的 时候 ，跨 中截面 的弯矩 最大 。最 大弯矩 为： ? 跨 中截 面 的最 大 正应力 为 ： 由 于 】 ， 故 此截 面满 足强度 要 求 。 图 主梁 自重产 生的力、弯矩 图 两 支 点 的支 撑 反力 ： ： 剪力： ： （ ） 一 弯矩： ： （ ） 图 跨度处的力、弯矩图 万方数据第 期 黄为燎 ： 电动 葫芦单梁桥式起重机主梁设计 （）跨端截面的剪应力校核 度 处组合 应 力 ： 跨 当起重满载荷运行到主梁端部的时候 ，主梁 所 受 到 的剪 力 是最 大 的 ，但在 小 车运 行 时 ， 由于 小 车长 度
11、以及 端梁 宽 度等 因素 的影 响 ，小车 并不 能 真正 的运 行 到理 想 的端 部 ，距 理想 的端 部 还有 一（ 。 ） 以上计算均小于 故满足强 ， 度要 求 。 定 的距 离 ，但是 这个 距 离很 小 ，对 计算 并 没什 跨端 截 面最 大剪 力 ： 主梁 刚度 校核 在 刚度计 算 时候 不计 入起 重机 本身 的 自重 。 起重 机 刚度 许用 值 ： 么大 的影 响 ，可 以忽 略不 计 。 跨端 截 面最 大剪 应力 ： 厂 起 重机 设计 的刚度 值 ： 由 于 所 以满 足 剪力 要求 。 所 以所 设 计 的起 重 机 的刚度 满足 要求 。 （）主梁 度处
12、强度 校核 跨 跨度 处弯 矩 ： 结 束 语 主梁 是 单梁 桥式 起重 机 是主 要组 成 部分 ，主 梁 设 计直 接 关系 到单 梁桥 式起 重 机 的设计 成败 和 安全 ， 文根 据要 求选 择 了合适 的主 梁截 面形 式 ， 本 通 过相 关 校核 ，可 以满 足 强度 、刚度 等使 用要 求 ， 为单梁 桥 式起 重 机 的整机 设 计成 功奠 定 了坚 实 的 基础。 ） ? （ ， 一 度 处 正应 力 ： 跨 度 处剪 力 ： 跨 度 处剪 应力 ： 跨 参考 文献 ： 张质文 ，王金诺，包起帆 起重机设计手册 【 】 北京：中 国铁道 出版社 ， 杨柯桢 ，程 光蕴
13、机械设计基础 京：高等教育 出版社 ， 】 北 起重机械 设计手册编写组 起重机设计手册 】 北京：机械工业 出版社 ， 】中国标准 出版社， 重机 械标准化技术委员会中 国机械工业标准汇编（ 起 起重机械卷 版） 第 北京：中国标准 出版 】社 ， 万方数据3t165m 电动葫芦单梁桥式起重机主梁设计作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷( 期)： 黄为燎 福建工程学院机电及自动化工程系,福建福州,350108 机电技术 MECHANICAL 2011,34(3)AND ELECTRICAL TECHNOLOGY参考文献(4 条) 1.中国标准出版社; 起重机械标准化技术委员会 中国机械工业标准汇编 2007 2.起重机械设计手册 编写组 起重机设计手册 1980 3.杨柯桢;程光蕴 机械设计基础 1999 4.张质文;王金诺;包起帆 起重机设计手册 2001整理 http:/
