旋臂式起重机(悬臂吊)计算公式

Sheet1 旋臂式起重机计算公式 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 计算书 一 已知条件 额定载荷 G＝ 42000 N 回转速度 U1＝ 0.55 rpm 起升高度 H＝ 2000 小车行走 U2＝ 20 m/min 立柱高度 H1＝ 3000 mm 起升速度 U3＝ 8 m/min 葫芦自重 G葫芦＝ 10000 N 旋臂长度 L2＝ 5000 mm 旋臂自重 G臂＝ 4000 N 有限半径 L3＝ 4500 mm 旋臂配重 G配＝ 0 N 配重到回转中心距离 L4＝ 0 mm 旋臂总长度 L1＝ 5000 mm 立柱外径 D1＝ 630 mm 立柱高度 H1＝ 3000 mm 管壁厚度 δ1＝ 12 mm 旋臂底到地面高度 H2＝ 2800 mm 二 立柱、旋臂截面简图以及数据 立柱截面计算参数 直径 800 mm 板厚 16 mm 面积 39388 mm^2 惯性矩Ix 3.03E+09 mm^4 惯性矩Iy 3.03E+09 mm^4 模数Wx 7.57E+06 mm^3 模数Wy 7.57E+06 mm^3 旋臂截面计算参数 盖板宽度（B） 300 mm 上盖板板厚（δ1） 16 mm 下盖板板厚（δ3） 20 mm 腹板高度（H） 560 mm 腹板板厚（δ2） 6 mm 腹板间隔（C） 188 mm 面积A 17520 mm^2 惯性矩Ix 1.07E+09 mm^4 惯性矩Iy 1.44E+08 mm^4 模数Wx 3.83E+06 mm^3 模数Wy 9.62E+05 mm^3 三 计算旋臂所受弯矩M 旋臂均布载荷q1 q1= Q臂 ＝ 4000 ＝ 0.8 N/mm L1 5000 葫芦和载荷在最大回转半径4500处的力矩M1 M1＝ （G葫芦＋G）×L3 ＝ （10000+42000）×4500 ＝ 2.3E+08 N.mm 旋臂自重所引起的力矩M2 M2＝ q1×L2 L2 - q1（L1-L2） L1－L2 2 2 ＝ 0.8×5000 5000 - 0.8(5000-5000) 5000-5000 2 2 ＝ 10000000 - 0 ＝ 10000000 N.mm 配重所引起的力矩M3 M3＝ G配×L4＝ 0×0＝ 0 N.mm 总力矩M M＝M1＋M2－M3＝ 234000000＋10000000－0 ＝ 2.4E+08 N.mm 四 计算回转扭矩T 名称 参数 数值 单位 转速 n= 0.5 r/min 系数（载荷） k= 4 常数 质量（载荷） m= 5200 Kg 吊具总长度（回转半径） De= 5 m 预定启动时间 t= 3 s 系数（悬臂） K= 1.33 质量（悬臂） M= 1010 KG 悬臂重心半径 D＝ 2.5 m 坡度倾角 α＝ 0.5 ° 止推轴承的摩擦系数，u=0.01～0.015 u= 0.012 止推轴承内径与外径的平均直径 D= 0.8 m 止推轴承所受的垂直力 G= 62100 N （旋转惯性矩）J载荷= KmDe^2 4 = 4x5200x5^2 ＝ 130000 Kg.m 4 （旋转惯性矩）J悬臂= KmDe^2 4 = 1.33×1010×2.5^2 ＝ 2098.91 Kg.m 4 Jn＝ J载荷＋J悬臂 ＝ 130000+2098.91 ＝ 132098.9 Kg.m (惯性扭矩）T1= Jnn 9.55t = 132098.9×0.5 ＝ 2305.39 N.m 9.55×3 （吊具摩擦阻转矩）Tf= 0.5uDG ＝ 0.5×0.012×0.8×62100 ＝ 298.1 N.m 坡度阻力矩T2＝ 0.7×M×sin（α） ＝ 0.7×244000000×sin（0.5） ＝ 1490492.26 N.mm ＝ 1490.5 N.m 回转阻力矩T= Tf+T1＋T2 = 2305.39+298.08+1490.5 ＝ 4093.97 N.m ＝ 4.1E+06 N.mm 四 旋臂强度校核 旋臂垂直应力σ1 σ1＝ M ＝ 2.4E+08 ＝ 63.68 MPa Wx 3.83E+06 旋臂水平应力σ2 σ2＝ T ＝ 4.1E+06 ＝ 4.26 MPa Wy 9.62E+05 主梁最大应力σ σ＝ σ1＋σ2 ＝ 63.68＋4.26＝ 67.94 MPa 许用应力〔σ〕Ⅱ＝σⅡ/1.33＝ 235 ＝ 176.7 N/mm^2 1.33 旋臂最大应力σ＝ 67.94 < 材料许用应力〔σ〕Ⅱ＝ 176.7 旋臂强度验算为 合格 五 计算旋臂挠度 载荷跟葫芦自重对旋臂所产生的挠度f1 f1＝ （G＋G葫芦）×L3^3 3×E×Ix ＝ （42000＋10000）×4500^3 ＝ 7 mm 3×210000×1071350656 旋臂弯矩对立柱所产生的挠度f2 f2＝ M×H2^2 3×E×Ix ＝ 244000000×2800^2 ＝ 1 mm 3×210000×3027531520 旋臂总挠度f f＝ f1＋f2 ＝ 7＋1 ＝ 8 mm 此处挠度计算是错的，应按立柱变形摆角综合悬臂变形计算挠度 许用挠度f许，要求小于有限旋臂长度加上立柱高度的250分之一 f许＝ L3＋H2 ＝ 4500＋2800 ＝ 29.2 mm 工作级别A3 250 250 因为 f＝8 < f许＝29.2 所以旋臂的挠度合格。 六 计算立柱强度 立柱弯曲应力σ3 σ3＝ M ＋ N Wx A ＝ 2.4E+08 ＋ 62100 ＝ 35.8 MPa 7.57E+06 39388 立柱最大应力σ3＝ 35.8 < 材料许用应力〔σ〕Ⅱ＝ 176.7 立柱强度验算为 合格 七 验算回转电机功率P Pk＝ T×U1 9550×η η为减速机效率＝ 0.85 ＝ 4093.97×0.55 ＝ 0.28 KW 9550×0.85 P＝ 1.2×Pk ＝ 1.2×0.28 ＝ 0.336 KW P＝ 0.336 < 选用电机功率＝ 0.55 KW 回转电机功率验算为 合格 八 地脚螺栓强度校核 地脚螺栓布置直径D＝ 1100 mm 地脚螺栓数量 20 个 螺栓直径 M30 查 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf M30螺栓小径d＝ 28.5 mm 圆周排列时，螺栓承受最大的载荷P P＝ （Ko＋Kc）×M×D Ko＋Kc为螺栓预紧系数和刚度系数 2×Σxi^2 查表：Ko＋Kc＝ 2.5 2.5×244000000×1100 Σxi^2为所有螺栓距轴心的距离平方和 2×1682046 经过测量计算，Σxi^2＝ 1682046 mm^2 ＝ 2.0E+05 N 螺栓拉应力σ4 σ4＝ P A ＝ 4×199459.47 ＝ 312.82 MPa 3.14×28.5^2 M30地脚螺栓采用35＃材料，抗拉强度为 530 MPa σ4＝ 312.82 < 选用拉应力 530 MPa 地脚螺栓校核： 合格&C&186.3吨旋臂吊计算书Sheet2 Sheet3