吊车梁设计.docx

1、吊车梁设计
1. 1 设计资料
威远集团生产车间,跨度30m,柱距6m,总长72 m,吊车梁钢材采用Q235钢,焊条为E43型,跨度为6m,计算长度取6m,无制动结构,支撑于钢柱,采用突缘式支座,威远集团生产车间的吊车技术参数如表2-1所示:
表2-1 吊车技术参数
台数
起重量
级别
钩制
吊车跨度
吊车总量
小车重
最大轮压
2
5t
中级
软钩




吊车轮压及轮距如图1-1所示:

图1-1吊车轮压示意图
1. 2 吊车荷载计算
吊车荷载动力系数,吊车荷载分项系数=。
则吊车荷载设计值为
竖向荷载设计值==
横向荷载设计值==
3 内力计算
吊车梁中最大竖向弯矩及相应剪力
吊车梁有三个轮压(见图1-2)时,梁上所有吊车轮压的位置为:
图1-2 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图
。
,则 C点的最大弯矩为:
=
=×
=
2) 吊车梁上有两个轮压(见图1-3 )时,梁上所有吊车轮压的位置为:
图1-3 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图
则C点的最大弯矩值为:
= =×=
可见由第二种情况控制,则在处相应的剪力为
==×=。
吊车梁的最大剪力
荷载位置如图1-4,
图1-4 两个轮压作用到吊车梁时剪力计算简图
=××,。
水平方向最大弯矩
== 。
1 . 4 截面选择
梁高初选
容许最小高度由刚度条件决定,按容许挠度值()要求的最小高度为:
由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩
梁的经济高度为:
。取
确定腹板厚度
经验公式确定:
按抗剪强度要求:
取
确定翼缘尺寸
为使截面经济合理,选用上下截面不对称工字型截面。所需翼板总面积按下式计算:
上下翼缘按总面积60%及40%分配。上翼缘面积2280,下翼缘面积1520
初选上翼缘,下翼缘
翼板的自由外伸宽度
翼板满足局部稳定要求,同时也满足轨道连接(无制动结构)的要求,取下翼缘宽230mm,厚度为12mm,初选截面如图1-5所示
图1-5 吊车梁截面
5 截面特性
毛截面特性
上翼缘对中和轴的毛截面面积矩
上翼缘最外纤维截面模量
上翼缘对y轴的截面特性
,
净截面特性
,
上翼缘对轴的截面特性:
1. 6 吊车梁截面承载力验算
强度验算
正应力
上翼缘正应力:
下翼缘正应力
剪应力
计算支座处剪应力
局部压应力
采用钢轨,轨高。
;集中荷载增大系数, 计算的腹板局部压应力为
折算应力
腹板与受压翼缘交点处需要计算折算应力,为计算方便偏安全的取最大正应力和最大剪应力验算。,
则折算应力为
——当与同号时,
梁的整体稳定性验算
,应计算梁的整体稳定性,因集中荷载作用在跨中(跨中无侧向支承)附近的上翼缘,

梁的整体稳定性系数:
计算整体稳定性
满足要求
腹板局部稳定验算
,因有局部压应力,则应按构造配置横向加劲肋,在腹板的两侧对称布置。加劲肋的间距应满足
,所以
取加劲肋间距为。
加劲肋截面尺寸按下列经验公式确定
外伸宽度:,取。
厚度:,取为6mm。
为了减少焊接残余应力,避免焊缝的应力过分集中,横向加劲肋的端部应切去宽约(但不大于40),高约(但不大于60)的斜角,在该设计中切角取宽30,高45。
加劲肋计算简图如图1-6所示

图1-6 加劲肋计算简图
翼缘局部稳定验算
受压翼缘自由外伸长度与其厚度之比为:
局部稳定满足要求
疲劳验算
该吊车为中级工作制吊车,因此只需要采取以下措施来满足疲劳强度的要求:
上翼缘与腹板采用焊透的T形对接焊缝,质量等级为一级。
加劲肋下端一般在距吊车梁下翼缘(受拉翼缘)处断开,不与受拉翼缘焊接,以改善梁的抗疲劳性能。本设计中取80;吊车梁横向加劲肋的上端应与上翼缘刨平顶紧并焊接。
挠度计算
等截面简支吊车梁计算挠度时按标准值计算,由荷载计算出的设计值换算成标准值并乘以动力系数,则计算吊车梁的挠度为:
竖向最大挠度
满足。
横向水平荷载作用产生的挠度
满足
1. 7 连接计算
1) 上翼缘板与腹板连接焊缝采用焊透的T形对接焊缝连接,因其与母材强度相同,强度可不验算。
2) 下翼缘与腹板连接焊缝
下翼缘截面对中和轴的面积距

下翼缘实际采用。
3) 上翼缘与柱的连