11.2.悬臂杆计算

桅杆式起重机受力计算简图如下。

α=8°，β=25°，γ=40°。

拟采用悬臂杆为Φ220×9.5钢管，材质Q235，长度为4米。

1、悬臂杆中部所受的力

①荷载滑车组、起重滑车组绕出绳对悬臂的压力，由∑MB=0，得：

N1=

?KP?Q?0.5G?cosβ+

sin?γ?β?k4SK

SK=fN1n?f-1?nf-1f?KP?Q?

，荷载滑车组、起重滑车组绕出绳对悬臂杆的压力（KN）；

Q，起重滑车组重力，本工程为3KN；

K,动荷载系数，对电动卷扬机起重量不大于30t取1.2； γ，悬臂杆与水平线的夹角； β，起伏滑车组与水平的夹角；

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GS4，起重滑车组的自重力，为8.5KN；

，起重滑车组绕出绳端的拉力，经计算为10.84KN；

Kf，滑轮阻力系数，对于滚动轴承，f=1.02； n，工作绳数，本工程为3；

k，导向滑轮数，本工程为4；其他符号意义同前。 经计算解得：N1=43.89KN。

②悬臂上部自重力对中部所产生的压力N2：

N2=G31sinγ 2G3，悬臂杆的自重力，经计算解得G3=2.5KN；其他符号意义同前。

经计算解得：N2=0.8KN。

③作用在悬杆中部的总轴向压力NCP：

NCP=N1+N2=44.69KN

2、悬臂杆自重力作用在悬臂杆中部的弯矩MCP:

G3lOcosγ =MCP8lo，动臂杆长度；其他符号意义同前。

经计算解得：MCP=0.96KN*M 3、悬臂杆中部截面验算： 强度验算：σ=MCP?W稳定性验算：σ=MWnNA?CPn≤f

CPCPNΦφmACP≤f

σ，悬臂杆产生的应力；

f，钢管抗压（或抗弯）强度设计值，对于Q235，f=205N/mm2；

d1）,净截面抵抗矩，对圆环截面为0.1（-dd，d为外径，d1为内径，Wn3423

经计算Wn=337527mm3；

WAnCP,计算截面的截面抵抗矩，经计算WCP=331199 mm3；

，净截面面积，经计算为6594mm2；

A，计算截面的面积，经计算为6594mm2；

φ，轴心受压构件稳定系数，可根据长细比λ=l0查表，i为回转半径，经

i计算，λ≈54，查表得0.904；

??????σm?1-?????σc????f?1?????f????，考虑轴心力和横向弯矩共同作用的折减系数，=，φmφm

2σm?MW，σc?nNA，经计算，φm=0.977。

n经强度计算，σ=9.11N/mm2≤f=205 N/mm2；经稳定性计算，σ=10.12N/mm2≤f=205 N/mm2，因此符合要求。

11.3.起伏滑车组受力计算：

1、荷载、滑车组、悬臂杆自重力、起重滑车组绕出绳对起伏滑车组得张力T1： 由∑MA=0,得 T1=

?KP?Q?0.5G?cosγsin?γ?β?3

经计算解得T1=25.4KN。

2、起伏绳及滑车组所引起的张力T2：

T=G24=8.5KN

3、作用于起伏绳滑车组的总拉力fT：

f=T+TT12=33.9KN

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拟采用直径210mm的双门钢滑车为起重滑车组，允许荷载为130KN，使用最大钢丝绳直径为23.5，满足要求；拟采用直径210mm的三门钢滑车为起伏滑车组，允许荷载为200KN，使用最大钢丝绳直径为23.5满足要求；

4、卷扬机选择。 ①起伏钢丝绳用卷扬机：

起伏钢丝绳引向卷筒时的拉力Tb=fT满足要求。

②起重用卷扬机计算

拟选用3T卷扬机起重用，计算结果如下： 电动卷扬机牵引力,可按下式计算: S = 1020PHη/V

其中: S──作用于卷筒上钢丝绳的牵引力； PH──电动机的功率，取 PH=22.00kW； η──卷扬机传动机构总效率,按下式计算： η = η0η1η2η3......ηn

解得 η=0.94×0.93×0.93×0.93=0.76； V──钢丝绳速度，由下式计算： V = πD'nn

D'──缠有钢丝绳的卷筒的计算直径(m) D'= D+(2m-1)d

D──卷筒直径，取 D=0.3500(m)； d──钢丝绳的直径，取 d=0.017(m)； m──钢丝绳在卷筒上的缠绕层数，取 m=1； 解得 D'=0.350+(2×1-1)0.017=0.367 nn──卷筒转速： nn = nhi/60

nh──电动机转速,取 nh=960r/min； i──传动比: i = Te/Tp

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fk=36.7KN，选用50KN的电动卷扬机，