旋臂式起重机(悬臂吊)计算公式

额定载荷G＝42000N回转速度U1＝0.55rpm

起升高度H＝2000小车行走U2＝20m/min

立柱高度H1＝3000mm起升速度U3＝8m/min

葫芦自重G葫芦＝10000N旋臂长度L2＝5000mm

旋臂自重G臂＝4000N有限半径L3＝4500mm

旋臂配重G配＝0N

配重到回

转中心距离

L4＝0mm

旋臂总长L1＝5000mm

立柱外径D1＝630mm立柱高度H1＝3000mm

管壁厚度δ1＝12mm 旋臂底到

地面高度

H2＝2800mm二立柱、旋

臂截面简

图以及数

立柱截面

计算参数

800mm

16mm

39388mm^2

3.03E+09mm^4

3.03E+09mm^4

7.57E+06mm^3

7.57E+06mm^3

旋臂截面

计算参数

300mm

16mm

20mm

560mm

6mm

188mm

17520mm^2

1.07E+09mm^4

1.44E+08mm^4

3.83E+06mm^3

9.62E+05mm^3

三计算旋臂

所受弯矩

旋臂均布

载荷 q1

Q臂4000

L15000

葫芦和载

荷在最大

回转半径

4500处的

N/mm

0.8

＝

＝

q1=

腹板间隔（C）

面积A

惯性矩Ix

惯性矩Iy

模数Wx

模数Wy

模数Wy

盖板宽度（B）

上盖板板厚（δ1）

下盖板板厚（δ3）

腹板高度（H）

腹板板厚（δ2）

直径

板厚

面积

惯性矩Ix

惯性矩Iy

模数WxM1＝（G葫芦＋G）×

＝（10000+ 42000）×4500

＝ 2.3E+08N.mm

旋臂自重

所引起的

力矩 M2

L2L1－L2

22

50005000-5000

22＝-

＝10000000N.mm

配重所引

起的力矩

M3

M3＝G配×L40N.mm

总力矩 M

M＝M1＋M2

－M3＝

＝ 2.4E+08N.mm

四计算回转

扭矩 T

（旋转惯性矩）J载荷

=

=

0.8(5000-5000)

Kg.m

130000

-

-

q1（L1-L2）

＝

q1×L2

0.8×5000

M2＝

＝

K m D e^2

4

4 x 5200 x 5^2

4

100000000

0×0＝

234000000＋10000000－0

Jn＝

J载荷＋J 悬臂

＝＝132098.9Kg.m

＝＝298.1N.m

坡度阻力矩T2＝0.7×M×sin

＝

0.7×244000000×sin （0.5）＝1490492N.mm ＝

1490.5

N.m

回转阻力矩 T=T f + T1＋T2

=2305.39+

298.08+1

＝4093.97N.m ＝

4.1E+06N.mm

四

旋臂强度校核旋臂垂直应力 σ1

M 2.4E+08Wx

3.83E+06

旋臂水平应力 σ2

T 4.1E+06Wy

9.62E+05

主梁最大应力 σσ＝

σ1＋σ2

＝

67.94

MPa

2351.33

（旋转惯性矩）J悬臂

=

(惯性扭矩）T1=

=

Kg.m

N.m

MPa

MPa

2098.912305.3963.68

4.26

N/mm^2

＝

＝

176.7＝＝＝＝

＝

σ1＝σ2＝63.68＋4.26＝

许用应力〔σ〕Ⅱ＝σⅡ/1.33＝

132098.9 × 0.59.55 × 3

（吊具摩擦阻转矩）0.5uDG

0.5 × 0.012 × 0.8 × 62100=

41.33 × 1010 ×

2.5^2

4

130000+2098.91

J n n 9.55t

K m D e ^2

67.94

<

176.7

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

旋臂弯矩对立柱所产生的挠度 f2

旋臂总挠度 f

f＝f1＋f2＝7＋1＝8mm

许用挠度f许，要求小于有限旋臂长度加上立柱高度的250

L3＋H24500＋2800

250250

因为f＝8

<

f许＝

所以旋臂的挠度合

六

计算立柱强度立柱弯曲应力 σ3

M N Wx A 2.4E+08621007.57E+06

39388

35.8<

176.7

mm

mm

mm

MPa 工作级别A3

7129.235.8＝＝＝＝＋ ＝＋＝

f2＝＝

f许＝σ3＝

＝

f1＝

立柱最大应力σ3＝材料许用应力〔σ〕Ⅱ＝

（42000＋10000）×4500^33×210000×1071350656

M×H2^23×E×Ix

244000000×2800^23×210000×3027531520

旋臂最大应力σ＝

材料许用应力〔σ〕Ⅱ＝

旋臂强度验算为（G＋G 葫芦）×L3^3

3×E×Ix

立柱强度

验算为

合格

七验算回转

电机功率

T×U1

9550×η

η为减速

机效率＝

0.85

P＝1.2×Pk＝ 1.2×＝0.336KW

P＝0.336<

选用电机

功率＝

0.55KW

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

1100mm

地脚螺栓

数量

20个

螺栓直径M30

查表M30螺

栓小径 d

28.5mm

圆周排列

时，螺栓

承受最大

的载荷 P

Ko＋Kc为

螺栓预紧

系数和刚

查表：Ko

＋Kc＝

2.5

Σxi^2为

所有螺栓

距轴心的

距离平方

经过测量

计算，Σ

xi^2＝

1682046mm^2＝ 2.0E+05N

螺栓拉应

力 σ4

KW

0.28

＝

2.5×244000000×1100

2×1682046

4093.97×0.55

9550×0.85

（Ko＋Kc）×M×D

2×Σxi^2

Pk＝

＝

P＝P

A

M30地脚螺

栓采用35

＃材料，

抗拉强度

530MPa

σ4＝312.82<选用拉应

力

530MPa

地脚螺栓

校核：合格

MPa

312.82

＝

σ4＝

＝4×199459.47 3.14×28.5^2

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