5t电动单梁桥式起重机的设计.doc

密级：内部

5吨电动单梁桥式起重机的设计

5-ton electric single girder overhead crane design

学 院：机械工程学院
专 业 班 级：机自0602
学 号：
学 生 姓 名：邵帅
指 导 教 师：台立钢 （讲师）
2023年 6月 28日
摘 要
随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场桥式起重机的需求也随之增长。
起重机是工矿公司、车站码头、实现搬运机械化、自动化，提高劳动生产效率的重要设备。它是以间歇、反复工作方式，通过取物装置的起升、下降与运移来实现物料搬运的设备。国内起重机多已采用计算机优化设计, 以此提高整机的技术性能和减轻自重, 并在此前提下尽量采用新结构。电动单梁起重机重要由桥架、电动葫芦、大车运营机构、电气备四大部提成。
桥架部分重要由主梁、横梁、小车导电支架、操纵室以及其他辅件组成。主梁重要采用钢板拼接成U型，再与工字钢组焊成箱型实腹梁，并按照标准预制出相应的拱度；横梁是采用钢板焊接成箱型，在箱型梁上镗孔以安装车轮组；在主梁和横梁之间采用连接板形式，并用螺栓联结而成为一体。
本文通过对5吨电动单梁桥式起重起的整体研究，和校核计算，进一步进行主梁的设计，大车运营机构的设计，端梁的设计等，最后用CAD绘制成图。

关键词：5吨电动单梁桥式起重机；主梁设计；大车运营机构；端梁设计

Abstract
With the rapid development of economic construction, China's infrastructure is
gradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane market demand with the increase.
Crane is the mining industry and the station terminal to achieve removal of mechanization and automation to improve labor productivity vital equipment. It is intermittent, repetitive work, through extracts from the device up, down and transport to achieve material handling equipment.China has used computer optimized multi-crane design, thus improving the machine's technical performance and reduce weight, and in this context as far as possible the new structure.
Bridge is mainly composed of girder beams, car, conductive stents, control room and other auxiliary parts. Mainly USES the steel plate girder u-shaped, then becomes real choices and compound type crate, according to standard and abdominal beam prefabricated corresponding arch, Using steel welding beam is in the box, type a crate of beam to install wheel, boring, In between girder and beams, and by connecting plate forms looseness and become one.
Based on the overall study of 5-ton electric single girder overhead crane , check calculation is given, the design of main beam, end beam and carts running mechanism, is made further, and finally the drawings are output with CAD.

Keywords: 5-ton electric single girder overhead crane；design of the main beam；design of carts running mechanism；end beam design
目 录
摘 要 II
Abstract III
第一章 绪论 1
1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位 1
1.2 国内起重机发展趋势 2
1.2.1改善起重机械的结构, 减轻自重 2
1.2.2充足吸取运用国外先进技术 2
1.2.3向大型化发展 3
1.3 国外起重发展趋势 3
1.3.1简化设备结构, 减轻自重, 减少生产成 3
1.3.2更新零部件, 提高整机性能 4
1.3.3设备大型化 4
1.3.4机械化运送系统的组合应用 4
第二章 5吨电动单梁桥式起重机的工作级别 5
2.1 起重机运用等级 5
2.2 起重机的载荷状态 6
2.3 起重机工作级别的拟定 7
第三章 5吨电动单梁桥式起重机的主梁计算 8
3.1 主梁断面的几何特性 8
3.1.1主梁断面面积 8
3.1.2主梁断面水平形心轴位置 8
3.1.3主梁断面惯性距 9
3.2 主梁强度的计算 10
3.2.1垂直载荷在下翼丝引起的弯曲正应力 10
3.2.2主梁工字钢下翼局部弯曲计算 11
3.2.3工字钢下翼缘局部弯曲应力计算 12
3.2.3主梁跨中断面当量应力计算 14
第四章 刚度计算 15
4.1垂直静刚度的计算 15
4.2水安静刚度计算 15
4.3动刚度计算 16
第五章 端梁的计算 17
5.1轮距的拟定 17
5.2端梁中央断面几何特性 17
5.2.1断面总面积 18
5.2.2形心位置 18
5.2.3断面惯性矩 18
5.3起重机最大轮压 19
5.3.1起重机支承反力作用 19
5.3.2起重机最大轮压的计算 20
5.4最大歪斜侧向力 23
5.5端梁中央断面合成应力 23
5.6车轮轴对端梁腹板的挤压应力 24
第六章 主、端梁连接计算 25
6.1主、梁连接形式及受力分 25
6.2螺栓拉力的计算 25
6.2.1起重机歪斜侧向力矩的计算 25
6.2.2歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算 25
6.2.3起重机支承反力对螺栓的作用力矩 26
6.2.4支反力矩对螺栓的拉力 27
6.2.5验算螺栓强度 27
6.2.6凸缘垂直剪切应力验算 28
6.2.7凸缘挤压应力计算 28
第七章 结论 29
参 考 文 献 30
致 谢 31

第一章 绪论
1.1 起重的工作特点及在国民经济中的地位
起重机在国民经济中的地位物料搬运在整个国民经济中有着十分重要的地位, 提高起重运送机械的生产效率, 保证运营的安全可靠性, 减少物料搬运成本是十分重要的。据记录在美国每百元工业产品成本中, 物料搬运费用要占20～25 美元, 美国某厂生产流程中物料搬运所用的工时占总生产周期的80%。英国每年用于工厂及工地物料搬运的费用高达10 亿英磅, 相称于全国工资支出的九分之一。1974 年英国工业部下属的物料搬运费用调查委员会曾对30 家公司进行调查指出:“工序间的物料搬运费用占加工费的12%以上, 假如加上工序内和工厂外的搬运费用估计要达成成本的20%～25%”。前苏联用于运送的费用每年高达867 亿卢布, 其中装卸费用为217 亿卢布, 占总运送费用的四分之一。德国Demag公司也曾作过具体调查, 证实物料搬运费用占生产费用的45% (工序间物料搬运占30% , 工序内的物料搬运费用占15% )。
起重机是工矿公司、车站码头、实现搬运机械化、自动化，提高劳动生产效率的重要设备。起重机是以间歇、反复工作方式，通过取物装置的起升、下降与运移来实现物料搬运的设备。
起重机的工作特点，可概括如下：
（1）起重机通常都具有庞大的金属结构和比较复杂的机构，能完毕一个或几个升、下降和水平运动，作业过程中经常是几个不同方向的运动同时操作，技术 难度较大。
（2）所吊运的物料多种多样，载荷是变化的，重达成百上千吨，长则几十米至上百米，形状很不规则，尚有散粒、液体.热融，易燃、易爆，强酸碱等危险品， 使吊运过程复杂而危险。
（3）大多数起重机需要在较大范围内运营，活动空间较大，危险面也增大。
（4）暴露的，活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（吊钩、钢丝绳等），潜在着许多偶发的危险因素。
（5）作业环境复杂：工矿公司、码头、车站、建筑工地等场合都有起重机在运营，作业场合还常会碰到高温、高压、易燃、易爆、输电线路、强磁场、暴风雨等危险因素，这些都会对设备及人员构成威胁。
（6）作业人员常需多人配合，存在较大难度，规定驾驶、指挥、司索等作业人员熟炼配合，协调工作，互相照应。
1.2 国内起重机发展趋势
1.2.1改善起重机械的结构, 减轻自重
国内起重机多已采用计算机优化设计, 以此提高整机的技术性能和减轻自重, 并在此前提下尽量采用新结构。如5～50t 通用桥式起重机中采用半偏轨的主梁结构, 与正轨箱形梁相比, 可减少或取消主梁中的小加筋板, 取消短加筋板, 减少结构重量, 节省加工工时。目前国家星火计划提出桥架采用四根分体式不等高结构, 使它在与普通桥式起重机同样的起升高度时, 厂房的牛腿标高可下降115m; 两根主梁的端部置于端梁上, 用高强度螺栓连接; 车轮踏面高度因此下降, 也就使厂房牛腿标高下降。在垂直轮压的作用下, 柱子的计算高度减少, 使厂房基建费用减少, 厂房寿命增长。
1.2.2充足吸取运用国外先进技术
起重机大小车运营机构采用了德国Demag 公司的“三合一”驱动装置, 吊挂于端梁内侧, 使其不受主梁下挠和振动的影响, 提高了运营机构性能与寿命, 并使结构紧凑, 外形美观, 安装维修方便。随着国内机械加工能力的提高, 大车端梁和小车架整体镗孔成为也许, 因而45°剖分和车轮组或圆柱形的轴承箱将有也许代替角形轴承箱, 装在车轮轴上的车轮轴孔中心线与端梁中心线构成标准的90°, 于是车轮的水平和垂直偏斜即可严格控制在规定范围内, 避免发生啃轨现象。由于小车架为焊后一次镗孔成形, 使四个车轮孔的中心线在同一平面内, 故成功地解决了三点落地的问题。起升机构采用中硬齿面或硬齿面的减速器, 齿轮精度达成7 级, 齿面硬度达成320HB,因而提高了承载能力, 延长了使用寿命。电气控制方面吸取消化了国外的先进技术, 采用了新奇的节能调速系统。如晶闸管串级开环或闭环系统, 调整比可达1∶30。随着对调速规定的提高, 变频调速系统也将使用于起重机上。同时, 微机控制也将在起重机上得到应用, 如三峡工程600t 坝顶门式起重机规定采用变频调速系统, 微机自动纠偏, 以及大扬程高精度微机监测系统。遥控起重机随着生产发展需要量也越来越大, 宝钢在考察了国外钢厂起重机之后, 提出了大力发展遥控起重机的建议, 以提高安全性, 减少劳动力。
1.2.3向大型化发展
由于国家对能源工业的重视和资助, 建造了许多大中型水电站, 发电机组越来越大。特别是长江三峡工程的建设对大型起重机的需要量迅速上升。三峡电厂需要1200t 桥式起重机,2023tm 大型塔式起重机。目前在建设中的大、中型水电站尚有很多,例如广西岩滩、龙滩、清江隔河岩、福建水口电站等等; 尚有很多核电站和大、中型火力发电厂需要建设, 可以预计, 大吨位高性能起重机的需要量是非常大的。纵观国内外起重机的动态与发展, 前景广阔。
1.3 国外起重发展趋势
1.3.1简化设备结构, 减轻自重, 减少生产成
本芬兰Kone 公司为某火力发电厂生产的起重机就是一个典型的例子。其中起升机构减速器的外壳与小车架一端梁合二为一, 卷筒一端与减速器相连, 另一端支撑于小车架的另一端梁上。定滑轮组与卷筒组连成一体, 省去了支撑定滑轮组的承梁, 简化了小车架的整体结构。同时, 小车运营机构采用三合一驱动装置, 即减轻了小车架和小车的自重。副起升机构为电动葫芦置一台车上, 由主起升小车牵引。小车自重的减轻使起重机主梁截面亦随之减小, 因而整机自重大幅度减轻。国内生产的75 20t、3115m跨度起重机自重94t, 而Kone 公司生产的8020t、2914m 跨度起重机自重只有60t。法国Patain 公司采用了一种以板材为基本构件的小车架结构, 其重量轻, 加工方便, 合用于中、轻级中小吨位的起重机[12]。该结构规定起升机构采用行星—圆锥齿轮减速器, 不直接与车架相连接,以此来减少小车架的刚度规定, 减化小车架结构, 减轻自重。Patain 公司的起重机大小车运营机构采用“三合一”驱动装置, 结构较紧凑, 自重较轻, 简化了总体布置[13]。此外, 由于运营机构与起重机走台没有联系, 走台的振动也不会影响传动机构。
1.3.2更新零部件, 提高整机性能
法国Patain 公司采用窄偏轨箱形梁作主梁, 其高、宽比为4～315 左右, 大筋板间距为梁高的2 倍, 不用小筋板。主梁与端梁的连接采用搭接方式, 使垂直力直接作用于端梁上盖板, 由此可减少端梁的高度, 便于运送。在电控系统上该公司采用涡流联轴器和涡流制动器多电机调速系统, 可实现有载及空载的有级或无级调速, 其工作原理图如附图。变频调速在国外起重机上已开始应用,ABB 公司、日本富士、奥地利伊林公司已广泛采用。该调速方案具有高调速比, 甚至可达成无级调速, 并可节能等优点。此外, 遥控装置用于起重机在国外也已普遍化, 特别是在大型钢铁厂的广泛使用。
1.3.3设备大型化
随着世界经济的发展, 起重机械设备的体积和重量越来越趋于大型化, 起重量和吊运幅度也有所增大, 为节省生产和使用费用, 其服务场地和使用范围也随之增大。例如新加坡裕廊船厂规定岸边的修船门座起重机能为并排的两条大油轮服务, 其吊运幅度为105m, 且在70m幅度时能起吊100t; 我国三峡工程中使用的1200t 桥式起重机就对调速规定很高, 为三维坐标动态控制。
1.3.4机械化运送系统的组合应用
国外一些大厂为了提高生产率, 减少生产成本, 把起重运送机械有机的组合在一起, 构成先进的机械化运送系统[14]。日本村田株式会社尤山工厂在车间中部建造了一个存放半成品的立体仓库, 巷道式堆垛机按计算机系统规定的程序向生产线上发送工件。堆垛机把要加工的工件送到发货台, 然后由单轨起重小车吊起, 按计算机的指令发送到指定工位进行加工。被加工好的工件再由单轨起重小车送到成品库。较大型工件由地面无人驾驶车运送, 车间内只有几个人管理, 生产效率很高。德国Demag 公司在飞机制造厂中采用了一套先进的单轨或悬挂式运送系统, 大大减化了运送环节。将所运物品装入专用集装箱内(有单轨系统的轨道)由码头运至工厂, 厂内的单轨系统与集装箱内的轨道对接, 物品进入厂房, 并由单轨运送系统按计算机的指令入库或进入工位, 实现门对门的运送[15]。
第二章 5吨电动单梁桥式起重机的工作级别
2.1 起重机运用等级
起重机在有效工作期间有一定总工作循环数，起重机作业的工作循环是从准备其吊物品开始到下一次其吊物品为止的过程。工作循环次数表征起重机的运用限度，是起重机分级的基本参数之一。拟定适当的使用寿命时要考虑经济，技术和环境等因素，同时还要考虑设备老化的影响。
工作循环次数除了可根据经验拟定，还可根据下式进行计算：
（2-1）
式中 : Y—起重机的使用寿命以年计算，与起重机的类型、用途、环境、技术、经济因素有关。 由于本设计为5吨，参见《起重机设计手册》不同类型起重机使用寿命表)，可知桥式起重机选用Y=25年。
B—起重机一年中的工作天数，取B=265天。
H—起重机天天工作小时数，取H=4小时。
T—起重机一个工作循环的时间，设定为T=200秒。
根据以上计算所得出的数据， (次)
参见《起重机设计手册》起重机运用等级表，如表2-2所示，可以选择起重机的运用等级为，起重机的使用情况为 ，经常中档的使用。

2-2 起重机运用等级
运用等 总的工作循 起重机使用 运用等 总的工作循 起重机使
级 环次数N 情况 级 环次数N 用的情况
U 1.6 U 5 经常中档
U 3.2 U 1 不繁忙用
U 6.3 不经常使用 U 2
U 1.25 U 4 繁忙使用
U 2.5 U 4

2.2 起重机的载荷状态
载荷状态是起重机分级的另一个基本参数，它表白起重机的重要机构—起升机构受载的轻重限度。载荷状态与两个因素有关：一个是实际起升载荷，与额定起升载荷之比，令一个是实际起升载荷的作用次数N1，与工作循环次数N之比。
本次设计根据实际情况及单梁起重机实际的使用情况，可根据表2-3选择=0.25，即有时起升额定载荷,一般起升中档载荷。

表2-3起重机的载荷状态及其名义载荷谱系数
载荷状态 名义载荷谱系数 说明
Q－轻 0.125 很少起升额定载荷，一般轻载
Q－中 0.25 有时起升额定载荷，一般中档载荷
Q－重 0.5 经常起升额定载荷，一般重载
Q－特重 1.0 频繁的起升额定载荷

2.3 起重机工作级别的拟定
划分起重机的工作级别，示为了对起重机金属结构和机构设计提供了合理的基础，它能使起重机胜任它需要完毕的工作任务，起重机的工作级别使根据起重机的运用等级和起重机的载荷状态而拟定，根据《起重机设计手册》中，起重机工作级别的划分，可以拟定，此单梁桥式起重机的工作级别为。

第三章 5吨电动单梁桥式起重机的主梁计算
3.1 主梁断面的几何特性
根据资料，初步给出主梁断面尺寸如图3.1。查得/28a普型钢工字钢（GB706-65）的尺寸参数： h=280mm; b=122mm; d=8.5mm; t=13.7mm;
F=55.45mm; q=43.4kg/m; J=7114mm4
J=345mm4

3.1.1主梁断面面积
（3-1）

3.1.2主梁断面水平形心轴位置
（3-2） 式中：主梁断面的总面积（cm2）；
各部分面积对轴的静距之和（cm3）；
各部分面积形心至轴的距离（cm）。
＝37(cm)

3-1 主梁跨中断面图
1—压制成型的U型槽钢； 2—加劲隔板；
3—斜侧板； 4—工字钢； 5—补强钢板

3.1.3主梁断面惯性距
（3-3）

3.2 主梁强度的计算
这种结构形式的起重机的特点,可以不考虑水平惯性力对主梁导致的应力,及其水平平面内载荷对主梁的扭转作用也可以忽略不计。
对于活动载荷的轮距很小，可以近一集中的载荷来计算，验算主梁跨中断面弯曲正应力和跨端断面剪应力。
跨中断面弯曲正应力涉及梁的整体弯曲应力和小车轮压在工字钢下翼缘引起的局部弯曲应力两部分，合成后进行强度校核。
梁的整体弯曲在垂直平面内按简支梁计算。在水平面内按刚接的框架计算。
3.2.1垂直载荷在下翼丝引起的弯曲正应力

（3-4）
式中：P＝
其中： —额定起重量，Q＝5000kg；
—电葫芦自重，＝500kg；
—动力系数，对中级工作类型＝1.2；
—冲击系数，对操纵室操纵时＝1.1；
—主梁下表面距断面形心轴x—x的距离，＝37cm；
—主梁跨中断对x—x轴惯性矩，＝111545；
—操纵室重心到支点的距离，＝100cm；
—操纵室重量，＝400kg；
q —桥架单位长度重量（kg/m）
q=1000
其中：F—主梁断面面积，F=0.0151m
—材料比重，对钢板＝7.85t/m
q—主梁横加筋板的重量所产生的均布载荷，q=7.5kg/m。
所以：
＝1060(kg/cm)
3.2.2主梁工字钢下翼局部弯曲计算
1.计算轮压作用点位置及系数
i=a+c-e （3-5）
式中：i—轮压作用点与腹板表面的距离
c—轮缘同工字钢翼边沿之间的间隙，取c为0.4cm,
a=
e=0.164R;对于普通工字钢，缘翼表面的斜度为1/6
R—葫芦走轮踏面曲率半径，可从葫芦样本查出R为17.5cm
e=0.16417.5＝2.87cm
所以：i=5.675+0.4-2.87＝3.205cm
=
3.2.3工字钢下翼缘局部弯曲应力计算

图3-2 工字梁
图3-2中1点横向局部弯曲应力由下公式计算
＝ （3-6）式中：—翼缘结构形式系数，贴板补强时取0.9；
—局部弯曲系数，查3.3得为1.9
t=t+
其中：t—工字钢翼平均厚度，t取1.37cm；
—补强板厚度，为1cm；
t＝（1.37+1）＝5.61cm。
所以：＝
图3-2中1点纵向局部弯曲应力由下公式计算
＝ （3-7）
式中：—局部弯曲系数，查图3.3得为0.6。
所以：＝
图3-2中2点纵向局部弯曲应力由下式计算
＝ （3-8）
式中：—局部弯曲系数，查3.3得为0.4；
—翼缘结构形式系数，贴板补强时取1.5。
所以：＝

图3-3 局部弯曲系数曲线图
3.2.3主梁跨中断面当量应力计算
图3-2中1点当量应力，由下面公式计算：
＝ (3-9)
＝
＝1077(kg/cm)=1800(kg/cm)
图中3-2中2点当量应力，由下面公式计算：
＝＝1060+203＝1263kg/cm=1800(kg/cm)
第四章 刚度计算
单梁桥式起重机应对主梁的垂直静刚度和水平刚度进行验算并必须符合规定，而对动刚度一般可不验算，只有在使用上提出特殊规定期，如高速运营或精确安装的起重机，尚要验算动刚度。
4.1垂直静刚度的计算
f=
式中：f—主梁垂直静挠度；
P—静载荷 P＝Q+G＝5000+500＝5500(kg)；
L—跨度，跨度为1650cm；
E—材料弹性模量，本次设计E＝2.1（kg/cm）；
J—主梁垂直断面惯性矩，J为111487cm；
[f]—许用重直挠度，取[f]＝cm。
f =
满足规定。
4.2水安静刚度计算
f=
式中：f—主梁水安静挠度；
P—水平惯性力
P＝=(kg)；
J—主梁断面水平惯性矩，J为21849cm；
[f]—许用水安静挠度，取[f]＝cm。
f＝
满足规定。
4.3动刚度计算
在垂直方向自振周期
T＝2
式中：T—自振周期；
M—起重机和葫芦的换算质量；
M＝
其中：g—重力加速度，g为980cm/s；
q—主梁均布载荷，q为1.26kg/cm；
L—跨度；
G—电葫芦重量，G为500kg。
M＝
K＝
所以：
T＝2
第五章 端梁的计算
端梁结构采用钢板冷压成U形槽，再组焊成箱形端梁见图6-1，端梁通过车轮将主梁支承在轨道上，端梁同车轮的连接方式是将车轮通过心轴安装在端梁端部腹板上。

6-1端梁示意图
端梁应验算中央断面的弯曲应力和支承车轮处断面的剪切应力，还应验算车轮轴对腹板的挤压应力。
5.1轮距的拟定
，即＝2.357
所以：K＝2.5m
5.2端梁中央断面几何特性
根据系列设计资料，初步给出端梁断面尺寸，如图6-2

图6-2中央断面图
5.2.1断面总面积
F＝
5.2.2形心位置

＝15.4cm

＝7.9cm

5.2.3断面惯性矩

5.2.4断面模数
W
W
5.3起重机最大轮压
一般单梁桥式起重机都是由四个车轮来支承的，起重机的载荷通过这些支承点传到轨道上。
5.3.1起重机支承反力作用

6-3起重机支承反力
5.3.2起重机最大轮压的计算
带额定载荷小车分别向左右两端极限位置时，按第二类载荷计算最大轮压。1）.操纵室操纵，当载荷移到左端极限位置时，各车轮轮压见图6—3

(5-1)

(5-2)

(5-3)

(5-4)式中：Q—额定起重量，Q为5000kg；
G—电葫芦重量，G为500kg；
—冲击系数，对有操纵室的单梁吊取K为1.1；
—动力系数，对中级工作类型的单梁，取1.2；
—端梁重，为165kg；
—积极车轮装置重，为65.5kg；
—驱动装置重，为49kg；
—操纵室重，为400kg；
q —主梁单位长度重量，取1.26kg/cm；
L—跨度，跨度为1650cm；
K—轮距，轮距为250cm；
L＝740cm；
K＝25cm；
l＝100cm。
所以：

＝3936(kg)

＝960(kg)

＝905(kg)

＝4192(kg)
2）.操纵室操纵，当载荷移到右端极限位置时，各车轮轮压见图6-3

（5-5）

（5-6）

（5-7）

（5-8）所以：

＝1089(kg)

＝3805(kg)

＝3752(kg)

=1345(kg)
电动单梁桥式起重机，对操纵室操纵，它的最大轮压是当载荷移到左端极限位置时的从动车轮D上，即为最大轮压，最大为4192kg
5.4最大歪斜侧向力
起重机在运营时，由于各种因素会出现跑偏，歪斜现象，此时车轮轮缘，与轨道侧面的接触并产生与运营方向垂直的侧向力S。
当载荷移到最左端极限位置时，操纵室操纵时，最大的轮压为4192kg，并认为，这时最大歪斜侧向力为：
（5-9）
式中：N—最大轮压，取4192kg；
—侧压系数；
对于轮距K同跨度比例关系在之间，可取＝0.1
所以：＝0.14192＝419.2(kg)
当载荷移到最右端时，操纵室操纵时，最大轮压为＝3805kg,并认为,这时最大歪斜侧向力为：
＝0.13805＝380.5(kg)
5.5端梁中央断面合成应力
由于操纵室连接架加强了操纵室侧端梁的强度，所以最大侧应力考虑当载荷向右移到极限位置时最大侧应力在B轮上，即=380.5kg
(5-10)
式中：K—轮距，为250cm；
—断面模数，=549，=441；
[]—许用应力，由于端染受力复杂，一般只计算侧向应力和垂直载荷，
所以许用应力对3号钢取1400kg/cm。

<1400,所以安全
5.6车轮轴对端梁腹板的挤压应力
车轮轴对端梁支承腹板的挤压应力为
（5-11）
式中：—起重机最大轮压，当载荷移到最左端极限位置时为4192kg；
—端梁腹板轴孔直径，＝7cm；
—端梁支承腹板厚，＝1.5cm。
所以：，安全。

第六章 主、端梁连接计算
6.1主、梁连接形式及受力分
本次设计，主、端梁连接是采用螺栓和减载凸缘结构形式，主梁两端同端梁之间各用六个螺栓连接。
受力分析，这种连接形式，可认为在主、端梁之间，垂直载荷由凸缘承受，凸缘将承受减力及挤压力。此情况下，螺栓重要承受由起重机运营时的歪斜侧向力和起重机支承反力所导致的拉力。一般水平惯性力对螺栓的影响可忽略不计。
操纵室是由一个刚强的连接架，同时连接到主梁及端梁上，这样就加强了主、端梁连接的强度。所以只验算非操纵室一端的主、端梁连接强度。
6.2螺栓拉力的计算
已知参数，起重量5000kg，跨度1650cm，起重机运营速度70m/min
6.2.1起重机歪斜侧向力矩的计算
起重机歪斜侧向力矩为：
（6-1）
式中：S—歪斜侧向力，由前面端梁计算中得

K—轮距，K＝2.5m
＝380.52.5＝951(kgm)
6.2.2歪斜侧向力矩对螺栓拉力的计算
设歪侧向力矩对螺栓d的拉力为
（6-2）
式中：—歪斜侧向力矩951kgm；
X—螺栓与Y-Y轴的距离，X为0.52m；
—每个受拉螺栓与Y-Y轴的距离平方和。
所以，+

6.2.3起重机支承反力对螺栓的作用力矩
当载荷移到非操纵室一侧的极限位置时，取端梁作为受力分离体，其受力图见6-1

图6-1 端梁受力图
取C点为受力平衡点

得 （6-3）
式中：—力臂，取＝12cm；
—支反力对C点的作用力矩；
—所有受拉螺栓对C点的力矩之各；
—起重机右端支反力，可认为是＝
。
所以，
6.2.4支反力矩对螺栓的拉力
设支反力矩对螺栓d的拉力为
= （6-4）
式中：—各螺栓的力矩和；
—螺栓d中心线至图7.1中Z-Z轴的距离；
—每个受拉螺栓，到图7.1中Z-Z轴距离平方之和。
所以，

=
=5560.1824
=4570(kg)
6.2.5验算螺栓强度
受拉螺栓强度
（6-5）
式中：—螺栓总拉力，N＝4570kg；
—螺栓净断面积，

其中：—螺纹直径，取＝1.675cm；
所以，
[]—螺栓的许用应力
[]＝（0.5
其中：—材料屈服极限，对端梁连接螺栓采用45号钢正火的M20的
螺栓，＝3600kg/cm
[]=0.63600=2160 kg/cm。
所以，＝[]＝3600kg/cm，合格
6.2