钢桁架吊装计算书

钢桁架片吊装计算书

钢桁架片自重重（71T），几何尺寸大（70000*500*1200），并且由于周边地理条件及建筑物尺寸，不能用大型汽车吊来完成起吊工作。为确保能安全、万无一失的完成钢桁架片安装任务，经多次研究，对各种起吊方案进行比较，我们选用双动臂桅杆整体起吊桁架片。

我们用接长的钢骨柱做主桅杆，用无缝钢管做成动臂，这样构成一付动臂桅杆，由两付动臂桅杆来共同完成桁架片的起吊工作。

以下计算是以上述的方案为基本思路进行。

1、 灵机桅杆计算 ............................................................................................................... - 5 -

1.1 计算荷载 ................................................................................................................ - 5 - 1.2 起重滑车组计算 .................................................................................................... - 5 - 1.3 灵机桅杆自重计算 ................................................................................................ - 6 - 1.4 4.1m及4.22m工况计算 ..................................................................................... - 6 -

1.4.1 4.1m工况计算 ........................................................................................... - 6 -

1.4.1.1 4.1m灵机桅杆静力计算 ................................................................ - 6 - 1.4.1.2 4.1m灵机桅杆内力计算 ................................................................ - 7 - 1.4.1.3 4.1m灵机桅杆稳定性计算 ............................................................ - 8 - 1.4.2 4.22m工况计算 ......................................................................................... - 9 -

- 1 -

1.4.2.1 4.22m灵机桅杆静力计算 .............................................................. - 9 - 1.4.2.2 4.22m灵机桅杆内力计算 ............................................................ - 10 - 1.4.2.3 4.22m灵机桅杆稳定性计算 ........................................................ - 11 -

2、 主桅杆计算 ................................................................................................................. - 12 -

2.1 条件 ...................................................................................................................... - 12 - 2.2 主桅杆自重计算 .................................................................................................. - 12 - 2.3 变幅滑车组计算 .................................................................................................. - 13 - 2.4 主桅杆缆风绳布置及夹角 .................................................................................. - 13 - 2.5 缆风绳工作拉力 .................................................................................................. - 14 - 2.6 主桅杆内力计算 .................................................................................................. - 14 - 2.7 主桅杆稳定性计算 .............................................................................................. - 15 - 2.8 主桅杆缆风绳计算 .............................................................................................. - 16 -

2.8.1 计算工作拉力Ti0 ...................................................................................... - 16 - 2.8.2 计算缆风绳初拉力 ................................................................................... - 17 - 2.8.3 钢丝绳验算 ............................................................................................... - 18 -

3、 桅杆同钢柱间连接计算.............................................................................................. - 18 -

3.1 条件 ...................................................................................................................... - 18 - 3.2 计算Φ377×10主桅杆同钢柱间的内力 ........................................................... - 18 - 4、 灵机桅杆支座外伸结构本身外伸牛脚计算 .............................................................. - 20 -

4.1 条件 ...................................................................................................................... - 20 - 4.2 内力计算 .............................................................................................................. - 20 - 4.3 梁截面参数计算 .................................................................................................. - 20 -

- 2 -

4.4 危险点应力计算 .................................................................................................. - 21 - 4.5 变形计算 .............................................................................................................. - 21 - 5、 灵机桅杆部件计算 ..................................................................................................... - 21 -

5.1 吊耳板计算 .......................................................................................................... - 21 - 5.1.1 吊耳同H50×4D滑车固定钢丝绳计算................................................. - 21 - 5.1.2 合力计算 ................................................................................................... - 22 - 5.1.3 吊耳轴计算 ............................................................................................... - 22 - 5.1.4 吊耳板强度校核 ....................................................................................... - 23 - 5.1.4.1 孔板挤压强度校核 ...................................................................... - 23 - 5.1.4.2 吊耳板强度校核（单块） .......................................................... - 23 - 5.1.4.3 焊缝计算 ..................................................................................... - 24 - 5.1.5 灵机桅杆头部计算 ................................................................................. - 26 - 5.1.5.1 5.1.5.2 5.1.5.3 5.1.5.4

轴计算 ........................................................................................ - 26 - 耳板挤压强度校核（计算一块耳板） .................................... - 26 - a-a截面校核（计算两块耳板） ............................................. - 26 - 焊缝计算 .................................................................................... - 27 -

6、 旋转头组件计算 ......................................................................................................... - 28 -

6.1 旋转轴计算 .......................................................................................................... - 28 - 6.1.1 外荷载 ....................................................................................................... - 28 - 6.1.2 内力计算 ................................................................................................... - 28 - 6.1.3 b-b截面校核：（轴径Φ200） .............................................................. - 29 - 6.1.4 D-D截面校核：（轴径Φ170） ............................................................. - 29 -

- 3 -

6.1.5 E-E截面校核：（轴径Φ90） ................................................................ - 30 - 6.2 轴承选择 .............................................................................................................. - 30 - 6.2.1 轴向力计算 ............................................................................................... - 30 - 6.2.2 径向力计算 ............................................................................................... - 30 - 7、 主桅杆缆风盘计算 ..................................................................................................... - 31 -

7.1 缆风盘计算 .......................................................................................................... - 31 - 7.1.1 缆风耳孔计算 ........................................................................................... - 32 - 7.1.1.1 挤压计算 ..................................................................................... - 32 - 7.1.1.2

以Φ120为破坏断面计算拉应力 ........................................... - 32 -

7.1.2 承压计算 ................................................................................................... - 32 - 7.1.3 缆风盘支承圈焊缝计算 ........................................................................... - 32 - 7.2 桅杆Φ377×10头部a-a截面计算 ................................................................. - 32 - 7.2.1 截面参数计算 ........................................................................................... - 32 - 7.2.2 主桅杆头部校核 ............................................................................................... - 33 - 8、 旋转头支座计算 ......................................................................................................... - 33 -

8.1 条件： .................................................................................................................. - 33 - 8.1.1 计算单颗螺栓的M作用下的应力 .......................................................... - 34 - 8.1.2 在剪力V作用下单颗螺栓的受力 .......................................................... - 34 - 8.1.3 计算每个螺栓的承载力设计值 ............................................................... - 34 - 9、 构件上吊点计算 ......................................................................................................... - 35 -

9.1 计算荷载 .............................................................................................................. - 35 - 9.2 构件上吊点计算 .................................................................................................. - 35 -

- 4 -

9.2.1 销轴计算 ................................................................................................... - 35 - 9.2.2 耳板校核 ................................................................................................... - 35 - 9.2.2.1 挤压强度校算 ............................................................................... - 35 - 9.2.2.2 吊耳板强度校算 ........................................................................... - 36 - 9.2.2.3 a-a截面校核 ................................................................................. - 36 -

9.2.3 焊缝计算 .................................................................................................. - 36 - 9.3 H50×4D滑车组同吊点固定钢丝绳计算： ....................................................... - 36 - 起重桅杆机具清单（一套） .................................................................................................... - 37 -

1、 灵机桅杆计算 1.1 计算荷载

Q计＝Q0qk1k2

Q035500kg

q2.5%Q02.5%35500887.5kg

k1k21.1

Q计＝Q0qk1k2 ＝35500887.51.21

＝44029kg

1.2 起重滑车组计算

S0kQ计，k0.149，Q计＝44029kg S0kQ计0.149440296560kg.288kN

起重滑车组选H50×4D 2件

- 5 -

S=6560KGQ计=44029KG

起重吊环选50t 2件 卷扬机选用8t卷扬机 1台

由S06560kg.288kN选中起重钢丝绳，安全系数k＝5.5，

T破kS05.5.288353.584kN，查贵州钢丝绳厂产品目录，强度等级

170kg/mm2(1670MPa),6×37+1-Φ24纤维芯钢丝绳，钢丝绳最小破断拉力T'283kN，最小钢丝绳破断拉力总和

TT'1.2492831.249353.5kN。可。

绳长L＝290m（供参考，按实际卷扬机安装位置来确定绳长） 钢丝绳夹Y7-22 5件 1.3 灵机桅杆自重计算

初选Φ377×10无缝钢管做灵机桅杆，其参数：

q90.5kg/m，F115cm3，I19430cm4，W1031cm3，i13cm Gql，l6.932m，q90.5kg/m Gql90.56.932627kg

1.4 4.1m及4.22m工况计算

24101.4.1 4.1m工况计算

1.4.1.1 4.1m灵机桅杆静力计算 幅度l4.1m时，m0(F)0

Q计4.1S00.2885G2.05

8500T=26857KG1θθ259023.000285000Ny8.56932θ3Q计=44029KGNθ4288θ5角度对照表θ1θ2θ3θ4θ563°5'53.53\"26°'6.47\"80°38'36.66\"36°15'29.81\"53°44'30.19\".5G=627KG500T6.932sin803836.66

'''S=6560KGNx17.500TQ计4.1S00.2885G2.05 '''6.932sin803836.6665041004750 - 6 -

42201000

440294.165600.28856272.056.932sin803836.66''' 183696.816.8398 26857kg

X0

NxTcos26'6.47''S0cos5344'30.19''

26857cos266.47'''6560cos534430.19'''

23950.623879.76

27830.38kg

Y0

N''''''yQ计GS0sin534430.19Tsin266.47 440296276560sin534430.19'''26857sin266.47'''4465652.712152

37793.7kg

NN22xNy27830.38237793.72 46934.8kg

1.4.1.2 4.1m灵机桅杆内力计算 幅度l4.1m时，轴力计算：

NQS'''1计cos3615'29.81''0Tcos803836.66

44029cos361529.81'''656026857cos803836.66'''

3550365604366

429kg

N'2N1Gcos361529.81''

429627cos361529.81'''

- 7 -

\"N\"429KG46935KG

429506

46935kg

弯矩计算：

'''M1Q计0.2885cos3615'29.81''S00.2885T0.2885cos803836.66

''''''440290.2885cos361529.8165600.2885268570.2885cos803836.66

10242.6712.561260

10867kgm

'''M2M1Q计3.466sin3615'29.81''T3.466sin803836.66

''''''10876440293.466sin361529.81268573.466sin803836.66

10867902.3191847.93

9282.38kgm

\"M\"M1=10876KG.m求1/3中段的最大弯矩Mk'

M1M2 3108769282.38 9282.383Mk'M2Mk'=9813.59KG.mM2=9282.38KG.m9282.38531.2

9813.59kgm

全段中最大弯矩的一半：MMk'M

M11087638kgm 22取MkMk'9813.59kgm981359kgcm 1.4.1.3 4.1m灵机桅杆稳定性计算 长细比：li

1，l693.2cm，i13cm

1693.253.32 13- 8 -

13

相对偏心率MkF WN中Mk＝981359kgcm，F115cm2，W1031cm3，N中46935kg

9813591152.33

103146935由，2.33查《钢结构》Pg175中表9，有p＝0.29。

N中469351151382kg/cm2pF0.29 可用。

1.4.2 4.22m工况计算

1.4.2.1 4.22m灵机桅杆静力计算 幅度l4.22m时，m0(F)0

Q计4.22S00.2885G2.11

T6.932sin794031.86'''

TQ计4.22S00.2885G2.116.932sin794031.86''' 440294.2265600.28856272.116.932sin791031.86''' 1017.916.8198 27716kgX0

NxTcos2710'24.82''S'0cos52307.04''

27716cos2710'24.82''6560cos52307.04'''

246573993.3

28650kg

Y0

- 9 -

T=27716KG0052θ12θ0023.0005θ30Q计=44029KG05N8223608.角度对照表05θ405θ162°49'35.18\"Ny288.5θ227°10'24.82\"θ379°40'31.86\"θG=627KGθ437°29'52.96\"S=6560KG5θ552°30'7.04\"00Nx17.500565042204870

'''''' NyQ计GS0sin52307.04Tsin271024.82'''440296276560sin52307.0427716sin2710'24.82''

446565204.5312657.55

37202.98kg

22NNxNy28650237202.982 46956kg

1.4.2.2 4.22m灵机桅杆内力计算 幅度l4.22m时，轴力计算：

N1Q计cos3729'52.96''S0Tcos7940'31.86''

''''''44029cos372952.96656027716cos794031.86

\"N\"458.8KG34931.4765604967.33

458.8kg

N2N1Gcos3729'52.96''

'''458.8627cos372952.96

458.8497.45

46956kg

弯矩计算：

46956KGM1Q计0.2885cos3729'52.96''S00.2885T0.2885cos7940'31.86''

''''''440290.2885cos372952.9665600.2885277160.2885cos794031.86

10077.7312.561433

10537.29kgm

M2M1Q计3.466sin3729'52.96''T3.466sin7940'31.86''

''''''10537.29440293.466sin372952.96277163.466sin794031.86

- 10 -

10537.29925.6194508.25

24.65kgm

求1/3中段的最大弯矩Mk'

M1M2 310537.2924.65 24.653Mk'M2\"M\"M1=10537.29KG.m24.65537.55

19462.2kgm

Mk'=9462.2KG.mM2=24.65KG.m全段中最大弯矩的一半：

MM110537.295268.65kgm 22Mk'M

取MkMk'9462.2kgm946220kgcm 1.4.2.3 4.22m灵机桅杆稳定性计算 长细比：li

1，l693.2cm，i13cm

1693.253.32 13MkF WN中相对偏心率Mk＝946220kgcm，F115cm2，W1031cm3，N中46956kg

9462201152.25

103146956由，2.25查《钢结构》Pg175中表9，有p＝0.3016。

N中4695613kg/cm2

pF0.3016115可用。

- 11 -

3

2、 主桅杆计算

按灵机桅杆幅度L＝4.22m时，T＝27716kg工况计算主桅杆。 2.1 条件

借用H500×550×20×30GKZ4#柱做主桅杆。由标高17.5m－标高23m长L＝5.5m段，上段主桅杆初选Φ377×10无缝钢管制造。 钢柱H500×550×20×30惯性矩计算： T=27716KG25005508500hbhbIx

1212x30300350023.000θ2θ3F050554453418cm2

1θθ650020xQ计=44029KG15035544353 12168750004514752 12196687cm

45000288.5Ny306932Nθ4角度对照表θ1θ2θ3θ4θ5θ662°49'35.18\"27°10'24.82\"79°40'31.86\"37°29'52.96\"52°30'7.04\"30°288.5G=627KGS=6560KGNxθ5Φ377×10无缝钢管的惯性矩I19430cm4， 65042204870F115cm2。

钢柱对x轴的IxI，可只对Φ377×10钢管部分进行计算。 2.2 主桅杆自重计算

初选Φ377×10无缝钢管做主桅杆，参数如下：

q90.5kg/m F115cm3 I19430cm4 W1031cm3

i13cm

Gql

l3m q90.5kg/m

Gql90.53272kg

- 12 -

50017.500

2.3 变幅滑车组计算

幅度L=4.22m时，T＝27716kg

'S0kT，k0.149

'S0kT0.149277164130kg

变幅滑车组选H32×4D 2件 起重卡环选30t 2件 （销轴直接D＝78mm）

Q计=27716KGS'=4130KG卷扬机选5t卷扬机 1台

按S0'4130kg40.474kN选变幅钢丝绳，安全系数k＝5.5，

T破kS05.540.474222.607kN，查贵州钢丝绳厂产品目录，强度等级

1570N/mm2,6×37+1-Φ20纤维芯钢丝绳，钢丝绳最小破断拉力

T'185kN，最小钢丝绳破断拉力总和

TT'1.2491851.249231.065kN。可。绳长L＝150m（实际情况按

卷扬机安装位置决定） 钢丝绳夹Y6-20 5件 2.4 主桅杆缆风绳布置及夹角

主桅杆由8根缆风绳固定，其中一根缆风绳只做两桅杆间相连，稳定桅杆不工作时不倾倒，只计算7根缆风绳受力。 其间夹角为20°，对地面夹角为θ＝30°。 缆风绳初拉力：T初5%T，T27716kg

4#0705R1T初5%27716kg1386kg

6*20=120°2#1#3#稳定桅杆拉绳NT初n1T初sin30，n8

- 13 -

2#3#4#

NT初811384sin304851kg

2.5 缆风绳工作拉力

m(F)0

0'Tsin6249'35.18''3Tcos6249'35.18''0.377S00.377T0sin603.56T0cos600.377

'Tsin6249'35.18''3Tcos6249'35.18''0.377S00.377T0

sin603.56cos600.377''''''27716sin624935.18327716cos624935.180.37741300.377 sin603.56cos600.37773970.724771.91557

3.0830.188580299.62 3.2715To=245KG560N =4851KGT初245kg

2.6 主桅杆内力计算 轴力计算：

N1T0sin30NT初

245sin304851

3773773560300030°°62S'=4130KG\"18T=27716KG.5'394G=272KG23.00017124kg N2N1q0.56

\"N\"N1=429KG1712490.50.56

17175kg

N3=33963KGN3N2STcos624935.18

'0'''N2=17175KG'''17175413027716cos624935.18

2130512658

N中=34099KG33963kg

N4N3q33396390.5334235kg

- 14 -

N4=34235KG

N中N4N3339633423534099kg 22弯矩计算：

M1T0sin300.377

\"M\"245sin300.377

M1=4626.73KG.m4626.73kgm M2M1T0cos300.56

M2=16530.42KG.mM3=10201.52KG.m4626.73245cos300.56

4626.7311903.69

16530.42kgm

'M3M2S00.377Tcos6249'35.18''0.377

Mk'=6801KG.m'''16530.4241300.37727716cos624935.180.377

16530.4215574771.9

10201.52kgm

1/3中段最大弯矩Mk'

Mk'M3 2322M310201.526801kgm 33M16530.42全段中最大弯矩的一半：Mmax8265.21kgm

22Mk'比较Mk'同M

取MkMk'8265.21kgm826521kgcm 2.7 主桅杆稳定性计算 Φ377×10无缝钢管参数如下：

q90.5kg/m F115cm3

- 15 -

I19430cm4 W1031cm3

i13cm

长细比：li

1，l356cm，i13cm

135627.3828 13MkF WN中相对偏心率Mk＝826521kgcm，F115cm2，W1031cm3，N中34099kg

8265211152.70

103134099由28，2.70查《钢结构》Pg175中表9，有p＝0.2987。

N中34099993kg/cm2

pF0.2987115可用。

2.8 主桅杆缆风绳计算

缆风绳对水平夹角30，缆风绳工作拉力T0245kg。 缆风绳的投影长度：l29060cos301569015.692m 垂度fl15.920.796m 20200812L=1H合T0cos30，T0245kg

H合245cos3021257kg

15692(15700)FicosicosilTi0niH合

Ficos2icos2iili选用同种钢丝绳，其截面积Fi相同并且锚点桅杆底距离li相同，所以

- 16 -

906030°2.8.1 计算工作拉力Ti

0

Ti0cosicosicosi＝1nH合

2icos2i1#缆风绳

10，130 220，230

4#3#α4=60°6*20=120°2#α3=40°1#α2=20°α1=0°340，330 460，430

2#3#4#1#缆风绳计算：

cos0cos30T10H合 22222222cos0cos302cos20cos30cos40cos30cos60cos300.8660.86621257H合5529kg 3.32973.3297按1#主缆风工作拉力T105529kg安全系数k＝3.5，选强度等级（155kg/mm2）1570MPa,6×37+1钢丝绳Φ20（纤维芯）7+1根。

L18.12m5m24m

L824192m

钢丝绳夹Y6-20 10×8＝80个

以上计算只供参考，待施工场地出来后，按实际情况布置主桅杆缆风绳后在准确计算。 2.8.2 计算缆风绳初拉力

f0.796m

q0q，q1.38kg/m（Φ20钢丝绳每米重） cos301.38q01.59kg/m

cos30 - 17 -

q0l2H，q01.59kg/m，l15.7m，f0.796m

8f1.59kg/m15.72m2H61.55kg

80.796mh4fT初H1 ll2 H61.55kg，h(主桅杆高)9.06m，f0.796m，l15.7m（缆风绳投影长）

9.00.796T初61.551 15.715.761.5510.6082

285.66kg

2.8.3 钢丝绳验算

T合T10T初552985.665615kg

安全系数：k＝3.5

Qmax3.5T合3.5561519653kg192.6kN

q＝1570N/mm2,6×37+1（纤维芯）-Φ20纤维芯钢丝绳 破断拉力总和Q0231.065kN

QmaxQ0，安全。

3、 桅杆同钢柱间连接计算 3.1 条件

钢柱间桁架间节点作固端，Φ377×10主桅杆同钢柱间由高强度螺栓连接。

3.2 计算Φ377×10主桅杆同钢柱间的内力 轴力N34235kg，弯矩计算：

- 18 -

'''''''M0FT0cos303.56T0sin300.377S00.377Tcos624935.180.377Tsin624935.183

''''''245cos303.56245sin300.37741300.37727716cos624935.180.37727716sin624935.183

75673.474626.731557.014771.673970.72

0.574kgm

弯矩M0F0.574kgm，基本为铰点，无弯矩作用。 剪力计算：

QT0T0cos30245cos3021256.59kg

Q''TTsin6249'35.1827716sin6249'35.18''24656.9kg QQTQT024656.921256.593400kg34000N

剪力Q3400kg。

轴力N34235kg（压力）

节点0内力 弯矩M0F0.574kgm

剪力Q3400kg

单颗螺栓受剪承载力设计值

Nbvnd2v4fbv，nv1，d24mm，fbv140N/mm2

2Nbv124414063334N

单颗螺栓孔壁承载设计值

Nbdtfb，d24mm，t20mm，fb305N/mm2cvcNbc24203051400N

取NbminNb,Nbvc63334N，

需要螺栓个数

- 19 -

δ=8377*10A - AyN=34235KG377To=245KG065AA30°01.18\"T=27716KG0*9'350707°433=4130KG62S'23.00006090055500x377404060000220044δ=20δ=203016163050026,6孔均布634055377500

NbminNvb,Ncb63334NQ340000.5颗 Nb63334按构造要求布置6颗M24螺栓。

主桅杆Φ377×10同钢柱H500×550×20×30连接大样 4、 灵机桅杆支座外伸结构本身外伸牛脚计算 5004.1 条件

Ny4004\"7.030'52°按幅度L＝4.22m时计算。

Nx=28584KG4.2 内力计算

幅度L＝4.22m时，N＝46956kg。

NxNcos5230'7.04''

XON=46956KG1Ny=372KGAMxc=24290KG.cmCMyc=1490160KG.cm46956cos5230'7.04'' 28584kg

''' NyNsin52307.0430AY5005030600700700X46956sin52307.04

'''44050372kg

A - AMxc（由Nx对形心C产生的弯矩）＝Nx85＝2858485＝24290kgcm Myc（由Ny对形心C产生的弯矩）＝Ny40＝37240＝1490160kgcm

4.3 梁截面参数计算

F70506044350020860cm2

7035060344Ix1429167792000637167cm4

1212WxI2I263716718205cm3 hh702F0（腹板面积）2603360cm3

- 20 -

4.4 危险点应力计算

梁同钢柱原设计为全熔透一级焊缝为等强度连接，并且NyNx，Nx作用于钢柱，因此略去Nx同Mxc作用（更安全），计算Ny同Myc共同作用危险点1的应力。

Myc，Myc1490160kgm，Wx18205cm3 Wx149016082kg/cm2 18205NyF0，Ny372kg，F0360cm2

372103kg/cm2 360Zd23282231032196kg/cm2

4.5 变形计算

PL3，PNy372kg,E2.1106kg/cm2,L40cm,Ix637167cm4 Ya3EIx3724033724Ya5.9310cm 632.11063716732100637167YbYa 110400Ny=372KGfaBfbAYbYa1155.93101151.7103cm0.0017cm 404041150变形极小，可用。 5、 灵机桅杆部件计算 5.1 吊耳板计算

5.1.1 吊耳同H50×4D滑车固定钢丝绳计算

Q计＝44029kg

- 21 -

由6绳受力：Q计＝0Q计440297338kg71.9kN 66取安全系数k＝5

T破T571.95360kN

选取强度等级1670N/ mm2，6×37+1-Φ24钢丝绳（贵州出品）（纤维芯）。查贵州钢丝绳厂产品目录，钢丝绳最小破断拉力：当强度等级1670N/mm2,Φ24纤维芯钢丝绳时，钢丝绳最小破断拉力

T'283kN，最小钢丝绳破断拉力总和TT'1.2492831.249353.5kN。

可。

5.1.2 合力计算

22''''Q合Q计S02Q计S0cos1434430.1 '''440292656022440296560cos1434430.1

R125δ=20OQ x合2=13020KGX49471kg

So=6560KG'''sinsin1434430.1 OAB中，

Q计Q合10036\"9.812'5°1sinQ计''' sin1434430.1Q合Q计=44029KGA44029'''sin1434430.10.52637 4947122\"5'37.4°13\"0.14'3°4143'''arcsin0.52637314537.22

yQ y合2=21032KGBQ合=49471KGQ合xQ合49471''''''sin314537.22sin314537.2213020kg 222Q合y2Q合49471''''''cos314537.22cos314537.2221032kg 22NA=24736KGQ =49471KG合NB=24736KG5.1.3 吊耳轴计算

AB - 22 -

QA=24736KG120\"Q\"

由对称关系：N49471ANB224736kg 弯矩M247366148416kgm 初选轴径为Φ100。

Wd3332103298.2cm3

MW14841698.21511kg/cm2 QAd2F，QA24736kg，F4102478.5cm22473678.5315kg/cm2 2Zd3215112331521606kg/cm2

5.1.4 吊耳板强度校核 由对称关系，计算单块耳板： 5.1.4.1 孔板挤压强度校核：

NAjhd，NA24736kg，d10cm，h2cm 24736j1021237kg/cm2

5.1.4.2 吊耳板强度校核（单块）

Q合xQ合y213020kg，221032kg Q合224736kg 5.1.4.2.1 a-a截面计算：

Q合aa2F，F2510230cm2

aa24736825kg/cm230 - 23 -

ba521Rδ=20Q x合2=13020KGOXba1005'\"31°437.22Q y合y2=21032KGQ合2=24736KG

5.1.4.2.2 b-b截面校核：

MbWQEyb弯拉，Mb102103210210320kgcm f2Wbh2f6，b2cm，h25cm

2252W3f6208cm

Q合x拉2F，F25250cm2

130202拉50260.4kg/cm

210320b弯208260.41272kg/cm2

Q合y2F2103250421kg/cm2b Zd2b弯32b12722342121466kg/cm2

可。 5.1.4.3

焊缝计算：

A26.123.1225281.49445031.5cm2f

253J0.561x12729.17cm4

3J250.562x123.120.5612.782

0.045285.4

285.4cm4

Ix2729.17285.42029cm4

WxfIh2029158.76cm3 212.78 - 24 -

31.2J2x0.56J1x20250

Mb210320kgcm

Q合yQ合x21032kg 13020kg，22Q合yb221032668kg/cm2

Af31.5bMbWfQ合xAf2

21032013020 158.7631.51324.77413.3

1738kg/cm2

hZdb23b217382366822088kg/cm2t

计算出焊缝应力太大，为解决此问题，焊缝按右图方式解决。

Q合yQ合xMb210320kgcm，21032kg 13020kg，

22377×10δ=20吊耳板内外同时焊接hf8mm角焊缝：

A'f2Af231.563cm2（见前页） Wf'2Wf2158.76317.5cm2（见前页）

Q合yb'221032334kg/cm2

A'f63b'MbWf'Q合xA'f2

21032013020 317.563662.4206.66

869kg/cm2

'2'2hZdb3b8692333421044kg/cm2t

- 25 -

可用。

5.1.5 灵机桅杆头部计算： 5.1.5.1 轴计算：

幅度L＝4.22m时，N＝46956kg 由对称关系得NANBN4695623478kg， 22MmaxNA2.1234782.149304kgcm

初选Φ100销轴

FNA=23478KG21Q=46956KGNB=23478KG21d24102478.5cm2

AB160Wd3321032398cm3

QA=23478KG\"Q\"Q23478299kg/cm2 F78.5M49304max503kg/cm2

W98QB=23478KG\"M\"Zd232503232992722kg/cm2 Mmax=49304KG.cm5.1.5.2 耳板挤压强度校核：（计算一块耳板）

NA，NA23478kg，d10cm，h1.6cm hd23478 j1467kg/cm2j101.6j5.1.5.3 a-a截面校核：（计算两块耳板）

Ny=372KG按幅度L＝4.22m时计算：

N46956kg NxNcos5230'7.04''

14020N=46956KG4\"7.030'52°δ=16Nx=28584KGa20a46956cos52307.04

'''3701228584kg

160144 - 26 -

δ=16旋转头上部

''' NyNsin52307.04'''46956sin52307.04

372kg

MNx142858414400176kgcm

F21.637118.4cm2

bh2W，b3.2cm，h37cm

63.2372W730cm3

6aaMNy WF400176372 7301184863kg/cm2

Nx28584241kg/cm2 F118.4Zdaa232863232412959kg/cm2

可。

5.1.5.4 焊缝计算：

内力：M400176kgcm，Nx28584kg，Ny372kg

32.8J2378.4J1J20.843.283.280.8418.922 123370h3b3730.84J135.71cm4

12120.84160.162986.269

20986.43cm4

Ix4J1J2435.71986.4318128.56cm4

δ=16 - 27 -

140122020377

WIx2Ix218128.56958cm3 hh37.842F238.683.28371.6135.34cm2

MNy WF400176372 958135.34418275

693kg/cm2

Nx28584211kg/cm2 F135.34hZd232693232112783kg/cm2t

可。

6、 旋转头组件计算 6.1 旋转轴计算： 6.1.1 外荷载

72灵机桅杆轴力N46956kg，Nx28584kg（280kN），Ny3kg（365kN） 6.1.2 内力计算：

m(F)0

0bNx=285844kgNB=396kg25.5NC=11062kg63Nc500Nx193.5

Ny=372kgA200BDEC80YDE500Nc28584193.511062kg(108.4kN)

500x193.5bX0

NBNxNc

“Q”图Q=11062kg2858411062

396kg(388.53kN)

- 28 -

200Q=28584kg“M”图1709080M =69691kg.cm

MBNx19.35

2858419.35

553100.4kgcm

MDMB 474.5500553100.4474.5MD5242kgcm

500MEMB 63500553100.463ME69691kgcm

5006.1.3 b-b截面校核：（轴径Φ200）

MB553100.4kgcm，QB28584kg

FW4d24202314cm2

785cm3

d33220332MB553100.4705kg/cm2 W785Q28584bB91kg/cm2

F314bZdbb23b270523912722kg/cm2

6.1.4 D-D截面校核：（轴径Φ170）

MD5242kgcm，QD11062kg

FW4d24172227cm2

482cm3

d33217332MD524210kg/cm2 W482Q11062DD49kg/cm2

F227DZdDb23D210234921092kg/cm2

- 29 -

6.1.5 E-E截面校核：（轴径Φ90）

ME69691kgcm，QE11062kg

FW4d249263.6cm2

71.6cm3

d3329332ME69691973kg/cm2 W71.6Q11062EE174kg/cm2

F63.6EZdEE23E29732317421019kg/cm2

6.2 轴承选择

灵机桅杆转动极慢，并且转动次数极少，轴承按而定静载荷计算。 6.2.1 轴向力计算：

轴向荷载选用单向推力球轴承承载

P0Coa，P0365kN S0初选单向推力球轴承型号：51134 (GB/T301-1995) Coa528kN 按《机械零件》Pg253中表17-9，So1.2

Coa528440kNP0365kN S01.221317034172215可用。

6.2.2 径向力计算：

径向荷载选用圆柱滚子轴承承载(GB/T283-1994) 对b-b截面，轴径Φ200

P0388.53kN

单向推力球轴承型号：51134310200 - 30 -

圆柱磙子轴承型号：NU104051

P0Cor S0初选圆柱滚子轴承型号：NU1040。

Cor615kN

Coa615512.5kNP0388.53kN S01.2可用。

对c-c截面，轴径Φ80

P0108.4kN

P0Cor S014080初选圆柱滚子轴承型号：NU216E。

Cor165kN

Coa165137.5kNP0108.4kN S01.2圆柱磙子轴承型号：NU216E可用。

7、 主桅杆缆风盘计算

按幅度L＝4.22m时计算缆风盘，

主桅杆受力条件：N34235kg，M16530.42kgm，T合5615kg，

T0245kg，30。

Φ377×10无缝钢管参数如下：

q90.5kg/m，F115cm3，W1031cm3

按T合5615kg选6.8#卸扣许用负荷P＝6800kg，销轴直径d＝42mm。 7.1 缆风盘计算：

- 31 - 111299080012045t=12377x10t=10t=1051

7.1.1 缆风耳孔计算：

T合5615kg

7.1.1.1 挤压计算：

jT合，d4.2cm，h2.2cm hdj5615608kg/cm2

2.24.27.1.1.2 以Φ120为破坏断面计算拉应力

T合，F124.52.216.5cm2 F5615340kg/cm2[] 16.57.1.2 承压计算

RFN，N34235kg，FD2d2，Dcm，d38.1cm F42438.121150cm2

R3423530kg/cm2 11507.1.3 缆风盘支承圈焊缝计算：

N34235kg，hf8mm

N34235516kg/cm2[th]

dhf0.737.70.80.77.2 桅杆Φ377×10头部a-a截面计算： Φ377×10无缝钢管参数如下：

q90.5kg/m，F115cm3，I19430cm4，W1031cm3

7.2.1 截面参数计算：

F135.70.8257.12cm3，F115cm3

F0F1F57.12115172cm2

- 32 -

xt=8310x77xa - a

35.730.80.8335.7Ix

121230331.52

3035cm4

I0IxI30351943022465cm4

W0I0224651191.8cm3 R18.857.2.2 主桅杆头部校核：

M，M1653042kgcm，W01191.8cm3 W016530421387kg/cm2 1191.8T0cos30，T0245kg，F0172cm F0245cos30124kg/cm2

172Zd23213872312421404kg/cm2

8、 旋转头支座计算 8.1 条件：

幅度L＝4.22m时，剪力Q按Nx28584kg280kN计，连接螺栓选10.9级高强度大六角头螺栓。

85Ny=372kg(365kN)Nx=28584kg(280kN)抗拉设计值：ft500N/mm(5100kg/cm)

b225001681151501505722+17.500抗剪设计值：fvb310N/mm2(3163kg/cm2) 承压设计值fcb470N/mm2 剪力VNx280kN

弯矩M280722103202.16kNm

250700400550x400 - 33 -

2806601501508026263

8.1.1 计算单颗螺栓的M作用下的应力：

MNmaxNtMYmax mZYi2202.1610255 22225540252021655105.9kN

105008.1.2 在剪力V作用下单颗螺栓的受力：

NcbV280Nv46.7kN282kN

mn231.28.1.3 计算每个螺栓的承载力设计值：

初选M24的10.9级高强度螺栓，按承压型连接计算。

M24螺栓底径 d内241.0825t 《机械零件手册》Pg52中t＝3mm

d内241.0825320.75mm

螺栓抗剪 Nnvbv2d内4f1bv20.7524310103104.83kN（单剪）

螺栓抗拉 Nbt2d内4ftb20.7524500103169.08kN

kN33 8.40470310孔壁承压 Ncbdtftb243Nvb338.4kN282kN 1.21.2NvbNv，可。

1.2NvNt46.7105.9bb NN104.83169.08vt0.19840.39230.76861.0

2222可。

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9、 构件上吊点计算 9.1 计算荷载：

Q计＝44029kg

9.2 构件上吊点计算：

20040120401252-M20δ=16δ=20120140101261250500/550201601012010160160 9.2.1 销轴计算： 由对称关系得：NANBN4402922015kg 22NA=22015KGQ =44029KG计NA=22015KGMmaxNA6220156132090kgcm

初选Φ100销轴

ABWd3321033298cm3

QA=22015KG120\"Q\"M132090max1345kg/cm2

W98.2d2102QF78.5cm244F，，Q22015kg

QB=22015KG\"M\"Q22015280kg/cm2F78.5 Mmax=132090G.cmhZd23213452328021430kg/cm2t，可。

9.2.2 耳板校核： 9.2.2.1 挤压强度校算：

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jQ计，Q计44029kg，d10cm，b224cm bdj440291101kg/cm2 4109.2.2.2 吊耳板强度校算：

Q计，Q计44029kg，F2252100cm2 F44029440kg/cm2 1009.2.2.3 a-a截面校核：

aaQ计，Q计44029kg，F022510260cm2 0Faa44029734kg/cm2 609.2.3 焊缝计算 焊角初选hf12mm，

计算单块耳板焊缝，则：NQ计4402922015kg/cm2 22N，N22015kg，hf1.2cm，l25cm

0.7hf2l2hf22015h582kg/cm2t 0.71.222521.29.3 H50×4D滑车组同吊点固定钢丝绳计算： 由6绳交力：T＝Q计440297338kg71.9kN 66取安全系数k＝5

T破T571.95360kN

选取强度等级1670N/ mm2，6×37+1-Φ24钢丝绳（贵州出品）（纤

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