武汉理工大学毕业设计（论文）
?5——系数，考虑起重机机构驱动力（制动力）突加及突变时结构的动力效应，平均取?5=1.5。
m=332+40+1.35=373.35t，查起重机设计手册，取a=0.16m/s2 计算得PH=-89604N。
2.3.4 物品偏摆载荷
臂架类型回转起重机，当回转机构起动或制动时，货物的切向惯性力和离心力；变幅机构起动或制动时货物的水平惯性力；在物品上的风力作用下，使悬吊的物品的钢丝绳相对于铅垂线产生偏摆角?。我国设计规范规定，在上述各水平载荷共同作用下，吊臂头部的水平力可按下式计算：
T?PQ?tan? (2-7)
式中：T——货物偏摆产生的水平力(N)； PQ——起升载荷(N)； ?——偏摆角。
在不同类别的计算中，选用不同的?值。计算电动机功率和机构零件的疲劳时，用正常工作情况下的偏摆角??；计算机构零件强度和起重机抗倾覆稳定性时，用工作状态下的最大偏摆角???。查手册，取????10?。
T??PQ?tan???413500?0.0524?21670.6N (2-8) T???PQ?tan????413500?0.1763?72911.2N (2-9)
2.3.5 风载荷
对于露天工作的起重机应考虑风载荷的作用。假定风载荷是沿起重机最不利的水平方向作用的静力载荷。计算风压与阵风风速有关。工作状态风载荷是指起重机在工作时应能承受的最大风力。工作状态风压沿着起重机全高取为定值，不考虑高度变化。工作状态下的风载荷包括正常工作状态下的风载荷Pw?和工作状态下的最大风载荷Pw??；非工作状态下风载荷Pw???是起重机在非工作状态时所受的最大风力。Pw?是起重机工作状态正常的计算风压，用于选择电动机功率的阻力计算及发热计算；Pw??是起重机工作状态最大计算风压，
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用于计算机构零部件和金属结构强度、结构的刚性及稳定性，验算驱动装置的过载能力以及起重机整机的抗倾覆稳定性等。非工作状态风载荷Pw???是起重机在不工作时能承受的最大风力作用。将此风载荷与起重机相应的自重载荷进行组合，用于验算非工作状态下起重机零部件及金属结构的强度、起重机整机抗倾覆稳定性.并进行起重机的抗风防滑装置、锚定装置等的设计计算。风载荷可按下式计算：
Pw?C?Kh?q?A (2-10)
式中：Pw——作用在起重机上的风载荷(N)； C——风力系数，与结构型式有关； q——计算风压(N/m2)；
A——起重机垂直于风向的迎风面积(m2)。 1）计算风压q
风压是风的速度能转化为压力能的结果，计算风压q与空气的密度和风速有关。风压的计算式为：
q?0.625v2 (2-11)
不同地区和不同计算工况的起重机按下表选取相应的计算风压值。
表2.2 起重机计算风压(N/m2)
地区 风速(m/s) 内陆 沿海 台湾省及海南诸岛 15.5 20 20 工作状态计算风压 非工作状态计算风压 q? 0.6q?? q?? 150 250 250 q??? 500～600 600～1000 1500 2）风压高度变化系数Kh
起重机的工作状态计算风压不考虑高度变化，即Kh=1。所有起重机的非工作状态计算风压均须考虑高度变化。起重机沿高度划分为20m一段的等风压段，以各段中点的高度变化系数Kh与计算风压相乘。陆上的风压高度变化系数可按下式计算：
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?h?Kh??? (2-12)
?10?0.33）风力系数C
风力系数用以考虑结构物迎风的风压分布和背风面负压的影响，它与结构物的体型、尺寸等有关，《起重机设计手册》可以得到。
4）迎风面积A
起重机结构和物品迎风面积，应按最不利迎风方位计算，并取垂直于风向平面上的投影面积
A???Al (2-13)
式中：Al——结构和物品的外廓面积(m2)； ?——结构物的充实率。
两片并列等高且型式相同的结构，考虑前片对后片的挡风作用，其总迎风面积为：
A?A1??A2 (2-14)
式中：A1——前片结构的迎风面积，A1??1Al1； A2——后片结构的迎风面积，A2??2Al2； ?——两片相邻桁架前片对后片的挡风折减系数。
参照同类产品，估算出各构件风力的作用点和截面的迎风面积，并依此计算出风载荷，考虑风沿臂架平面方向和垂直于臂架平面两个方向，然后计算倾覆力矩，以此作为校核整体的稳定性和轮压计算的依据。门座起重机整机重量重心位置见表2.3风载荷计算结果见表[4]。
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表2.3门座起重机整体重心表
名称
A(m)
2
C Kh qⅠN/m 150 150 150 150 150 150 150
2
qⅡ N/m 250 250 250 250 250 250 250
2
h(m) 25.0 25.35 23.2 17.12 15.37 16.74 7.3
PwI (N) 3630 4610 5066 4909 1980 936 11340 32471
PwⅡ(N) 6050 7683 8445 8181 3300 1560 18900 54119
MI (N.m) 90750 116864 117531 84042 15668 82782 538069
MⅡ (N.m) 151250 194764 195924 140058 26114 137970 896801
货 物 22.00 1.10 1.00 臂 架 25.61 1.2 1.00 人字架 19.87 1.7 1.00 机器房 29.75 1.1 1.00 转台 司机室 门 架
12 5.2 63
1.1 1.00 1.20 1.00 1.20 1.00
合 计
30432 50721
表2.4工作状态下，风垂直臂架方向吹 (R=35m，Q=40t)
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名称 货 物 臂 架 人字架 机器房 转台 司机室 门 架
A(m)
2
C Kh
qⅠ
2
qⅡ
2
N/m N/m 150 150 150 150 150 150 150
250 250 250 250 250 250 250
h(m) 25.0 32.8 23.2 17.12 15.37 16.74 7.3
PwI (N) 3630 2597 5066 5486 1881 1076 12940 32676
PwⅡ(N) 6050 4329 8445 8181 3135 1794 21567 53501
MI (N.m) 90750 85182 117531 93925 18019 94463 528781
MⅡ (N.m) 151250 141991 195924 156541 30031 157439 881360
22.00 1.10 1.00 14.43 19.87 33.25 11.4 5.98
1.2 1.7 1.1 1.1
1.00 1.00 1.00 1.00
28911 48184
1.20 1.00
合 计
71.89 1.20 1.00
表2.5工作状态下，风平行臂架方向吹 (R=11.5m Q=40t)
名称 货 物 臂 架 人字架 转 台 机器房 司机室 门 架
A(m) 22 14.43 19.87 11.4 33.25 5.98 71.89
2
C 1.10 1.2 1.7 1.1 1.10 1.20 1.20
Kh 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
qⅠ N/m 150 150 150 150 150 150 150
2
qⅡ N/m 250 250 250 250 250 250 250
2
h(m) 25.00 25.35 23.2 15.37 17.12 16.74 7.3
PwI(N) 3630 2597 5066 1881 5486 1076 12940 32676
PwⅡ(N) 6050 4329 8445 3135 9144 1794 21567 54464
MI (N.m) 90750 65834 124117 28911 93925 18019 94462 516018
MⅡ (N.m) 151250 109740 206902 48184 156541 30031 157439 860087
合 计
表2.6工作状态下，风平行臂架方向吹 （R=35m，Q=40t）
名称 货 物 臂 架 人字架 转 台 机器房 司机室 门 架
A(m) 0.00 14.43 11.80 19.00 30.70 5.98 71.89
2
C 0.00 1.2 1.7 1.10 1.10 1.20 1.20
Kh 0.00 1.46 1.32 1.13 1.13 1.13 1.00
qⅢ(N/m) 1560 1560 1560 1560 1560 1560 1560
2
h(m) 0.00 32.80 24.5 15.37 17.12 16.74 7.3
PwⅢ(N) 0 39439 41307 36843 59530 12481 134578 323908
MⅢ(N.m) 0 1293597 1012035 566270 1019149 208926 982419 5082396
合 计
表2.7非工作状态下，风平行臂架方向吹 （R=11.5 m，Q=0t）
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