160t吊钩组在实际应用中设计核算

李芳

（华电郑州机械设计研究院有限公司 河南 郑州 450015）

吊钩组是起重机械的关键部件之一，其结构和强度直接影响起重机的工作性能和安全性。因此，吊钩组的设计计算十分重要。不少研究者在这方面做了大量工作。如霍志刚研究了起重机的吊钩组的稳定性评估问题[1]，李锋等运用Pro/E对吊钩进行了有限元分析[2]，李水水等基于 ANSYS 软件进行了重机吊钩优化设计[3]。但目前大部分研究侧重单个吊钩的分析计算，而对整个吊钩组的研究分析不多。本文从吊钩组的整体出发，对其主要零件进行受力分析与设计计算。

1.吊钩组的基本设计目标

所设计的吊钩组的起吊额定载荷Q=160t，工作级别M5，吊钩强度级别P级，选取吊钩钩号100，吊钩材料选取DG20Mn。

2.吊钩组主要零件的结构设计与强度计算

吊钩组由吊钩和滑轮组等组成，所涉用的主要零件包括吊钩横梁、滑轮轴、夹板、吊钩体和螺杆，为使所设计的吊钩组性能良好，必须对这几部分全部进行详细地设计计算。

2.1 吊钩横梁的设计计算

材料：45，毛坯直径：300~500mm，σS=280MPa

吊钩横梁计算简图如下：

图1 吊钩横梁计算简图

从图1所示的受力情况可计算出吊钩横梁中间截面A-A的最大弯曲应力：

2.2 滑轮轴的设计计算

滑轮轴材料：40Cr，调质处理：σS=500MPa，[σ]＝200MPa

2.3 夹板的设计计算

夹板材料为Q345-C，板厚为80mm，σS=275Pa，[σ]＝200MPa

图5 夹板截面简图

根据起重机设计手册得B-B、C-C截面的αj依次为：2.35、2.4[4]，由此可算得A-A、B-B、C-C和D-D截面的拉应力为：

根据以上计算结果，四个截面的计算应力均满足要求。

轴孔处平均挤压应力为：

2.4 钩体计算

钩体材料选取DG20Mn，σS=333Pa，[σ]=202Pa,钩体垂直截面A-A和倾斜截面C-C是危险截面。截面A-A内侧最大拉应力：

根据以上计算可知，钩体截面满足要求。

3.结论

对160t吊钩组各主要零件进行了结构设计和受力分析，并计算了在额定工况下各零件所承受的最大应力，分析计算结果表明，所设计的吊钩组可满足工作要求。

[1]霍志刚.起重机吊钩组稳定性的评估[J].建筑机械化，2002(2)：34-35

[2]李 锋,权延慧.基于Pro/E的吊钩有限元分析[J].山西电子技术，2010（06）：14-15

[3]李水水，李向东，范元勋，等.基于 ANSYS 的起重机吊钩优化设计[J].机械设计与制造，2012（4）：37-38

[4]张质文，王金诺， 程文明，等.起重机设计手册（第二版）[M].北京：中国铁道出版社

[5]陈道南，盛汉中.起重机课程设计.北京：冶金工业出版社

[6]陈道南.周培德.起重运输机械. 北京：机械工业出版社