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16t双梁小车式桥式起重机金属结构设计

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  • 发布时间:2014-10-07
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起重机是减轻操作人员体力劳动量,提高作业效率,实现安全生产的起重运输设备。是冶金企业生产和物资运输中的重要机械设备。我国的起重机行业是从建国后开始建设,大部分是采用苏联标准。改革开放以后,随着我国的工业迅速发展,各行各业对起重机的要求也随之提高。作为特种设备,国家制定了严格的制造、检验标准。为了满足起重设备高精度,多速度行车的需要,机械部分要求也越来越高,设计更精确。本文就 16 t双梁小车式起重机的金属结构设计进行介绍。

2 设计内容本次设计内容主要包括载荷的计算、梁的结构、刚度、强度设计 ,达到节省成本 ,提高材料的利跞 用率,提高起重机的性价比的设计 目的。

3 载荷的计算作用在桥架上的载荷有自重载荷,起升载荷,晏活动载荷,水平惯性载荷等。

-3.1 自重载荷自重载荷可以分为均布载荷和集中载荷两种。

收稿日期:2013-O1-O5 修回日期:2013-02-02作者简介:武宝贵(1955-),男,天津人 ,工程师,主要从事钢管设计方面的研究工作。

集中载荷有:司机室,大车运行机构,布置在走台上的气设备的重力。在普通设计当中只是以照经验选择载荷。那么本车的-根主梁的半个桥架即 G桥为4 t。

3.2 移动载荷移动载荷为小车的自重载荷和起升载荷,以小车轮压方式作用在主梁上。

图 1 轮压计算图小车各支撑、轮压的计算:R (G Q)(1-t/b)(1-e/L)R2(G2Q)(1-t/b)e/LR3(G2Q)(1-e/L)t/b- 52- (机 电 设 备 )16 t双粱小车式桥式起重机金属结构设计R4(G2Q)et/bL式中,G:为小车的自重;Q为货物的重力 e为小车及货物的重心在支撑平面内的投影 ,tl 040mm,el 000 mm。

图 2 轮压分布 图4 主梁的结构及尺寸选择4.1 按梁的强度条件确定梁高h Q。L K。 ]4 争。)J 23鲁5其中,c,为将小车轮压转化为跨中集中载荷时小车的换算系数,c,:1-b/2L;B为小车的轴距;为腹板的饿总厚度,为 20 mm;[ 为材料的许用应力,取 120 MPa;a腹板加劲板的重量 /腹板的重量-1/3。

4.2 按刚度条件确定梁高f 2 1 31Q。L CJ 24E· 。)I j 6f去-十0 1j式中, / ,E200 GPa,计算得:hr 672.6 mm。

4.3 梁的截面参数取值- 般 的 设 计 中 选 择 :梁 高 h选 择 ,h/Ll/14~1/20,那么在以上几个条件都允许的情况下,结合表选择h850 mm腹板,翼缘板的厚度。

为起重量是 16 t所以腹板的厚度取 10 mm,受压翼板的厚度,有局部稳定性条件,-般为$>Ib/60,所以取 10 mm。

翼缘板宽度b,对于正规箱型,取6(0.33 1~0.55)h,所以取 450 mm。

两腹板的间距 bob-(40-60),所以选择 390m m ,加劲肋的间距 0,可根据腹板高度 h。与腹板厚度之比来确定。

所以按以下计算方式:当 hot/ % ≤1 200时,直接a<2h。,那么口在设计中选择 1 000 mm。低加劲肋选择 0的 1/2~1/3。

5 主梁设计计算5.1 强度计算在垂直平面内的普通弯曲应力按简支梁计算,受力如图 3所示。

图 3 简支梁图当P1>P2时,主梁的最大弯矩截面距左支点的距离为:z争- 寺7 649 百 。

其最大弯矩为: P2) ·b]24 981.67 kN·m当小车位于跨端时,即z0,主梁的剪力最大。

QP1P2-P2·b/L:1 10.47 kN主梁在水平面内按框架计算,由P大惯和口惯引起的跨中弯矩为: 1- ) 3- )式中,, 2B曰为端梁的长度 ,为 4 182 mm;c为端梁除去轨道宽度,-端的长度为 1 406 mm;Z为轨道的宽度,为 2 000 mm。

P大惯(16 0006 227)×9.8×0.1941.386 kNq惯l 658.1 N那么,MHI14.37 kN·1TI。

跨中翼缘板总的弯曲应力:式中, 为固定和移动在计算截面引起的弯 ,(机 电 设 备 ) -53- 廿03t'N天舜 幺分图4 主梁分布惯性力图图 5 主粱集中惯性 力图矩 之 和 ;W:为在垂直 方 向上截 面抗 弯模 量 ,Wbh2/6O.05; 为在水平方向的截面抗弯模量,Wyhb2/6O.023。

99.64.9104.5 MPa<[o-1120 MPa跨端截面腹板的最大剪应力为:丁 ]式中,Q计算截面上的计算剪力为:Q PlP2- 110.47 kN式中,x为计算截面上的惯性矩bh3/12O.024 6; 为计算剪应力处截面的最大静矩 0.152;△为腹板厚度 6 mm。

5.2 主梁的刚度计算主梁的垂直静刚度计算如下:对于四轮小车:: 12E ≤ J -·l U式中,Pl、P2为小车的计算轮压;E为材料的弹性模量,200 GPa;I为梁的转动惯量,计算结果为0.021 75。

6 结束语未来桥式起重机机械部分将向着以及先进的制造工艺,便宜而优质的材料,更加合理了构造方式,较低的制造成本等方向发展,最终实现桥式起重机的高效化、实用化。因此,采用优化的机构,减少用材,提高材料的性价比是不忽视的。以改善桥式起重机的整体性能,对推动起重更新换代,具有非常现实的意义。

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