40米架橋機計算書(共15頁)

1、 40米架橋機計算書1、架橋機概況架橋機由主梁總裝、前支腿總裝、中托總裝、后托總裝、提升小車總裝、后支腿總裝、液壓系統(tǒng)及電控部分組成，可完成架橋機的過孔，架梁功能，架橋機的高度可由安裝于前支腿、后托的液壓系統(tǒng)調節(jié)，整個架橋機的所有功能可由電控系統(tǒng)控制完成。2、架橋機的結構計算2.1、架橋機主梁的承載力計算計算架橋機主梁承載力，要分別考慮架橋機的三個情況。a過孔過孔時計算主梁上、下弦的強度，此工況，梁中的彎矩，可能是主梁所承擔的最大彎矩，所以校核此狀態(tài)時可計算主梁的強度。b架中梁此工況時，前提升小車位于主梁41米的跨中，彎矩可能出現(xiàn)最大值c架邊梁當提升小車偏移架橋機主梁一側時，此側主梁中的剪力最

2、大，所以應校核主梁腹桿的強度及穩(wěn)定性。2.1.1主梁上下弦桿的強度計算2.1.1.1過孔時，當架橋機前支腿達到前橋臺，尚未支撐時懸臂端根部的最大彎矩（如圖） M=717tm架中梁時，當提升小車位于主梁41米的跨中時，梁中的最大彎矩(如圖)M=477tm此較兩處的彎矩可知過孔時的彎矩是主梁承受的最大彎矩，也是控制彎矩，按此彎矩來校核主梁上、下弦的強度M=717tm主梁截面如圖：上弦是兩根工字鋼32b，中間加焊10mm芯板。下弦是四根槽鋼25a，中間加焊8mm芯板。截面幾何參數(shù)如表所示：主梁的正應力:max=M/WX=717104/46812866.644110-9=153MPa=170Mpa主梁

3、上、下弦采用Q235B鋼材其許用應力為170Mpa所以過孔時主梁是安全的。2.1.1.2架中梁時，主梁的最不利位置在跨中,梁中的最大彎矩 M=477tm主梁的正應力:max=M/WX=477104/46812866.644110-9=102MPa=170Mpa主梁上、下弦采用Q235B鋼材其許用應力為170Mpa工作應力小于Q235B的許用應力，滿足強度條件，所以架中梁時，弦桿是安全的。2.1.2 弦桿的接頭銷板及銷軸的強度計算2.1.2.1考慮銷板及銷軸的重要性，將銷板放在最不利的位置。設銷板位于過孔時的懸臂端的根部，尺寸如圖所示，材質Q235。銷板、銷軸所承受的最大軸力為Nmax=285t

4、銷軸材質為45#鋼，銷軸的工作直徑50mm，銷軸的布置如圖所示。2.1.2.2上弦單塊銷板的軸力為：Nmax上= Nmax /4=71.25t上弦單塊銷板的面積為 A上=8136x10-6m2銷板的工作應力為銷板上= Nmax上/A上=71.25104/8136x10-6=87.57Mpa=170Mpa上弦銷板滿足抗拉強度。2.1.2.3下弦單塊銷板的軸力為：Nmax下= Nmax/4=71.25t下弦單塊銷板的面積為 A下=6600x10-6m2銷板的工作應力為銷板下= Nmax下/A下=71.25104/6600x10-6=108=170Mpa下弦銷板滿足抗拉強度。2.1.2.4上弦單根銷

5、軸所承擔的剪力為F上=285t/3=95t銷軸中的工作剪力為= （F上/8104）/（3.14/450210-6）=60.5Mpa=110Mpa45#鋼許用剪應力=110Mpa，上弦銷軸滿足抗剪強度條件.2.1.2.5下弦單根銷軸所承擔的剪力為F上=285t/6=47.5t銷軸中的工作剪力為=（F下/4104）/（3.14/450210-6）=60.5Mpa=110Mpa45#鋼許用剪應力=110Mpa，上弦銷軸滿足抗剪強度條件.2.1.3腹桿的強度計算架邊梁時，提升小車不位于架橋機的中心，而是偏移架橋機主梁的一側，此側主梁承擔的剪力最大，而剪力是由腹桿承擔的，設計腹桿時，將它放在最不利位置。

6、取卷揚小車偏移一側的主梁為研究對象，由平衡方程可求解，前支及中托處的反力N中=110tN前=95t主梁中的最大剪力發(fā)生在中托附近及前支附近，所以腹桿選用12#槽鋼對扣，在中托附近及前支附近加強，打花撐旨在增加抗剪面積。主梁中的最大剪力為N中=110t腹桿所受的軸力可根據(jù)平衡方程求出，F(xiàn)腹桿=115t此軸力由八根12#槽鋼承擔，腹桿的截面面積為A腹桿=15.3668 cm2腹桿的工作應力為腹桿=93.55Mpa=170 Mpa腹桿滿足強度條件。2.1.4主梁的剛度計算fc=pl3/48EIx=3241003/4821006249466,1818=3.5cm4100/600=3.83cm主梁的剛度

7、滿足要求。2.1.5結論經(jīng)上面對主梁弦桿、銷板、銷軸及腹桿的強度、剛度及穩(wěn)定分析，可知，架橋機主梁可安全承載，主梁是安全的。2.2 前支、中托部分的強度計算2.2.1前支腿的強度計算計算前支腿的強度時，將前支腿放在其最不利的工作狀況，既架設邊梁時，提升小車偏移一側主梁，此時前支腿受力最大，所受的最大軸向力為：N前=95t2.2.1.1前支腿立柱強度計算前支腿立柱選用箱型截面如圖：材質為Q235B，由無縫鋼管325*12及四周12mm厚鋼板焊接而成。截面幾何參數(shù)如表所示：前支腿立柱的工作應力為：前支=45.3Mpa=170 Mpa支腿立柱滿足強度條件。2.2.1.2前支腿下橫梁強度計算如圖 下橫

8、梁由鋼板組焊而成，W前x=4821.6cm3工作應力下橫梁=59.1Mpa=170 Mpa2.2.1.3前支腿定位銷軸計算前支腿定位銷直徑80，材質為45#鋼銷軸的受剪面積為A=100.5 cm2 銷軸中的工作剪力為Fs= 95t銷軸中的工作剪應力為：=94.5Mpa=110 Mpa從以上計算中可知，前支腿各部分滿足強度條件，可安全承載。2.2.2中托部分的強度計算2.2.2.1中托彎梁強度計算如圖彎梁截面：W彎x=5945.213cm3工作應力彎梁=28.3Mpa=170 Mpa中托彎梁滿足強度條件。2.2.2.2中托反托輪箱的連接鉸座銷軸計算選用80的銷軸，材質45#鋼受剪面積為A=1/4

9、8022=1004810-6 m2 工作剪力為Fs= 55t工作剪應力：s=54.7Mpa連接鉸座的耳板選用30的鋼板，受擠壓面積Ac=2308010-6=480010-6 m2工作擠壓應力c=114.6Mpac=220 Mpa中托連接鉸座可安全承載2.3 提升小車橫梁的強度計算架設中梁時，提升小車所承受的彎距最大，其值為Mmax=193t.m小車橫梁截面為箱型雙梁如圖截面Wx=14011cm3工作許用應力max=137.7Mpa =170 Mpa提升小車可安全承載3.結論經(jīng)過對架橋機的主要受力構件的強度進行計算，可知均滿足相應的強度條件及穩(wěn)定條件，所以可按計算中的各截面尺寸設計架橋機。架橋機

10、在不同的工況下均可安全工作。4.天車電機、減速機的選擇:4.1橫移小車電機、減速機的選擇V=2.3m/min;車輪500;大、小齒輪齒數(shù)分別為:59、17;f=(80+4.8)(2%+2)+11.6250(1.72)/104=2.44tP =f10(2.3/60)/(0.92)2.2=1.14KW注：2.2為放大系數(shù)。經(jīng)綜合考慮:選擇電機型號:ZD122-4/1.5KW;轉速:1380轉/min減速機速比的選擇:i=138017/593.14.5/2.3=249.7查減速機型號:BLED2718-253速比4.2 縱移小車電機、減速機的選擇V=4.8m/min;車輪500;大、小齒輪齒數(shù)分別為

11、:59、17;f=(80+14)(2%+2)+11.6250(1.72)/104=2.644tP =f10(4.8/60)/(0.92)2.2=2.58KW注：2.2為放大系數(shù)。經(jīng)綜合考慮:選擇電機型號:YEZ112S-4/3.0 KW;轉速:1380轉/min減速機速比的選擇:i=138017/593.14.5/1.8=119.7查減速機型號:BLED2718-121速比5.鋼絲繩的選擇根據(jù)單個小車起重量80t，選擇5t卷揚機，滑輪組倍率16。鋼絲繩所受最大靜拉力Smax=80/16=5tn繩=4所選鋼絲繩的破斷拉力應滿足S繩/Smaxn繩S繩= Smaxn繩/0.82 =51044/0.8

12、2 =235294N329500N查鋼絲繩產品目錄,可選鋼絲繩1819-22-1700,所以符合全使用要求.6.大車運行機構的驗算6.1.縱移機構電機的選擇V=4.8m/minf=93.5(2%+2)+11.6250(1.2642.17+3.20.52+.421.12+0.427)/ 104=2.75t所需單個電動機功率:P=2.7510(4.8/60)/(0.94)2.2=1.34KW注：2.2為放大系數(shù)。綜合考慮后,最終選擇電動機為：ZD122-4/1.5KW;轉速:1380轉/min減速機的選擇:電機轉速:n=1380轉/min;車輪直徑為:500; 小齒輪與大齒輪的齒數(shù)分別為17,59

13、故減速機速比:i =138017/593.140.5 /4.8=119.6查減速機型號為:BLED2718-121速比6.2.橫移機構電機的選擇V=2.3m/minf=355.8(2%+2)+3.8 =11.63t所需單個電動機功率:P=11.6310(2.3/60)/(0.94)2.2=2.72KW注：2.2為放大系數(shù)。綜合考慮后,最終選擇電動機為：YEZ112S-4/3.0KW;轉速:1380轉/min減速機的選擇:電機轉速:n=1380轉/min;車輪直徑為:500; 小齒輪與大齒輪的齒數(shù)分別為17,59故減速機速比:i =138017/593.140.5 /2.3=249.7查減速機型

14、號為:BLED2718-253速比7.各機構制動力矩校核：7.1.提升機構 滿載時卷筒鋼絲繩上的拉力為5t,卷筒直徑377mm, 扭矩M=PR=5x0.1885 =1.0556tm=10556Nm 卷揚機鋼絲繩平均繩速v=9m/min=0.15m/s 取動載系數(shù)2=1+0.7v=1+0.7x0.15=1.105 此時最大扭矩Mmax=2M=1.105x1055611664Nm 減速器傳動比139 , YWZ-300/45制動器制動力距630Nm 實際傳到高速軸上的力矩:M1=11664/139=83.9Nm 630Nm 安全系數(shù)=630/83.9=7.5，安全可靠。7.2. 天車橫移制動 ZD

15、122-4/1.5KW電動機，制動力矩8.1x2=16.2Nm 扭矩M=PR=(104.8x0.015)x0.25 0.393 tm=3930Nm減速器速比253，大小齒輪數(shù)比59/17=3.47 實際傳到高速軸上的力矩:M1=3930/(253x3.47)=4.47Nm 16.2Nm安全系數(shù)=16.2/4.47=3.6 ，安全可靠。7.3. 天車縱移制動 YEZ112S-4/3.0KW電動機，制動力矩43x2=86Nm 扭矩M=PR=(114x0.015)x0.25 0.4275tm=4275Nm 減速器速比121，大小齒輪數(shù)比59/17=3.47 實際傳到高速軸上的力矩:M1=4275/(121x3.47)=10.2 Nm 86Nm安全系數(shù)=86/10.2=8.4 ，安全可靠。 7.3. 大車縱移制動ZD122-4/1.5KW電動機，制動力矩8.1x4=32.4Nm扭矩M=PR=(93.5x0.015)x0.25 0.3506tm=3506Nm 減速器速比121，大小齒輪數(shù)比59/17=3.47 實際傳到高速