16t雙梁小車式橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

1、冶金之家網(wǎng)站16t 雙梁小車式橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)武寶貴（天津鋼管集團(tuán)有限公司，天津300301）摘 要： 為了滿足起重設(shè)備高精度，多速度行車的需要，對(duì)16t 雙梁小車式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。介紹了16t 雙梁小車式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路。對(duì)設(shè)備的載荷、主梁的結(jié)構(gòu)及剛度、強(qiáng)度進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，達(dá)到了節(jié)省成本，提高材料的利用率，提高起重機(jī)的性價(jià)比的設(shè)計(jì)目的。關(guān) 鍵 詞： 雙梁起重機(jī)；載荷；主梁；強(qiáng)度；剛度；設(shè)計(jì)1 引言起重機(jī)是減輕操作人員體力勞動(dòng)量， 提高作業(yè)效率， 實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備。 是冶金企業(yè)生產(chǎn)和物資運(yùn)輸中的重要機(jī)械設(shè)備。我國(guó)的起重機(jī)行業(yè)是從建國(guó)后開始建設(shè)， 大部分是采用

2、蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。 改革開放以后， 隨著我國(guó)的工業(yè)迅速發(fā)展， 各行各業(yè)對(duì)起重機(jī)的要求也隨之提高。 作為特種設(shè)備， 國(guó)家制定了嚴(yán)格的制造、 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足起重設(shè)備高精度， 多速度行車的需要， 機(jī)械部分要求也越來(lái)越高，設(shè)計(jì)更精確。本文就 16t 雙梁小車式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。2 設(shè)計(jì)內(nèi)容本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括載荷的計(jì)算、梁的結(jié)構(gòu)、剛度、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)省成本，提高材料的利用率，提高起重機(jī)的性價(jià)比的設(shè)計(jì)目的。3 載荷的計(jì)算作用在橋架上的載荷有自重載荷，起升載荷，活動(dòng)載荷，水平慣性載荷等。3.1 自重載荷自重載荷可以分為均布載荷和集中載荷兩種。均布載荷有：主梁，走臺(tái)欄桿， 配電管道等的重力。集中載

3、荷有：司機(jī)室，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，布置在走臺(tái)上的氣設(shè)備的重力。在普通設(shè)計(jì)當(dāng)中只是以照經(jīng)驗(yàn)選擇載荷。那么本車的一根主梁的半個(gè)橋架即G 橋?yàn)?4t。3.2 移動(dòng)載荷移動(dòng)載荷為小車的自重載荷和起升載荷，以小車輪壓方式作用在主梁上。輪壓圖如圖1 所示。小車各支撐、輪壓的計(jì)算：冶金之家網(wǎng)站式中， G2 為小車的自重； Q 為貨物的重力； t、 e 為小車及貨物的重心在支撐平面內(nèi)的投影， t=1040mm ， e=1000mm 。輪壓分布如圖2 所示。4 主梁的結(jié)構(gòu)及尺寸選擇4.1 按梁的強(qiáng)度條件確定梁高H s其中， C1 為將小車輪壓轉(zhuǎn)化為跨中集中載荷時(shí)小車的換算系數(shù)，C1=1- b/2L ； B 為小車的軸

4、距； 為腹板的餓總厚度，為20mm； 為材料的許用應(yīng)力，取120MPa； =腹板加勁板的重量 / 腹板的重量 1/3。4.2 按剛度條件確定梁高4.3 梁的截面參數(shù)取值一般的設(shè)計(jì)中選擇：梁高 h 選擇，h/L=1/141/20 ，那么在以上幾個(gè)條件都允許的情況下，結(jié)合表選擇 h=850mm 腹板，翼緣板的厚度。為起重量是16t 所以腹板的厚度取10mm，受壓翼板的厚度，有局部穩(wěn)定性條件，一般為 b/60，所以取 10mm。翼緣板寬度 b，對(duì)于正規(guī)箱型，取b=（ 0.33!0.55 ） h，所以取 450mm。兩腹板的間距 b0=b-（ 4060），所以選擇 390mm，加勁肋的間距 a，可根據(jù)

5、腹板高度 h0與腹板厚度之比來(lái)確定。H0/ h=141.6，故在 100（ 235/ s） 1/2 h0 / h 170（ 235/ s） 1/2。所以按以下計(jì)算方式：當(dāng)h0 1/2/ h 1200 時(shí)，直接a 2h0 ，那么 a 在設(shè)計(jì)中選擇1000mm。低加勁肋選擇a 的 1/21/3 。冶金之家網(wǎng)站5 主梁設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 強(qiáng)度計(jì)算在垂直平面內(nèi)的普通彎曲應(yīng)力按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，受力如圖3 所示。B 為端梁的長(zhǎng)度，為道的寬度，為2000mm 。所以， r=17.5m 。4182mm ；c 為端梁除去軌道寬度，一端的長(zhǎng)度為1406mm； l 為軌P 大慣 =（ 16000+6227）× 9

6、.8× 0.19=41.386kNq 慣 =1658.1N那么， M H=114.37kN · m。主梁分布、集中慣性力如圖4、圖 5 所示。冶金之家網(wǎng)站跨中翼緣板總的彎曲應(yīng)力：式中，M v 為固定和移動(dòng)在計(jì)算截面引起的彎矩之和；Wz 為在垂直方向上截面抗彎模量，Wz=bh2 /6=0.05； Wy 為在水平方向的截面抗彎模量，Wy=hb2/6=0.023 。 w=99.6+4.9=104.5MPa =120MPa跨端截面腹板的最大剪應(yīng)力為：3式中， I x 為計(jì)算截面上的慣性矩bh /12=0.0246 ； S0 為計(jì)算剪應(yīng)力處截面的最大靜矩0.152；為腹板厚度6mm

7、。 =30.16MPa =90MPa故以上強(qiáng)度條件滿足要求。5.2 主梁的剛度計(jì)算主梁的垂直靜剛度計(jì)算如下：對(duì)于四輪小車:式中， P1、 P2 為小車的計(jì)算輪壓； E 為材料的彈性模量， 200GPa； I 為梁的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算結(jié)果為 0.02175。fv=4.29 f=16500/2000=8.25故剛度符合要求。6 結(jié)束語(yǔ)未來(lái)橋式起重機(jī)機(jī)械部分將向著以及先進(jìn)的制造工藝， 便宜而優(yōu)質(zhì)的材料， 更加合理了構(gòu)造方式，較低的制造成本等方向發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)的高效化、實(shí)用化。因此，采用優(yōu)化的機(jī)構(gòu)，減少用材，提高材料的性價(jià)比是不忽視的。以改善橋式起重機(jī)的整體性能，對(duì)推動(dòng)起重更新?lián)Q代，具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。參考文獻(xiàn)1張質(zhì) .起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：中國(guó)鐵道出版社，