40米架橋機(jī)計(jì)算書(shū)

1、40米架橋機(jī)計(jì)算書(shū)1架橋機(jī)概況架橋機(jī)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(jī)的過(guò) 孔，架梁功能，架橋機(jī)的高度可由安裝于前支腿、后托的液壓系統(tǒng)調(diào) 節(jié)，整個(gè)架橋機(jī)的所有功能可由電控系統(tǒng)控制完成。2、架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)計(jì)算2.1、架橋機(jī)主梁的承載力計(jì)算計(jì)算架橋機(jī)主梁承載力，要分別考慮架橋機(jī)的三個(gè)情況。a過(guò)孔過(guò)孔時(shí)計(jì)算主梁上、下弦的強(qiáng)度，此工況，梁中的彎矩，可能是 主梁所承擔(dān)的最大彎矩，所以校核此狀態(tài)時(shí)可計(jì)算主梁的強(qiáng)度。b架中梁此工況時(shí)，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(dāng)提升小車偏移架橋機(jī)主梁一側(cè)時(shí)，此側(cè)主梁中的

2、剪力最大，所 以應(yīng)校核主梁腹桿的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。2.1.1主梁上下弦桿的強(qiáng)度計(jì)算2.1.1.1過(guò)孔時(shí)，當(dāng)架橋機(jī)前支腿達(dá)到前橋臺(tái)，尚未支撐時(shí)懸臂端 根部的最大彎矩（如圖）M max = 717t m架中梁時(shí)，當(dāng)提升小車位于主梁41米的跨中時(shí)，梁中的最大彎矩（如圖）M max=477t m此較兩處的彎矩可知過(guò)孔時(shí)的彎矩是主梁承受的最大彎矩，也是控制彎矩，按此彎矩來(lái)校核主梁上、下弦的強(qiáng)度M max=717t m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:A390733809Id696588224681328lx624

3、94661818.621lv7164160649.4688ix1264,6809iy4281956Vx(J)46812866.6441Vy(t)10139083.3857Vx(D48421200.2535VvCD10127290.2363ix im245286838464trim61735096601主梁的正應(yīng)力：49(TmaFM max/Wx=717X 10/46812866.6441 X 10=153MPa: =170Mpa主梁上、下弦采用Q235B鋼材其許用應(yīng)力為170Mpa 所以過(guò)孔時(shí)主梁是安全的。2.1.1.2架中梁時(shí)，主梁的最不利位置在跨中，梁中的最大彎矩M max=477t m主

4、梁的正應(yīng)力：4-9c max=M max/WX=477X 10/46812866.6441 X 10 =102MPac c =170Mpa主梁上、下弦采用Q235B鋼材其許用應(yīng)力為170Mpa工作應(yīng)力小于Q235B的許用應(yīng)力，滿足強(qiáng)度條件，所以架中梁時(shí), 弦桿是安全的。2.1.2弦桿的接頭銷板及銷軸的強(qiáng)度計(jì)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(shè)銷板位于過(guò)孔時(shí)的懸臂端的根部，尺寸如圖所示，材質(zhì)Q235。銷板、銷軸所承受的最大軸力為Nna)=285t銷軸材質(zhì)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：NU上=NU /4=

5、71.25t1?09Qf 909 i7A680上弦單塊銷板的面積為-6 2A 上=8136x10 m銷板的工作應(yīng)力為(T 銷板上=INnax上/A 上=71.25 X 10/ 8136x10 =87.57Mpa=170Mpa上弦銷板滿足抗拉強(qiáng)度。2.1.2.3下弦單塊銷板的軸力為：NU下=NU4=71.25t下弦單塊銷板的面積為-6 2A 下=6600x10 m銷板的工作應(yīng)力為4-6c 銷板下=Nmax下/A 下=71.25 X 10/ 6600x10 =108 c =170Mpa 下弦銷板滿足抗拉強(qiáng)度。2.1.2.4上弦單根銷軸所承擔(dān)的剪力為F 上=285t/3=95t銷軸中的工作剪力為t

6、(F 上/8 x 104) / (3.14/4 x 502x 10-6) =60.5Mpa : T =110Mpa45#鋼許用剪應(yīng)力T =110Mpa上弦銷軸滿足抗剪強(qiáng)度條件.2.1.2.5下弦單根銷軸所承擔(dān)的剪力為F 上=285t/6=47.5t銷軸中的工作剪力為T(mén) (F 下/4 x 104) / (3.14/4 x 502x 10-6) =60.5Mpa : T =110Mpa45#鋼許用剪應(yīng)力T =110Mpa上弦銷軸滿足抗剪強(qiáng)度條件.2.1.3腹桿的強(qiáng)度計(jì)算架邊梁時(shí)，提升小車不位于架橋機(jī)的中心，而是偏移架橋機(jī)主梁 的一側(cè)，此側(cè)主梁承擔(dān)的剪力最大，而剪力是由腹桿承擔(dān)的，設(shè)計(jì)腹 桿時(shí)，將它

7、放在最不利位置。取卷?yè)P(yáng)小車偏移一側(cè)的主梁為研究對(duì)象，由平衡方程可求解，前 支及中托處的反力q = 0,56t/n、28000 . 1000 J t卜X卜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(duì)扣，在中托附近及前支附近加強(qiáng)，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腹桿= 115t此軸力由八根12#槽鋼承擔(dān)，腹桿的截面面積為A腹桿= 15.366 X 8 cm?腹桿的工作應(yīng)力為F腹桿c腹桿=A復(fù)桿4115 1044 =93.55Mpa d=170 Mpa15.366 8 10腹桿滿足強(qiáng)度

8、條件。2.1.4主梁的剛度計(jì)算fc二pl3/48Elx=32X 41003/48 X 2100X 6249466,1818=3.5cmv4100/600=3.83cm主梁的剛度滿足要求。2.1.5結(jié)論經(jīng)上面對(duì)主梁弦桿、銷板、銷軸及腹桿的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定分析, 可知，架橋機(jī)主梁可安全承載，主梁是安全的 。22前支、中托部分的強(qiáng)度計(jì)算2.2.1前支腿的強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算前支腿的強(qiáng)度時(shí)，將前支腿放在其最不利的工作狀況，既架設(shè)邊梁時(shí)，提升小車偏移一側(cè)主梁，此時(shí)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(qiáng)度計(jì)算前支腿立柱選用箱型截面如圖:材質(zhì)為Q235B,由無(wú)縫鋼管 325*12

9、及四周12mm厚鋼板焊接而成。截面幾何參數(shù)如表所示:誦 2C953.8C42tlX： 317504468.324411 i：759463.32423.095S?3,0959(T前支=N前=A前495 1094 =45.3Mpa d=170 Mpa209.538 10前支腿立柱的工作應(yīng)力為:支腿立柱滿足強(qiáng)度條件2.2.1.2前支腿下橫梁強(qiáng)度計(jì)算如圖Iltti工作應(yīng)力一 M前(T下橫梁W前X下橫梁由鋼板組焊而成， W前x=4821.6cm395 況 10 x 0 395-20=59.1Mpa d=170Mpa4821.6 10221.3前支腿定位銷軸計(jì)算前支腿定位銷直徑松0,材質(zhì)為45#鋼銷軸的受

10、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(yīng)力為:Fs=-As495 104100.5 10=94.5Mpa T=110 Mpa從以上計(jì)算中可知，前支腿各部分滿足強(qiáng)度條件，可安全承載2.2.2中托部分的強(qiáng)度計(jì)算2.2.2.1中托彎梁強(qiáng)度計(jì)算如圖mi彎梁截面： W彎x=5945.213cm3工作應(yīng)力。彎梁=也彎=55 10 牡 =28.3Mpa(J=170 Mpa W彎X5836.266 漢 10中托彎梁滿足強(qiáng)度條件。2.2.2.2中托反托輪箱的連接鉸座銷軸計(jì)算選用 80的銷軸，材質(zhì)45#鋼受剪面積為 A=1/4 n X 802X 2=10048X 10-6 m

11、2工作剪力為Fs= 55t工作剪應(yīng)力：FsT=-As455 1010048 10*=54.7Mpa T連接鉸座的耳板選用30的鋼板，受擠壓面積Ac=2 X30X 80X10-6=4800X 10-6 m2工作擠壓應(yīng)力_ Fc比一 -Ac55 1044800 10=114.6Mpa cc=220 Mpa中托連接鉸座可安全承載2.3提升小車橫梁的強(qiáng)度計(jì)算架設(shè)中梁時(shí)，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(yīng)力 qmax=業(yè)鉉二 193 10 =137.7Mpa n 繩S 繩二 SmaxX n 繩/0.824=5 X 10

12、X 4/0.82=235294N329500N查鋼絲繩產(chǎn)品目錄，可選鋼絲繩18X 19-22-1700,所以符合全使用 要求.6大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驗(yàn)算6.1.縱移機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇V=4.8m/minf=93.5 X (2%+2%o )+1 X 1.6 X 250 X (1.264 X 2.17+3.2 X 0.5 X2+.42 X 1.1 X 2+0.4 X 27)/ 104=2.75t所需單個(gè)電動(dòng)機(jī)功率：P=2.75 X 10X (4.8/60)/(0.9 X 4) X 2.2= 1.34KW注：2.2為放大系數(shù)。綜合考慮后，最終選擇電動(dòng)機(jī)為：ZDi22-4/1.5KW;轉(zhuǎn)速:1380轉(zhuǎn)/min減

13、速機(jī)的選擇:電機(jī)轉(zhuǎn)速：n=1380轉(zhuǎn)/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(jī)速比：i =1380 X 17/59 X 3.14 X 0.5 /4.8= 119.6查減速機(jī)型號(hào)為:BLED2718-121速比6.2.橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇V=2.3m/minf=355.8 X (2%+2%o)+3.8=11.63t所需單個(gè)電動(dòng)機(jī)功率：P=11.63X 10X (2.3/60)/(0.9 X 4) X 2.2=2.72KW注：2.2為放大系數(shù)。綜合考慮后，最終選擇電動(dòng)機(jī)為：YEZ112S-4/3.0KW;轉(zhuǎn)速:1380轉(zhuǎn) /min減速機(jī)的選擇:電機(jī)轉(zhuǎn)速：n=138

14、0轉(zhuǎn)/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(jī)速比：i =1380 X 17/59 X 3.14 X 0.5 /2.3=249.7查減速機(jī)型號(hào)為:BLED2718-253速比7.各機(jī)構(gòu)制動(dòng)力矩校核：7.1. 提升機(jī)構(gòu)滿載時(shí)卷筒鋼絲繩上的拉力為 5t,卷筒直徑377mm,扭矩 M二PR=5x0.1885 =1.0556tm=10556Nm卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩平均繩速 v=9m/min=0.15m/s取動(dòng)載系數(shù) 2=1+0.7v=1+0.7x0.15=1.105此時(shí)最大扭矩 Mmax二 2M=1.105x10556 11664Nm減速器傳動(dòng)比139，丫W(wǎng)Z-300/45制

15、動(dòng)器制動(dòng)力距630Nm 實(shí)際傳到高速軸上的力矩：M仁11664/139=83.9Nm v 630Nm 安全系數(shù)=630/83.9=7.5,安全可靠。7.2. 天車橫移制動(dòng)ZD122-4/1.5KW 電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)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(shí)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(dòng)YEZ112S-4/3.0KW 電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)力矩 43x2=86Nm扭矩 M二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(shí)際傳到高速軸上的力矩：M仁4275心21x3.47)=10.2 Nm v 86Nm安全系數(shù)=86/10.2=8.4，安全可靠。7.3.大車縱移制動(dòng)ZD122-4/1.5KW 電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)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(shí)際