16t雙梁小車式橋式起重機金屬結(jié)構設計方案

1、冶金之家網(wǎng)站16t 雙梁小車式橋式起重機金屬結(jié)構設計武寶貴（天津鋼管集團有限公司，天津300301）摘 要： 為了滿足起重設備高精度，多速度行車的需要，對16t 雙梁小車式起重機的金屬結(jié)構進行設計。介紹了16t 雙梁小車式起重機的金屬結(jié)構的設計思路。對設備的載荷、主梁的結(jié)構及剛度、強度進行了設計計算，達到了節(jié)省成本，提高材料的利用率，提高起重機的性價比的設計目的。關 鍵 詞： 雙梁起重機；載荷；主梁；強度；剛度；設計1 引言起重機是減輕操作人員體力勞動量， 提高作業(yè)效率， 實現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運輸設備。 是冶金企業(yè)生產(chǎn)和物資運輸中的重要機械設備。我國的起重機行業(yè)是從建國后開始建設， 大部分是采用

2、蘇聯(lián)標準。 改革開放以后， 隨著我國的工業(yè)迅速發(fā)展， 各行各業(yè)對起重機的要求也隨之提高。 作為特種設備， 國家制定了嚴格的制造、 檢驗標準。為了滿足起重設備高精度， 多速度行車的需要， 機械部分要求也越來越高，設計更精確。本文就 16t 雙梁小車式起重機的金屬結(jié)構設計進行介紹。2 設計內(nèi)容本次設計內(nèi)容主要包括載荷的計算、梁的結(jié)構、剛度、強度設計，達到節(jié)省成本，提高材料的利用率，提高起重機的性價比的設計目的。3 載荷的計算作用在橋架上的載荷有自重載荷，起升載荷，活動載荷，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，走臺欄桿， 配電管道等的重力。集中載

3、荷有：司機室，大車運行機構，布置在走臺上的氣設備的重力。在普通設計當中只是以照經(jīng)驗選擇載荷。那么本車的一根主梁的半個橋架即G 橋為 4t。3.2 移動載荷移動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)構及尺寸選擇4.1 按梁的強度條件確定梁高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)取值一般的設計中選擇：梁高 h 選擇，h/L=1/141/20 ，那么在以上幾個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。所以按以下計算方式：當h0 1/2/ h 1200 時，直接a 2h0 ，那么 a 在設計中選擇1000mm。低加勁肋選擇a 的 1/21/3 。冶金之家網(wǎng)站5 主梁設計計算5.1 強度計算在垂直平面內(nèi)的普通彎曲應力按簡支梁計算，受力如圖3 所示。B 為端梁的長度，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力：式中，M v 為固定和移動在計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力為：3式中， I x 為計算截面上的慣性矩bh /12=0.0246 ； S0 為計算剪應力處截面的最大靜矩0.152；為腹板厚度6mm

7、。 =30.16MPa =90MPa故以上強度條件滿足要求。5.2 主梁的剛度計算主梁的垂直靜剛度計算如下：對于四輪小車:式中， P1、 P2 為小車的計算輪壓； E 為材料的彈性模量， 200GPa； I 為梁的轉(zhuǎn)動慣量，計算結(jié)果為 0.02175。fv=4.29 f=16500/2000=8.25故剛度符合要求。6 結(jié)束語未來橋式起重機機械部分將向著以及先進的制造工藝， 便宜而優(yōu)質(zhì)的材料， 更加合理了構造方式，較低的制造成本等方向發(fā)展，最終實現(xiàn)橋式起重機的高效化、實用化。因此，采用優(yōu)化的機構，減少用材，提高材料的性價比是不忽視的。以改善橋式起重機的整體性能，對推動起重更新?lián)Q代，具有非常現(xiàn)實的意義。參考文獻1張質(zhì) .起重機設計手冊M. 北京：中國鐵道出版社，