平頭起重機(jī)臂架的參數(shù)化及優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、分類號(hào)密級(jí)UDC 學(xué)位論文平頭起重機(jī)臂架參數(shù)化及優(yōu)化設(shè)計(jì)作者姓名：董博指導(dǎo)教師：林貴瑜東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院工學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科類別：學(xué)科專業(yè)名稱:機(jī)械設(shè)計(jì)及理論2008年7月論文提交日期：2008年6月 論文答辯H期：學(xué)位授予F1期：2008年7月答辯委員會(huì)主席:評(píng)閱人：東北大學(xué)2008年6月A Dissertation in Mechanical Design and TheoryParametric and Optimum Design ofFlat-Top Tower Crane JibBy Dong BoSupervisor: Associate Professor Li

2、n GuiyuNortheastern UniversityJune 2008獨(dú)創(chuàng)性聲明木人聲明所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)卜完成的。論文中取得的 研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)農(nóng)或撰寫過的 研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。與我一同工作 的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并衣示謝 意。學(xué)位論文作者簽名：FI 期：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北人學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論 文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和 磁盤，允許論文被脊閱和借閱。本人同意東北人學(xué)可以將學(xué)位論文的全部 或部分

3、內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時(shí)間為作者獲得學(xué)位后：半年 口 一年口一年半口兩年口學(xué)位論文作者簽名:簽字冃期：導(dǎo)師簽名:簽字冃期:東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要平頭起重機(jī)臂架參數(shù)化及優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要半頭起巫機(jī)與傳統(tǒng)塔式起巫機(jī)故顯著的特征區(qū)別是沒有塔頭和拉桿，而臂架則是平 頭起重機(jī)的重耍組成部分。它承受著起雨機(jī)主耍的工作載荷，臂架的性能優(yōu)劣對(duì)丁平頭 起巫機(jī)的整機(jī)性能有看很犬的影響。因此，對(duì)平頭起亜機(jī)脣架進(jìn)行分析和優(yōu)化計(jì)算、提 高IH主設(shè)計(jì)能力、改變?cè)瓉淼姆轮圃O(shè)計(jì)方法、形成白主設(shè)計(jì)體系是非常必要的。本文將原理設(shè)計(jì)思想用丁對(duì)平頭起巫機(jī)的臂架研究中，以用戶盂求（工作幅度與吊 重）為報(bào)

4、動(dòng)，基丁起重機(jī)的計(jì)算工況，建立了臂架的力學(xué)模熨，以強(qiáng)度和剛度為設(shè)計(jì)準(zhǔn) 則，確定了臂架根部和變截而的內(nèi)力和基本兒何尺寸：截而高度寬度、主弦桿、腹桿和 水平支桿的截面積等，計(jì)算結(jié)果符合匸程實(shí)際需耍，并為后續(xù)參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)工作做 好鋪墊。應(yīng)用VB.NET和Matbb的聯(lián)合編程，開發(fā)出一種參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，對(duì)J：不同臂長、 端部額定起匝最和最小幅度處的最大起雨量等初始輸入?yún)?shù)，實(shí)現(xiàn)了悖架冬桿件內(nèi)力和 率本尺寸的輸出，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。完成了該產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，對(duì)概念設(shè)計(jì)階段中參數(shù)化設(shè)計(jì)的輸出結(jié)果，作為優(yōu)化設(shè)計(jì) 的初始值,采用混A罰函數(shù)調(diào)用鮑威爾方法的優(yōu)化思想，以面向?qū)﹀璧木?/p>

5、程匸具VB.NET 語言編'弓優(yōu)化程序，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了較好滿足丁程耍求的結(jié)果。綜上所述，本文開發(fā)出了具有門己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平頭起巫機(jī)臂架的參數(shù)化及優(yōu)化設(shè)計(jì) 軟件，實(shí)現(xiàn)了從原理設(shè)計(jì)到參數(shù)化輸出再到優(yōu)化設(shè)計(jì)的胳個(gè)設(shè)計(jì)流程，改變了多年的仿 制設(shè)計(jì)方法，并具有普遍指導(dǎo)意義，使設(shè)計(jì)具有延展性和繼承性，為平頭起重機(jī)臂架的 設(shè)計(jì)提供了可借鑒的方法，為建立IT主設(shè)計(jì)的知識(shí)體系做了有益的丁作。關(guān)鍵詞：平頭起重機(jī)：優(yōu)化設(shè)計(jì)；參數(shù)化設(shè)計(jì)：骨架東北大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractParametric and Optimum Design of Flat-Top Tower Crane JibAbstract

6、The most remarkable characteristic difference of Hat-top tower crane and ordinary tower crane is that it does not have the tower head or the tension ba匚 The jib is the important component of flat-top tower crane The jib is withstanding the main work load of crane, the performance of jib has very tre

7、mendous impact on the complete machine performance of flat-top tower crane Therefore, the important meaning on the analysis and optimation computation, sharpening the independent designed capacity, the change original imitation design method and forming the independent design system to flat-lop towe

8、r crane jib is very obvious This article uses principle design concept to the llat-top tower crane jib research, it takes the user's needs (work amplitude and load) as the actuation, based on crane's computation operating mode, it has established mechanical model of jib, it takes the design

9、criterion by the intensity and the rigidity, it has determined the stress condition and basic size of jib root and variable cross-section, and it includes: section height, main chord, web member and cross-sectional area of horizontal truss and so on. The computed result meets the project actual need

10、, and completes the uphoistery for the following parametrization and optimization design work.It uses the union programming of and matlab, develops a kind of parametrization design software, it has realized the output of jib stress condition and basic size regarding different jib length, lifting cap

11、acity and such initial input parameter, it improved the design quality and the rated capacity It has completed this product conceptual design.According to machinery optimization design elementary theory, to conceptual phase in parametrization design output result, as optimization design starting val

12、ue, it uses the mix to punish the function call Powell method optimization, complies the optimized procedure with the language, it obtains the result which satisfies the project request well, and it makes the structure to be moer reasonableIn summary, this article has developed the parametrization a

13、nd optimization design software of flat-top tower crane jib which has oneself intellectual property rights, and it 111東北大學(xué)碩士學(xué)位論文Abstractrealizes the entire design cycle from the principle to the parametrization output again to the optimization design, it changes many years imitation design method an

14、d it has the universal guiding sense, it enables the design to be with the ductility and the succession, it has provided the method of reference for the design of flat-top tower crane jib, and it has done the beneficial work for the establishment independent design knowledge system.Keywords: flat-to

15、p tower crane; optimization design; parametrization design; jib#東北大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄目錄獨(dú)創(chuàng)性聲明I摘要IIAbstractIll目錄V第1章緒論11課題來源及背景11.2國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)及研究現(xiàn)狀21.2.1國外發(fā)展動(dòng)態(tài)及研究現(xiàn)狀21.2.2國內(nèi)發(fā)展及研究現(xiàn)狀41.3課題研究的目的及意義41.4主要內(nèi)容和研究方法41.4.1主要內(nèi)容41.4.2研究方法51.5技術(shù)路線及實(shí)施方案5第2章臂架的基本尺寸確定72臂架設(shè)計(jì)概述72.1.1臂架的結(jié)構(gòu)形式及材料72丄2臂架所受的主耍載荷72.1.3載荷分類與載荷組合82.2臂架根部主弦桿

16、截面積和臂架高度的計(jì)算92.3根部截而寬度的計(jì)算142.4根部腹桿截面積的計(jì)算182.5根部水平支桿截而積的計(jì)算242.6變截面的確定272.6.1設(shè)計(jì)變截面的必耍性272.6.2變截面位置的確定282.6.3變截而尺寸的確定292.7小結(jié)33東北大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄第3章臂架基本尺寸的參數(shù)化設(shè)計(jì)343參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本概念343.2軟件原理與功能343.3軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)343.4參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件開發(fā)363.5應(yīng)用實(shí)例373.5.1 R6O/35型平頭起重機(jī)各桿件受力及基本尺寸373.5.2 R54/16型平頭起重機(jī)各桿件受力及基本尺寸383.5.3 R5O/52.5型平頭起重機(jī)各桿件受力及基本尺寸

17、393.5.4 R40/78型平頭起亜機(jī)各桿件受力及基本尺寸403.6小結(jié)41第4章優(yōu)化設(shè)計(jì)424優(yōu)化設(shè)計(jì)簡介424.2數(shù)學(xué)模型的建立43421設(shè)計(jì)變量的確定444.2.2目標(biāo)函數(shù)的確定454.2.3約束條件的確定464.3優(yōu)化方法的選擇及編程語言524.4優(yōu)化結(jié)果分析574.4.1 R7O/27型平頭起重機(jī)574.4.2 R6O/35型平頭起重機(jī)634.4.3 R5O/52.5型平頭起重機(jī)644.4小結(jié)66第5章結(jié)論與展望675.1結(jié)論675.2展望67參考文獻(xiàn)69致謝72VII東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論第1章緒論1.1課題來源及背景本課題來源j:生產(chǎn)實(shí)際項(xiàng)目。隨著近年來國內(nèi)建筑業(yè)的不斷

18、發(fā)展，不少建筑群都需耍多個(gè)塔機(jī)同時(shí)作業(yè)，這樣傳 統(tǒng)的塔式起巫機(jī)就存在了弊端，塔帽的島度fi接影響著相鄰的塔機(jī)交義作業(yè)，并且傳統(tǒng) 的塔式起重機(jī)在一些特殊場(chǎng)合失去了效用：比如機(jī)場(chǎng)旁的施匸，隧道內(nèi)，廠房內(nèi)的施 高壓線下的施工，傳統(tǒng)塔式起巫機(jī)就很難勝任。當(dāng)需耍拆除臂節(jié)時(shí)，傳統(tǒng)塔式起重機(jī)受 拉桿的限制，只能拆抻卅點(diǎn)以外的臂節(jié)，要拆掉環(huán)臂拉桿難度很大，這樣采用平頭起重 機(jī)可以在空中很方便的任意拆掉臂節(jié)u現(xiàn)而且，傳統(tǒng)塔機(jī)臂架受交變應(yīng)力的影響，對(duì) 皆架的使用壽命產(chǎn)生不利的影響。在這些情況下有必耍對(duì)平頭塔機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。平頭起重機(jī)屬丁平臂小車變幅式結(jié)構(gòu)體系，而圖1.1(a)中的起重機(jī)屬丁動(dòng)臂式，動(dòng) 臂式變幅機(jī)

19、構(gòu)是通過M臂俯仰擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)變幅的?？捎娩摻z繩滑輪組和變幅液斥缸使川臂 作俯仰運(yùn)動(dòng)。圖1.1(b)和圖1.1(c)所示為平怦小車變幅式結(jié)構(gòu)，是通過移動(dòng)牽引起雨小車 實(shí)現(xiàn)變幅的。工作時(shí)M臂安裝在水平位置，小車由變幅牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，沿著用臂的軌道 (弦桿)移動(dòng)。(a)動(dòng)臂式起暇機(jī)(a) Movable jib crime(b)平臂塔式起重機(jī)(b) Flat jib tower crane東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論(C)平頭起幣機(jī) (c) Flat-top tower crane 圖1起重機(jī) Fig.lCrane1.2國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)及研究現(xiàn)狀1.2.1國外發(fā)展動(dòng)態(tài)及研究現(xiàn)狀平頭塔機(jī)的起源

20、平頭塔機(jī)起源J歐洲，叫法源J" flat-top tower crane的譯名，也有叫無塔頭式塔機(jī) (topless tower cnme)的。平頭塔機(jī)的設(shè)計(jì)思想及雛形最早可追溯到20世紀(jì)60年代，當(dāng) 時(shí)法國Richier公司研制的塔機(jī)外形己接近現(xiàn)在的平頭塔機(jī)，例如其X1290和GT系 列塔機(jī)塔頭較矮，通常不超過4m,只稍稍高丁吊痔和平衡怦。但嚴(yán)格來講，這些塔機(jī) 乂不同丁現(xiàn)在的平頭塔機(jī)，盡管塔頭較矮，但還是能區(qū)分出塔頭、平衡臂、拉桿等。真 正的平頭塔機(jī)誕生T 1975年，瑞典Linden公司首次提出平頭塔機(jī)的概念，Linden平頭 塔機(jī)沒有傳統(tǒng)意義上的塔頭，而且取消了拉桿，上部結(jié)構(gòu)形

21、狀呈水平且均為剛性結(jié)構(gòu)， 沒有傳統(tǒng)塔機(jī)那種塔頭、平衡臂、怕臂及拉桿之間的狡接連接方式。可以說,，Linden 平頭塔機(jī)的出現(xiàn)揭開了平頭塔機(jī)發(fā)展的序幕卩1.2.1. 2平頭塔機(jī)在國外的發(fā)展動(dòng)態(tài)從Linden公司推出平頭塔機(jī)以來在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)沒有被用戶普遍接受， 因?yàn)槿藗冊(cè)趦?nèi)心深處已經(jīng)習(xí)慣了帶塔頭的塔機(jī)，認(rèn)為塔機(jī)帶塔頭是天經(jīng)地義的事，有的 氏至認(rèn)為塔機(jī)上沒有塔頭、拉桿，結(jié)構(gòu)不A理、不安全。一血領(lǐng)導(dǎo)世界塔機(jī)發(fā)展潮流的 波坦和利勃海爾等大公司對(duì)平頭塔機(jī)最初都不推崇，所以其發(fā)展一克較緩慢。隨著平頭 塔機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被越來越多的用戶所認(rèn)可，丁是一些制適廠家 紛紛涉足平頭塔機(jī)的研制

22、，以至波坦和利勃海爾等大公司也以各種方式推出平頭塔 機(jī)，由此極大地推動(dòng)了平頭塔機(jī)的發(fā)展。近5年是國外各大塔機(jī)制造商相繼推出平頭塔 機(jī)般集屮的時(shí)期，也是發(fā)展故快的時(shí)期。下面從兒個(gè)主耍塔機(jī)制造公司的情況就可以看 出平頭塔機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及態(tài)勢(shì)弘叫（1）Linden-Comansa 公 口20多年前，瑞典Linden公司以Linden 8000模數(shù)系列平頭塔機(jī)為先導(dǎo)，將平頭塔機(jī) 這一新概念引入到塔機(jī)世界，其意義不僅在丁引入了一種新概念，還任丁引入了塔機(jī)模 數(shù)化設(shè)計(jì)、應(yīng)用的新思維，使不同級(jí)別與熨號(hào)的塔機(jī)能夠共用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系統(tǒng)，從 而極大地提高了塔機(jī)的適應(yīng)性和靈活性。Linden-Comansa平頭塔機(jī)

23、的發(fā)展并不-帆風(fēng) 順，由當(dāng)初的不被認(rèn)可到現(xiàn)在的流行經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展過程。（2）波坦（BKT）公司法國BKT公司也是較早推出平頭塔機(jī)的制造商。該公司fl 1990年就開始制造具有 fl己特色的平頭塔機(jī)，和Linden-Comansa相比BKT平頭塔機(jī)的上部結(jié)構(gòu)顯得更輕便， 尤其是平衡臂更簡潔。從2001年起乂有了進(jìn)一步的發(fā)展，該公司新推出了 LVF變頻起 升機(jī)構(gòu)，據(jù)稱該機(jī)構(gòu)的起升、下降速度比以前快70%,現(xiàn)在，波坦MDT系列平頭塔機(jī) 己有50412lm共計(jì)13種型號(hào),在2001年Bauma博覽會(huì)上展出了 MDT222平頭塔機(jī)。（3）利勃海爾公司作為世界兩人塔機(jī)巨頭之的徳國利勃海爾公司T 19

24、96年開始提供平頭塔機(jī)。推 出的EC-B系列平頭塔機(jī)是在傳統(tǒng)的EC-H塔機(jī)某礎(chǔ)上發(fā)展而成的。EC-B冋轉(zhuǎn)以下的部 分與傳統(tǒng)的EC-H塔機(jī)完全通用，但回轉(zhuǎn)以上采用平頭塔機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。EC-B系列平 頭塔機(jī)有80ECB6、112EC-B8. 18OEC-B1O3種型號(hào),最大起重量為6t、8t、10to（4）Terex Lifting 公司Terex Lifting （Peiner和Comedil）公司是美國起重機(jī)行業(yè)的一家大公司,在Bauma 2001購覽會(huì)上Comedil展出了 CTT1418和CTT161-8兩種型號(hào)平頭塔機(jī)?，F(xiàn)在Comedil CTT平頭塔機(jī)系列己有8種型號(hào)。截至2002年3

25、月己有3種型號(hào)，包扌舌CTT331 （額 定起重量為121或16（,最大怦長75m）、CTT431、CTT561 （額定起重量32（,最大痔長 85m, H 600 tm級(jí)）,其起升機(jī)構(gòu)普遍采用無級(jí)調(diào)速變頻機(jī)構(gòu)。（5）其它廠家除了上述廠家之外還有一些廠家也不甘落后，如制造出世界最大塔機(jī)K10 000 （l（X）OOtm）的丹麥Kroll公司也于2001年8月隆重推出f H己的平頭塔機(jī)，以保持與 其它國際著名塔機(jī)廠同步發(fā)展，現(xiàn)己推出起巫能力200500血的3種型號(hào)的平頭塔機(jī)， 包括 K222、K333 和 K555。3東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論平頭塔機(jī)在國外的研究現(xiàn)狀從文獻(xiàn)査閱

26、看，尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于平頭起重機(jī)及臂架設(shè)計(jì)方面的資料：也可能由于技術(shù) 保密的緣故。1.2.2國內(nèi)發(fā)展及研究現(xiàn)狀（1）平頭塔機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀平頭塔機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展還屬起步階段，尚未發(fā)現(xiàn)公開發(fā)表的研究成果，但已引起一 些塔機(jī)生產(chǎn)廠和有識(shí)之七的關(guān)注，平頭塔機(jī)的發(fā)展有待用戶認(rèn)識(shí)的加深和鑒賞能力的提 高。中國己經(jīng)加入WTO,市場(chǎng)將逐漸向全球開放市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的全球化必將促使國內(nèi)塔機(jī) 牛產(chǎn)廠跟上國外發(fā)達(dá)國家的前進(jìn)步伐，平頭塔機(jī)A國內(nèi)發(fā)展的局面遲早耍到來叫（2）平頭塔機(jī)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀國內(nèi)的有關(guān)起重機(jī)方潮的書籍和資料中均沒有介紹概念設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容，更沒有闡 述原理設(shè)計(jì)的方法，在概念設(shè)計(jì)階段確定起雨機(jī)怦架的兒何參數(shù)，都是針對(duì)己

27、有的樣機(jī) 進(jìn)行強(qiáng)度、剛度方面驗(yàn)證性的計(jì)算。1.3課題研究的目的及意義通過上述對(duì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，本課題研究的目的是通過原理設(shè)計(jì)法，建立具 有H己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平頭起重機(jī)臂架參數(shù)化設(shè)計(jì)及優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件，使設(shè)計(jì)具有延展性和 繼承性。提尚企業(yè)的門主設(shè)計(jì)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。1.4主要內(nèi)容和研究方法141主要內(nèi)容（1）對(duì)平頭塔式起重機(jī)怦架建立力學(xué)模型，根據(jù)等強(qiáng)度梁的設(shè)計(jì)理念，采取變截 面的設(shè)計(jì)方式對(duì)塔機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算求得各截面的基本兒何參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)程序化。（2）對(duì)平頭起重機(jī)痔架進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)一種軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)丁不同愕 架長度以及額定起巫量的臂架尺寸的結(jié)果輸出。（3）在對(duì)愕架進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，在給

28、定的設(shè)計(jì)指標(biāo)和限制條件下，運(yùn)用最 優(yōu)化原理和方法，應(yīng)用VB.NET編程進(jìn)行調(diào)優(yōu)計(jì)算，從而選定出最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，使設(shè)計(jì) 指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)值。（4）對(duì)優(yōu)化結(jié)杲進(jìn)行分析校核，以確保平頭起巫機(jī)的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性都在東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論允許范圍之內(nèi)。1.4.2研究方法根據(jù)原理設(shè)計(jì)的思想，從典型工況出發(fā)，建立平頭起重機(jī)臂架的力學(xué)模熨，以強(qiáng)度 和剛度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定臂架基本兒何參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，選擇 一種合理的優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。1.5技術(shù)路線及實(shí)施方案產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)形式是由設(shè)計(jì)者根據(jù)產(chǎn)品的功能來確定的，也就是通過產(chǎn)品 的功能分析或功能優(yōu)化設(shè)計(jì)來完成的，所以功能分析和功能

29、優(yōu)化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)T作的 最重耍環(huán)節(jié)之一。用戶對(duì)產(chǎn)品功能的需求是多種多樣的，對(duì)所需產(chǎn)品的要求也是千變?nèi)f化的，因此， 對(duì)某種產(chǎn)品功能的耍求必須根據(jù)實(shí)際情況來確定，不能有過高的和不切實(shí)際的更求，但 也不能過分降低要求，必須恰如其分。對(duì)功能耍求過高，就會(huì)使產(chǎn)品構(gòu)造復(fù)雜化，增加 設(shè)備加工工時(shí)和提高產(chǎn)品制造成木等：過分降低耍求，產(chǎn)品工作時(shí)會(huì)達(dá)不到工作技術(shù)指 標(biāo)和性能的要求，進(jìn)而會(huì)影響物質(zhì)處理和加工的質(zhì)量。在功能分析的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的原理方案進(jìn)行研究，進(jìn)而提出滿足功能耍求的 設(shè)計(jì)方案。產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)應(yīng)該貫徹I主創(chuàng)新的思想，即應(yīng)完成產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)，用創(chuàng)新 的思想指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，才能創(chuàng)造出新的原理，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)

30、原始性的創(chuàng)新。技術(shù)路線及實(shí)施方案框圖如圖L2所示：-5-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論#東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論圖1.2技術(shù)路線與實(shí)施方案Fig. 1.2 Technical line and the implementation scheme#東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定第2章臂架的基本尺寸確定2.1臂架設(shè)計(jì)概述臂架是平頭起亜機(jī)的基本結(jié)構(gòu)之一，也是它的主要匚作部分，所以臂架的設(shè)計(jì)合理 與否關(guān)系著格個(gè)平頭起重機(jī)的性能優(yōu)劣。臂架的基本尺寸包扌鼻 臂架根截而的高度、寬度、上、下弦桿截而積、腹桿和水平 桁架的截面積，以及上述參數(shù)在變截面位置處所對(duì)應(yīng)的尺寸。以往確定臂架基本尺寸的

31、方法有仿制設(shè)計(jì)：類比法。本文采用原理設(shè)計(jì)法，在 滿足強(qiáng)度、剛度原則的某礎(chǔ)上.推導(dǎo)出計(jì)算臂架參數(shù)的計(jì)算公式確定臂架的某木尺寸。2.1.1臂架的結(jié)構(gòu)形式及材料塔式起車機(jī)臂架的結(jié)構(gòu)型式有三種：桁架壓桿式、桁架水平式和桁架混介式。其中, 桁架斥桿式臂架利用固定在臂架端部的變幅鋼絲繩改變臂架傾角，使臂架俯仰變幅，臂 架主耍承受軸向壓力。桁架水平式臂架利用沿臂架弦桿運(yùn)行的起巫小午的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)變 幅，臂架主要承受軸向力及彎矩作用。桁架混合式M臂是前兩種形式的綜合。這電研究 的平頭起重機(jī)就采用其中的桁架水平式結(jié)構(gòu)但無拉桿。這種結(jié)構(gòu)亦稱小車變幅式痔架， 常見的結(jié)構(gòu)有正三角形和倒三角形兩種，腹桿體系為三角形。對(duì)丁-

32、正三角形結(jié)構(gòu)，上弦 桿使用圓鋼，下弦桿由角鋼拼焊而成，兼作起重小車的運(yùn)行軌道，9H 101 O三根主弦桿的材料一般采用Q345B,卜弦桿為兩角鋼拼方焊接在一起：腹桿和水平 桁架支桿采用Q235B材料。2.1.2臂架所受的主要載荷根據(jù)起重機(jī)規(guī)范，平頭起重機(jī)臂架所受到的載荷包括(1) 門重載荷。I重載荷是平頭起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)必須考慮的主耍載荷之一，但 ©概念性設(shè)計(jì)階段1'1審;載荷是未知的。確定臂架自亜的方法有：參考類似結(jié)構(gòu)、參數(shù) 相近的起朿機(jī)的門雨進(jìn)行估算。采用原理設(shè)計(jì)法，確定IH匝與吊匝的函數(shù)關(guān)系。其中, fl巫載荷乂包括臂架主弦桿的1'1重、斜腹桿的fl巫和水平支桿

33、的門巫等。(2) 起升載荷。起升載荷含吊乖及小車與幣具之朿。當(dāng)起升質(zhì)量突然離地起升和 下降制動(dòng)時(shí)，起升載荷將對(duì)結(jié)構(gòu)(鉛垂方向)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷。其動(dòng)載荷 是在起升載荷計(jì)入動(dòng)載荷系數(shù)進(jìn)行考慮的。（3）水平慣性載荷。包括回轉(zhuǎn)慣性載荷和回轉(zhuǎn)離心力。（4）風(fēng)載荷。平頭起車機(jī)一般都在露天工作，因此必須考慮風(fēng)載荷的作用。一般 計(jì)算中所用到的風(fēng)載荷是指起重機(jī)在正常工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)力。（5）其他載荷包括溫度載荷、試驗(yàn)載荷、碰撞載荷以及突然停機(jī)引起的載荷等， 在這里不予以考慮。2.1.3載荷分類與載荷組合載荷分類作用在起重機(jī)結(jié)構(gòu)上的載荷分為四類，即基本載荷、附加載荷、特殊載

34、荷與其他載 荷口。（1）基本載荷皋本載荷是正常匸作時(shí)始終和經(jīng)常作用在起屯機(jī)結(jié)構(gòu)上的載荷。包括白車載荷、起 升載荷，以及起升載荷在不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)所引起的垂血附加動(dòng)載荷和離心力。（2）附加載荷附加載荷是起雨機(jī)在正常工作狀態(tài)下不經(jīng)常作用在起雨機(jī)升的載荷，即工作狀態(tài)下 的風(fēng)載荷，懸吊物品在受風(fēng)載作用時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平載荷等。（3）特殊載荷特殊載荷是起巫機(jī)處丁 非工作狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)可能受到的最大載荷或者在工作狀態(tài)下 結(jié)構(gòu)偶然受到不利載荷。包括結(jié)構(gòu)受的非作狀態(tài)的風(fēng)載荷，試驗(yàn)載荷以及根據(jù)實(shí)際情 況決定而考慮的安裝載荷，地震載荷和某些工藝性載荷，工作狀態(tài)下受到的碰撞載荷等。（4）其他載荷其他載荷包括安裝載荷、

35、工作平臺(tái)和通道所受的載荷、運(yùn)輸載荷。載荷組合I類載荷I即正常匚作載荷的組合，這是有關(guān)零構(gòu)件疲勞、磨損和發(fā)熱的一種計(jì)算載荷，它所 耍考慮的是起重機(jī)在正常工作情況下產(chǎn)生的載荷。II類載荷即工作最大載荷的組介。這時(shí)有關(guān)零構(gòu)件靜強(qiáng)度、構(gòu)件局部穩(wěn)定性以及起雨機(jī)抗傾 覆穩(wěn)定性的計(jì)算載荷。所?？紤]的應(yīng)是起巫機(jī)在匸作時(shí)可能發(fā)生的垠不利的載荷組合， 如最大起升載荷、最大的工作風(fēng)載荷、起動(dòng)和制動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷。為兼顧安全性和經(jīng)濟(jì) 性，對(duì)那些出現(xiàn)概率極小的尖峰載荷或同時(shí)出現(xiàn)最人值的概率極小的載荷組合不了考 慮。在確定這種載荷組介時(shí)通常考慮如下兩種情況： 在正常啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷的組合； 機(jī)構(gòu)在短時(shí)

36、間內(nèi)遇到很大靜阻力的組介。III類載荷即非匸作最大載荷的組介，這是有關(guān)起重機(jī)非工作安全性的計(jì)算載荷。根據(jù)平頭起巫機(jī)所受的載荷選取載荷組A II安全系數(shù)：5 = 1.34選擇-種最危險(xiǎn)的工況作為設(shè)計(jì)工況：即變幅小布處丁最大幅度，起重量為該幅度 下的額定起重最。2.2臂架根部主弦桿截面積和臂架高度的計(jì)算(1)在豎直平面內(nèi)，確定吊臂斷面高度確定M愕斷面高的出發(fā)點(diǎn)是依據(jù)最大彎曲應(yīng)力等于許用應(yīng)力的原則，假設(shè)條件2 為： 將臂架視為懸臂梁處理，且臂架為均質(zhì)； 由彎矩產(chǎn)生的軸向壓力均由弦桿承受； 剪力的作用不考慮； 各個(gè)截而的慣性矩相等； 上弦桿截面積等丁兩個(gè)下弦桿截面積之和，即A=A梁橫截而上離中性軸X軸

37、最遠(yuǎn)的正應(yīng)力最大，用代表這個(gè)最大距離，則最大正 應(yīng)力為：max,1 (2.1)li>max = T圖2.1臂架實(shí)際結(jié)構(gòu)Fig.2.1 Actual stnicture of the jib圖2.1中:A/-上弦桿的面積，nr；A2下弦桿的而積，m2oG一臂架自重,N：Q+q1吊朿及載乖小車，No所以，將式(2.1)整理得:-9-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定=v(2.2)當(dāng)起升質(zhì)屋突然離地起升和下降制動(dòng)時(shí)，起升載荷將對(duì)結(jié)構(gòu)(垂血方向)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷。動(dòng)載荷用起升動(dòng)載系數(shù)0來反映，即將起升載荷乘以大J： 1的起 升

38、動(dòng)載系數(shù)必。0的大小與起升等級(jí)HC|HC3,起升速度和機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)有關(guān)，對(duì)丁 IH行架設(shè)用塔機(jī)，可選取起升等級(jí)HG或HC3,在這甲.選取HC2l，3=1.00+ 0.2x( v,-0.2)(2.3)式中：vh按電動(dòng)機(jī)耒受載的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速計(jì)算取物裝置的穩(wěn)定起升速度，m/s。任一截面處的彎矩為：M =0(Q+g)(厶-小(厶7)£纟蘭L 垠大彎矩發(fā)生在起巫臂架根部，即x = 0處的彎矩為：嚴(yán) 0(O+g)L+G彳式'I'： L一臂架的長度，將式(2.4)代入式(2.3)得到:0 (0 + g) 厶+G£h21臂架慣性矩【鋼為:A 4 臚=am »=&

39、; + 人A + A 2(2.4)(2.5)(2.6)(2.7)所以，將式(2.6)代入式(2.5),根據(jù)強(qiáng)度理論猱 (0 + q)厶+ g £2如Ah(2.8)式(7主弦桿許用應(yīng)力，N/mm2；將式(2.8)代入式(2.7)得到:-11-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定 (0 + q)厶+ g£2 <lo-J(2.9)-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定起巫機(jī)臂架IT巫可表示為:-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)

40、碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定簡化得:G = R(&+A,) L、pG = k-2AL-pg(2.10)由式（2.9）和（2.10）,可計(jì)算出臂架自重G式中：k考慮腹桿及水平支桿的重力影響系數(shù): 由企業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)給出，R = 1.3E11.6,収k=1.5p鋼材密度，78OOkg/m3；g重力加速度，9.8nVs2o（2）在豎H平面內(nèi)臂端撓度計(jì)算起重怦架懸雪端撓度由兩部分總加而成：吊重引起的撓度和痔架門重引起的撓度， 其屮，怕亜引起的撓度有兩種情況：根部最人起亜量引起的端部撓度；端部額定起 雨最在該端部引起的撓度，而在這兩種情況下白雨引起的撓度都相等，所以耍想判斷怦 架端部的故犬撓

41、度，只需比較這兩種情況的瑕人撓度值，即可滿足設(shè)計(jì)要求。建立撓度計(jì)算公式：1）最小幅度處的最大起亜量引起臂端的撓度©為：©'©；處匚（3厶-厶）6EI(2.11)式中：L.最大起重量位置距愕架根部狡點(diǎn)距離，2）端部額泄起車量引起臂端的撓度©為：3EI(22)比較©和©的大小，將其最大者作為計(jì)算撓度的最危險(xiǎn)的工況，用®來表示。實(shí)際產(chǎn)生的撓度由兩部分疊加構(gòu)成：由集中載荷0（Q+q）作用引起的撓度為：® =max%0（23）由臂架I重G引起的撓度為:-13-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)

42、碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定G6EI5G-C48E/(24)所以總的撓度4為:5GZ?48E/(2.15)-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定式中:(oB許用撓度；E彈性模臺(tái)，取2.1x10'MPa； El為抗彎剛度。桁架在H朿和移動(dòng)載荷的作用下都會(huì)下?lián)希⑶蚁聯(lián)蠈?duì)使用不利，特別是起雨小車 由丁桁架的下?lián)隙a(chǎn)生爬坡或出現(xiàn)剎不住乍的現(xiàn)象，這不但使起巫機(jī)不能止常工作而且 還容易出事故.為了消除臂架下?lián)系牟焕绊?，?yīng)設(shè)有一定的上翹角度，以補(bǔ)償白重引 起的撓度和部分移動(dòng)載荷引起的撓度o根據(jù)實(shí)際調(diào)研，現(xiàn)行使用的塔機(jī)起重臂端部上翹角度為：& = 2。，所以根據(jù)起重臂

43、長度厶 計(jì)算得到臂架端部上翹的垂怡苗度©為:為了避免變幅小午從痔架端部滑落，在起重暈為額定起重暈并且處丁辭架最外端時(shí)，需要臂架始終上翹一定角度，在實(shí)際情況下，該上翹角度取值在1°左右，所以 tan 1°,并且耍求：co<coti(3) 某樣機(jī)計(jì)算以R7O/27型為例,臂長70米，端部額定起重量2.7噸，計(jì)算臂架主弦桿截面積和截而烏度。 = 216.42N/mnr-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定起升速度為0.3m/s,代入式(2.3)得到:=1.00 + 0.2x(03-0.2) = 1.09

44、為了保證安全，取0=1.16EIq)£3EI12.7x10“4.29x10*12.7x10*比較得到:所以，計(jì)算吊巫引起的最大撓度時(shí)，應(yīng)選擇端部額定起巫屋引起的撓度©作為危險(xiǎn)o)b =Ltan6 = 2.44ma)B=L tan 1° = 70x tan 1° = 1.22 m綜上所述，應(yīng)用Matlab計(jì)算式(2.6), (2.9), (2.10)和(2.15)得到:4 = 0.0182 nr, h = 2.2 m所以，上弦桿截面半徑:A_ /0.01821 q 托 v 7t= 0.076 m-15-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北

45、大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定r = 0.076m = 76mm , H徑0 = 152 mm兩根下弦桿截而積總和等于上弦桿面積，即：=4= 0.0182 m2則單根下弦桿面積為：-A. =0.009 lnr= 91 cnr2選取角鋼：選用的角鋼一般不宜小丁750x5,壁厚應(yīng)滿足大T 5mm,即 口n5mm 2圖2.2臂架卜弦桿截面Fig.2.2 Cross section of the jib lower chord 圖2.2中所示：加下弦桿截面外邊長；-17-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定“下弦桿截面內(nèi)邊長。選用等邊角鋼不大于1200x20 "叫根據(jù)下弦桿

46、計(jì)算面積為90cm2,由此査型鋼表GB700-79,選取角鋼尺寸為:L180X14 而積為:：48.896cm22.3根部截面寬度的計(jì)算計(jì)算臂架根部截而的寬度，應(yīng)在起巫機(jī)回轉(zhuǎn)平而內(nèi)進(jìn)行考慮。在起重機(jī)冋轉(zhuǎn)半面內(nèi)，臂架受3種力的作用：即離心力、慣件力和風(fēng)載荷。（1）是塔機(jī)在工作中產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)離心力（沿著臂架方向）；1）吊重引起的回轉(zhuǎn)離心力為(26)匕=（0 + g）（欝）7式中:0+q吊重及曲鉤的質(zhì)量之和,kg；n起雨機(jī)愕架的冋轉(zhuǎn)速度，r/min：L起重機(jī)臂架的冋轉(zhuǎn)半徑，mo2）吊臂門身質(zhì)量產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)離心力為:4=G(2.17)-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位

47、論文第2章臂架基本尺寸的確定所以總的回轉(zhuǎn)離心力為:(2.18)（2）足塔機(jī)在起動(dòng)或停止時(shí)產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)制動(dòng)憤性力（垂譏丁起垂機(jī)許架方向” 吊臂在回轉(zhuǎn)啟、制動(dòng)時(shí)，起升載荷質(zhì)量和吊臂回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量將產(chǎn)生水平慣性力。(Q + q)27rLn(29)1）起升載荷質(zhì)最產(chǎn)生的冋轉(zhuǎn)慣性力為：60g /式屮：/起重機(jī)回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)間，sCi. 9 mi2）吊痔鬥身質(zhì)量產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)慣性力為:(2.20)式中：q吊臂根部銷軸中心到塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心的距離，m； °嚴(yán)lm 所以總的水平慣性力為：(2.21)對(duì)丁回轉(zhuǎn)速度較低的安裝用塔式起重機(jī)臂架頭部的切向加(減)速度一般應(yīng)控制在 a=(0.1C0.3)nVs2為宜，對(duì)丁回轉(zhuǎn)

48、速度較高的建筑施工和輸送混凝土用的塔式起重機(jī)可 提高到« = (0.4 0.8) nVs2o為了計(jì)算上的方便，換算成回轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)間后，一般情況下 r=(4D10)s,在最大坡度和最大風(fēng)力下起動(dòng)時(shí)f可達(dá)20s,但不得少T4sl，3,o切向加速度(2.22)2兀nL a =60/計(jì)算臂架根部回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的截面慣性矩:m-n 4 + 4加24)2)(2.23)-19-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定 由回轉(zhuǎn)離心力產(chǎn)生的辟架下弦桿的正應(yīng)力為:(2.24) 由回轉(zhuǎn)制動(dòng)慣性力產(chǎn)生的宵架下弦桿的正應(yīng)力為:(2.25)(3) 塔機(jī)所受到的風(fēng)載荷的作用(垂氏丁起重機(jī)臂架方向)I19,o塔式起重

49、機(jī)一般都在露天工作，因此，必須考慮風(fēng)載荷的作用。并認(rèn)為風(fēng)載荷是可 沿任意方向作用的水平力。塔式起車機(jī)風(fēng)載荷分為工作狀態(tài)風(fēng)載荷和非工作狀態(tài)風(fēng)載荷兩炎。匚作狀態(tài)風(fēng)載荷是指塔式起重機(jī)在任常工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)力。乂分 為正常工作狀態(tài)風(fēng)載荷/爲(wèi)和工作狀態(tài)最大風(fēng)載荷化兩種。計(jì)算風(fēng)載荷公式：(N)(2.26)式中:F,r作用在塔式起重機(jī)上和物品上的風(fēng)載荷(臨耳2)，N；Cw風(fēng)力系數(shù)；Kh風(fēng)壓高度變化系數(shù)：選取瓦=1.00 1,01pw計(jì)算風(fēng)壓，Pa；A 塔式起重機(jī)或物品垂血丁風(fēng)向的迎風(fēng)面積，n?。計(jì)算風(fēng)K pw風(fēng)壓與風(fēng)速關(guān)系：風(fēng)壓與風(fēng)速的關(guān)系可按下式計(jì)算：幾=0.613心 (Pa)(2.27)式

50、中：Pw風(fēng)壓，Pa：V,風(fēng)速，m/So計(jì)算風(fēng)壓pwi入是正常匸作狀態(tài)計(jì)算風(fēng)辰用于選擇電動(dòng)機(jī)功率的阻力計(jì)算和機(jī)械零部件的疲 勞強(qiáng)度和發(fā)熱驗(yàn)算，幾嚴(yán)150Pa。幾2是匸作狀態(tài)最大計(jì)算風(fēng)壓，用于計(jì)算機(jī)構(gòu)零件和金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定 性，驗(yàn)算傳動(dòng)裝置過載能力和整體抗傾翻穩(wěn)定性，p”=250Pa。所以，在本機(jī)設(shè)計(jì)中采用ph=p.v2 =250Pa(2.28) 風(fēng)力系數(shù)(風(fēng)載體型系數(shù))C.由丁塔式起覓機(jī)不同部件的擋風(fēng)結(jié)構(gòu)不同，當(dāng)風(fēng)吹過結(jié)構(gòu)物時(shí)產(chǎn)生的實(shí)際風(fēng)壓與上 面公式計(jì)算的理論值是不同的，這種不同與結(jié)構(gòu)物的輪魔形狀及邊界情況有關(guān)，計(jì)算時(shí) 以風(fēng)力系數(shù)C“.考慮。其中，三角形截面空間結(jié)構(gòu)的風(fēng)載荷按其垂血于

51、風(fēng)向的投影面積所受風(fēng)力的 Cm=1.25倍計(jì)算。 迎風(fēng)面積A迎風(fēng)面積是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在風(fēng)向垂直方向的投影面積。由J：風(fēng)向是變化的，因此迎 風(fēng)而積應(yīng)取最不利的方位，迎風(fēng)而積的計(jì)算分下而兒種情況。單片臂架結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面枳A = coAl i式中：人結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面積，m?：0)結(jié)構(gòu)充實(shí)率，血=0.3 1,01亀結(jié)構(gòu)外形輪廓面積，m2o兩片臂架并列當(dāng)兩片等高，且型式相同的結(jié)構(gòu)并列時(shí)，應(yīng)考慮前片對(duì)后片的擋風(fēng)作用，其總迎風(fēng) 面積為：A = A+4(2.29)式中：A前片結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)而積，nF, A = Ai；人后片結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)而積，亦，人九；T兩片相鄰愕架的前片對(duì)后片的擋風(fēng)系數(shù)，與前片痔架結(jié)構(gòu)充實(shí)率禺及兩 片臂架間隔

52、比有關(guān)。愕架結(jié)構(gòu)描風(fēng)折減系數(shù)=04()1叫q = i25根據(jù)以上分析,pw = 250 Paj41=A2 = “ A= 0.3- A,】怦架外形輪廓面積:所以= L hA =人=6?A】=o.3£-23-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定由于在這電把它看作均布載荷，卩邛余去配乖愕端被抵消部分風(fēng)載荷，計(jì)算得到實(shí)際作用 在臂架起巫臂端的風(fēng)載荷在起巫臂架根部產(chǎn)生的力為：M = LF嚴(yán)LC“KpjA(2.30)在起巫臂架根部單根下弦桿處產(chǎn)生的應(yīng)力為:(2.31)聯(lián)立式(2.24), (2.25)和(2.31)得到:(°訕(

53、轡I屜3 %b %=0+6+込=2+ + 空總丨.3人21212(2.32)所以由丁(4)某樣機(jī)計(jì)算以R70/27型為例，腎長70米，額定起重M2.7噸，計(jì)算腎架截而寬度冋轉(zhuǎn)速度為:n=0.6r/min臂架夕卜形輪廉面積：A】=厶/ = 70x2.2 = 154m& =人= e&i =03& =03xl54 = 462rrr4=4A =人 +“舛=46.2+0.4x46.2=64.68m2-#-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章臂架基本尺寸的確定尸=cw p A = 1.25x 1.00x250x64.68 = 20212.5 N在這里把它看作均布載荷，計(jì)算得到實(shí)際作用在臂架起重臂端的風(fēng)載荷在起重臂架 根部產(chǎn)生的力為：=70佇=707437.5 N在起重怦架根部單根下弦桿處產(chǎn)生的應(yīng)力為：707437.5 /?碼=%=21應(yīng)用Matlab計(jì)算式（2.32）得到：b = 1.5O5m滿足運(yùn)輸耍求。2.4根部腹桿截面積的計(jì)算三角形腹桿體系的臂架，在載荷的作用下，所有的桿件只承受軸向力，上下弦桿的 軸向力和斜腹桿軸向力的水平分杲正好形成一個(gè)力偶，用以抵抗截而彎矩，斜腹桿軸向 力的垂苴分暈用以抵抗截面剪力。腹桿主要承受桁架的剪力，同時(shí)，一個(gè)桁架中腹桿數(shù) 目大大超過弦桿，所以腹桿數(shù)目和種類的多少對(duì)制造T.作最，桁架h帀:等有很大影