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轻量化桥式起重机在散料领域的定制化设计
发布时间:2021-01-30 14:03:35作者:admin

引言

起重机械广泛应用于装备制造业、运输与物流业、造船业、水利水电建设、核电建设等国民经济支柱行业,在经济建设中发挥着不可或缺的重要作用。作为起重机械中量大面广的桥式起重机(以下简称桥机),在实际应用中更具有广泛性、基础性和通用性的特点。
随着我国经济的不断发展,桥机的产量每年持续增长,对原材料和能源的消耗率亦将持续增加。传统低效率的研究设计方式已不能满足行业的需要,革新其传统的设计与制造技术,优化整机性能并实现节能降耗,实行差异化定制设计,起重机的设计制造已经朝着定制化、多样化和轻型化的方向发展。特别是随着我国智能制造、互联网+ 技术的发展与应用,安全、便捷、智能就成为当今起重机发展的主旋律。

1 散料领域桥机特点

随着国民经济的发展,起重机的应用场合也越来越广泛,不同场合对起重机的要求也各不相同,这就需要起重机厂家根据不同使用要求,对起重机开展多样化的定制设计。
本文根据桥机在散料运输领域的实际应用需求开展设计研究。鉴于散料领域应用场合及运输产品的特殊性,其与传统的桥机有较大的差别,例如本文案例中,桥机的桥架上取消了传统的运行小车,为满足功能性需求,安装有一条立柱支腿,有两组三合一电机平台用来驱动钢丝绳,吊装一台刮板机和一台螺旋机。此桥机桥架需加装了一条传送带,用来运输散料货物,整体结构如图1 所示。为此,该定制化桥机较传统通用桥机结构更为复杂,受力情况更为恶劣,对起重机的结构强度、运行安全等要求更为严格。
本文利用通用型桥机的主梁分析计算方法,对此定制化桥机的主梁开展进一步的结构力学分析与计算,使其主梁结构满足安全设计规范和用户的使用要求。


1. 立柱 2. 司机室 3. 主梁 4. 厂房 5. 传送带 6. 刮板机 7. 螺旋机
图1 定制化桥机结构示意图


2 结构分析与计算


某50 t-22.5 m-A8 桥机采用的是双主梁结构,主要结构材料为Q235B,由于司机室、走台、栏杆等部件都位于同一侧,承受的载荷更大,故选择此侧的主梁作为研究对象。其主要设计参数见表1。


分析计算:
1)主梁跨中位置截面尺寸如图2 所示,根据材料力学公式进行计算。
主梁跨中的截面惯性矩为
跨中抗弯截面系数为

图2 50 t 主梁跨中位置截面尺寸

2)主梁跨端位置截面尺寸如图3 所示,根据材料力学公式进行计算。
跨端截面惯性矩为
跨端抗弯截面系数为
3)均布载荷为


图3 50 t 主梁跨端位置截面尺寸

4) 由力学公式可知, 最大弯矩截面位置z =11 768.03 mm;主梁左右两端的支反力分别为R a =230 618.64 N,R b = 210 408.86 N。根据主梁的受力分布情况分析,可得到图4 所示主梁竖直载荷下的受力图、剪力图、弯矩图。


图4 主梁竖直载荷下的受力图、剪力图、弯矩图

由主梁竖直载荷下的受力图、剪力图、弯矩图可计算得到:
主梁最大弯矩为
最大弯矩处的弯曲正应力为
跨端最大弯曲剪应力为


3 结语


通过对桥机在散料领域应用研究以及以上传统力学方法计算可见,定制化桥机的结构静强度满足起重机设计规范要求,能够符合特定场合的实际应用,提高了起重机的利用率与应用范围,推动了起重机的多样化、定制化发展,对以后开展起重机的设计改造具有一定的借鉴意义。


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