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輕量化橋式起重機(jī)在散料領(lǐng)域的定制化設(shè)計
發(fā)布時間:2021-01-30 14:03:35作者:admin

引言

起重機(jī)械廣泛應(yīng)用于裝備制造業(yè)、運(yùn)輸與物流業(yè)、造船業(yè)、水利水電建設(shè)、核電建設(shè)等國民經(jīng)濟(jì)支柱行業(yè),在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。作為起重機(jī)械中量大面廣的橋式起重機(jī)(以下簡稱橋機(jī)),在實(shí)際應(yīng)用中更具有廣泛性、基礎(chǔ)性和通用性的特點(diǎn)。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,橋機(jī)的產(chǎn)量每年持續(xù)增長,對原材料和能源的消耗率亦將持續(xù)增加。傳統(tǒng)低效率的研究設(shè)計方式已不能滿足行業(yè)的需要,革新其傳統(tǒng)的設(shè)計與制造技術(shù),優(yōu)化整機(jī)性能并實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,實(shí)行差異化定制設(shè)計,起重機(jī)的設(shè)計制造已經(jīng)朝著定制化、多樣化和輕型化的方向發(fā)展。特別是隨著我國智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+ 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,安全、便捷、智能就成為當(dāng)今起重機(jī)發(fā)展的主旋律。

1 散料領(lǐng)域橋機(jī)特點(diǎn)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,起重機(jī)的應(yīng)用場合也越來越廣泛,不同場合對起重機(jī)的要求也各不相同,這就需要起重機(jī)廠家根據(jù)不同使用要求,對起重機(jī)開展多樣化的定制設(shè)計。
本文根據(jù)橋機(jī)在散料運(yùn)輸領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用需求開展設(shè)計研究。鑒于散料領(lǐng)域應(yīng)用場合及運(yùn)輸產(chǎn)品的特殊性,其與傳統(tǒng)的橋機(jī)有較大的差別,例如本文案例中,橋機(jī)的橋架上取消了傳統(tǒng)的運(yùn)行小車,為滿足功能性需求,安裝有一條立柱支腿,有兩組三合一電機(jī)平臺用來驅(qū)動鋼絲繩,吊裝一臺刮板機(jī)和一臺螺旋機(jī)。此橋機(jī)橋架需加裝了一條傳送帶,用來運(yùn)輸散料貨物,整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。為此,該定制化橋機(jī)較傳統(tǒng)通用橋機(jī)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,受力情況更為惡劣,對起重機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、運(yùn)行安全等要求更為嚴(yán)格。
本文利用通用型橋機(jī)的主梁分析計算方法,對此定制化橋機(jī)的主梁開展進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)力學(xué)分析與計算,使其主梁結(jié)構(gòu)滿足安全設(shè)計規(guī)范和用戶的使用要求。


1. 立柱 2. 司機(jī)室 3. 主梁 4. 廠房 5. 傳送帶 6. 刮板機(jī) 7. 螺旋機(jī)
圖1 定制化橋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖


2 結(jié)構(gòu)分析與計算


某50 t-22.5 m-A8 橋機(jī)采用的是雙主梁結(jié)構(gòu),主要結(jié)構(gòu)材料為Q235B,由于司機(jī)室、走臺、欄桿等部件都位于同一側(cè),承受的載荷更大,故選擇此側(cè)的主梁作為研究對象。其主要設(shè)計參數(shù)見表1。


分析計算:
1)主梁跨中位置截面尺寸如圖2 所示,根據(jù)材料力學(xué)公式進(jìn)行計算。
主梁跨中的截面慣性矩為
跨中抗彎截面系數(shù)為

圖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圖3 所示,根據(jù)材料力學(xué)公式進(jìn)行計算。
跨端截面慣性矩為
跨端抗彎截面系數(shù)為
3)均布載荷為


圖3 50 t 主梁跨端位置截面尺寸

4) 由力學(xué)公式可知, 最大彎矩截面位置z =11 768.03 mm;主梁左右兩端的支反力分別為R a =230 618.64 N,R b = 210 408.86 N。根據(jù)主梁的受力分布情況分析,可得到圖4 所示主梁豎直載荷下的受力圖、剪力圖、彎矩圖。


圖4 主梁豎直載荷下的受力圖、剪力圖、彎矩圖

由主梁豎直載荷下的受力圖、剪力圖、彎矩圖可計算得到:
主梁最大彎矩為
最大彎矩處的彎曲正應(yīng)力為
跨端最大彎曲剪應(yīng)力為


3 結(jié)語


通過對橋機(jī)在散料領(lǐng)域應(yīng)用研究以及以上傳統(tǒng)力學(xué)方法計算可見,定制化橋機(jī)的結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度滿足起重機(jī)設(shè)計規(guī)范要求,能夠符合特定場合的實(shí)際應(yīng)用,提高了起重機(jī)的利用率與應(yīng)用范圍,推動了起重機(jī)的多樣化、定制化發(fā)展,對以后開展起重機(jī)的設(shè)計改造具有一定的借鑒意義。


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