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輕量化橋式起重機在散料領域的定制化設計
發布時間:2021-01-30 14:03:35作者:admin

引言

起重機械廣泛應用于裝備制造業、運輸與物流業、造船業、水利水電建設、核電建設等國民經濟支柱行業,在經濟建設中發揮著不可或缺的重要作用。作為起重機械中量大面廣的橋式起重機(以下簡稱橋機),在實際應用中更具有廣泛性、基礎性和通用性的特點。
隨著我國經濟的不斷發展,橋機的產量每年持續增長,對原材料和能源的消耗率亦將持續增加。傳統低效率的研究設計方式已不能滿足行業的需要,革新其傳統的設計與制造技術,優化整機性能并實現節能降耗,實行差異化定制設計,起重機的設計制造已經朝著定制化、多樣化和輕型化的方向發展。特別是隨著我國智能制造、互聯網+ 技術的發展與應用,安全、便捷、智能就成為當今起重機發展的主旋律。

1 散料領域橋機特點

隨著國民經濟的發展,起重機的應用場合也越來越廣泛,不同場合對起重機的要求也各不相同,這就需要起重機廠家根據不同使用要求,對起重機開展多樣化的定制設計。
本文根據橋機在散料運輸領域的實際應用需求開展設計研究。鑒于散料領域應用場合及運輸產品的特殊性,其與傳統的橋機有較大的差別,例如本文案例中,橋機的橋架上取消了傳統的運行小車,為滿足功能性需求,安裝有一條立柱支腿,有兩組三合一電機平臺用來驅動鋼絲繩,吊裝一臺刮板機和一臺螺旋機。此橋機橋架需加裝了一條傳送帶,用來運輸散料貨物,整體結構如圖1 所示。為此,該定制化橋機較傳統通用橋機結構更為復雜,受力情況更為惡劣,對起重機的結構強度、運行安全等要求更為嚴格。
本文利用通用型橋機的主梁分析計算方法,對此定制化橋機的主梁開展進一步的結構力學分析與計算,使其主梁結構滿足安全設計規范和用戶的使用要求。


1. 立柱 2. 司機室 3. 主梁 4. 廠房 5. 傳送帶 6. 刮板機 7. 螺旋機
圖1 定制化橋機結構示意圖


2 結構分析與計算


某50 t-22.5 m-A8 橋機采用的是雙主梁結構,主要結構材料為Q235B,由于司機室、走臺、欄桿等部件都位于同一側,承受的載荷更大,故選擇此側的主梁作為研究對象。其主要設計參數見表1。


分析計算:
1)主梁跨中位置截面尺寸如圖2 所示,根據材料力學公式進行計算。
主梁跨中的截面慣性矩為
跨中抗彎截面系數為

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,根據材料力學公式進行計算。
跨端截面慣性矩為
跨端抗彎截面系數為
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力為
跨端最大彎曲剪應力為


3 結語


通過對橋機在散料領域應用研究以及以上傳統力學方法計算可見,定制化橋機的結構靜強度滿足起重機設計規范要求,能夠符合特定場合的實際應用,提高了起重機的利用率與應用范圍,推動了起重機的多樣化、定制化發展,對以后開展起重機的設計改造具有一定的借鑒意義。


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