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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(jì)

發(fā)布時(shí)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(guó)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(jiǎn)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(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，橋機(jī)的產(chǎn)量每年持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)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(jì)方式已不能滿足行業(yè)的需要，革新其傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)，起重機(jī)的設(shè)計(jì)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(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合也越來越廣泛，不同場(chǎng)合對(duì)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(duì)起重機(jī)開展多樣化的定制設(shè)計(jì)。

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(jì)研究。鑒于散料領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)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(tái)用來驅(qū)動(dòng)鋼絲繩，吊裝一臺(tái)刮板機(jī)和一臺(tái)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(duì)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(jì)算方法，對(duì)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(jì)算，使其主梁結(jié)構(gòu)滿足安全設(shè)計(jì)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(jì)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(tái)、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(duì)象。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

分析計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(duì)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(jì)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(jì)規(guī)范要求，能夠符合特定場(chǎng)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(dòng)了起重機(jī)的多樣化、定制化發(fā)展，對(duì)以后開展起重機(jī)的設(shè)計(jì)改造具有一定的借鑒意義。

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