1、200T雙導(dǎo)梁架橋機(jī)結(jié)構(gòu)計算1橋機(jī)概況橋機(jī)由兩根主承重梁(全長78m),前支腿部分,中托部分,后支部分,天車部分,液壓系統(tǒng)及電控部分組成,可完成橋機(jī)的過孔,架梁功能,橋機(jī)的高度可由前、后支的液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié),整個橋機(jī)的所有功能可由電控系統(tǒng)控制完成(見圖1)。2 橋機(jī)的結(jié)構(gòu)計算2.1荷載統(tǒng)計主梁:0.75t/m;前支腿:3t/根;天車:6t/臺。2.2橋機(jī)主梁的承載力計算計算橋機(jī)主梁承載力,要分別考慮橋機(jī)的以下三種情況:1)過孔。過孔時計算主梁上、下弦的強(qiáng)度,此工況梁中的彎矩,可能是主梁所承擔(dān)的最大彎矩,所以校核此狀態(tài)時需計算上、下弦的強(qiáng)度。2)架中梁。此工況時,天車位于主梁50m的跨中,彎矩為最大

2、值。3)架邊梁。當(dāng)天車偏移橋機(jī)主梁一側(cè)時,此側(cè)主梁中的剪力最大,所以應(yīng)校核主梁腹桿的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。過孔時上下弦桿及后支腿的強(qiáng)度計算1)上下弦桿的強(qiáng)度計算。當(dāng)橋機(jī)前支腿達(dá)到前橋臺,尚未支撐時,懸臂端根部的最大彎矩(安全起見,忽略后端配重)見圖2。Mmax=3×52+0.75×52×(52/2)=1170t·m。Nmax=Mmax/h=1170/2.7=433.3t。在懸臂端的根部,上、下弦桿的面積為A=49.9×4+1.0×26×4=303.6cm2(30號b槽鋼對扣,在槽鋼內(nèi)外各部貼兩塊10mm的鋼板補(bǔ)強(qiáng),材質(zhì)為Q235B)

3、,見圖3。弦桿中的工作應(yīng)力:max=142.7MPa<=170MPa。所以過孔時上下弦強(qiáng)度滿足要求。2)后支腿的配重計算。按橋機(jī)最大懸臂52m,加配重過孔,起重機(jī)穩(wěn)定系數(shù)不小于1.3,最低配重量:p(1170×1.3-0.75×262×1/2-3×24-3×25)/25=45t。架中梁時上下弦及銷板、銷軸強(qiáng)度計算1)上下弦強(qiáng)度計算。架中梁時,主梁的最不利位置在跨中(見圖5),梁中的最大彎矩:Mmax=1/8×0.75×522+1/4×50×52=903.5t·m。Nmax=Mmax/h=3

4、34.6t。A=49.9×4=199.6cm2。=N/A=167.6MPa<。滿足強(qiáng)度條件,所以架中梁時,弦桿是安全的。2)弦桿的接頭銷板及銷軸的強(qiáng)度計算。a.考慮銷板及銷軸的重要性,將銷板放在最不利的位置。設(shè)銷板位于過孔時的懸臂端的根部,銷板的厚度為40mm,尺寸如圖6所示,銷孔的直徑50mm,四塊銷板所承受的最大軸力為:Nmax=433.3t。單塊銷板的軸力為:N=Nmax/4=108.4t。銷板的凈面積為:A=(270-50)×40×10-6=8800×10-6m2。銷板的工作應(yīng)力為:=N/A=123MPa<。銷板滿足抗拉強(qiáng)度。b.銷軸

5、材質(zhì)為45號鋼,銷軸的工作直徑50mm,單根銷軸所承擔(dān)的剪力為:Fs=433.3/3=144.4t。上弦中的銷軸為八面受剪,銷軸中的工作剪力為:=(Fs/8)/(3.14/4×502×10-6)=91.9MPa<=110MPa。銷軸滿足抗剪強(qiáng)度條件。銷軸的抗擠壓計算:擠壓力為:Fc=144.4t。擠壓面積為:Ac=50×40×4×10-6=8000×10-6m2。擠壓應(yīng)力為:c=Fc/Ac=180MPa<c=220MPa。銷軸滿足抗擠壓強(qiáng)度條件。架邊梁的受力分析1)天車輪箱支撐力。架邊梁時,天車不位于橋機(jī)的中心,而是偏移橋

6、機(jī)主梁的一側(cè),此時天車輪箱的支撐反力分別為F1,F2(見圖7)。計算當(dāng)卷揚(yáng)小車偏移時,天車梁兩處的支反力,由平衡方程可求得:F1=100×4.1/5=82t。F2=18t。2)前支、中托支反力。取卷揚(yáng)小車偏移一側(cè)的主梁為研究對象,由平衡方程可求解,前支及中托處的支反力(見圖8):FA=96.5t,FB=126t。3)前支定位銷軸受力分析。前支腿定位銷直徑110,材質(zhì)為45號鋼:銷軸面積:A=95cm2。銷軸承受的最大剪力:Q=96.5t。銷軸承受的剪應(yīng)力:=Q/2A=50.8MPa<。前支腿伸縮筒選用<426×10的無縫鋼管(見圖9),材質(zhì)為Q235B,面積A=

7、130.6-11×1×2=108.6cm2。伸縮筒的工作應(yīng)力為:=Q/A=88.9MPa<。銷軸的受擠壓面積為:Ac=11×1.0×2+1.6×11×2=57.2cm2。銷軸受到的擠壓應(yīng)力為:=FA/Ac=168.7MPa<c。從以上計算中可知,前支腿各部分滿足強(qiáng)度條件,可安全承載。4)中托輪組鉸座受力分析。中支反托輪箱的連接鉸座銷軸選用<80的銷軸(見圖10),材質(zhì)45號鋼:鉸座銷軸抗剪面積A=1/4×3.14×82×10-4=50.24×10-4m2。銷軸剪應(yīng)力=FB/4A

8、=62.7MPa<。連接鉸座的耳板選用24的。受擠壓面積Ac=4×24×80×10-6=7680×10-6m2。銷板擠壓應(yīng)力c=FB/Ac=164MPa<c。所以銷軸和銷板鉸座是安全的。5)中支橫移軌道懸臂彎矩分析及內(nèi)力分析。架設(shè)邊梁時,中支輪箱偏移中橫移軌道最外支撐點(diǎn)的距離最遠(yuǎn),可達(dá)1.2m,此時中橫移軌道所受的彎矩最大。中橫移軌道選取6根40號b工字鋼對焊,見圖11。M1=126×1.2=151.2t·m。IZ=6×22780=136680cm4。WZ=136680/20=6834cm3。=166.6MPa&

9、lt;=170MPa,安全。6)前支橫移軌道懸臂彎矩分析及內(nèi)力分析。架設(shè)邊梁時,前支輪箱偏移前橫移軌道最外支撐點(diǎn)的距離最遠(yuǎn),此時前橫移軌道所受的彎矩最大,前橫移軌道選取4根40號b工字鋼對焊,見圖12。M2=96.5×0.8=86.85t·m。WZ=4×1140+1.0×40×10×2=5360cm3。=162MPa<=170MPa,安全。7)腹桿內(nèi)力分析及穩(wěn)定校核。架邊梁時,單側(cè)主梁受力,中托附近的剪力最大(見圖7),所以腹桿選用10號槽鋼對扣,在中托附近加強(qiáng),打花撐旨在增加抗剪面積,降低腹桿的長細(xì)比(見圖13)。主梁中腹桿的

10、最大剪力Qmax=126-0.75×26=106.5t。腹桿所受軸力N=57.75t。腹桿長L=2.928m。面積A=12.748×4=51cm2。工作應(yīng)力=N/2A=56.6MPa<。腹桿滿足強(qiáng)度條件。腹桿中有受拉桿也有受壓桿,對受壓桿必須進(jìn)行穩(wěn)定計算,腹桿打花撐后腹桿的長度變小(見圖14)。腹桿的慣性矩Ix=198.3×2=396.6cm4。腹桿的慣性半徑ix=3.95cm。長細(xì)比x=L/ix=2.928/(2×3.95×10-2)=36.7。穩(wěn)定系數(shù)取<=0.910。穩(wěn)定許用應(yīng)力Ww=<=0.910×170=154.7MPa。腹桿的工作應(yīng)力=56.6MPa<Ww。腹桿滿足穩(wěn)定性條件,不會失穩(wěn)。2.3天車梁的受力分析及強(qiáng)度