梁式起重机单梁桥架结构设计

梁式起重机单梁桥架结构设计 原始数据 起重量电动葫芦质量 含小车及吊钩 tmQ5 Kgmz620 跨度 起升高度 起升速度 双速 葫mL 5 22 mH10 min 7 0 4mvq 芦运行速度 速度 起重机运行速度 吊钩min 5 20mvx min 10 40mvd 最小下放距离 吊钩中心至大车轨道中心线距离 mH0 1 min mc9 0 1 小车轮直径 轮距 小车轮数 大mc3 1 2 mmDx140 mmb865 0 4 x n 车直径 大车轮数 工作级别 材料 设计单梁桥mmDd315 4 d n5A235Q 架的主梁 端梁和主 端梁连接 一 总体设计 桥架主要尺寸和连接的确定 1 大车轮距 实取 mmmLB5 4 2 3 5 22 5 1 7 1 5 1 7 1 0 mB2 3 0 mba6 1 2 主梁尺寸 由于起重量和跨度都偏大 宜选用箱型截面主梁 主梁跨中部分截面的理想高 度为 主梁两腹板外mmmLhH323 1 607 1 5 22 17 1 14 1 17 1 14 1 1 侧间距为 主梁翼缘宽度受 AS 型葫芦小车尺寸的限mmhb44 0 55 0 3 1 1 B 制 故取考虑箱型梁内部焊接的要求 两腹板外侧间距取为 400 1 mmB 按主梁整体稳定性条件 实取 这mmb300 bH3 1 mmbhH9003 1 样选定的主梁截面尺寸偏小 只能采用较厚的翼缘和腹板才能满足强度要求 选取翼缘厚度 腹板厚度 mm20 0 mm10 主梁跨端高度与端梁相同 3 端梁尺寸 端梁高度为 取 考虑大车安装 mmhH540 3606 0 4 0 2 mmH400 2 尺寸 端梁总宽取 腹板净间距 翼缘厚度 腹mmB300 2 mm270mm8 0 板厚度 mm6 4 主端梁连接采用凸缘法兰螺栓连接 其余均为焊缝连接 并尽量采用自动 焊接 桥架结构与主端梁截面图见表 10 1 二 主 端梁截面几何性质 主梁 22 0332 0 33200mmmA 49 101577 4 mmIx 48 107496 5 mmIy 端梁 22 1 0094 0 9408mmmA 48 1 1041 2 mmIx 48 1 102375 1 mmIy 三 主梁计算 1 垂直载荷及应力 主梁自重载荷为 葫芦小车mNAgkFq 5 268481 9 0332 0 785005 1 集中载荷 轮距较小 按合力计 为 动力效应系数为 NgmmP zQ 5513281 9 6205000 1 1 1 采047 1 60 4 7 017 01 2 q v 1 138 1 058 0 1 1 4 mmhhvd 用最大的 14 1 4 主梁跨中弯矩 小车在跨中 按简支梁计算 mNmN PLLF M q x 5 2 2 4 10472 5 4 5 2255132 8 5 22 5 2684 14 1 48 主梁跨中剪切力为 NNPF314255513214 1 2 1 2 1 4 主梁支承力 小车在跨端 见表 10 2 为 N L cL PLFF qR 94765 2 1 1 4 跨中弯曲正应力为 MPaMPa I yM x x 2 59 101577 4 45010472 5 9 5 0 主梁计算 跨端切应力为 MPaMPa h FR 7 19 103602 947655 1 2 5 1 0 0 许用应力 取 176 33 1 235 MPa nII s MPa II 175 MPa II II 100 3 故 00 葫芦小车最大轮压 取不均匀系数 为 45 1 K Ngmm n K P zQ 2278381 9 5620 4 45 1 14 1 4 根据 2 水平载荷及应力 大车运行起 制动产生的水平惯性力 按大车打滑条件确定 主梁均布载荷 mNmN F F q H 192 75 191 14 5 2684 72 水平载荷集中惯性力为 mN P PH 3938 14 55132 72 小车位于跨中时 桥架内力按水平刚架模型 表图 10 3 计算 计算系数为 1101 1 102375 1 107496 5 5 222 33 6 16 12 1 3 2 1 8 8 2 1 1 I I Lba ab r 主梁跨中水平弯矩为 mN r LF r LP M HH H 5 17072 1101 13 2 1 8 5 22192 1101 1 2 1 1 4 5 223938 3 2 1 82 1 1 4 2 1 2 1 跨中水平剪切力为 NPF HPH 1969 2 1 小车在左端极限位置 处 跨端水平剪切力为 1 cZ N L c PFF HHCH 5 59401 2 1 1 起重机偏斜运行侧向力 考虑主梁应力组合 将小车置于跨中 这时一侧端梁总静轮压为 BFPLFP qqR11 2 1 考虑大车轮直径 端梁总长度mmDd300 mmmmBB37002502 0 端梁自重载荷为 mNmNAgKFq 724 81 9 0094 0 78501 1 于是得 NPR4 601457 372455132 5 225 2684 2 1 1 由查的 侧向力 03 7 2 3 5 22 B L 2 0 NPP Rs 5 60442 04 60445 2 1 2 1 11 跨中水平弯矩为 mNBPM ss 96712 3 5 6044 2 1 2 1 01 即跨中水平弯矩之和为 mNMMM SHy 5 36698967117027 主梁下翼缘轮压作用处的应力为 下翼缘外边缘的应力为 3 主梁跨中的应力组合 主梁下翼缘在轮压作用处和外边缘产生的最大组合应力 轮压作用处 翼缘外边缘 主梁翼缘焊缝厚度 采用自动焊接 不需验算mmhf8 4 主梁整体稳定性 1 主梁高宽比 恰好符合规定 不需验算整体稳定性3 300 900 b h 2 主梁局部稳定性 翼缘板 155 2 20 50 6014 20 280 1 1 0 0 b b 腹板因为 只需设置横向隔板 隔板间距 86 10 860 0 h 16080 0 h 不必验算 隔板中间不需开孔 mma72 1 40900 25 1 mm6 四 端梁计算 端梁承受垂直载荷及水平载荷作用 按简支梁计算 表图 10 4 a b 1 垂直载荷及内力 满载小车在跨端时 主梁支承力为 NFR94765 端梁自重载荷为 mNFq 724 1 端梁跨中垂直弯矩为 mN BF BF M qd R dx 5 76868 8 2 372414 1 4 2 394765 84 2 2 01 0 跨端剪切力为 N BF F F q R d 48703 22 014 2 水平载荷及内力 满载小车在主梁跨端时 由大车运行起 制动的惯性力产生的端梁跨中水 1 c 平弯矩为 满载小车在跨端时 近侧端梁总静轮压为 NBFLF L c PP qqdR 858067 3724 5 22 5 2584 2 1 5 22 9 0 155132 2 1 1 1 1 侧向力为 NPP Rds 6 85802 085806 2 1 2 1 跨端跨中水平弯矩为 mNaPM sds 137296 1 6 8580 满载小车在跨端在运行起 制动惯性力 N gmm P zQ zy 3938 72 端梁水平支反力为 NPF zyRZ 1969 2 1 端梁跨中水平弯矩为 mNmNMMMM dzdsdyy 21294 4 31501372956 4414 3 端梁应力 跨中 MPaMPa I xM I yM y y x x 1756 89 102375 1 1501021294 1041 2 20010 5 76868 8 3 8 3 跨端 II d MPa h F 85 15 63842 487035 1 2 5 1 0 4 端梁稳定性 整体稳定性 合格 34 1 12270 400 b h 局部稳定性 翼缘板 60 7 33 8 270 0 0 b 腹板 合格 8064 6 384 0 h 只需在跨中对着主梁腹板的位置配置二块横隔板 五 主 端梁连接计算 主 端梁采用承载凸缘法兰板普通螺栓连接 凸缘法兰用及两块钢板制成 顶mmmmmm50042016 mmmmmm50042020 部留有宽度 4mm 的承载台阶 法兰板及螺栓布置见表图 10 5 a 主端梁连接 b 主梁与法兰板焊缝截面 c 凸缘法兰螺栓计算 凸缘法兰连接承受主梁支承力 垂直弯矩和水平弯矩作用 小车在跨端 主梁支承力NFR94765 垂直弯矩mNbFM Rx 1487815794765 1 水平弯矩 mN L c cP LF r BPM H H sy 36287 5 22 9 0 19 03938 6 5 22192 1101 1 2 1 2 3 6 8580 1 62 1 2 1 1 2 1 0 1 法兰板焊缝连接 法兰板与主 端 梁用周边贴角焊缝连接 焊缝厚度 计算法兰板mmhf8 与主梁的连接焊缝 简化后的焊缝截面惯性矩为 48423 2 3 1027798 2 8 20240087 02360 12 87 02 35 0 5 07 02 12 7 02 mmmm hhhhl h I fff f hx 4823 2 3 105387 1 8 15236087 02400 12 87 02 35 0 5 07 02 12 7 02 mm hblhb h I ffff f hy 假设主梁支承力由竖直焊缝平均承受 则焊缝切应力为 R F MPa lh F ff R f 5 23 36087 02 94765 7 02 弯矩对竖缝下端 K 点产生的切应力为 MPa I yM hx x kx 76 11 1027798 2 94765 8 MPa I xM ky y my 7 36 105387 1 6 1551086287 8 3 MPa kykxk 46 48 7 3676 11 MPa kfhk 86 5346 48 5 23 2222 MPa II hhk 99 2 1758 0 2 8 0 水平焊缝端点 m 点得切应力为 MPa I yM hx x mx 43 13 1027798 2 6 2051014878 8 3 MPa I xM hy y my 12 47 105387 1 2001036287 8 3 MPa mymxhm 6 6012 4743 13 hhm 法兰板与端梁的连接焊缝和主梁相同 不在计算 2 法兰连接螺栓的计算 法兰连接螺栓受拉力 根据法兰板螺栓布置 两列间距 最下边螺mmx400 1 栓至凸缘的距离mmy340 1 各螺栓至凸缘距离的平方和 下边角点螺栓的最大拉 2222222 388800340240140402mmmmyi 力为N nx M y yM P y i x t 71380 4004 1036287 388800 3401