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輕量化橋式起重機在散料領(lǐng)域的定制化設計
發(fā)布時(shí)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(yè)、運輸與物流業(yè)、造船業(yè)、水利水電建設、核電建設等國民經(jīng)濟支柱行業(yè)，在經(jīng)濟建設中發(fā)揮著(zhù)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(jiǎn)稱(chēng)橋機），在實(shí)際應用中更具有廣泛性、基礎性和通用性的特點(diǎn)。
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，橋機的產(chǎn)量每年持續增長(cháng)，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(mǎn)足行業(yè)的需要，革新其傳統的設計與制造技術(shù)，優(yōu)化整機性能并實(shí)現節能降耗，實(shí)行差異化定制設計，起重機的設計制造已經(jīng)朝著(zhù)定制化、多樣化和輕型化的方向發(fā)展。特別是隨著(zhù)我國智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+ 技術(shù)的發(fā)展與應用，安全、便捷、智能就成為當今起重機發(fā)展的主旋律。

1 散料領(lǐng)域橋機特點(diǎn)

隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展，起重機的應用場(chǎng)合也越來(lái)越廣泛，不同場(chǎng)合對起重機的要求也各不相同，這就需要起重機廠(chǎng)家根據不同使用要求，對起重機開(kāi)展多樣化的定制設計。
本文根據橋機在散料運輸領(lǐng)域的實(shí)際應用需求開(kāi)展設計研究。鑒于散料領(lǐng)域應用場(chǎng)合及運輸產(chǎn)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(chē)，為滿(mǎn)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(lái)驅動(dòng)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(lái)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(kāi)展進(jìn)一步的結構力學(xué)分析與計算，使其主梁結構滿(mǎn)足安全設計規范和用戶(hù)的使用要求。


1. 立柱 2. 司機室 3. 主梁 4. 廠(chǎng)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(jiàn)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(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(xué)公式進(jìn)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(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(yǔ)


通過(guò)對橋機在散料領(lǐng)域應用研究以及以上傳統力學(xué)方法計算可見(jiàn)，定制化橋機的結構靜強度滿(mǎn)足起重機設計規范要求，能夠符合特定場(chǎng)合的實(shí)際應用，提高了起重機的利用率與應用范圍，推動(dòng)了起重機的多樣化、定制化發(fā)展，對以后開(kāi)展起重機的設計改造具有一定的借鑒意義。


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