t橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、300t橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書原始參數(shù):跨度 33.4起重量: 320起升高度: 221）。截面確定,主要參數(shù)列表 上翼緣板厚度1 20 下翼緣板厚度2 20 主腹板厚度3 14 副腹板厚度4 12 腹板高度H= 2650 腹板內(nèi)側(cè)寬度B= 1800 上翼緣板寬度B1= 2075 下翼緣板寬度B2= 1920 小車軌距b= 6, 小車基距 4.385 大車軸距= 6一,總體設(shè)計(jì)橋架尺寸的確定1.大車軸距B0=(1/4 1/6)L= 8.35 5.56666666666667根據(jù)小車軌距和偏軌箱形梁寬度以及大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置,取BO= 6,端梁全長 62.主梁尺寸高度 h=(1/141-17)L=

2、 2.38571428571429 1.96470588235294取腹板高 h0= 2650主梁總高度 H1= 2690主梁寬度 b=(0.40.5)H1= 1076 1345取b= 1800主梁端部變截面長d=L/8= 4.175取d= 4.173.端梁尺寸高度H20.5*H1= 1345取H2= 1200考慮大車輪安裝,端梁內(nèi)寬b0= 540總寬B2= 900,上翼緣板厚1= 20,下翼緣板2= 20,腹板3= 16二.主,端梁截面幾何性質(zhì)主梁: A= 148800 A0= 4840710形心: x1= 852.328965053763 x2= 1013.67103494624 y1=

3、1317.1875 y2= 1372.8125I1=Iy= 83121636897.1606端梁 A= 74400 Ix= I2=Iy= 5.398525E+09三.載荷1.固定載荷主梁自重載荷Fq=k*A*g= 16042.41072填充系數(shù)k取k=1.4,考慮走臺重量小車軌道重量 Fg=mg*g= 1111.6692欄桿等重量 Fl=ml*g= 981主梁的勻布載荷Fq=Fq+Fg+Fl= 18135.079922.小車輪壓.滿載小車靜輪壓P =Pj1+Pj2= 20950003.動力效應(yīng)系數(shù)1=1.12=1+0.7*Vq= 1.033716666666674=1.1+0.058*Vd*h

4、0.5= 1.162833(h=1mm)統(tǒng)一取較大值= 1.1628334.慣性載荷大,小車都是8個(gè)車輪,其中總輪數(shù)是主動輪的I= 4倍,按車輪打滑條件確定大,小車運(yùn)行的慣性力一根主梁上的小車慣性力為Pxg=P/(I*7)= 74821.4285714286大車運(yùn)行起,制動慣性力(一根主梁上)為PH=P/(I*7)= 74821.4285714286FH=Fq/(I*7)= 647.6814主梁跨端設(shè)備慣性力影響小,忽略不計(jì)5.偏斜運(yùn)行側(cè)向力一根主梁的重量為PG=Fq(L-0.4)= 598457.63736一根端梁單位長度的重量為:Fq1=k*A*g= 16042.41072一根端梁的重量為

5、PGd=Fq1*B= 37814.25384一組大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量(兩組對稱配置)為PGj=mj*g= 7877.43司機(jī)室及設(shè)備的重量(按合力計(jì))為PGs=ms*g= 196203333333333333333333333333333333333333333333333(1),滿載小車在主梁跨中央左側(cè)端梁總靜輪壓計(jì)算PR1=0.5*(PQ+PGx)+0.5*(2*PG)+PGs*(1-d2/L)+PGj+PGd= 2886807.0457509由L/B0= 5.56666666666667,查得=0 .1927778側(cè)向力為Ps1=0.5*PR1*= 278256.130650415(2)滿

6、載小車在主梁左極限位置左側(cè)端梁總靜輪壓為PR2 = (PQ + PGx) * (1 - 2 / L) + PG + PGs * (1 - 3 / L) + PGj + PGd= 3760641.77628982測向力為:PS2=0.5*PR2*= 362484.0915408396.扭轉(zhuǎn)載荷偏軌箱形梁由Ph和PH的偏心作用而產(chǎn)生移動扭矩,其他載荷PGj,PGs產(chǎn)生的扭矩較小且作用方向相反,故不計(jì)算444444444444444444444444444444444444444444444偏軌箱形梁彎心在梁截面的對稱形心X軸上(不考慮翼緣外伸部分),彎心至主腹板中線的距離為e1=2*(b-1/2-

7、2/2)/(1+2)= 836.769230769231軌道高h(yuǎn)g= 150h=0.5*H1+hg= 1495移動扭矩為Tp=TH=PH*h= 111858N.M四,主梁計(jì)算1.內(nèi)力(1)垂直內(nèi)力計(jì)算大車傳動側(cè)的主梁.在固定載荷與移動載荷的作用下,主梁按簡支梁計(jì)算,555555555555555555555555555555555555555555555固定載荷作用下主梁跨中的彎矩為Mq= * (Fq * L 2 / 8 + PGj * 0.94 / 2 + PGs * 3 / 2)= 2979154.12797645跨端剪切力為:Fqc= * (0.5 * Fq * L + PGj + PG

8、s * (1 - 3 / L)= 382096.555187601移動載荷作用下主梁的內(nèi)力1) 滿載小車在跨中,跨中E點(diǎn)彎矩為Mp= * P / (4 * L) * (L - b1) 2輪壓合力P與左輪的距離為b1=P2*b/P= 2.7則,Mp= 17185880.1124064跨中E點(diǎn)剪切力為Fp=0.5 * * P * (1 - b1 / L)= 999253.320585111跨中內(nèi)扭矩為Tn= 0.5 * ( * TP + TH)= 10751712).滿載小車在跨端極限位置(z=e1),小車左輪距梁端距離為C1 = e1-l1 2-0.48 * b=0-.1048跨端剪切力為Fpc

9、= * P * (L - b1 - C1) / L 2246846.54346108跨端內(nèi)扭矩為Tn1=( * TP + TH) * (1 - e1 / L)= 2021578.57899777主梁跨中總彎矩為Mx=Mq+Mp= 20165034.2403829主梁跨端總剪切力(支撐力)為FR=Fc=Fqc+Fpc= 2628943.09864868(2)水平載荷1)水平慣性載荷.在水平載荷PH及FH作用下,橋架按剛架計(jì)算.因偏軌箱形梁與端梁連接面較寬,應(yīng)取兩主梁軸線K代替原小車軌距K構(gòu)成新的水平剛架,這樣比較符合實(shí)際,于是K=K+2*x1= 7.70465793010753b=K/2= 3.

10、85232896505376a=0.5*(B0-K)=-.852328965053764水平剛架計(jì)算模型66666666666666666666666666666666666666666666666666666.下車在跨中,剛架的計(jì)算系數(shù)為:r1 = 1 + 2 * a * b * 7 / (3 * (a + b) * L)= .847078104332559跨中水平彎矩(與單梁橋架公式相同)為:MH = PH / 4 * L * (1 - 1 / (2 * r1) + FH / 8 * L 2 * (1 - 2 / (3 * r1)= 275221.577086325跨中水平剪切力為Fph0

11、.5*PH= 37410.7142857143跨中軸力為NH = (a - b) / (a * b * r1) * (FH * L 2 / 12 + PH * L / 8)= 630239.003709905 小車在跨端.跨端水平剪切力為FCH= FH * L * 0.5 + PH * (1 - 2 / L)= 81157.382)偏斜側(cè)向力.在偏斜側(cè)向力作用下,橋架也按水平剛架分析,這時(shí),計(jì)算系數(shù)為 小車在跨中,側(cè)向力為PS1= 278256.130650415超前力為Pw1=PS1*B0/L= 49986.1312545656端梁中點(diǎn)的軸力為Nd1=0.5*Pw1= 24993.06562

12、72828端梁中點(diǎn)的水平剪切力為Fd1=PS1 * (0.5 - a / K / rs)= 153222.922427508主梁跨中的水平彎矩為Ms= PS1 * a + Fd1 * b - Nd1 * 0.5 * L=-64284.853655079主梁軸力為Ns1=PS1-Fd1= 125033.208222907主梁跨中總的水平彎矩為My=MH+Ms= 210936.723431246 小車在跨端.側(cè)向力為PS2= 362484.091540839超前力為PW2= PS2 * B0 / L= 65116.9026720071端梁中點(diǎn)的軸力為Nd2=0.5*PW2= 32558.45133

13、60035端梁中點(diǎn)的水平剪切力為Fd2=PS2 * (0.5 - a / k / rs)= 199603.407513584主梁跨端的水平彎矩為Mcs=PS2 * a + Fd2 * b= 459982.297696553主梁跨端的水平剪切力為Fcs=Pw2-Nd2= 32558.4513360035主梁跨端總的水平剪切力為FcH=FcH+Fcs= 113715.8小車在跨端時(shí),主梁跨中水平彎矩與慣性載荷下的水平彎矩組合值較小,不需計(jì)算2.強(qiáng)度需要計(jì)算主梁跨中截面的危險(xiǎn)點(diǎn)，的強(qiáng)度(1)主腹板上邊緣點(diǎn)的應(yīng)力主腹板邊至軌頂距離為hy=hg+1= 170m = * Pj1 / (2 * hy + 5

14、0) / 3= 227.551149205192垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為01 = Mx *y / Ix= 29.5049471686319水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為慣性載荷與側(cè)向力對主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反,應(yīng)力很小,故不計(jì)算主梁上翼緣的靜矩為Sy=1 * B1 * ( Y1 - 0.5 * 1)= 10673281.25主腹板上邊的切應(yīng)力為 = Fp * Sy / (Ix * (3 + 4) + Tn / (2 * A0 * 3)= 2.25429555491124點(diǎn)的折算應(yīng)力為0=01+02= 29.50711011303341 = (0 2 + m 2 - 0 * m + 3 * 2)

15、0.5= 214.361992389575(2) 點(diǎn)的應(yīng)力(3) 點(diǎn)的應(yīng)力;3 = 1.15 * (Mx * Y2 / Ix + My * (x2 - 20) / Iy) = 177.236148521513(4)主梁跨端的切應(yīng)力主梁跨端截面變小,為便與主,端梁聯(lián)接,取腹板高度等于端梁高度hd= 1240mm,跨端只需計(jì)算切應(yīng)力1) 主腹板,承受垂直剪力FC及扭矩Tn1,故主腹板中點(diǎn)切應(yīng)力為 = 1.5 * FC / hd / (3 + 4) + Tn1 / 2 / 3 / A0主梁跨端封閉截面面積為A0=(B+0.5*1+0.5*2)*(h0+0)= 4840710( 0為端梁翼緣板厚度)代

16、入上式 = 1.5 * FC / hd / (3 + 4) + Tn1 / 2 / 3 / A0= 153.81570899162副腹板中兩切應(yīng)力反向,可不計(jì)算2).翼緣板.承受水平剪應(yīng)力Fch= 113715.8及扭矩Tn1= 2021578.57899777 = 1.5 * FcH / (1 * (2 * B1 + B2) + Tn1 / (2 * 主梁翼緣焊縫厚度取hf= 14mm,采用自動焊,不需計(jì)算3.主梁疲勞強(qiáng)度校核橋架工作級別為A 5,應(yīng)按載荷組合I計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面(E)的疲勞強(qiáng)度由于水平慣性載荷產(chǎn)生的應(yīng)力很小,為了計(jì)算簡明而忽略慣性應(yīng)力求截面E的最大彎矩核最小彎矩,滿

17、載小車位于跨中(輪壓P1在E點(diǎn)上),則Mmax=Mx= 20165034.24038297777777777777777777777777777777777777777777777777空載小車位于右側(cè)跨端時(shí)左端支反力為FR1 17088.74532Mmin = Mq + * FR1 * (L - 1.5) * 0.5= 3296102.3626827(1)驗(yàn)算主腹板受拉翼緣焊縫的疲勞強(qiáng)度8888888888888888888888888888888888888888888max=Mx * (Y2 - 1) / Ix= 149.388206190652min=Mmin * (Y2 - 應(yīng)力循環(huán)

18、特性r=min/根據(jù)工作級別A 5,應(yīng)力集中等級K1及材料Q235,查的_1= 0MPa,b=370MPa焊縫拉伸疲勞許用應(yīng)力為r1=1.67*_1/(1-r*(1-_1/0.45/b)= 0max= 149.388206190652r1. (合格)(2) 驗(yàn)算橫隔板下端焊縫與主腹板聯(lián)接處max = Mx * (Y2 - 50 - 2) / Ix= 0min = Mmin * (Y2 - 50 - 2) / Ix= 0r=min/max=0 0顯然,相同工況下的應(yīng)力循環(huán)特性是一致的根據(jù)A 5及Q235,橫隔板采用雙面連續(xù)貼角焊縫連接,板底與受拉翼緣間隙為50mm,應(yīng)力集中等級為K3,查得_1=

19、 0拉伸疲勞許用應(yīng)力為r1=1.67*_1/(1-r*(1-_1/0.45/b)= 0max= 03,按a=3b計(jì)算=3=c/a=c/(3b)= .527043254166039區(qū)格I屬雙邊局部壓縮,板得屈曲系數(shù)為Km=0.8 * (2 + 0.7 / 2) * (1 + ) / / = 3.377721mcr= * Km * E= 336.668317705089需修正,則mcr = 235 * (1 - 235 / 5.3 / mcr)= 204.050217163938區(qū)格平均切應(yīng)力為 = Fp / h0 / (3 + 4) + Tn / (2 * A0 * 3)= 22.4354553

20、04113由=a/b= 41,板得屈曲系數(shù)為K=5.34+4/2= 5.59cr = * K * 30.5*cr= 965.05248117752630.5*cr=235 * (1 - 235 / 5.3 / (30.5cr)= 224.202855260223cr=30.5*cr/30.5= 129.443578837572區(qū)格上邊緣得復(fù)合應(yīng)力為(1 2 + m 2 - 1 * m + 3 * 2) 0.5= 217.820722613781=a/b= 42,區(qū)格的臨界復(fù)合應(yīng)力為cr = (1 2 + m 2 - 1 * m + 3 * 2) 0.5 / (1 + ) / 4 * (1 /

21、1cr) + (3 - ) / 4 * (1 / 1cr) 2 + (m / mcr) 2 + ( / cr=(1 2 + m 2 - 1 * m + 3 * 2) 0.51屈曲系數(shù)K=8.4/(+1.1)= 5.339864530115321cr=*K*E= 391.0345726212161cr0.75s需要修正,則1cr= 235 * (1 - 235 / 5.3 / 1cr)= 215.422836686789=a/b= 41,K=5.34+4/2= 5.59cr = * K * E= 409.35181943752230.5cr= 709.01814943655需修正,則30.5cr= 235 * (1 - 235 / 5.3 / 30.5cr)= 220.303886326415cr = 30.5cr / 3 0.5= 129.443578837572復(fù)合應(yīng)力為(1 2 + 3 * 2) 0.5= 30.8759080943619=a/b= 42,區(qū)格I的臨界復(fù)合應(yīng)力為cr = (1 2 + 3 * 2) 0.5 / (1 + ) / 4 * (1 / 1cr) + (3 - ) / 4 * (1 / 1cr) 2 + ( / cr) 0.5)= 98.0340484000591(1 2 + 3 * 2) 0.5lf (足夠)主,端梁的連接焊縫足夠承受連