16t双梁小车式桥式起重机金属结构设计方案VIP

1、冶金之家网站16t 双梁小车式桥式起重机金属结构设计武宝贵（天津钢管集团有限公司，天津300301）摘 要： 为了满足起重设备高精度，多速度行车的需要，对16t 双梁小车式起重机的金属结构进行设计。介绍了16t 双梁小车式起重机的金属结构的设计思路。对设备的载荷、主梁的结构及刚度、强度进行了设计计算，达到了节省成本，提高材料的利用率，提高起重机的性价比的设计目的。关 键 词： 双梁起重机；载荷；主梁；强度；刚度；设计1 引言起重机是减轻操作人员体力劳动量， 提高作业效率， 实现安全生产的起重运输设备。 是冶金企业生产和物资运输中的重要机械设备。我国的起重机行业是从建国后开始建设， 大部分是采用

2、苏联标准。 改革开放以后， 随着我国的工业迅速发展， 各行各业对起重机的要求也随之提高。 作为特种设备， 国家制定了严格的制造、 检验标准。为了满足起重设备高精度， 多速度行车的需要， 机械部分要求也越来越高，设计更精确。本文就 16t 双梁小车式起重机的金属结构设计进行介绍。2 设计内容本次设计内容主要包括载荷的计算、梁的结构、刚度、强度设计，达到节省成本，提高材料的利用率，提高起重机的性价比的设计目的。3 载荷的计算作用在桥架上的载荷有自重载荷，起升载荷，活动载荷，水平惯性载荷等。3.1 自重载荷自重载荷可以分为均布载荷和集中载荷两种。均布载荷有：主梁，走台栏杆， 配电管道等的重力。集中载

3、荷有：司机室，大车运行机构，布置在走台上的气设备的重力。在普通设计当中只是以照经验选择载荷。那么本车的一根主梁的半个桥架即G 桥为 4t。3.2 移动载荷移动载荷为小车的自重载荷和起升载荷，以小车轮压方式作用在主梁上。轮压图如图1 所示。小车各支撑、轮压的计算：冶金之家网站式中， G2 为小车的自重； Q 为货物的重力； t、 e 为小车及货物的重心在支撑平面内的投影， t=1040mm ， e=1000mm 。轮压分布如图2 所示。4 主梁的结构及尺寸选择4.1 按梁的强度条件确定梁高H s其中， C1 为将小车轮压转化为跨中集中载荷时小车的换算系数，C1=1- b/2L ； B 为小车的轴

4、距； 为腹板的饿总厚度，为20mm； 为材料的许用应力，取120MPa； =腹板加劲板的重量 / 腹板的重量 1/3。4.2 按刚度条件确定梁高4.3 梁的截面参数取值一般的设计中选择：梁高 h 选择，h/L=1/141/20 ，那么在以上几个条件都允许的情况下，结合表选择 h=850mm 腹板，翼缘板的厚度。为起重量是16t 所以腹板的厚度取10mm，受压翼板的厚度，有局部稳定性条件，一般为 b/60，所以取 10mm。翼缘板宽度 b，对于正规箱型，取b=（ 0.33!0.55 ） h，所以取 450mm。两腹板的间距 b0=b-（ 4060），所以选择 390mm，加劲肋的间距 a，可根据

5、腹板高度 h0与腹板厚度之比来确定。H0/ h=141.6，故在 100（ 235/ s） 1/2 h0 / h 170（ 235/ s） 1/2。所以按以下计算方式：当h0 1/2/ h 1200 时，直接a 2h0 ，那么 a 在设计中选择1000mm。低加劲肋选择a 的 1/21/3 。冶金之家网站5 主梁设计计算5.1 强度计算在垂直平面内的普通弯曲应力按简支梁计算，受力如图3 所示。B 为端梁的长度，为道的宽度，为2000mm 。所以， r=17.5m 。4182mm ；c 为端梁除去轨道宽度，一端的长度为1406mm； l 为轨P 大惯 =（ 16000+6227）× 9

6、.8× 0.19=41.386kNq 惯 =1658.1N那么， M H=114.37kN · m。主梁分布、集中惯性力如图4、图 5 所示。冶金之家网站跨中翼缘板总的弯曲应力：式中，M v 为固定和移动在计算截面引起的弯矩之和；Wz 为在垂直方向上截面抗弯模量，Wz=bh2 /6=0.05； Wy 为在水平方向的截面抗弯模量，Wy=hb2/6=0.023 。 w=99.6+4.9=104.5MPa =120MPa跨端截面腹板的最大剪应力为：3式中， I x 为计算截面上的惯性矩bh /12=0.0246 ； S0 为计算剪应力处截面的最大静矩0.152；为腹板厚度6mm

7、。 =30.16MPa =90MPa故以上强度条件满足要求。5.2 主梁的刚度计算主梁的垂直静刚度计算如下：对于四轮小车:式中， P1、 P2 为小车的计算轮压； E 为材料的弹性模量， 200GPa； I 为梁的转动惯量，计算结果为 0.02175。fv=4.29 f=16500/2000=8.25故刚度符合要求。6 结束语未来桥式起重机机械部分将向着以及先进的制造工艺， 便宜而优质的材料， 更加合理了构造方式，较低的制造成本等方向发展，最终实现桥式起重机的高效化、实用化。因此，采用优化的机构，减少用材，提高材料的性价比是不忽视的。以改善桥式起重机的整体性能，对推动起重更新换代，具有非常现实的意义。参考文献1张质 .起重机设计手册M. 北京：中国铁道出版社，