40米架桥机计算书要点

1、40米架桥机计算书1、架桥机概况架桥机由主梁总装、前支腿总装、中托总装、后托总装、提升小车总装、后支腿总装、液压系统及电控部分组成，可完成架桥机的过孔，架梁功能，架桥机的高度可由安装于前支腿、后托的液压系统调 节，整个架桥机的所有功能可由电控系统控制完成。2、架桥机的结构计算1.1 、架桥机主梁的承载力计算计算架桥机主梁承载力，要分别考虑架桥机的三个情况。a过孔过孔时计算主梁上、下弦的强度，此工况，梁中的弯矩，可能是主梁所承担的最大弯矩，所以校核此状态时可计算主梁的强度。b架中梁此工况时，前提升小车位于主梁41米的跨中，弯矩可能出现最大 值c架边梁当提升小车偏移架桥机主梁一侧时，此侧主梁中的剪

2、力最大，所以应校核主梁腹杆的强度及稳定性。1.1.1 主梁上下弦杆的强度计算1.1.1.1 过孔时，当架桥机前支腿达到前桥台，尚未支撑时悬臂端根部的最大弯矩（如图）M max=717t m架中梁时，当提升小车位于主梁41米的跨中时，梁中的最大弯矩（如图）呼'#q mi *f|-AA AAAI A j A 1 A A , AVA A *，M max=477t m此较两处的弯矩可知过孔时的弯矩是主梁承受的最大弯矩，也是控制弯矩，按此弯矩来校核主梁上、下弦的强度Mmax=717t m主梁截面如图：上弦是两根工字钢 32b,中间加焊10mms板。下弦是四根梢钢25a,中间加焊8mm 芯板。截面

3、几何参数如表所示:A390733809Id696588224686328lx62494 侯86641Iv7164160649.4688ix12646809iy42al956Vx(B46812866.6441Vy<fi10139083.3857P 48421200.2535v"10127290.2363VC Utt24528623.8464tYHtt6173509.6601主梁的正应力：bmahM max/Wx=717X 104/46812866.6441 X 10-9=153MPa (T =170Mpa主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa 所以过孔时主梁是安全

4、的。1.1.1.2 架中梁时，主梁的最不利位置在跨中，梁中的最大弯矩M max =477t m主梁的正应力：(rmax=M max/WX=477X 104/46812866.6441 X 10-9=102MPac (T =170Mpa主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa工作应力小于Q235B的许用应力，满足强度条件，所以架中梁时, 弦杆是安全的。1.1.2 弦杆的接头销板及销轴的强度计算1.1.2.1 考虑销板及销轴的重要性，将销板放在最不利的位置。设销板位于过孔时的悬臂端的根部，尺寸如图所示，材质Q235。销板、销轴所承受的最大轴力为Nna>=285t销轴材质为45#

5、钢，销轴的工作直径0 50mn销轴的布置如图所 示。1.1.2.2 上弦单块销板的轴力为：Ma让=Max/4=71.25t乳go小）9 /上弦单块销板的面积为A±=8136x10-6m2销板的工作应力为"销板上=Max±/A 上=71.25 X 104/8136x10-6=87.57Mpa<=170Mpa上弦销板满足抗拉强度。1.1.2.3 下弦单块销板的轴力为：Max* NW4=71.25t下弦单块销板的面积为A 下=6600x10-6m2销板的工作应力为(T销板下=22*下以下=71.25乂 104/6600乂10-6 = 108< g =170M

6、pa下弦销板满足抗拉强度。1.1.2.4 上弦单根销轴所承担的剪力为F 上=285t/3=95t销轴中的工作剪力为=(F上/8 X 104) / (3.14/4 X502X10-6) =60.5Mpa< 行=110Mpa45#钢许用剪应力行=110Mpa上弦销轴满足抗剪强度条件.1.1.2.5 下弦单根销轴所承担的剪力为F 上=285t/6=47.5t销轴中的工作剪力为许(F下/4 X 104) / (3.14/4 X502X 10-6) =60.5Mpa< 刁=110Mpa45#钢许用剪应力行=110Mpa上弦销轴满足抗剪强度条件.1.1.3 腹杆的强度计算架边梁时，提升小车不位

7、于架桥机的中心，而是偏移架桥机主梁的一侧，此侧主梁承担的剪力最大，而剪力是由腹杆承担的，设计腹 杆时，将它放在最不利位置。取卷扬小车偏移一侧的主梁为研究对象，由平衡方程可求解，前支及中托处的反力32口口 Lq = 0.56t/m土83七W%闱二优-(：。(：.N中N电N 中=110tN 前=95t主梁中的最大剪力发生在中托附近及前支附近，所以腹杆选用12#梢钢对扣，在中托附近及前支附近加强，打花撑旨在增加抗剪面积。主梁中的最大剪力为N中二 110t腹杆所受的轴力可根据平衡方程求出，F倒干= 115t此轴力由八根12#梢钢承担，腹杆的截面面积为A腹杆= 15.366X8 cm2腹杆的工作应力为4

8、F115 ： 10(T倒f = F =-1=93.55Mpa< d=170 MpaA复杆 15.366 8 10腹杆满足强度条件。1.1.4 主梁的刚度计算fc=pl3/48EIx=32X 41003/48 X2100X 6249466,1818=3.5cm<4100/600=3.83cm主梁的刚度满足要求。1.1.5 结论经上面对主梁弦杆、销板、销轴及腹杆的强度、刚度及稳定分析, 可知，架桥机主梁可安全承载，主梁是安全的。1.2 前支、中托部分的强度计算1.2.1 前支腿的强度计算计算前支腿的强度时，将前支腿放在其最不利的工作状况，既架设边梁时，提升小车偏移一侧主梁，此时前支腿受

9、力最大，所受的最大轴向力为：N前=95t1.2.1.1 前支腿立柱强度计算前支腿立柱选用箱型截面如图:材质为Q235B,由无缝钢管0 325*12及四周12mm厚钢板焊接而成。截面几何参数如表所示:典 33952834?1帆蚁：a_75C44£R#447中上工123X959123,0959前支腿立柱的工作应力为:N 箭95M104g前支=4 = 95 10 工=45.3Mpa< d=170 Mpa%209.538 10支腿立柱满足强度条件1.2.1.2 前支腿下横梁强度计算如图闵下横梁由钢板组焊而成， W前x=4821.6cm3工作应力=2=59.1Mpa<【d=170

10、Mpa1.2.1.3 前支腿定位销轴计算前支腿定位销直径料0,材质为45#钢销轴的受剪面积为A=100.5 cm2销轴中的工作剪力为Fs= 95t销轴中的工作剪应力为:Fs于 -As-4_ 95 10100,5 10=94.5Mpa寸=110 Mpa从以上计算中可知，前支腿各部分满足强度条件，可安全承载1.2.2 中托部分的强度计算2.2,2,1中托弯梁强度计算如图瞥葡弯梁截面： W弯x=5945.213cm3工作应力 6弯梁= = 55"04父叱=28.3Mpa< d=170 MpaW X 5836.266 10中托弯梁满足强度条件。2.2.2.2中托反托轮箱的连接较座销轴计

11、算选用0 80的销轴，材质45#钢受剪面积为 A=1/4 兀 X 802X2=10048X 10-6 m2工作剪力为Fs= 55t工作剪应力：Fs6= As一 一 455 1010048 10-6=54.7Mpa<连接钱座的耳板选用§30的钢板，受挤压面积Ac=2 X30X80X10-6=4800X 10-6 m2工作挤压应力_ FcAc55 1044800 10 6=114.6Mpa< cc=220 Mpa中托连接较座可安全承载1.3 提升小车横梁的强度计算架设中梁时，提升小车所承受的弯距最大，其值为Mmax=193t.m小车横梁截面为箱型双梁如图截面 Wx=14011

12、cm3工作许用应力 用ax=Mm= 193M叫=137.7Mpa< d =170 MpaWX14011 10”提升小车可安全承载3 .结论经过对架桥机的主要受力构件的强度进行计算，可知均满足相应 的强度条件及稳定条件，所以可按计算中的各截面尺寸设计架桥机。-10 - 架桥机在不同的工况下均可安全工作。4 .天车电机、减速机的选择：4.1 横移小车电机、减速机的选择V=2.3m/min;车轮0 500;大、小齿轮齿数分别为：59、17; f=(80+4.8) X (2%+2%。)+1 X 1.6 X 250 X (1.7 X 2)/104=2.44t P =f X 10X (2.3/60)

13、/(0.9X 2)X 2.2 = 1.14KW注：2.2为放大系数。经综合考虑：选择电机型号：ZD122-4/1.5KW;转速:1380转/min 减速机速比的选择：i=1380X 17/59X3.14X.5/2.3=249.7查减速机型号：BLED2718-253速比4.2 纵移小车电机、减速机的选择V=4.8m/min;车轮0 500;大、小齿轮齿数分别为：59、17; f=(80+14) X (2%+2%。)+1 X 1.6X 250X (1.7X 2)/104=2.644t P =f X 10X (4.8/60)/(0.9X 2)X 2.2 =2.58KW注：2.2为放大系数。 经综合

14、考虑：选择电机型号：YEZ112S-4/3.0 KW;转速:1380转/min 减速机速比的选择：i=1380X 17/59X3.14X.5/1.8=119.7-11 -查减速机型号:BLED2718-121速比5 .钢丝绳的选择根据单个小车起重量80t,选择5t卷扬机，滑轮组倍率16。钢丝绳所受最大静拉力Smax=80/16=5tn绳=4所选钢丝绳的破断拉力应满足S 绳/Smaxn n 绳$绳=Smaxx n 绳/0.82=5X104X4/0.82=235294N<329500N查钢丝绳产品目录，可选钢丝绳18X 19-22-1700,所以符合全使用 要求.6 .大车运行机构的验算6.

15、1 纵移机构电机的选择V=4.8m/minf=93.5 x(2%+2%3 )+1 X 1.6 x 250X(1.264 x 2.17+3.2 x 0.5 x2+.42 X 1.1 X 2+0.4X27)/ 104=2.75t所需单个电动机功率：P=2.75X 10X(4.8/60)/(0.9 x 4) X2.2= 1.34KW-12 -注：2.2为放大系数。综合考虑后，最终选择电动机为：ZDi22-4/1.5KW;转速:1380转/min减速机的选择：电机转速：n=1380转/min;车轮直径为：0 500;小齿轮与大齿轮 的齿数分别为17,59故减速机速比：i =1380 X 17/59 X

16、 3.14 X 0.5 /4.8= 119.6查减速机型号为：BLED2718-121速比6.2 横移机构电机的选择V=2.3m/minf=355.8 x (2%+2Mo)+3.8=11.63t所需单个电动机功率：P=11.63X 10X(2.3/60)/(0.9 X4) X2.2=2.72KW注：2.2为放大系数。综合考虑后，最终选择电动机为：YEZ112S-4/3.0KW;转速:1380转 /min减速机的选择：电机转速：n=1380转/min;车轮直径为：0 500;小齿轮与大齿轮的齿数分别为17,59-13 -故减速机速比：i =1380 X 17/59 X 3.14 X 0.5 /2

17、.3 =249.7查减速机型号为：BLED2718-253速比7 .各机构制动力矩校核：7.1 提升机构满载时卷筒钢丝绳上的拉力为 5t,卷筒直径377mm,扭矩 M=PR=5x0.1885 =1.0556tm=10556Nm卷扬机钢丝绳平均绳速 v=9m/min=0.15m/s取动载系数 2=1+0.7v=1+0.7x0.15=1.105此时最大扭矩 Mmax= 2M=1.105x10556Q 11664Nm减速器传动比139 , YWZ-300/45制动器制动力距630Nm实际传到高速轴上的力矩：M1=11664/139=83.9Nm <630Nm安全系数=630/83.9=7.5,

18、安全可靠。7.2 天车横移制动ZDi22-4/1.5KW 电动机，制动力矩 8.1x2=16.2Nm扭矩 M=PR=(104.8x0.015)x0.25 弋 0.393 tm=3930Nm减速器速比253,大小齿轮数比59/17=3.47实际传到高速轴上的力矩:M1=3930/(253x3.47)=4.47Nm < 16.2Nm安全系数=16.2/4.47=3.6 ,安全可靠。7.3 天车纵移制动-14 -YEZ112S-4/3.0KW 电动机，制动力矩 43x2=86Nm扭矩 M=PR=(114x0.015)x0.25 弋 0.4275tm=4275Nm减速器速比121,大小齿轮数比59/17=3.47实际传到高速轴上的力矩：M1=4275/(121x3.47)=10.2 Nm <86Nm 安全系数=86/10.2=8.4 ,安全可靠。7.4 大车纵移制动ZDi22-4/1.5KW 电动机，制动力矩 8.1x4=32.4Nm扭矩 M=PR=(93.5x0.015)x0.25 弋 0.3506tm=3506N