40米架桥机详细计算书

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2.1、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c架边梁当提升小车偏移架桥机主梁一侧时，此侧主梁中

2、的剪力最大，所以应校核主梁腹杆的强度及稳定性。2.1.1主梁上下弦杆的强度计算2.1.1.1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）r - - - -；&-h删璽世鯉邂yg阖凰阖麗轉0帥翩醐鞠Pffi團删陶as制艸如妳阖團H P国屢驢囲側：（ 1M 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）r f. R 1 " t r £ II " R p V p 1-r ir t - vr ir r i r -i itv j | T IF|'aTHa A/ i i A |i A * tv

3、 r H J . 1 i i A i A A J. i i Vi . Ji i i "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IM max =717t - m主梁截面如图:上弦是两根工字钢 32b,中间加焊10mn芯 板。下弦是四根槽钢25a,中间加焊8mn芯板。-!截面几何参数如表所示:A 1139073.3809Ip696588224684328lxly7164160649.4688ix1264.6809iy428J956Vx(l)46812866.6441VW010139083.3857Vx(D4

4、842120012535VvCO10137290.2363ecHtt24528623.8464ram6173509.6601主梁的正应力：(TmaFM max/Wx=717X 1o746812866.6441 X 10-9=153MPa:门 =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的。2.1.1.2架中梁时，主梁的最不利位置在跨中梁中的最大弯矩IM m ax =477t - m主梁的正应力:4-9(7 maFM max/Wx=477X 10/46812866.6441 X 10=102 MP a 门 =170 Mpa主梁上、下弦采用Q235B钢材

5、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。2.1.2.1考虑销板及销轴的重要性，将销板放在最不利的位置。设2.1.2弦杆的接头销板及销轴的强度计算-!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#钢，销轴的工作直径© 50nn销轴的布置如图所示。2.1.2.2上弦单块销板的轴力为：Max上=Max /4=71.25t90170flflgcs<£9 £>lift*680*=*11lT90mi 6戏 9017090上弦

6、单块销板的面积为-6 2A 上=8136x10 n销板的工作应力为(T 销板上二 Max上/A 上=71.25 X 104/8136x10-6=87.57Mpav门=170Mpa上弦销板满足抗拉强度。2.1.2.3下弦单块销板的轴力为：Max下=NW4=71.25t下弦单块销板的面积为-6 2A 下=6600x10 n销板的工作应力为八肖板下二 Nnax下/A 下=71.25 X 104/6600x10-6 = 108v 门 =170Mpa下弦销板满足抗拉强度。F 上=285t/3=95t销轴中的工作剪力为T (F 上/8 X 104) / (3.14/4 X 502x 10-6) =60.5

7、Mpa< T =110Mpa45#钢许用剪应力T =110Mpa上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.2.5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T (F 下/4 X 104) / (3.14/4 X 502x 10-6) =60.5Mpa< : T =110Mpa45#钢许用剪应力T =110Mpa上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.3腹杆的强度计算架边梁时，提升小车不位于架桥机的中心，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

8、 支及中托处的反力q = 0,56t/n、s/S3t36000831 7eeooonoDLNthIN 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# 槽钢对扣，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= 110t腹杆所受的轴力可根据平衡方程求出,F腹杆= 115t此轴力由八根12#槽钢承担, 腹杆的截面面积为A腹杆= 15.366 X 8 cm2腹杆的工作应力为"=t =15.366 8010 4 =93.55MPa< 070 MPa腹杆满足强度条件。2.1.4主梁的刚度计算fc二PI3/48EIx

9、=32X 41003/48 X 2100X 6249466,1818 =3.5cmv4100/600=3.83cm主梁的刚度满足要求。2.1.5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 。2.2前支、中托部分的强度计算2.2.1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，此时前支腿受力最大,所受的最大轴向力为:N 前=95t2.2.1.1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© 325*12及四周12mm厚钢板焊接而成。

10、£ *截面几何参数如表所示:讳工9二3机4?也日趾心：<7三04£6824二 31753463.324 ：?3,395S 1-3,0959前支腿立柱的工作应力为:。前支=恰= 2o99|3814-=45-3MPa< d=17° MPa支腿立柱满足强度条件。2.2.1.2前支腿下横梁强度计算如图下横梁由钢板组焊而成,W 前 x=4821.6cm3rj工乍应力 = Wt =舄汙吨伽Pa日70 Mpa221.3前支腿定位销轴计算前支腿定位销直径松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:4T

11、皂二 95 10 4 =94.5mpav T=110 MpaAs 100.5 10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。2.2.2中托部分的强度计算mi2.2.2.1中托弯梁强度计算如图bbtj"rLi.弯梁截面： W弯x=5945.213cm3工作应力。弯梁=毎=5836.266 0036 =28.3Mpa<沪170 Mpa中托弯梁满足强度条件。222.2中托反托轮箱的连接铰座销轴计算选用© 80的销轴，材质45#钢受剪面积为 A=1/4 nX 802X 2=10048X 10-6 m2工作剪力为Fs= 55t工作剪应力:4Fs 55 10 CJI

12、 -7IK?I 1 T二L = “ “6=54.7Mpa< TAs 10048 10连接铰座的耳板选用§30的钢板，受挤压面积Ac=2 X30X 8OX1O-6=48OOX 1O-6 m2工作挤压应力Fc55 104ec二竺二 55 10 6 =114.6Mpa< cc=220 MpaAc 4800 10中托连接铰座可安全承载2.3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IMiO截面 Wx=14011cm3工作许用应力dnax=maxW4193104193 10 6 =137.7Mpav d =17

13、0 Mpa14011 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。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© 500;大、小齿轮齿数分别为：59、17;f=(80+4.8) X (2%+2%0)+1 X 1.6 X 250X (1.7 X 2)/104=2.44tP =f X 10X (2.3/60)/(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：ZD1

14、22-4/1.5KW;转速:1380转/min减速机速比的选择:i=1380X 17/59X 3.14X .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© 500;大、小齿轮齿数分别为：59、17;f=(80+14) X (2%+2%0)+1 X 1.6X 250X (1.7X 2)/104=2.644tP =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:

15、i=1380X 17/59X 3.14X .5/1.8=119.7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/Smax> n 绳S 绳二 SmaxX n 绳/0.824=5 x 10 x 4/0.82 =235294Nv329500N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6.1.纵移机构电机的选择V=4.8m/minf=93.5 X (2%+2%o )+1 X 1.

16、6 x 250 x (1.264 x 2.17+3.2 x 0.5 x 2+.42 x 1.1 x 2+0.4 x 27)/ 104=2.75t所需单个电动机功率:P=2.75 x 10x (4.8/60)/(0.9 x 4) x 2.2= 1.34KW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：© 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 3.14 X 0.5 /4.8= 119.6查减速机型号为:BLED271

17、8-121速比6.2.横移机构电机的选择V=2.3m/minf=355.8 X (2%+2%o)+3.8=11.63t所需单个电动机功率:P =11.63X 10X (2.3/60)/(0.9 X 4) X 2.2=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：© 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 3.14 X 0.5 /2.3=249.7查减速机型号为:BLED2718-253速比7. 各机

18、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二 2M=1.105x1055611664Nm减速器传动比139，丫WZ-300/45制动器制动力距630Nm实际传到高速轴上的力矩安全系数=630/83.9=7.5,安全可靠。:M1=11664/139=83.9Nm < 630Nm7.2.天车横移制动ZD122-4/1.5KW 电动机,制动力矩 8.1x2=16.2Nm扭矩 M=PR=(104.8x0.015)x0.25 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