桥式起重机主端梁连接计算分析

1、桥式起重机主端梁连接计算分析 摘要：本文对桥式起重机主端梁的连接形式加以介绍，着重对该处的连接螺栓进 行了分析计算，得出结论。关键词： .桥式起重机 法兰 高强度螺栓 分析计算 我厂桥式起重机的桥架大部分为偏轨箱型结构，其主梁与端梁间的连接是采用两 块厚度 20mm 以上的法兰板，分别焊在主梁和端梁上，然后用高强度螺栓通过法 兰板将主梁和端梁连接起来。这种型式的连接是通过施加给螺栓的预紧力，使法 兰板间产生强大的压紧力，利用构件接触面间的摩擦力来传递剪力，螺栓本身并 不受剪切和挤压。经过实践证明，这种连接方式无论在起重机的制造还是在运输 和安装方面都显示了它的优越性。下面，通过对螺栓的受力分析

2、和计算，得出所 需螺栓大小和数量。一、对于这种连接型式的设计计算，我们先做如下假定：1、在载荷作用下，连接接缝处仍保持为平面接触；2、所有高强度螺栓的直径和长度相同；3、所有高强度螺栓的预紧力相同；4、法兰板的凹凸台只起定位作用，不传递作用力；5、小车前轮运行至法兰连接的接缝处，且小车处于满载下降制动状态 （见图 1）。第 1 页，共 6 页算：1、法兰连接接缝处距端梁支撑点有一段距离 a，因此法兰板 承受弯矩作用而使螺栓受拉，假定因弯矩作用使法兰板绕最上边一排螺栓中心轴 线转动，则距此轴线最远的螺栓在213141i1MP=RA·a第 2 页，共 6 页RA=P1计? Lk-aL-a

3、- KT +P2计? k+? (G传+G主+G轨+G电) LkLk2式中：NP max螺栓所承受的最大外拉力， (N)；MP 法兰板所承受的弯矩， (N·mm)；l1、l2 li 螺栓轴线至法兰板上边沿的距离， (mm)； a 小车前轮至端梁 支撑点的距离， (mm) ；RA主梁支反力，见图 1所示， (N)；Lk 起重机跨度； (mm)；KT 小车轮距； (mm)；P1计、 P2计 小车计算轮压； (N)系数， =1.21.3； (*2)G传、G主、G 轨、G 电分别为大车传动机构、主梁、轨 道、导电滑架等的自重。 (N)2、由于起重机采用的是偏轨箱形梁结构，在偏心轮压的作用 下产

4、生一个力矩。该力矩作用在法兰连接的接缝平面内，使法兰绕通过螺栓组中 心而与接缝平面垂直的轴线回转。同时该力矩也需要法兰板间产生的摩擦力矩来 平衡。若假定每个螺栓所产生的摩擦力均集中在螺栓中心，从而形成与图3 所示r1 ri线垂直的各集中力，则最外侧螺栓所受的最大扭转剪力可表示为： Ne=Mer1n (*2 ) rii=12第 3 页，共 6 页1计 2计式中： Ne螺栓组中所需产生的最大摩擦力， (N)；r1 ri 每个螺栓中心至螺栓组中心的距离， (mm)； Me 在偏心轮压的作 用下产生的力矩， (N·mm)； e 轨道中心线至主梁弯曲中心的距离， (mm)； 近似为 e=2 1

5、+?2d2 1、2分别为主、副腹板厚度， (mm)； d2 主、副腹板中心线间距； K系数， K=0.950.98； n螺栓个数； 第 4 页，共 6 页3、因小车的计算轮压和主梁、大车运行机构等自重产生的作 用力在法兰板接缝处产生剪切，该切力同样需要法兰板间的摩擦力来平衡，每个 螺栓所受的剪力应为：NG 1RA n 三、对螺栓进行校验 1、螺栓抗剪承载力的检验每个螺栓的许用承载力为： N=0.7mf (P-1.4NP) (N) (*1) 式中： 0.7系 数，考虑连接受压变形见效螺栓的预拉力；NP 螺栓在其自身轴线方向所受外拉力， (N)； m传力摩擦面的数量；f 摩擦系数，根据接触面材质及

6、表面处理不同而不同， 详见下表。P螺栓预紧力， (N)。 P=0.6b·Fi b高强度螺栓材料经热处理后的抗拉强度极限，(N/mm2) ；Fi 螺栓计算面积(按内径计算)， (mm2)。 摩擦系数 f 值(*1)第 5 页，共 6 页螺栓计算剪力为： N=Ne+NG （*1 ） 螺栓的校核条件为： NN （*1 ） 2、螺栓抗拉承载力的校验 高强度螺栓所承受的轴向拉力不允许大于许用拉力，即： NP<NP式中： NP许用拉力， （N）。 NP=0.7PP 螺栓的预紧力， （N）； 四、结论 通过上述分析不难看出，这种连接形式具有计算较为简单、受力明确等特点，并 在实际应用中，满足强度、刚度的要求，而且此种连接方式还有安装和拆卸简 便、运输尺寸小等优点，值得在起重机