龙门起重机结构设计

龙门起重机计算说明书一龙门起重机的结构形式、有限元模型及模型信息。该龙门起重机由万能杆、钢管以及箱形梁组成。上部由万能杆拼成，所有万能杆由三种型号组成，分别为2N1,2N4,2N5,所有最外围的竖杆由2N1组成，其他竖杆由2N4组成，所有斜杆由2N5组成,其他杆均为2N4；龙门起重机两侧下部得支撑架由钢管组成，钢管的型号为φ2196、φ835,其中斜竖的钢管为φ219X6，其他钢管为φ83X5；龙门起重机上部和下支撑架之间由箱型梁连固接而成，下支撑架最下端和箱型梁相固连。所有箱型梁由厚为6mm的钢板焊接而成。对龙门起重机进行建模时，所选单元类型为Link8、Pipe16、Shell63三种单元类型。有限元单元模型见图1。模型的基本信息见下：关键点数988线数3544面数162体数0节点数1060单元数3526加约束的节点数48加约束的关键点数0加约束的线数0加约束的面数12加载节点数18加载关键点数18豪加载的单元数呢饥鸭0豆加载的线紧数努将缎0蒙加载的面剑数询极纪0示始味她乡话办尚选二夕袍结构分析的建搁模方法和边界疯条件说明。变沾应力分析采用呜有限元的静力云学分析原理，慌其建模方法采役用实体建模法翅，采用体、面框、线、点构造洋有限元实体。倚其中所有箱形倡梁用面素建模敲，其余用线素城建模，然后在蛮实体上划分有济限元网格，具慈体见单元图。北对于边界条件投和约束条件，丑是在支撑架下姓的箱型梁的底布面两端锁加钞X,Y,填Z问三方向的约束扑以模拟龙门起资重机的实际情泻况。载荷分布吃有纪4慧种情况：工作鲜时的吊重、小理车自重、风载浸荷、考虑两度裤偏摆时的水平军惯性力，具体订见下。流三绝怎姻载荷施加情况昼。题（敬1涝）工作时的吊巡重歇工作时的吊重养为泽40t叶,哨此载荷分布在伏小车压在轨道克的侨4艇个位置，每个素位置谊为坡10纵t惜。由于小车在坝轨道上移动，已故载荷的分布涨位置随小车的伐移动而改变，学由于小车移动敞速度慢，我们铁只把吊重载荷奇的施加作两种垫情况处理：在何最左端（或最翠右端），以及俊龙门架中部位飞置。居（悔2栽）小车自重状难台小车自重摔为钞7t公,签和吊重载荷分萝布位置相同。特（反3悔）园达风载荷枝风载荷欣：惨Ⅱ白类风载。滨蒙盒（炎4道）考资虑霜2更0衣偏摆时的水平锅惯性力汗做挽该水平惯性力参大小为吊重乘饱以角度大小涉为寻2滋0猎的正切值，施懂加位置和吊重裁载荷施加位置临相同，方向为翻水平而的长X削向嗽和絮Z想向。日四取独计算结果与说既明。风型刷对应吊重载荷肥的施加位置，功共有两种计算宅情况；绿羞小车在中间位为置时：僻万能杆应力分愉布云图如辨图椒2毅所示，最大应抱力分布云图如袋图话3架所示，钢管应圈力分布云图如消图炕4减示，最大应力策分布云图如洞图忽5纷示，箱形梁应恢力分布云图如据图我6技示，最大应力套分布云图如株图螺7薪示贼,X,Y,泻Z辩三方向位移分息布云图如值图摧8,倘9斯，坝1线0筒示。总计算结坝果见表一，表六二。幅表一（ＭＰａ扯）叶名黑称昨汪闹结构叙整机主结构牵箱形梁三钢管然最大应力唉-8贵6状（压）候7粒8临（拉）贡26.768俱88.414像遮饭表二（处ｍｍ）若名斑称疲换哪结构专X岁方向善Y洲方向夫Z普方向不最大位移速5.717查-44.57触1途47.248富由于该龙门架卷结构主要杆结匆构组成，所以桃要对局部受力般较大的杆进行肯稳定性计算。胳对于型号淡为千2N兴1离的万能杆，其叫应力分布见低图纤1劝1如示，从图中可糊以看出最大压佳应力哪为倚N=77.5弃05,2N猴1添的万能杆的稳报定系蝴数蜓φ割min=0.粥6936,获N崖/睬φ吹min=77努.505/0吃.6936=兴111.74妄M待P往a<170M位P栗a荡，所以不会失嚷稳。轰对于型号裕为攻2N乎4京的万能杆，其碧应力分布见撒图举1付2授示，从图中可睛以看出最大压东应力厌为组N=44.6猛04,2N垄4盈的万能杆的稳丢定系什数兽φ知min=0.酿79,奔N舰/虎φ拨min=44第.604/0未.79=56析.46M参P务a<170M者P岭a僵，所以不会失秆稳。籍对于型号捎为盖2N重5敬的万能杆，其蒜应力分布见废图买1烛3斥示，从图中可御以看出最大压胞应力汤为柄N=46.5夫4,2N坐5闷的万能杆的稳宅定系摆数因φ源min=0.偶439,舒N液/办φ疯min=46惜.54/0.定439=10制6.01M享P歌a<170M相P湿a绢，所以不会失落稳。传阔转绩对糠于垮φ仁219×浸6盟的钢管，其应知力分布见痒图王1是4刑示，最大压应假力搅为毁N=86.8鹊88,昼蒙从图中可以看课出弯曲应力有为葵88.41巾4鬼，最长塘的期φ聚219×拉6哲钢管的稳定系腐数群φ觉min=0.骑856凶，番稳定性应丈力叼=86.88呀8/0.85血6+88骆.414歇–规86.888症阴=103.盈4Mpa<1盛40M佣P达a巷，所以不会失苹稳。间对萌于浙φ边83×准5逆的钢管，其应偏力分布见识图预1冠5匹示，压应力衡为霉N=40MP宽a添,碗弯曲应力柜为暖46Mpa谈,辆φ蚕83×朵5疫钢管的稳定系忧数貌φ包min=0.醒70多7容，校稳定性应披力旱=40/0.炭707+踪46积–苏40恐砍=6爆2.6Mp堂a景《转140Mp严a够，所以不会失货稳翅瞎小车在最左（谊或最右）位置扰时：宗万能杆应力分身布云图如裹图协1篇6偶示，最大应力是分布云图如泛图拨1凶7香示，钢管应力饥分布云图如梯图垫1弦8橡示，大应力分私布云图如迟图器1婆9堆示，板应力分情布云图如把图判2乒0恨示，最大应力令分布云图如胁图甜2丘1析示愈,X,Y,粪Z效三方向位移分筛布云图如面图垫2胡2图，阀2广3谊，灶2并4辈示。潮表一（ＭＰａ累）。晴名嗽称摔闪置结构蛋整机主结构怎箱形梁汁钢管赖最大应力书-140.8汪04嘱(滑拉绪)雪85.717五(登压汁)诵29.94暗106.34疲5家表二（ｍｍ筛）谷名茧称夸本倍结构预X别方向蹄Y拴方向肢Z励方向马最大位移磨13.688疼-32.36夏5距63.294终由于该龙门架宝结构主要杆结捡构组成，所以腔要对局部受力赖较大的杆进行佩稳定性计算。尚对于型号五为挨2N依1酷的万能杆，其陕应力分布见绳图怀2底5猪示，从图中可缩以看出最大压乖应力什为重N=67.2收08,2N击1退的万能杆的稳余定系繁数浓φ稻min=0.食6936,冤N序/鉴φ晌min=67叹.208/0键.6936=站96.9M任pa<170葱Mp器a直，所以不会失箭稳。年对于型号沾为愉2N奸4障的万能杆，其封应力分布见秘图委2诚6歼示，从图中可搭以看出最大压乏应力扭为珍N=52.9竭97,2N煤4爷的万能杆的稳纪定系尾数紫φ生min=0.蹈79,允N案/保φ挎min=52泊.997/0现.79=67承.08Mp肥a<170M钥p亡a纤，所以不会失魔稳。温对于型号低为括2N剧5梅的万能杆，其烧应力分布见谷图肠2渐7觉示，从图中可远以看出最大压弟应力望为酷N=54.6他69,2N域5巡的万能杆的稳银定系场数薯φ羽min=0.泥439,亦N兰/屋φ棍min=54历.669/0倒.439=1哄24.53椅Mpa<17悠0Mp沃a哥，所以不会失仗稳。写对竟于瞎φ愈219×映6进的钢管，其应弦力分布见瓣图割1乳4奴示，最大压应挨力蛙为投N=104.痛804MPa液,颈公从图中可以看先出弯曲应力羞为增106.34铺5MP愿a伯，豆φ环219×乓6警钢管的稳定系访数纽φ阅min=0.合856口，沙稳定性应继力鬼=104.8析04/0.8舰56+1闪06.345族-104.8岩04成=124M揪pa<140咬M冤P普a监，所以不会失增稳。摄对竭于吗φ呆83×屈5弦的钢管，其应凤力分布见缝图核2戚9羊示，压应力努为顷N=55.1富37MPa蔬,赶弯曲应力阴为冒59.307伶Mpa计,艰φ彼219×辞6船钢管的稳定系毛数岔φ起min=0.押707愈稳定性应沙力把=55.13昌7/0.70笛7+59闷.307-5糕5.137凶鸡=8缴2.2<14块0Mpa,亡榜所以不会失候稳群.议图陆1想岭单元模型图贱图阁2吹必整机主结构应松力分布图团图谷3苏米最大应力分布棕图总图蔬4哲量钢管应力分布隔图蹄图幼5神搁大钢管最大应荐力分布图兔图够6歉以箱形梁应力分闷布图鸭图恩7映箱形梁最大应爷力分布图谱图骆8以X万方向位移图猫图渠9监Y什方向位移图什图捏10克Z骑方向位移图握图隐112N健1订应力分布图标图迎122N垮4考应力分布图混图储132N岛5墓应力分布图阀图旬14言然大钢管应力分取图狸图框15纷责小钢管应力分有图活图鼓16灶另整机主结构应你力分布图现图夕1售7棚整机主结构最虏大应