300t桥式起重机设计计算报告书Word格式文档下载.docx

1、二.主,端梁截面几何性质主梁: A= 148800 A0= 4840710形心：x1= 852. x2= 1013. y1= 1317.1875 y2= 1372.8125Ix= 8.75I1=Iy= .1606端梁 A= 74400 Ix= I2=Iy= 5.398525E+09三.载荷1.固定载荷主梁自重载荷Fq=k*A*g= 16042.41072填充系数k取k=1.4,考虑走台重量小车轨道重量 Fg=mg*g= 1111.6692栏杆等重量 Fl=ml*g= 981主梁匀布载荷Fq=Fq+Fg+Fl= 18135.079922.小车轮压.满载小车静轮压P =Pj1+Pj2= 20950

2、003.动力效应系数1=1.12=1+0.7*Vq= 1.674=1.1+0.058*Vd*h0.5= 1.162833（h=1mm）统一取较大值= 1.1628334.惯性载荷大,小车都是8个车轮,其中总轮数是积极轮I= 4倍,按车轮打滑条件拟定大,小车运营惯性力一根主梁上小车惯性力为Pxg=P/（I*7）= 74821.大车运营起,制动惯性力（一根主梁上）为PH=P/（I*7）= 74821.FH=Fq/（I*7）= 647.6814主梁跨端设备惯性力影响小,忽视不计5.偏斜运营侧向力一根主梁重量为PG=Fq（L-0.4）= 598457.63736一根端梁单位长度重量为:Fq1=k*A*

3、g= 16042.41072一根端梁重量为PGd=Fq1*B= 37814.25384一组大车运营机构重量（两组对称配备）为PGj=mj*g= 7877.43司机室及设备重量（按合力计）为PGs=ms*g= 19620（1）,满载小车在主梁跨中央左侧端梁总静轮压计算PR1=0.5*（PQ+PGx）+0.5*（2*PG）+PGs*（1-d2/L）+PGj+PGd= 2886807.0457509由L/B0= 5.67,查得=0 .1927778侧向力为Ps1=0.5*PR1*= 278256.（2）满载小车在主梁左极限位置左侧端梁总静轮压为PR2 = （PQ + PGx） * （1 - 2 /

4、L） + PG + PGs * （1 - 3 / L） + PGj + PGd= 3760641.77628982测向力为:PS2=0.5*PR2*= 362484.6.扭转载荷偏轨箱形梁由Ph和PH偏心作用而产生移动扭矩,其她载荷PGj,PGs产生扭矩较小且作用方向相反,故不计算偏轨箱形梁弯心在梁截面对称形心X轴上（不考虑翼缘外伸某些）,弯心至主腹板中线距离为e1=2*（b-1/2-2/2）/（1+2）= 836.轨道高hg= 150h=0.5*H1+hg= 1495移动扭矩为Tp=P*e1= 1753031.53846154N.MTH=PH*h= 111858N.M四,主梁计算1.内力（1

5、）垂直内力计算大车传动侧主梁.在固定载荷与移动载荷作用下,主梁按简支梁计算,固定载荷作用下主梁跨中弯矩为Mq= * （Fq * L 2 / 8 + PGj * 0.94 / 2 + PGs * 3 / 2）= 2979154.12797645跨端剪切力为:Fqc= * （0.5 * Fq * L + PGj + PGs * （1 - 3 / L）= 382096.移动载荷作用下主梁内力1） 满载小车在跨中,跨中E点弯矩为Mp= * P / （4 * L） * （L - b1） 2轮压合力P与左轮距离为b1=P2*b/P= 2.7则,Mp= 17185880.1124064跨中E点剪切力为Fp=

6、0.5 * * P * （1 - b1 / L）= 999253.跨中内扭矩为Tn= 0.5 * （ * TP + TH）= 10751712）.满载小车在跨端极限位置（z=e1）,小车左轮距梁端距离为C1 = e1-l1 2-0.48 * b=0-.1048跨端剪切力为Fpc= * P * （L - b1 - C1） / L 2246846.54346108跨端内扭矩为Tn1=（ * TP + TH） * （1 - e1 / L）= 2021578.57899777主梁跨中总弯矩为Mx=Mq+Mp= 5034.2403829主梁跨端总剪切力（支撑力）为FR=Fc=Fqc+Fpc= 26289

7、43.09864868（2）水平载荷1）水平惯性载荷.在水平载荷PH及FH作用下,桥架按刚架计算.因偏轨箱形梁与端梁连接面较宽,应取两主梁轴线K代替原小车轨距K构成新水平刚架,这样比较符合实际,于是K=K+2*x1= 7.53b=K/2= 3.76a=0.5*（B0-K）=-.764水平刚架计算模型66666.下车在跨中,刚架计算系数为:r1 = 1 + 2 * a * b * 7 / （3 * （a + b） * L）= .559跨中水平弯矩（与单梁桥架公式相似）为:MH = PH / 4 * L * （1 - 1 / （2 * r1） + FH / 8 * L 2 * （1 - 2 / （

8、3 * r1）= 275221.跨中水平剪切力为Fph0.5*PH= 37410.跨中轴力为NH = （a - b） / （a * b * r1） * （FH * L 2 / 12 + PH * L / 8）= 630239. 小车在跨端.跨端水平剪切力为FCH= FH * L * 0.5 + PH * （1 - 2 / L）= 81157.382）偏斜侧向力.在偏斜侧向力作用下,桥架也按水平刚架分析,这时,计算系数为rs=1+K*I1/（3*L*I2）= 2.749 小车在跨中,侧向力为PS1= 278256.超前力为Pw1=PS1*B0/L= 49986.端梁中点轴力为Nd1=0.5*Pw

9、1= 24993.端梁中点水平剪切力为Fd1=PS1 * （0.5 - a / K / rs）= 153222.主梁跨中水平弯矩为Ms= PS1 * a + Fd1 * b - Nd1 * 0.5 * L=-64284.主梁轴力为Ns1=PS1-Fd1= 125033.主梁跨中总水平弯矩为My=MH+Ms= 210936. 小车在跨端.侧向力为PS2= 362484.PW2= PS2 * B0 / L= 65116.902671Nd2=0.5*PW2= 32558.Fd2=PS2 * （0.5 - a / k / rs）= 199603.主梁跨端水平弯矩为Mcs=PS2 * a + Fd2 *

10、 b= 459982.主梁跨端水平剪切力为Fcs=Pw2-Nd2= 32558.主梁跨端总水平剪切力为FcH=FcH+Fcs= 113715.8小车在跨端时,主梁跨中水平弯矩与惯性载荷下水平弯矩组合值较小,不需计算2.强度需要计算主梁跨中截面危险点，强度（1）主腹板上边沿点应力主腹板边至轨顶距离为hy=hg+1= 170m = * Pj1 / （2 * hy + 50） / 3= 227.垂直弯矩产生应力为01 = Mx *y / Ix= 29.9水平弯矩产生应力为02= My * X1 / Iy= 2.519E-03惯性载荷与侧向力对主梁产生轴向力较小且作用方向相反,应力很小,故不计算主梁上

11、翼缘静矩为Sy=1 * B1 * （ Y1 - 0.5 * 1）= 10673281.25主腹板上边切应力为 = Fp * Sy / （Ix * （3 + 4） + Tn / （2 * A0 * 3）= 2.24点折算应力为0=01+02= 29.41 = （0 2 + m 2 - 0 * m + 3 * 2） 0.5= 214.（2） 点应力2 = （Mx * Y2 / Ix + My * （B1 - x1111） / Iy） = 154.7（3） 点应力;3 = 1.15 * （Mx * Y2 / Ix + My * （x2 - 20） / Iy） = 177.（4）主梁跨端切应力主梁跨端

12、截面变小,为便与主,端梁联接,取腹板高度等于端梁高度hd= 1240mm,跨端只需计算切应力1） 主腹板,承受垂直剪力FC及扭矩Tn1,故主腹板中点切应力为 = 1.5 * FC / hd / （3 + 4） + Tn1 / 2 / 3 / A0主梁跨端封闭截面面积为A0=（B+0.5*1+0.5*2）*（h0+0）= 4840710（ 0为端梁翼缘板厚度）代入上式 = 1.5 * FC / hd / （3 + 4） + Tn1 / 2 / 3 / A0= 153.副腹板中两切应力反向,可不计算2）.翼缘板.承受水平剪应力Fch= 113715.8及扭矩Tn1= 2021578.5789977

13、7 = 1.5 * FcH / （1 * （2 * B1 + B2） + Tn1 / （2 * 1 * A0）= 24.6主梁翼缘焊缝厚度取hf= 14mm,采用自动焊,不需计算3.主梁疲劳强度校核桥架工作级别为A 5,应按载荷组合I计算主梁跨中最大弯矩截面（E）疲劳强度由于水平惯性载荷产生应力很小,为了计算简要而忽视惯性应力求截面E最大弯矩核最小弯矩,满载小车位于跨中（轮压P1在E点上）,则Mmax=Mx= 5034.24038297空载小车位于右侧跨端时左端支反力为FR1 17088.74532Mmin = Mq + * FR1 * （L - 1.5） * 0.5= 3296102.362

14、6827（1）验算主腹板受拉翼缘焊缝疲劳强度8888888max=Mx * （Y2 - 1） / Ix= 149.min=Mmin * （Y2 - 1） / Ix = 24.45应力循环特性r=min/max=0 .3882依照工作级别A 5,应力集中档级K1及材料Q235,查_1= 0MPa,b=370MPa焊缝拉伸疲劳许用应力为r1=1.67*_1/（1-r*（1-_1/0.45/b）= 0max= 149.r1. （合格）（2） 验算横隔板下端焊缝与主腹板联接处max = Mx * （Y2 - 50 - 2） / Ix= 0min = Mmin * （Y2 - 50 - 2） / Ix=

15、 0r=min/max=0 0显然,相似工况下应力循环特性是一致依照A 5及Q235,横隔板采用双面持续贴角焊缝连接,板底与受拉翼缘间隙为50mm,应力集中档级为K3,查得_1= 0拉伸疲劳许用应力为max= 03,按a=3b计算=3=c/a=c/（3b）= .039区格I属双边局部压缩,板得屈曲系数为Km=0.8 * （2 + 0.7 / 2） * （1 + ） / / = 3.377721mcr= * Km * E= 336.mcr = 235 * （1 - 235 / 5.3 / mcr）= 204.区格平均切应力为 = Fp / h0 / （3 + 4） + Tn / （2 * A0

16、* 3）= 22.由=a/b= 41,板得屈曲系数为K=5.34+4/2= 5.59cr = * K * E= 557.130.5*cr= 965.30.5*cr=235 * （1 - 235 / 5.3 / （30.5cr）= 224.cr=30.5*cr/30.5= 129.区格上边沿得复合应力为（1 2 + m 2 - 1 * m + 3 * 2） 0.5= 217.=a/b= 42,区格临界复合应力为cr = （1 2 + m 2 - 1 * m + 3 * 2） 0.5 / （1 + ） / 4 * （1 / 1cr） + （3 - ） / 4 * （1 / 1cr） 2 + （m

17、/ mcr） 2 + （ / cr） 0.5）= 175.cr=cr/n= 175./3= 131.（1 2 + m 2 - 1 * m + 3 * 2） 0.50.75s需要修正,则1cr= 235 * （1 - 235 / 5.3 / 1,K=5.34+4/2= 5.59cr = * K * E= 409.30.5cr= 709.30.5cr= 235 * （1 - 235 / 5.3 / 30.5cr）= 220.cr = 30.5cr / 3 0.5= 129.复合应力为（1 2 + 3 * 2） 0.5= 30.92,区格I临界复合应力为cr = （1 2 + 3 * 2） 0.5

18、/ （1 + ） / 4 * （1 / 1cr） + （3 - ） / 4 * （1 / 1cr） 2 + （ / cr） 0.5）= 98.1（1 2 + 3 * 2） 0.5lf （足够）主,端梁连接焊缝足够承受连接水平弯矩和剪切力,故不再计算六. 刚度计算（1） 桥架垂直静刚度满载小车位于主梁跨中产生静挠度为Y = P / （48 * 206000# * Ix） * （L 3 - b 2 * / 2 * （3 * L - b）= 42.5Y=L/1000 33.4（2）桥架水平惯性位移X = PH * L 3 / （48 * 206000 * Iy） * （1 - 0.75 / r1）

19、+ 5 * FH * L 4 / （384 * 206000 * Iy） * （1 - 0.8 / r1）= .11fv=2Hz（4）.水平动刚度起重机水平动刚度以物品高位悬挂,满载小车位于桥架跨中水平自振频率来表征半桥架中点换算质量为me=0.5*（mG+mx+mQ+m0）= 258734.半刚架跨中在单位水平力作用下产生水平位移为e = L 3 / （48 * 206000# * Iy） * （1 - 0.75 / r1）= 5.852E-06桥式起重机水平自振频率为fh = 1 /（2*）* （1000 / （me * e） 0.5= 4.32fhfh=1.52Hz七.桥架拱度桥架跨度中央原则拱度值为f0=L/1000= 33.4考虑制造因素,实取y0=1.4*f0= 46.76跨度中央两边按抛物曲线y=y0X（1-4a2/L2）设立拱度,距跨中为a1=L/8点 Y1 = 46.76 * （1 - 4 * （L / 8） 2 / L 2）= 43.8375距跨中为a2=L/4点 Y2 = 46.76 * （1 - 4 * （L / 4） 2 / L 2）= 35.07距跨中为a3=3L/8点 Y3 = 46.76 * （1 - 4 * （3*L / 8） 2 / L 2）= 20.4575至此,桥架构造设计所有合格.