2022年电动葫芦设计方案流程和公式计算 .pdf

1 / 7 电动葫芦设计流程和公式计算 电动葫芦单梁桥式起重机主粱设计 要：根据要求选择了合适 的主梁截面形式 ，通 过主梁的抗弯强度校核、主梁跨中截面的弯 曲正应力校核、跨 端截面 的剪应力校核、主梁 跨度 处强度校核、主梁刚度校核等校核，可 以满足起重量 、跨度为 的强度、刚度等使用要求，为单梁桥式起重机的整机设计成功奠定了坚实 的基础 。关键 词：起重机；电动 葫芦 ；单梁 ；主梁中图分类号 ： 文献标识码：文章编 号： ） 单梁 电动葫 芦桥 式起 重机 一般 采用 工字 钢 作某工 厂根 据 厂房和 实 际需 要 ，要求设计 一 电动 葫芦单 梁桥 式起 重机 ， 由于主梁 是单 梁桥 式起为 电动葫芦的运行轨道 ， 电动葫芦沿工字钢的下翼缘运行 。在满足强度 、刚度 、稳 定性 的前 提下 ，小跨 度 的只 用一 根工 字钢 作 主梁 ，只用 于起 重不大 于 ，跨度不大 于 的情况 。为 保证 主 梁 的整 体稳 定性 并提高其 水平 刚度 ，主梁 于端 梁之 间应 设 隅支撑 ，必 要 时设水 平桁 架 ，主梁和 端梁 采用 焊接 连接 。大跨度 的主梁采用 型钢 组合 梁或 者钢板 与 工字钢 构 成 的组合 梁 。 目前常用的主梁截 面形 式如 图 所示 。重机 的主 要组 成 部分 ，关 系单 梁桥 式起 重机 的设计成 败和 安全 ，因此针对客户 要求 进行 了主 梁 设计。客户 对该 电动 葫芦 单梁 桥 式起 重机 的基 本设计参数要求：起重量 ；起升高度 ；跨度 。 主梁截 面形式的选择，、 二 ： ） ） ） 图 主 梁 截 面 形式除轧制 的或焊接 的宽 翼缘工字钢外，其他均采 用 带有内侧斜 翼缘 的工字钢 。对 于大 跨度 的还应 该 设置 水平 走 台 。对 于 大吨位 、大跨 度 的主梁也有采用 一钢 板 为翼 缘 的箱形 梁 ） 图 ，或 以精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页2 / 7 型钢 为翼 缘 的箱 形梁 ） 图 。由于要求 的吨位分析 图 所示 的主梁 主 要截面 形式 ， 、图主 要用于 小 吨位小 跨度 的起 重机 ； 、 图不美观，并且 其焊 接 工艺 比较难，也不能使 用 于 比较 大 的吨位 的起 重机 ； 图使用于大 吨位 、大跨度的起重机 ，焊 接 工艺 比较 多 ，加 工 的时候 比较 复杂 ，和跨度 并 不是 很大 ，故 不选用 这两 种箱 形梁 。并且 加工 时 间也长 ； 图外 表 比较美观，且 使用于大 吨位 、大跨度的起 重机 ，但是 由于主梁截 面是圆的，焊接的时候比较 困难 。 图次截面不仅美 观 ，易焊接 ，且可以用 于大吨位 、大跨度的起重机 ，故 选用 图截面形式 的主梁 。图 箱形梁结构形式 主梁截面尺寸的设计计算基金项目：福建省重 大专 项专 题项 目 ，福建省 闽港 人才合 作项目 ） ），福建工程学 院科研 启动 基金 。 ）作 者简 介 ：黄 为燎 ） 一 ，男 ，实验师 ，主要研究 方 向：机械设计制造 及 自动化 。万方数据第 期黄为燎 ： 电动葫芦单梁桥式起重机主梁设计 选定主梁截面形式后，截面尺寸可按静刚度条 件进行初选 。对于移动载荷 ，因小车轮距较小 ，近 似按集 中载荷处理 。主梁 跨 中 的静刚 度按 简支梁 计算 ，其 计算 式 为 ： 截 面 总面积 ： ： ）各部 分形 心计 算： 【 根据刚度条件，主梁所需的截面惯性矩为： ） ： 同理 ， ； 。 】 式中，一 梁 的跨 度 ， ； ） 截 面总形 心 ：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页3 / 7 ） ） 【卜 主梁的 用挠 【】 ； 一 许 度， 取 一 弹性 模量 ；尸一 电动 葫 芦 在 额 定起 重 量 时 的总 轮 压 计 动力 系数 ） 不 ： 葫 式 中， 表示 额 定起 重量 ， ； 葫表 示 电动 葫芦自重 ，。根据 设计 要求 ）各 部分 惯性 矩 的计算 ： ） 同理， ；厶 。 主梁截 面 总惯 性矩 ： ） ） 主梁 所 需要 的最 小截 面惯 性矩 为 ： 。 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页4 / 7 根 据 ，选 择 适 当 的 工字 钢 以及 加 强截 面 尺寸 。初步 设 计 主梁 的截面 尺 寸如下 图 示 。然 后计 算 次 截 面 的惯 性矩 ， 证 结果 是 否 满足 刚度 要验求。 ） 故所 设计 的次截面 尺寸满足 要求 。主梁各 部分 以及 整体 的抗 弯截 面系数 ： ： ： 同理 ， ； ； ）主 梁单 位重量 的计算 ： 主梁 的单位重量 ）要 由截面总面积， 主每 一块 的筋 板和占主 梁总 体重 量 的焊 缝图 主 梁 截 面组成： ） 主梁截 面惯性 矩 的计 算 主 梁 由冷 压 成型 的槽 钢 、 中间 的两 片钢 板和下 面 的工 字钢 三 部分 组成 ，依顺 序分 别 对三 部 分】） ） 。 的力学 特性 进行 计 算 ： ）各 部分面 积 计算 主 梁 的 自重 ： ： ） ： ） 主 梁 静定 简 支梁 ） 内力计 算 、抗弯 强度 以及 刚度校 核万方数据 ）起升 载荷 产 生 所 示 ） 图机 电技 术年 月 主梁 的抗弯 强度 校核精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页5 / 7 主梁选定截面尺寸后，应校核主梁跨中截面的弯 曲正应 力和跨 端截 面 的剪 应 力 ，以及 跨度 处 的综合 应力 。载 荷组 合 时，按第三 强度理 论进行 计算 ： ）而桥式起重机计算一般按材料屈服极限进行计 算 ， 的屈服 极 限为图 起升载荷产生的力、弯矩图 两支 点的支撑反力 ： 许 用应 力主 梁所 受剪 力 ：【 段： 段 ： 一 ：一 主梁 所受 弯矩 ： 为安全起见，考虑安全系数，要按第二类载荷 即工 作最大载荷计算 ）计算 。安全 系数 为 ：式 中 ， 为工作系数 ， 为 材取 ；料 系数 ，取 。所以 ： 许 用应 力为 ： ）主 梁 自重产 生 所示 ） 图 许 用剪 切应 力为 ： ）主梁跨中截 面 的弯 曲正应 力校核 由 以上 主梁 受力 的弯 矩 图知 ，在 主梁受力 的时候 ，跨 中截面 的弯矩 最大 。最 大弯矩 为： ? 跨 中截 面 的最 大 正应力 为 ： 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页6 / 7 由 于 】 ， 故 此截 面满 足强度 要 求 。图 主梁 自重产 生的力、弯矩图两 支 点 的支 撑 反力 ： ： 剪力： ） 一 弯矩： ： ） 图 跨度处的力、弯矩图万方数据第 期黄为燎 ： 电动 葫芦单梁桥式起重机主梁设计 ）跨端截面的剪应力校核 度 处组合 应 力 ： 跨当起重满载荷运行到主梁端部的时候，主梁所 受 到 的剪 力 是最 大 的 ，但在小车运 行 时 ， 由于小 车长 度 以及 端梁 宽 度等 因素 的影 响 ，小车 并不能 真正 的运 行 到理 想 的端 部 ，距 理想 的端 部 还有一 。 ） 以上计算均小于 故满足强 ， 度要 求 。定 的距 离 ，但是 这个 距 离很 小 ，对 计算 并 没什跨端 截 面最 大剪 力 ： 主梁 刚度 校核在 刚度计 算 时候 不计 入起 重机 本身 的 自重 。起重 机刚度 许用 值 ：么大 的影 响 ，可 以忽 略不 计 。 跨端 截 面最 大剪 应力 ： 厂 起 重机 设计 的刚度 值 ： 由 于 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页7 / 7 所 以满 足 剪力 要求 。 所 以所 设 计 的起 重 机 的刚度 满足 要求 。 ）主梁 度处 强度 校核跨 跨度处弯 矩 ： 结 束 语主梁 是 单梁 桥式 起重 机 是主 要组 成 部分 ，主梁 设 计直 接 关系 到单 梁桥 式起重 机 的设计成败 和安全 ， 文根 据要 求选 择 了合适的主 梁截 面形 式 ， 本通过相 关 校核 ，可 以满 足 强度 、刚度 等使 用要 求 ，为单梁 桥 式起 重 机 的整机 设计成 功奠 定 了坚 实 的基础。 ） ? ， 一 度 处 正应 力 ： 跨 度 处剪 力 ： 跨 度 处剪 应力 ： 跨 参考文献：张质文，王金诺，包起帆起重机设计手册【】北京：中 国铁道 出版社 ， 杨柯桢，程 光蕴 机械设计基础 京：高等教育出版社 ， 】 北 起重机械设计手册编写组 起重机设计手册 】 北京：机械工业出版社 ， 】中国标准出版社，重机械标准化技术委员会中国机械工业标准汇编：黄为燎福建工程学院机电及自动化工程系,福建福州 ,350108 机电技术 MECHANICAL 2018,34(3 AND ELECTRICAL TECHNOLOGY 参考文献 (4条 1.中国标准出版社。起重机械标准化技术委员会中国机械工业标准汇编2007 2.起重机械设计手册编写组起重机设计手册1980 3.杨柯桢。程光蕴机械设计基础 1999 4.张质文。王金诺。包起帆起重机设计手册 2001 整理 http:/ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页