雙梁A型門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+文檔全套文件】

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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 摘要 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái) 我國(guó)的鐵路 造船工業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的軌道 門(mén)式起重機(jī)因其在露天作業(yè)環(huán)境中有其它類(lèi)型起重機(jī)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì) 因此對(duì)其進(jìn)行研究 創(chuàng)新 使其結(jié)構(gòu)更合理 使用更方便 具有重要的 戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義 本設(shè)計(jì)以雙梁 A 型門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)目標(biāo) 內(nèi)容包括主梁 支腿 馬鞍 上下橫梁等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 首先采用許用應(yīng) 力法及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法和第四強(qiáng)度理論對(duì)主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行載荷計(jì)算 然后對(duì)其強(qiáng)度 穩(wěn)定性 剛度進(jìn)行校核 最后進(jìn)行螺栓連接的計(jì)算 如 不符合 重復(fù)所做步驟 其設(shè)計(jì)很好的體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)力學(xué) 材料力學(xué)在金 屬結(jié)構(gòu)件和起重機(jī)運(yùn)輸中的重要運(yùn)用 關(guān)鍵詞 門(mén)式起重機(jī) 金屬結(jié)構(gòu) 載荷計(jì)算 雙梁 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 Abstract In the 21st century China s railways shipbuilding industry has entered a rapid development track gantry crane in its operating environment in the open air there are other types of cranes can not be replaced advantage so its research innovation its structure is more reasonable More convenient has important strategic and practical significance The design A double beam gantry crane design goals for the design including the main beam legs saddle upper and lower beams and other structures Focus on part of the structure of the load and load combinations the final calculation of the bolt connection Good indication of the design of structural mechanics mechanics of materials in the metal structure and the importance of transport used cranes Key words Gantrycranes metalstructure loadcalculation doublebeam 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 目錄 第一章 前言 1 1 1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 1 1 2 發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 3 研究 目的和意義 2 第二章 總體設(shè)計(jì) 4 2 1 總體設(shè)計(jì) 4 2 1 1 材料選擇 4 2 1 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2 1 3 設(shè)計(jì)參數(shù) 5 2 2 部件截面形狀的確定 6 2 3 截面慣性矩驗(yàn)算 11 第三章 主梁計(jì)算 12 3 1 載荷及內(nèi)力計(jì)算 12 3 1 1 載荷計(jì)算 12 3 1 2 內(nèi)力計(jì)算 17 3 2 主梁的強(qiáng)度 24 3 2 1 主梁彎曲應(yīng)力驗(yàn)算 24 3 2 2 主梁支撐處的剪力 28 3 2 3 主梁疲勞強(qiáng)度 29 3 3 主梁的穩(wěn)定性 30 3 4 主梁剛度設(shè)計(jì)計(jì)算 35 3 4 1 主梁跨中一簡(jiǎn)支剛架靜剛度計(jì)算 35 3 4 2 小車(chē)懸臂一簡(jiǎn)支剛架靜剛度計(jì)算 36 3 4 3 主梁水平靜剛度計(jì)算 36 3 4 4 懸臂的水平靜剛度 37 3 4 5 主梁動(dòng)剛度 37 第四章 支腿平面內(nèi)剛架的設(shè)計(jì) 40 4 1 鋼架的三次超靜定結(jié)構(gòu) 40 4 2 馬鞍橫梁跨中截面內(nèi)力計(jì)算 42 4 2 1 剛性腿側(cè)計(jì)算 42 4 2 2 結(jié)構(gòu)彎矩計(jì)算 43 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 第五章 支承架設(shè)計(jì)及計(jì)算 45 5 1 支撐架剛度計(jì)算 45 5 2 支撐架的小車(chē)軌頂處位移 51 5 3 整體穩(wěn)定性計(jì)算 58 第六章 螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算 60 6 1 馬鞍的連接強(qiáng)度計(jì)算 60 6 2 支腿與橫梁的連接計(jì)算 61 6 3 主梁在跨中的連接計(jì)算 62 6 4 主梁蓋板的螺栓連接 62 結(jié)論 64 致謝 65 參考文獻(xiàn) 66 附錄 外文資料與中文翻譯 67 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 第一章 前言 1 1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 門(mén)式起重機(jī)是橋式起重機(jī)的一種變形 在港口主要用于室外的貨場(chǎng) 料場(chǎng)貨 散貨的裝卸作業(yè) 它的金屬結(jié)構(gòu)像門(mén)形框架 承載主梁下安裝 兩條支腳 可以直接在地面的軌道上行走 主梁兩端可以具有外伸懸臂 梁 門(mén)式起重機(jī)具有場(chǎng)地利用率高 作業(yè)范圍大 適應(yīng)面廣 通用性強(qiáng) 等特點(diǎn) 在港口貨場(chǎng)得到廣泛使用 本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)因支腿形狀類(lèi)似 字母 A 又稱(chēng) A 型門(mén)式起重機(jī) 該裝置主要是由雙主梁 兩剛支腿 兩柔 支腿以及馬鞍 上下橫梁等結(jié)構(gòu)組成 雙梁 A 型門(mén)式起重機(jī)一般做成箱 型結(jié)構(gòu) 而且常做成雙懸臂的橋架 有時(shí)也可做成桁架結(jié)構(gòu) 但是桁架 結(jié)構(gòu)存在著制造勞動(dòng)量大 維修保養(yǎng)不方便等缺點(diǎn) 所以一般設(shè)計(jì)成箱 梁門(mén)式起重機(jī) 1 2 發(fā)展現(xiàn)狀 目前 國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)的廠家很多 其中以中聯(lián)重科 三 一重工 撫挖等公司產(chǎn)品系列較全 市場(chǎng)占有率較高 中聯(lián)重科在 2007 年 12 月宣布實(shí)行品牌統(tǒng)一戰(zhàn)略后 現(xiàn)已成功開(kāi)發(fā)了 50t 600t 履帶式起重 機(jī)產(chǎn)品系列 作為中國(guó)起重機(jī)行業(yè)的領(lǐng)跑者 徐州重型機(jī)械有限公司現(xiàn) 在已經(jīng)形成了以汽車(chē)起重機(jī)為主導(dǎo) 履帶式起重機(jī)和全路面起重機(jī)為側(cè) 翼強(qiáng)勢(shì)推進(jìn)的龐大型譜群 國(guó)內(nèi)最具歷史的履帶式起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)撫挖 現(xiàn)已擁有 35t 350t 的履帶式起重機(jī)產(chǎn)品系列 QUY350 是撫挖 2007 年推 出的國(guó)產(chǎn)首臺(tái) 350t 履帶式起重機(jī) 填補(bǔ)了國(guó)內(nèi) 350t 履帶式起重機(jī)的產(chǎn)品 型譜空白 國(guó)外專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)廠家很多 其中利勃海爾 特雷克 斯 德馬格 馬尼托瓦克與神鋼等公司產(chǎn)品系列較全 市場(chǎng)占有率較高 利勃海爾公司的產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn) 工作可靠 其生產(chǎn)的 LR 系列履帶起重 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 機(jī)最大起重量已達(dá) 1200t 其桁架臂履帶式起重機(jī)系列在 2007 年又喜添 新品 LR1600 2 使其產(chǎn)品型譜更加完善 未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi) 起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)包括以下幾個(gè)方面 1 大噸位的自拆裝系統(tǒng) 2 便利模塊化和組合化 3 混合型起重機(jī) 1 3 研究目的和意義 通過(guò)對(duì)雙梁 A 型門(mén)式起重機(jī)的研究和創(chuàng)新設(shè)計(jì) 能夠讓我很好的掌 握結(jié)構(gòu)力學(xué) 材料力學(xué)在金屬結(jié)構(gòu)件和起重機(jī)運(yùn)輸中的運(yùn)用 作為畢業(yè) 設(shè)計(jì)的一大課題 在融合貫通機(jī)械專(zhuān)業(yè)的同時(shí) 更能很好的使自己所學(xué) 專(zhuān)業(yè)知識(shí)全面化 系統(tǒng)化 本次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 特別是支腿 馬鞍 部分 設(shè)計(jì)難度較大 計(jì)算量也較多 不光是對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的考察 更體 現(xiàn)在自己對(duì)待生活和學(xué)習(xí)的態(tài)度上 通過(guò)這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練 更能很好的 提高了以下方面的能力 1 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能 獨(dú)立分析和解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力 2 熟練運(yùn)用基本技能 包括繪圖 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 翻譯 查閱文獻(xiàn)等 等的能力 實(shí)驗(yàn)研究的能力 撰寫(xiě)科技論文和技術(shù)報(bào)告 正確運(yùn)用國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)語(yǔ)言闡述理論和技術(shù)問(wèn)題的能力 3 收集加工各種信息的能力 獲取知識(shí)的能力 5 多角度的培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)面的能力 以提高理 論聯(lián)系實(shí)際的能力 6 通過(guò)依據(jù)數(shù)據(jù) 準(zhǔn)確的制圖 培養(yǎng)了我們收集 整理 分析及運(yùn) 用資料的能力 7 另外它不僅僅局限在機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)上更涉及了有關(guān)材料學(xué) 力學(xué) 等多學(xué)科知識(shí) 使我們對(duì)交叉學(xué)科有了一定的涉足 拓寬了我們的知識(shí) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 面 更激發(fā)了進(jìn)行本專(zhuān)業(yè)工作 學(xué)習(xí)的激情與興趣 本設(shè)計(jì)為 32t 雙梁 A 型門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)給出的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)出符合要求滿(mǎn)足使用性能的起重機(jī)結(jié)構(gòu) 并對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行 校核計(jì)算 所用到的研究方法主要有經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法 比較研究法 文獻(xiàn)資 料法等 借鑒前人對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成熟經(jīng)驗(yàn) 結(jié)合目前雙梁 A 型門(mén) 式起重機(jī)所存在的缺點(diǎn)和不足 進(jìn)行起重機(jī)的創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過(guò)翻 閱相關(guān)文獻(xiàn)書(shū)籍對(duì)涉及到的雙主梁 兩剛支腿 兩柔支腿以及馬鞍 上 下橫梁等結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算 特別是載荷計(jì)算及載荷組合 螺栓的連接計(jì)算 比 較 研 究 法 可 以 理 解 為 是 根 據(jù) 一 定 的 標(biāo) 準(zhǔn) 對(duì) 兩 個(gè) 或 兩 個(gè) 以 上 有 聯(lián) 系 的 事 物 進(jìn) 行 考 察 尋 找 其 異 同 探 求 普 遍 規(guī) 律 與 特 殊 規(guī) 律 的 方 法 具 體 要 求 如 下 a 設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 特別是支腿 馬鞍部分 設(shè) 計(jì)難度較大 計(jì)算量較多 b 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 熟練掌握結(jié)構(gòu)力學(xué) 材料力學(xué)在金屬結(jié)構(gòu)件和起 重機(jī)運(yùn)輸中的運(yùn)用 c 完成校院要求的工作量和畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫(xiě) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 第二章 總體設(shè)計(jì) 2 1 總體設(shè)計(jì) 2 1 1 材料選擇 在選擇起重機(jī)材料時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面 1 經(jīng)濟(jì)性 性能與 材料價(jià)格成正比 2 設(shè)計(jì)要求 對(duì)于有重量限制的 可以選用強(qiáng)度等級(jí)好 一些的材料 3 作業(yè)環(huán)境要求 對(duì)于有低溫操作要求的產(chǎn)品 必須考慮材 料的低溫沖擊性能 也就是 A B C D E 等 4 制造能力 如果對(duì)于高強(qiáng)度 板的焊接能力達(dá)不到 就不能選用 參閱大連起重機(jī)廠編的 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)主要受 力構(gòu)件應(yīng)采用平爐或轉(zhuǎn)爐的碳素鋼和普通合金鋼 但端梁一般采用 Q235B 的鋼材或者型材 2 1 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 依據(jù)原始資料及查閱 起重機(jī)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 現(xiàn)列出門(mén)架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 圖及其主要尺寸如圖 2 1 2 2 和表 1 1 圖 2 1 門(mén)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 圖 2 2 門(mén)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 具體尺寸如表 1 1 表 1 1 A1 5 2m A2 4 2m A3 11 16m A4 1m A5 8m A6 1 4m L1 10m B2 1 89m B3 11 32m 2 1 3 設(shè)計(jì)參數(shù) 總體參數(shù) 起重量 Q 32t 跨度 S 26m 工作級(jí)別 A6 起升高度 11m 起升速度 工作風(fēng)壓 q 250Pamin 3 9 起V 大車(chē)參數(shù) 大車(chē)運(yùn)行速度 V 37 8m min 大車(chē)輪距 基距 B 8 5m 懸臂全長(zhǎng) 有效懸臂長(zhǎng)度 L21 mS61 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 整機(jī)總重 估 馬鞍自重 106 8t AGtGm36 操縱室重 電器集中質(zhì)量 kgc5kgdq750 梯子等重 單支腿自重 ct24tt 小車(chē)參數(shù) 小車(chē)自重 小車(chē)軌 P38tGxc3 1 小車(chē)輪距 b 2 7m 小車(chē)軌距 K 2 5m 小車(chē)軌面到小車(chē)最高點(diǎn)的高度 1 6m 2 2 部件截面形狀的確定 雙 梁 門(mén) 式 起 重 機(jī) 承 載 能 力 強(qiáng) 跨 度 大 整 體 穩(wěn) 定 性 好 品 種 多 但 自 身 質(zhì) 量 與 相 同 起 重 量 的 單 主 梁 門(mén) 式 起 重 機(jī) 相 比 要 大 些 造 價(jià) 也 較 高 根 據(jù) 主 梁 結(jié) 構(gòu) 不 同 又 可 分 為 箱 形 梁 和 桁 架 兩 種 形 式 但 考 慮 到 制造勞動(dòng)量大 維修保養(yǎng)不方便等缺點(diǎn) 目 前 一 般 多 采 用 箱 形 結(jié) 構(gòu) 1 主 梁 截 面 1 如 圖 2 3 所 示 主 梁 截 面 的 形 狀 及 尺 寸 由已知條件和經(jīng)驗(yàn)值可知 主梁截面的主要結(jié)構(gòu)尺寸及重要參數(shù)如下 高度 取腹板高度 0Hm 120hm 翼緣板厚度 取主腹板厚度 1 8 副腹板厚度 62 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 圖 2 3 主梁截面圖 2 主梁尺寸計(jì)算 主梁高度如下 mhH12012001 主梁寬度 mm 6 48 5 4 b主 腹板外側(cè)間距 mL30 60603 側(cè) 且 取 b 614mm 上下翼緣板各不相同 分別120473bm 為 及 取懸臂部分的橫斷面完全等同于中間主梁的橫斷面 675 6 選擇偏軌箱型形式 采用偏軌省去了中軌支撐軌道而設(shè)置橫向加勁板 從而也省去了大量的焊縫 減少制造過(guò)程變形為了能在主腹板上設(shè)置軌 道和壓板須使上翼緣板的懸伸寬度加大因而增加了保證懸臂部分局部穩(wěn) 定性而設(shè)置的三角肋 3 截面慣性矩驗(yàn)算 面積 22106547381206308Am 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 22614074980 749Amm 型心坐標(biāo) 61328 3Xc 735104Yc 慣性矩 94 826Ixmy 2 馬鞍截面 如圖 2 4 馬鞍截 面 的 形 狀 及 尺 寸 圖 2 4 馬鞍的截面形狀 面積 22 3842608 163840 164Amm 質(zhì)量 HgFmaq N7 93 慣性矩 342 10IX 4 5IY 3 支腿截面 如圖 2 5 2 6 所示支腿截 面 的 形 狀 及 尺 寸 支腿上端的截面在門(mén)架平面內(nèi)的慣性矩 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 11323 60 160 20 22IX 40 1m 支腿下端的截面在門(mén)架平面內(nèi)的慣性矩 34 91Imx 48 5yIm 圖 2 5 支腿上端的截面形狀 圖 2 6 支腿下端的截面形狀 4 端梁截面 如圖 2 7 所示端梁截 面 的 形 狀 及 尺 寸 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 由于端梁一般是偏于安全的 參閱 起重機(jī)課程設(shè)計(jì) 選取截面截面如 圖 2 7 圖 2 7 端梁截面形狀 5 下橫梁截面 如圖 2 8 所示下橫梁截 面 的 形 狀 及 尺 寸 圖 2 8 下橫梁的截面形狀 下橫梁面積 22 28068 40 4Amm 型心坐標(biāo) XCY 慣性矩 34 91Ix 4 15yI 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 2 3 截面慣性矩驗(yàn)算 因主梁為關(guān)鍵性部件 在起重機(jī)使用過(guò)程中承載主要載荷 現(xiàn)對(duì)主 梁的慣性矩進(jìn)行初步驗(yàn)算 小車(chē)集中載荷 1323109 841079210673mQptGxNjPN 主 滿(mǎn)載小車(chē)位于主梁跨中產(chǎn)生的垂直靜撓度為 mLYEIpYX5 28048131 2m31026a91026 2NPEI 取 查 取 材 料 力 學(xué) 教 程 表材 料 的 彈 性 模 量 由 主 梁 的 抗 彎 剛 度 冊(cè)度 見(jiàn) 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) 手主 梁 的 許 用 靜 位 移 撓 1 17 mm 13485 48 1 YEpLIX 904 當(dāng)滿(mǎn)載小車(chē)位于懸臂端極限位置產(chǎn)生的垂直撓度為 mlEIlLPYX 4 735063 222 2 32 1 60 26 1 3322lpIX 10 4m 主梁截面許用慣性矩 滿(mǎn)足要求 4907 I 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 第三章 主梁計(jì)算 3 1 載荷及內(nèi)力計(jì)算 3 1 1 載荷計(jì)算 1 固定載荷 主梁自重載荷 m2843 910 NLmgFq 小車(chē)軌道重量 3 69 1 g 欄桿及導(dǎo)電架質(zhì)量 09 80 FmgNmL 主梁的均布載荷 28431 4205 FqgN 2 移動(dòng)載荷 首先假定小車(chē)的重量中心與起升載荷的重量中心均集中在小車(chē)的中心 起升載荷 3201 9 83270PmgNQ 小車(chē)自重載荷 4Gx 滿(mǎn)載小車(chē)靜輪壓有前面已知 108792Pj 空載小車(chē)靜輪壓 1473029 41 mgGxNj 217438pN 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 3 動(dòng)力效應(yīng)系數(shù) 起升沖擊系數(shù) 1 起升動(dòng)載系數(shù) 43 1876 0212min qV 運(yùn)行沖擊系數(shù) 0585 584hy 4 慣性載荷 按車(chē)輪打滑條件確定大小車(chē)運(yùn)行的慣性力 一根主梁上的小車(chē)慣性力 1087921532PNxg 大車(chē)運(yùn)行起制動(dòng)慣性力 一根主梁上 為 均布慣性力主梁 405 41 271FqmH 小車(chē)集中慣性力 3872PN 5 風(fēng)載荷 作用于貨物的風(fēng)載荷 NAqCkFihW 125601 1 非工作狀態(tài)風(fēng)載荷 i 47867 3 作用于主梁上的風(fēng)載荷 小車(chē) 11 71250hiPCkqAN 主梁 NKn 3645 125 6 2 6 扭轉(zhuǎn)載荷 偏軌箱型梁由 和 的偏心作用而產(chǎn)生移動(dòng)扭矩如圖 3 1 所示 偏軌p H 箱型梁彎心 A 在梁截面的形心軸上 不考慮翼緣外伸部分 彎心至主腹 板中心的距離為 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 686212 14 2018eb m 軌高 34hmg1 2034 72H 移動(dòng)扭矩 8 26534TPeNmp 187 h 7 慣性載荷 下橫梁產(chǎn)生的慣性力 下橫梁面的截面 由大車(chē)輪直徑 D 900m 選定下橫 梁截面尺寸 下橫梁面積 22 28068 40 4Amm 形心坐標(biāo) XCY 圖 3 1 下橫梁截面形狀及尺寸 下橫梁面積 22 28068 40 4Amm 形心坐標(biāo) XCYC 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 慣性矩 342 9160Imx 48 150yIm 則下橫梁產(chǎn)生的自重載荷為 7 29 FkAgNXhL 73 8 下橫梁產(chǎn)生的慣性力為 NLFPXhH 14 592106 馬鞍的截面 在門(mén)架平面內(nèi) 產(chǎn)生的慣性力 面積 2 3842608 6384 6Amm 質(zhì)量 1 75 19 15 Fkgqma 慣性矩 34 IX 4 510IY 慣性力 152 631820 FLqaPNHm 支腿上截面產(chǎn)生的慣性力 慣性矩 1323 60 16 20 122IX 4 m 支腿下截面產(chǎn)生的慣性力 慣性矩 342 9160Ix 48 5yI 取支腿從下截面開(kāi)始的 0 7H 處作為計(jì)算截面如圖 3 2 所示 平均面積 16020821 Am 平均實(shí)體面積 160 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 22360 36m 圖 3 2 下支腿 0 7H 處截面形狀及尺寸 慣性矩 IX 3440 72 10m 1Iy339 支腿自重載荷為 2785 69 8 3102 2FkAgNmq 8 偏斜側(cè)向力 一根主梁的重量 LPqG104 43 一組大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量 29 876mgNj 司機(jī)室及設(shè)備的重量 按合力計(jì) 0 190PNGs 一根端梁的重量 2843 5718PFLdq 滿(mǎn)載小車(chē)在主梁跨中時(shí) 左側(cè)下橫梁總靜輪壓 PR1如下 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 11 2 2 1 237047631025 4 5 193 8109 479dPpPPpRQGztmaXhLdGLx sN 由 查得 620 BL 75 側(cè)向力 14029 13524PNSR 滿(mǎn)載小車(chē)在主梁與支腿相接處 NLdPPSX GdLXhmaZtGQR7 6319826310 48 1973542102742 2 側(cè)向力 897540 17603PNSR 3 1 2 內(nèi)力計(jì)算 1 垂直平面內(nèi)的應(yīng)力 計(jì)算主梁內(nèi)力時(shí) 將門(mén)架當(dāng)作平面靜定結(jié)構(gòu)分析 由主梁自重均布載 荷引起的力有 支反力 NLFVqBA 5 8620 1426 405 12 剪力 NQRCLD 37 4qR 605 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 跨中彎矩 mNlLFMqL 13876502 426 05 4 242 跨端彎矩 2lCD 圖 3 3 內(nèi)力模型圖 考慮移動(dòng)載荷引起的主梁內(nèi)力 取小車(chē)輪壓 分別1087921 jjp 計(jì)算小車(chē)位于跨中和懸臂端時(shí)的主梁內(nèi)力 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 1 小車(chē)位于跨中 受力如圖 3 4 所示 圖 3 4 小車(chē)受力圖 跨中的剪力為 119843 265 1 2743815 21 LKPFP mN 跨中的內(nèi)扭矩 34804TTnH mN367 最大彎矩作用位置 24 75 2617438 5 098221LpPkXjjjj mN 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 求得支反力為 NLKXPLVjjA 5 1246 8 21079210879 21 pPAjjB 35 4 21 剪力為 NVQD5 41VQBC92 2 小車(chē)位于懸臂端 如圖 3 5 所示 圖 3 5 小車(chē)受力圖 支持反力 VA計(jì)算如下 NLklPLljj 25 71626 5 108792610879 21 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 NLklPlVjjB 5 397246 108792610879 21 剪力 NVQBRDLC5 34D 7 1 576 394 彎矩 NklplPMjj 5 123648 5 6 6089 21 NLVB 5 145 39742 滿(mǎn)載小車(chē)處于主梁的左端時(shí) 如圖 3 6 所示 圖 3 6 滿(mǎn)載小車(chē)受力圖 跨端剪力為 NLKPFPC 3 27586 2174385 4 跨端內(nèi)扭矩 0 1T mnH mN 328 當(dāng)小車(chē)制動(dòng)時(shí) 慣性力順主梁方向引起的主梁內(nèi)力 如圖 3 7 所示 支反力 NLhPVgXBA 8 657021 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 剪力 NVQBADC8 6570 13HPAXg 圖 3 7 主梁受力示意圖 跨中彎矩 1153 6832MPhNmLXg 支座處彎矩 172D 2 水平面內(nèi)的應(yīng)力 在主梁水平面內(nèi) 如圖 3 8 所示當(dāng)大車(chē)制動(dòng)時(shí)由于慣性力和風(fēng)載荷 引起的主梁內(nèi)力 其中由主梁自重引起的慣性力 和小車(chē)自重引起的FH 已計(jì)算過(guò) PH 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 圖 3 8 主梁內(nèi)力簡(jiǎn)圖 是將風(fēng)載荷 均布在主梁上2q2p 順大車(chē)軌道方向的風(fēng)載荷 NmlL1 428619 小車(chē)在跨中 2 5 52MFqlDH 14583N mNPplLqHWHL 23679 1085 67430 4162 4156 2 22 小車(chē)在懸臂端 214LMFqlpPDHH N5 173426 085374 4561 2 212LqlPLw 75 93426 0874537 64 156 2 現(xiàn)分別將主梁在水平面和垂直面產(chǎn)生的彎矩列表如表 3 1 3 2 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 表 3 1 主梁在水平面內(nèi)的彎矩 N m 小車(chē)的位置 DML2M 小車(chē)在跨中 14853 236792 小車(chē)在懸臂 173734 5 9534 75 表 3 2 主梁在垂直平面內(nèi)的彎矩 N m 產(chǎn)生彎矩的外 力 主梁均布質(zhì)量 q 下 移動(dòng)載荷 P 下 小車(chē)的位置 DML2DML2 小車(chē)在跨中 73648 1387650 0 981162 小車(chē)在懸臂 1235648 516418 5 706674 353337 產(chǎn)生彎矩的外 力 小車(chē)在制動(dòng)下 外力合成下 小車(chē)的位置 DL2DL2 小車(chē)在跨中 173326 86663 99768 1191386 小心在懸臂 173326 86663 606996 143113 3 2 主梁的強(qiáng)度 3 2 1 主梁彎曲應(yīng)力驗(yàn)算 由表 3 1 3 2 可知 在水平和垂直平面內(nèi) 小車(chē)位于跨中和懸臂支 撐處時(shí)產(chǎn)生的彎矩最大 現(xiàn)分別驗(yàn)算跨中和懸臂支撐兩個(gè)位置處主梁的 彎曲應(yīng)力 由公式求得跨中彎曲應(yīng)力 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 1221 SSMMyxLLzWIIxyx 33938654108547 10 2 0 726 14 3sMPMPaan 懸臂支撐處彎曲應(yīng)力 C3360954107928101 21 58 7 6SDCWxy 65 7 MPPaa 主腹板上邊緣點(diǎn)至軌頂距離為 0hyg 134m 主腹板邊的局部壓應(yīng)力為 41 5807946 24 20Pj MPmahy 在水平面內(nèi) 主梁還受偏斜運(yùn)行時(shí)的水平側(cè)向載荷作用 由側(cè)向力 對(duì)雙梁產(chǎn)生的水平彎矩如下 0FSBDW 水平剛架計(jì)算模型為如圖 3 8 所示 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 圖 3 8 水平剛架計(jì)算模型圖 2 50278 3051Kkxm 31b 9297022aB 小車(chē)在跨中 剛架的計(jì)算系數(shù)為 1 106 3158312 LIkrs 小車(chē)在跨中 偏斜側(cè)向力為 24PNS 超前力為 LBPSW8 1965011 下橫梁中點(diǎn)的軸力為 76212NPNd 下橫梁中點(diǎn)的水平剪切力為 112 97352410 205aFP NdSkrs 主梁跨中的水平彎矩為 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 11dSsNFPM mN45268152 1970 2354 主梁軸力為 4 9FNs 小車(chē)在跨端時(shí)側(cè)向力 2PS 超前力 LBpsw713569540022 下橫梁中點(diǎn)的軸力 268NPNdW 下橫梁中點(diǎn)的水平剪力 112 97542701503 2354aFPdSkrs 主梁跨端的水平彎矩 54270 91 28 142302MabNmCSd 主梁跨端的水平剪力 217352wFPNNSd 垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為 139386541029 07 MyLMPaIx 水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力 312854028 02 6DaIy 慣性載荷與側(cè)向力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反 應(yīng)力很小 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 可忽略不計(jì) 因而有主梁上翼緣的靜矩 1133075940480022SBy m 跨中剪切力 674FPN 135412589702 108 60STpyn MPaIAx 點(diǎn) 1 的折算應(yīng)力 91 2 813 890MPaa 2 223 46 46 35 10 Pm a 95 1176MPaa 點(diǎn) 2 的應(yīng)力 331938671028541028 2 6ySLxDMPaII 137MPPaa 點(diǎn) 3 的應(yīng)力 23318918670128540 11 5 5 6yLxDII 滿(mǎn)足要求 76MPPaa 3 2 2 主梁支撐處的剪力 1 根據(jù)上述計(jì)算 小車(chē)在懸臂端時(shí) 主梁支撐處剪力最大 主梁支撐 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 處的垂直平面內(nèi)剪應(yīng)力由下列公式計(jì)算 12QSDxI 小車(chē)在跨中 3784510692 19385L NVAB 小車(chē)在懸臂端 21 4QD 所以剪應(yīng)力 9649835704103 720 7 1 MPx a 主梁承受扭矩 產(chǎn)生的切應(yīng)力為 Tn37541016 280aMPxA 64 2 翼緣板承受水平剪力計(jì)算 小車(chē)位于懸臂端時(shí)支撐處承受的最大水平剪力 21PFqlPFCHwHCS 564 537408157213563N 1 00 7 2MPMPaa 主梁翼緣板厚度取 采用自動(dòng)焊接 不需計(jì)算 8hmf 3 2 3 主梁疲勞強(qiáng)度 1 橋架工作級(jí)別為 A6 應(yīng)按載荷組合 計(jì)算主梁跨中的最大彎矩截面 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 的疲勞強(qiáng)度 由于水平慣性力產(chǎn)生的應(yīng)力很小 為了計(jì)算簡(jiǎn)明而忽略慣性 只求截面 的最大彎矩和最小彎矩 截面最大彎矩 mNM19386max 滿(mǎn)載小車(chē)位于懸臂端時(shí) 彎矩最小 143inMNm 空載小車(chē)的輪壓為 09 8 2712Pj 則空載小車(chē)位于懸臂時(shí) 對(duì)跨中產(chǎn)生的彎矩為 mNkiplMjjL 90382 5 6 782 2 1 784 5 2Pllj 13569063196 minNm 則取 8M 3 3 主梁的穩(wěn)定性 1 整體穩(wěn)定性 主梁高寬比為 穩(wěn)定120364hb 2 局部穩(wěn)定性 翼緣板 01 需設(shè)置一條縱向加勁肋 不再驗(yàn)算 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 翼緣板最大外伸部分 穩(wěn)定10 b 主腹板 120846h 需設(shè)置橫向加勁肋 隔板 期間距現(xiàn)取為 1200mm 副腹板 12056172408h 除需設(shè)置橫向加勁肋外 還需在腹板最大受壓處設(shè)置一條縱向加勁肋 將腹板分為上下兩個(gè)格區(qū) 縱向加勁肋設(shè)置在距腹板受壓邊為 240mm 處 如圖 3 9 所示 圖 3 9 縱向加勁肋簡(jiǎn)圖 1 驗(yàn)算跨中主腹板上區(qū)格 的穩(wěn)定性 區(qū)格兩邊正應(yīng)力為 91 02 813 8910MPaa 540 2 69 2yhPMa 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 32 屬于不均勻壓縮板 69 20 4 61138 區(qū)格 的歐拉應(yīng)力為 2018 66 724014MPbhmya 區(qū)格分別受 和 作用時(shí)的臨界壓應(yīng)力 1m 6xkcry 嵌固系數(shù) x 1 2 屈曲系數(shù) 205 4b 8 4 4 836101k 則 2351126 3 985 3sMPcr acr 腹板邊局部壓應(yīng)力為 46 m 壓力分布長(zhǎng) 20130538hmg 按 a 3b 計(jì)算53ab 所以 80 4732cab 區(qū)格 屬雙邊局部壓縮板 板的屈曲系數(shù)為 0 71 1 82 8 7304Km 需修正 則 206 729 8xkMPcr a 35211 49 8 區(qū)格平均切應(yīng)力為 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 33 173541258927 906080FTpn MPahA 由 板的屈曲系數(shù)為 5ab 4 3 5 2KI 1 06 7134xkMPcrya 需修正 342 576PSa 而 3521231 cra 13 78Mcra 區(qū)格上邊緣的復(fù)合應(yīng)力為 23 8946 8946 95 1 Pm 區(qū)格的臨界復(fù)合應(yīng)力為 5 82 ab 223113 44mcrpcrcrcr 95 115 92210 6830 684 67 9424013MPa 15 9crMPan 合格223mcr 主腹板外側(cè)設(shè)置短加勁肋與上翼緣板頂緊以支撐小車(chē)軌間距 取 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 34 2401am 2 驗(yàn)算跨中副腹板上區(qū)格 的穩(wěn)定性 副腹板上區(qū)格 只受 及 的作用 區(qū)格兩邊正應(yīng)力為 1 232819 07 69 7107 x MPa 切4164032 1 229y Pax 應(yīng)力 175582 7 491064080FTpnhA 區(qū)格 的區(qū)拉應(yīng)力為 1 32MPya 屬于不均勻壓縮板69 72031 54ab 8 4 4 8610K 1 26 3716xkMPcrya 需修正 0 75s 23219 61 678cra 5 4 5 3 5kI 1 26 7 6xMPcrya 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 35 需修正 則 376 130 7516MPMPcrasa 252 9 2713 Pcra 復(fù)合應(yīng)力為 220 37 491MPa 區(qū)格 的臨界復(fù)合應(yīng)力為 52 121344crcrcrr 10 818210 63 36 37 4429491MPa 合格18 crMPan 3 4 主梁剛度設(shè)計(jì)計(jì)算 3 4 1 主梁跨中一簡(jiǎn)支剛架靜剛度計(jì)算 小車(chē)作用在跨中時(shí) 2LY 18017 92 5LmYm 跨中靜剛度 主梁按靜定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖計(jì)算靜剛度時(shí)為最不利情況 34822PbYLEIx 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 36 23 710217438 328802 7150 06 m 9 7 58LmYm 3 4 2 小車(chē)懸臂一簡(jiǎn)支剛架靜剛度計(jì)算 小車(chē)作用在懸臂極限時(shí) 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 3 10 所示 圖 3 10 小車(chē)懸臂極限位置靜剛度計(jì)算簡(jiǎn)圖 mIELmYXxQd 3 10178 06 20 263 31 60 52 2 1853L 其中 mb3 274 是比實(shí)際值小 故算出的 偏大 故在懸臂端的靜剛度是很安全的xI Yd 3 4 3 主梁水平靜剛度計(jì)算 水平框架為多次超靜定結(jié)構(gòu) 利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的對(duì)稱(chēng)性 從而端梁中 間截開(kāi)取超靜定框架一側(cè)為基本系統(tǒng) 滿(mǎn)載小車(chē)位于懸臂時(shí) 超靜定門(mén) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 37 架水平靜位移按圖 3 11 模型計(jì)算 mHmEILPX1201 07 11078 6 2643291 3 4 4 懸臂的水平靜剛度 由于 產(chǎn)生撓度相互抵消現(xiàn)只考慮 HFHP 圖 3 11 超靜定門(mén)架水平靜位移示意圖 mY mEILPyH057 4 109 108 971 0261 263 8916 52 21 3 4 5 主梁動(dòng)剛度 1 小車(chē)位于跨中位置時(shí) 主梁跨中垂直動(dòng)剛度計(jì)算式為 119 815 763221000gfvyyL y 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 38 15 7632 82 290 51fv 其中 0ym 220 150lHmrqr 3109 850568PLQnEAr 2 414m 結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù) 15 0249 17302308 92 56 5021 y 2 位于懸臂端時(shí) 垂直動(dòng)剛度 由于 易得 不需計(jì)算17 9Yd 2fHvL 3 水平靜剛度 門(mén)架和小車(chē)剛架的水平自振頻率 按物品高位懸掛的滿(mǎn)載小車(chē)計(jì)算 10 15292fHmh 0 159263 80HZ 34 fHZ 其中 為集中于門(mén)架或支腿剛架頂部的換算質(zhì)量h 2 1 20 342 3HSmmmqQxztsdazt 40581210 47591 8 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 39 2210 610425 98175 6423 98kg 為單位水平力作用于門(mén)架或支腿剛架頂部產(chǎn)生的水平位移 對(duì)超靜定 門(mén)架有 NmEIkLH 105 691078 016 2 4 12 622 綜上可以看出水平動(dòng)剛度并不能滿(mǎn)足要求 但由于添加了加勁肋板 橫隔板等 真實(shí)的慣性矩大于 符合要求 所以不再調(diào)4 m 整主梁尺寸 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 40 第四章 支腿平面內(nèi)剛架的設(shè)計(jì) 4 1 鋼架的三次超靜定結(jié)構(gòu) 支腿平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)是以支撐架為基礎(chǔ)的三次超靜定結(jié)構(gòu) 由馬鞍橫 梁橫梁中間截面斷開(kāi)作為超靜定的基本結(jié)構(gòu) 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)載荷對(duì)稱(chēng) 截開(kāi) 截面又有彎矩和軸向力 為了求解超靜定內(nèi)力簡(jiǎn)單 將均布載荷 3Q 與集中力 作用分開(kāi)考慮 設(shè)均布載荷引起截面彎矩為 4P2Q62P 1Y 軸向力為 由集中力 引起的截面彎矩為 軸向力為 然后將內(nèi)Y3Y4 力求和進(jìn)行校核計(jì)算 結(jié)構(gòu)受力分析簡(jiǎn)圖如 4 1 圖 4 1 結(jié)構(gòu)受力分析簡(jiǎn)圖mtFQ mtABtFXhLqmaq201 13 02 58962 4 3106136322 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 41 ttAFP tN PLqmGGQx 429 018 9315 3427616 5 0 173 20 24 馬鞍在梁端產(chǎn)生的彎矩為 0 50 289 483MtmKNXQ 453KN 5 2 2189013615 8326ABtmKN 04 7 944MPtmtKNX 21 6 892 2 16Qt 583794 52 8634MmKNXXPQ 為 在 處產(chǎn)生的總彎矩M265 20130 2191 68944 756 4AQLVB t 2 6 87KNmX 為 在下橫梁跨中產(chǎn)生的彎矩MQ6342VPtA 1 3865tmKNX 4 1902BtmP 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 42 9034 81 0378262MVAKNmXP 1377KNm 4 2 馬鞍橫梁跨中截面內(nèi)力計(jì)算 4 2 1 剛性腿側(cè)計(jì)算 鋼架受到水平載荷 及扭矩 作用 且兩側(cè)作用載荷相3P4Q56nM 等 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 4 2 所示 圖 4 2 計(jì)算簡(jiǎn)圖5 20131 73AQPtt 486t90 211 573LQPtt 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 43 0 429 0186 47PQtmtA 1 8 4 53Btt 2 5645 763MTNtnP 4 2 2 結(jié)構(gòu)彎矩計(jì)算 水平載荷作用下基本結(jié)構(gòu)同前 由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng) 馬鞍橫梁斷開(kāi)只有 剪力 為求解簡(jiǎn)單 將載荷分為三種情況作用在基本結(jié)構(gòu)上一種是均布 載荷 一種是集中載荷 第三種是彎矩作用 三種情況下內(nèi)力分別假定 為 然后求合內(nèi)力 最后進(jìn)行校核計(jì)算 5Y67 在均布載荷 扭矩 作用下各截面彎矩計(jì)算 5PnM0 1674 20 5324MAtmKNX 83 9Qt 0 5534P 9MKNmX 0 174 2162 41326AtKNm 8 7 4QtX 220 1 6534 6AMtmKN 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 44 2 417 43 5663645MMKNmXQPXQY 2 2 68931VKNAL 34 57130 7286VAKNmXQY 07M21 534 968 74PAVttL 0X21 628 9536MtmKNP 4 7194 648VAmKN 075X2 76312 5 91nVtKNAL 85M566Xn07 mNAVnMXn 3 50 61258 458 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 45 第五章 支承架設(shè)計(jì)及計(jì)算 5 1 支撐架剛度計(jì)算 支撐架剛度的計(jì)算 是以支撐架小車(chē)軌道點(diǎn)垂直 水平位移為計(jì)算 內(nèi)容 主要考慮垂直移動(dòng)載荷及水平慣性力 忽略風(fēng)力 引起的位移 由于兩種位移很少同時(shí)出現(xiàn) 因此不考慮位移疊加 1 在計(jì)算垂直移動(dòng)載荷下 支撐架的小車(chē)軌頂處位移時(shí) 僅考慮滿(mǎn) 載小車(chē)位于懸臂極限位置時(shí) 由吊重及小車(chē)自重引起的垂直和水平位移 而其他垂直載荷不引起結(jié)構(gòu)位移的變化 故不作考慮 滿(mǎn)載小車(chē)位于懸臂極限位置時(shí) 支撐架處作用垂直壓力為 計(jì)算7P 引起的位移其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 5 1 所示 7P 圖 5 1 kNLmQPa 7 21264 13 24 07 在 作用下 支撐架超靜定力的計(jì)算基本結(jié)構(gòu)如前 在 作用下 馬鞍7P 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 46 橫梁中間截面內(nèi)彎矩為 軸向力為 8Y9Y 1 基本結(jié)構(gòu)在單位力作用下 彎矩簡(jiǎn)圖如圖 5 2 所示 圖 5 2 彎矩簡(jiǎn)圖 2 基本結(jié)構(gòu)在 作用下 彎矩簡(jiǎn)圖如圖 5 3 所示 7P 圖 5 3 彎矩簡(jiǎn)圖 3 在 作用下 各截面彎矩值 7P2 981 4380 465MAKNmX 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 47 271 4 893 976MPABKNmX 21 6VKN 893 271 1029 84876VKNm 0 mXP 求解超靜定力 Y9135223107BAADTEIIIXX 5 4 1 682 09332 0612402 91 235017BAADTEIIEIXXX 22 7342 6 84 1614 2 095 533 600 32523211017BAADTEIIIXX 64 1684 2164 0 755333 6209 51 7275761AMXPDBMTPXPEI EI 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 48 3 31 81029 1 280 4931 695 52 067 240 6 77576172 1232323 XPPXPXXPT IEMAAMABIED 34 8941 4 1680 4 3826025 01 14 540 1777 35 822029DDTPTY KNm 621171 8902590152T 圖 5 4 彎矩簡(jiǎn)圖 在 作用下 彎矩簡(jiǎn)圖如圖 5 4 所示 8Y9 在超靜定內(nèi)力 作用下 基本系統(tǒng)的截面內(nèi)力分別為 71 84236 959MAKNmX 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 49 71 842 160389236MYAKNmX 108KNm 小車(chē)軌道頂點(diǎn)沿垂直水平方向加單位力 基本結(jié)構(gòu)的彎矩簡(jiǎn)圖 如圖 5 5 5 6 所示 圖 5 5 沿 Y 軸方向 圖 5 6 沿 X 軸方向 1XKN 1 46AKNm 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 50 1 892BXKNm 1VXKN 4AVY 1 0263 3 796481MBAm 3YKNm 168MAKN 2 位移計(jì)算 1 垂直載荷下引起的小車(chē)軌道點(diǎn)水平位移 826 2613 32 9575967671 YBAMBAIEY YXPYXPXPX543379617MVAI 321 4 8103 20560 42391 48935 1 31 0 1 6108527 22 0 9 滿(mǎn)足要求 8064 45mm 2 垂直載荷下引起的小車(chē)軌道點(diǎn)的垂直位移 813 5 1 19575967871 YMMIEBAY XPYXPXP 53827I 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 51 331 620129 8031 58 423691 574537 4 0 6 8 0 9 mm 5 2 支撐架的小車(chē)軌頂處位移 由于風(fēng)力作用下不引起支撐架位移的變化即不影響門(mén)機(jī)的正常工作 因此計(jì)算位移不予考慮 只考慮經(jīng)常變化的慣性力的影響 1 慣性力作用下 計(jì)算支撐架超靜定力時(shí) 由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng) 載荷反對(duì) 稱(chēng) 馬鞍橫梁截面內(nèi)力只有剪力作用 為方便計(jì)算將載荷分為三種情況 一是均布載荷 二是集中力 三是 各內(nèi)力值分別為 5PMn10Y24 可以忽略不計(jì) 0 276 310 27QAPtt 4 1 5tKN0 296 06 593QLPtt 8 1MKNmn 0 429 13 4tA 6 8 0 53QBttm 1 在均布力作用下基本結(jié)構(gòu)的彎矩簡(jiǎn)圖如圖 5 7 所示 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 52 圖 5 7 彎矩簡(jiǎn)圖 各截面彎矩值 0 274 980 734MPAKNmX 5 4Q 0 274 169 83 36PAKNmX 4 2 3 5 942M KN 0 1259 867 936QAKNmX 3 51 791 064MmPXQY 17 09 3MVKNAL 17 09 516 44863VAKNmXQY 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 53 07MXQY 內(nèi)力 的計(jì)算 1 222323641511407BABAADTEIIIXXX 33 22 3 6 894 25 25 41046118 90 52 061 322251448107AMABMXPQXQYDTQEI IY 32143 2BAXPEI 3423121634652BAMABMXPQXQI 35 4 0 872 98 2 891 43601 061 3 5 1 772402 1 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 54 310 735 241 89 25 21 89715702 06 0 363 0 361 1605DTQYKN 2 在內(nèi)力 單獨(dú)作用下 基本結(jié)構(gòu)的彎矩簡(jiǎn)圖如圖 5 8 所示 5P 各截面彎矩計(jì)算如下 21 6327 94AVKNL 05MXP075XP1 2 6124 36m 710 348VAKNm 內(nèi)力 計(jì)算 12Y 3225116852517BMBMXPXPDTPIIE 3 31 32 4 89 2 90 2 5770161 60 5 5121TPYKND 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 55 圖 5 8 彎矩簡(jiǎn)圖 3 單獨(dú)作用下基本結(jié)構(gòu)各截面的彎矩值 Mn28 1 95VKNAL mXn 816M07n 187 2485VAKNmX 內(nèi)力 的計(jì)算 14Y2511328117BMBAXnnDTMIIEnX 3 3 25 894 5 21 9 06570 2 1 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 56 0 26 12 345DTMnYKN 當(dāng) 1KN 時(shí) 單位力作用下彎矩簡(jiǎn)圖如圖 5 9 1X 圖 5 9 彎矩簡(jiǎn)圖 取 1 AKNXY 46m 1 892BXKNm 1 3281M 當(dāng) 時(shí) 單位力作用下彎矩簡(jiǎn)圖如圖 5 10 所示 YKN 631Am 21 632 4891AYVKNL 48 48MAmXY 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 57 圖 5 10 彎矩簡(jiǎn)圖 2 位移計(jì)算 1 水平載荷下引起的小車(chē)軌道點(diǎn)水平位移 310 32666364YBMABXPXPQXYEIH 3 2104I 65643 232610MXQPB ABXMEI n 3 2 8391 31 89562 7410 310 5 7 46 9 3 2 912 861 89562 01740 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 58 65 7310m 2 水平載荷下引起的小車(chē)軌道點(diǎn)垂直位移 1 50 751634666ABYMMMPXPQXPYXQEIHn 3241I 35 4388581357AMMVAXYQXPXYEI n 31 6 210 9124 5 07 904 3 0 87 3261961 39 216 40 3721 40 2 88 521 m 5 3 整體穩(wěn)定性計(jì)算 支撐架的整體穩(wěn)定性計(jì)算中 重點(diǎn)考慮支腿的穩(wěn)定性 將支腿看成 大端以計(jì)算截面為代表的變截面柱 計(jì)算截面在支腿腹板方向長(zhǎng) 3329107102 5 6 MNyXMPaAW 其中 3 584 3562922ZKN 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 59 A 取距小端 0 7H 處 由前述計(jì)算可知 20 873 12 05 10 39m 46ImX 34Iy 10 582561732MZXKNm 其中 很小 可以忽略不計(jì) 0 93 y 這時(shí)臨界載荷 2221 6134 060max 9438EIN KNcrl 其中 20I 34340 28 80 6 1 6min 10axI 穩(wěn)定性滿(mǎn)足 43lA Ncr 支腿的局部穩(wěn)定性 穩(wěn)定性不理想應(yīng)150 h180 設(shè)置橫隔板和加勁肋 橫隔板間距為 2 53cm 46b 1804 加勁肋尺寸為 10L 37 51m 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 60 第六章 螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算 6 1 馬鞍的連接強(qiáng)度計(jì)算 馬鞍立柱上截面螺栓強(qiáng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 6 1 所示 以受力最嚴(yán)重的 馬鞍立柱下截面及支腿下截面上連接螺栓進(jìn)行計(jì)算 其余截面連接螺栓 亦可保證 圖 6 1 螺栓強(qiáng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖 承受的主要壓力 223940 56191 7MNyePKNLni 各螺栓至底邊距離平方和為 24 71nymi 39MKNXZ 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 61 40NKZ 0 5em 61y223 3 850124dP KNL 選 Q235 0 安全 因剪切力不是主要受力因素且值較小 可以忽略不計(jì) 6 2 支腿與橫梁的連接計(jì)算 支腿下端與下橫梁的連接 承受主要壓力 彎矩簡(jiǎn)圖如圖 6 2 所示 圖 6 2 彎矩簡(jiǎn)圖 22453 01 216 77MNyeP KNLni 其中 245m 34 6NZ 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 62 0 5em 1ym 21 7nyi 選 35Q0d 132PKNL 安全 PL 6 3 主梁在跨中的連接計(jì)算 因承受的彎矩 按力矩平衡條件得距 C 點(diǎn)最遠(yuǎn)的mNM19386 螺栓的最大內(nèi)力為 0 5168 4max1872rPKNni 其中 1ri 20 35 0 4rm 3 1 230 8515indP KNL 所以 axin 剪切力 127438 0136pFP 6 4 主梁蓋板的螺栓連接 主梁蓋板上拼接板的螺栓連接簡(jiǎn)圖如圖 6 3 所示 受到 M M 的作用 使螺栓承受剪應(yīng)力 采用彎矩分配法 Pj 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 63 圖 6 3 螺栓連接簡(jiǎn)圖 分配在蓋板上的彎矩為 105 8938659242IgMNmf 則每個(gè)螺栓承受的剪力為 nFhg85924 519 23 5min NKNP 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 64 結(jié)論 本設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)比較法 許用應(yīng)力法及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法第四強(qiáng) 度理論 確定了主梁和端梁等的計(jì)算和校核 得出以下結(jié)論 1 對(duì)此噸位的起重機(jī)采用箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 材料 Q235B 2 主梁尺寸 梁高 1220mm 梁寬 488 611 mm 3 主梁跨度 26m 4 經(jīng)主梁 端梁及馬鞍各部分強(qiáng)度 剛度計(jì)算及校核 滿(mǎn)足要求 可以承受規(guī)定載荷 及此 此次設(shè)計(jì)已近尾聲 經(jīng)過(guò)此次的設(shè)計(jì) 讓我再次的對(duì)所學(xué)習(xí) 的 專(zhuān)業(yè)知識(shí)得以鞏固 對(duì)以后的實(shí)戰(zhàn)工作打下一定基礎(chǔ) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 65 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成離不開(kāi)老師 我學(xué)到了很多 也感觸頗多 我想這既是一個(gè)考驗(yàn) 也是一項(xiàng)鍛煉 還是一種提高 是我大學(xué)生活中 十分難忘的一個(gè)經(jīng)歷 從選定課題之后自己一直處于一種焦躁和彷徨的狀態(tài)中 設(shè)計(jì)思路 不夠清晰 設(shè)計(jì)目標(biāo)也不是很明確 但幸虧有秦老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的 幫助 自己才得以靜下心來(lái)好好的理清了思路 最后秦老師耐心的講解 使得我們能夠順利的完成了這次的設(shè)計(jì) 對(duì)于我們這些即將畢業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō) 在走