40米架橋機計算方案

精心整理精心整理頁腳內(nèi)容頁腳內(nèi)容精心整理頁腳內(nèi)容40米架橋機計算書1、架橋機概況架橋機由主梁總裝、前支腿總裝、中托總裝、后托總裝、提升小車總裝、后支腿總裝、液壓系統(tǒng)及電控部分組成，可完成架橋機的過孔，架梁功能，架橋機的高度可由安裝于前支腿、后托的液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)，整個架橋機的所有功能可由電控系統(tǒng)控制完成。2、架橋機的結(jié)構(gòu)計算2.1、架橋機主梁的承載力計算計算架橋機主梁承載力，要分別考慮架橋機的三個情況。a過孔過孔時計算主梁上、下弦的強度，此工況，梁中的彎矩，可能是主梁所承擔的最大彎矩，所以校核此狀態(tài)時可計算主梁的強度。b架中梁此工況時，前提升小車位于主梁41米的跨中，彎矩可能出現(xiàn)最大值c架邊梁當提升小車偏移架橋機主梁一側(cè)時，此側(cè)主梁中的剪力最大，所以應校核主梁腹桿的強度及穩(wěn)定性。M=717t·m架中梁時，當提升小車位于主梁41米的跨中時，梁中的最大彎矩(如圖)M=477t·m此較兩處的彎矩可知過孔時的彎矩是主梁承受的最大彎矩，也是控制彎矩，按此彎矩來校核主梁上、下弦的強度M=717t·m主梁截面如圖：上弦是兩根工字鋼32b，中間加焊10mm芯板。下弦是四根槽鋼25a，中間加焊8mm芯板。截面幾何參數(shù)如表所示：主梁的正應力:σmax=M/WX=717×104×10-9=153MPa＜［σ］=170Mpa主梁上、下弦采用Q235B鋼材其許用應力為170Mpa所以過孔時主梁是安全的。梁中的最大彎矩M=477t·m主梁的正應力:σmax=M/WX=477×104×10-9=102MPa＜［σ］=170Mpa主梁上、下弦采用Q235B鋼材其許用應力為170Mpa工作應力小于Q235B的許用應力，滿足強度條件，所以架中梁時，弦桿是安全的。2.1.2弦桿的接頭銷板及銷軸的強度計算過孔時的懸臂端的根部，尺寸如圖所示，材質(zhì)Q235。銷板、銷軸所承受的最大軸力為Nmax=285t銷軸材質(zhì)為45#鋼，銷軸的工作直徑φ50mm，銷軸的布置如圖所示。上弦單塊銷板的軸力為：Nmax上=Nmax/4=71.25t上弦單塊銷板的面積為A上=8136x10-6m2銷板的工作應力為σ銷板上=Nmax上/A上=71.25×104/8136x10-6=87.57Mpa<［σ］=170Mpa上弦銷板滿足抗拉強度。下弦單塊銷板的軸力為：Nmax下=Nmax/4=71.25t下弦單塊銷板的面積為A下=6600x10-6m2銷板的工作應力為σ銷板下=Nmax下/A下=71.25×104/6600x10-6=108<［σ］=170Mpa下弦銷板滿足抗拉強度。單根銷軸所承擔的剪力為F上=285t/3=95t銷軸中的工作剪力為τ=（F上/8×104）/（3.14/4×502×10-6）=60.5Mpa<［τ］=110Mpa45#鋼許用剪應力［τ］=110Mpa，上弦銷軸滿足抗剪強度條件.單根銷軸所承擔的剪力為F上=285t/6=47.5t銷軸中的工作剪力為τ=（F下/4×104）/（3.14/4×502×10-6）=60.5Mpa<［τ］=110Mpa45#鋼許用剪應力［τ］=110Mpa，上弦銷軸滿足抗剪強度條件.架邊梁時，提升小車不位于架橋機的中心，而是偏移架橋機主梁的一側(cè)，此側(cè)主梁承擔的剪力最大，而剪力是由腹桿承擔的，設計腹桿時，將它放在最不利位置。取卷揚小車偏移一側(cè)的主梁為研究對象，由平衡方程可求解，前支及中托處的反力N中=110tN前=95t主梁中的最大剪力發(fā)生在中托附近及前支附近，所以腹桿選用12#槽鋼對扣，在中托附近及前支附近加強，打花撐旨在增加抗剪面積。主梁中的最大剪力為N中=110t腹桿所受的軸力可根據(jù)平衡方程求出，F(xiàn)腹桿=115t此軸力由八根12#槽鋼承擔，腹桿的截面面積為A腹桿=15.366×8cm2腹桿的工作應力為σ腹桿===93.55Mpa<[σ]=170Mpa腹桿滿足強度條件。fc=pl3/48EIx=32×41003/48×2100×6249466,1818=3.5cm<[4100/600]=3.83cm主梁的剛度滿足要求。經(jīng)上面對主梁弦桿、銷板、銷軸及腹桿的強度、剛度及穩(wěn)定分析，可知，架橋機主梁可安全承載，主梁是安全的。2.2前支、中托部分的強度計算計算前支腿的強度時，將前支腿放在其最不利的工作狀況，既架設邊梁時，提升小車偏移一側(cè)主梁，此時前支腿受力最大，所受的最大軸向力為：N前=95t前支腿立柱選用箱型截面如圖：材質(zhì)為Q235B，由無縫鋼管φ325*12及四周12mm厚鋼板焊接而成。截面幾何參數(shù)如表所示：前支腿立柱的工作應力為：σ前支===45.3Mpa<[σ]=170Mpa支腿立柱滿足強度條件。下橫梁由鋼板組焊而成，W前x=4821.6cm3工作應力σ下橫梁===59.1Mpa<[σ]=170Mpa前支腿定位銷直徑φ80，材質(zhì)為45#鋼銷軸的受剪面積為A=100.5cm2銷軸中的工作剪力為Fs=95t銷軸中的工作剪應力為：τ===94.5Mpa<[τ]=110Mpa從以上計算中可知，前支腿各部分滿足強度條件，可安全承載。彎梁截面：W彎x=5945.213cm3工作應力σ彎梁===28.3Mpa<[σ]=170Mpa中托彎梁滿足強度條件。選用φ80的銷軸，材質(zhì)45#鋼受剪面積為A=1/4π×802×2=10048×10-6m2工作剪力為Fs=55t工作剪應力：τs===54.7Mpa<[τ]連接鉸座的耳板選用δ30的鋼板，受擠壓面積Ac=2×30×80×10-6=4800×10-6m2工作擠壓應力σc===114.6Mpa<[σc]=220Mpa中托連接鉸座可安全承載2.3提升小車橫梁的強度計算架設中梁時，提升小車所承受的彎距最大，其值為Mmax=193t.m小車橫梁截面為箱型雙梁如圖截面Wx=14011cm3工作許用應力σmax===137.7Mpa<[σ]=170Mpa提升小車可安全承載3.結(jié)論經(jīng)過對架橋機的主要受力構(gòu)件的強度進行計算，可知均滿足相應的強度條件及穩(wěn)定條件，所以可按計算中的各截面尺寸設計架橋機。架橋機在不同的工況下均可安全工作。4.天車電機、減速機的選擇:4.1橫移小車電機、減速機的選擇V=2.3m/min;車輪φ500;大、小齒輪齒數(shù)分別為:59、17;f=(80+4.8)×(2%+2‰)+1×1.6×250×(1.7×2)/104=2.44tP=f×10×(2.3/60)/(0.9×2)×2.2=1.14KW注：2.2為放大系數(shù)。經(jīng)綜合考慮:選擇電機型號:ZD122-4/1.5KW;轉(zhuǎn)速:1380轉(zhuǎn)/min減速機速比的選擇:i=1380×17/59×3.14×.5/2.3=249.7查減速機型號:BLED2718-253速比4.2縱移小車電機、減速機的選擇V=4.8m/min;車輪φ500;大、小齒輪齒數(shù)分別為:59、17;f=(80+14)×(2%+2‰)+1×1.6×250×(1.7×2)/104=2.644tP=f×10×(4.8/60)/(0.9×2)×2.2=2.58KW注：2.2為放大系數(shù)。經(jīng)綜合考慮:選擇電機型號:YEZ112S-4/3.0KW;轉(zhuǎn)速:1380轉(zhuǎn)/min減速機速比的選擇:i=1380×17/59×3.14×.5/1.8=119.7查減速機型號:BLED2718-121速比5.鋼絲繩的選擇根據(jù)單個小車起重量80t，選擇5t卷揚機，滑輪組倍率16。鋼絲繩所受最大靜拉力Smax=80/16=5tn繩=4所選鋼絲繩的破斷拉力應滿足S繩/Smax≥n繩S繩=Smax×n繩/0.82=5×104×4/0.82=235294N<329500N查鋼絲繩產(chǎn)品目錄,可選鋼絲繩18×19-22-1700,所以符合全使用要求.6.大車運行機構(gòu)的驗算6.1.縱移機構(gòu)電機的選擇V=4.8m/minf=93.5×(2%+2‰)+1×1.6×250×(1.264×2.17+3.2×0.5×2+.42×1.1×2+0.4×27)/104=2.75t所需單個電動機功率:P=2.75×10×(4.8/60)/(0.9×4)×2.2=1.34KW注：2.2為放大系數(shù)。綜合考慮后,最終選擇電動機為：ZD122-4/1.5KW;轉(zhuǎn)速:1380轉(zhuǎn)/min減速機的選擇:電機轉(zhuǎn)速:n=1380轉(zhuǎn)/min;車輪直徑為:φ500;小齒輪與大齒輪的齒數(shù)分別為17,59故減速機速比:i=1380×17/59×3.14×0.5/4.8=119.6查減速機型號為:BLED2718-121速比6.2.橫移機構(gòu)電機的選擇V=2.3m/minf=355.8×(2%+2‰)+3.8=11.63t所需單個電動機功率:P=11.63×10×(2.3/60)/(0.9×4)×2.2=2.72KW注：2.2為放大系數(shù)。綜合考慮后,最終選擇電動機為：YEZ112S-4/3.0KW;轉(zhuǎn)速:1380轉(zhuǎn)/min減速機的選擇:電機轉(zhuǎn)速:n=1380轉(zhuǎn)/min;車輪直徑為:φ500;小齒輪與大齒輪的齒數(shù)分別為17,59故減速機速比:i=1380×17/59×3.14×0.5/2.3=249.7查減速機型號為:BLED2718-253速比7.各機構(gòu)制動力矩校核：7.1.提升機構(gòu)滿載時卷筒鋼絲繩上的拉力為5t,卷筒直徑Φ377mm,扭矩M=PR=5x0.1885=1.0556tm=10556Nm卷揚機鋼絲繩平均繩速v=9m/min=0.15m/s取動載系數(shù)Φ2此時最大扭矩Mmax=Φ2M=1.105x10556≈11664Nm減速器傳動比139,YWZ-300/45制動器制動力距630Nm實際傳到高速軸上的力矩:M1=11664/139=83.9Nm＜630Nm安全系數(shù)=630/83.9=7.5，安全可靠。7.2.天車橫移制動ZD122-4/1.5KW電動機，制動力矩8.1x2=16.2Nm≈0.393tm=3930Nm減速器速比253，大小齒輪數(shù)比59/17=3.47實際傳到高速軸上的力矩:M1=3930/(253x3.47)=4.47Nm＜16.2Nm安全系數(shù)=16.2/4.47=3.6，安全可靠。7.3.天車縱移制動YEZ112S-4/3.0KW電動機，制動力矩43x2=86Nm扭矩M=PR=(114x0.015)x0.25≈0.4275tm=4275Nm減速器速比121，大小齒輪數(shù)比59/17=3.47實際傳到高速軸上的力矩:M1=4275/(121x3.47)=10.2Nm＜86Nm安全系數(shù)=86/10.2=8.4，安全可靠。7.3.大車縱移制動ZD122-4/1.5KW電動機，制動力矩8.1x4=32.4Nm≈0.3506tm=3506Nm減速器速比121，大小齒輪數(shù)比59/17=3.47實際傳到高速軸上的力矩