龍門吊起重機(jī)大車的主梁設(shè)計計算

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　?、僭O(shè)計計算主梁梁高

　　運行沖擊系數(shù)取φ4=1.16;起升沖擊系數(shù)取φ2=1.14;額定起重量Q=320000N;小車自重重量GXC=40000N(小車自重重量參照同類小車的自重，對沒有參照的小車自重，可先估算，待設(shè)計完小車后，再回過頭來驗算主梁的設(shè)計計算);小車基距b=980mm;主梁跨度S=22500mm;

　　截面腹板厚度之和：δ=16mm，δ1=8mm，δ2=8mm采用Q235材料;

　　許用應(yīng)力：[σ]=1.40×105kN/m2;彈性模量：E=2.1×108kN/m2;

　　許用剛度：推薦初選設(shè)計主梁：β=700(A5級以下);

　　腹板加強(qiáng)勁重量比腹板重量：α=1/3;

　　走臺欄桿軌道機(jī)械電氣設(shè)備重量比主梁重量：λ=0.2;

　　材料比重：γ=78.5kN/m3;

　　C1為將小車輪壓轉(zhuǎn)化為跨中集中力時計算彎矩的換算系數(shù)，C1=1;

　　C2為將小車輪壓轉(zhuǎn)化為跨中載荷計算撓度的換算系數(shù)

　　[Q]>Q=320kN，剛度為控制條件。

　　經(jīng)濟(jì)梁高：

　　圓整?。篽g=1150mm(作為主梁上下蓋板之間的凈高)

　　②初步確定主梁截面面積

　　經(jīng)濟(jì)梁高上蓋板與腹板截面積之比?。?

　　上蓋板的截面積尺寸：?

　　上蓋板的厚度：δ3=12mm

　　下蓋板的厚度：δ4=12mm

　　上蓋板的寬度：?

　　圓整?。篵y=500mm，作為主梁腹板之間的凈寬。

　?、鄞_定承壓梁的梁高

　　根據(jù)前面計算和用戶給定參數(shù)得：φ2=1.14;φ4=1.16;GXC=40000N;Gq=170000N;Q=320000N;δ1=δ2=8mm;δ3=12mm;δ4=20mm;B2=576mm;[τⅠ]=140/1.732=80MPa;Ix=2.3×109mm4。

　　考慮制作的工藝性，承壓梁梁高按經(jīng)驗公式取值。

　　h1=(0.25～0.5)h;B1=(1.2～1.6)B2;取h1=300mm，B1=876mm

　　則Sx=4059680mm3

　　所選承壓梁梁高和截面符合要求。

　　④主梁的筋板布置

　　主梁采取半偏軌梁，對腹板120<1150/8=144&le;160，根據(jù)腹板的加勁原則，在梁全長內(nèi)設(shè)置橫向大加筋板和小三角筋板，并同時在受壓區(qū)設(shè)置一道和第二道縱向加勁桿。**道高度設(shè)置在距腹板受壓邊緣(0.2～0.3)h0處，第二道設(shè)置在距腹板受壓邊緣(0.5～0.7)h0處;主梁大隔板間距(除兩端尺寸外)a=2000mm，省去小隔板，采用小三角筋板。h0=1150，取**道高度為300mm，第二道高度在距腹板受壓邊緣800mm。

　　對上蓋板，508/12=42&le;50，根據(jù)蓋板的加勁原則，上蓋板不需布置縱向加勁桿。

　?、輰χ髁哼M(jìn)行Ⅲ類載荷組合驗算

　　兩腹板中心線間距：b1=508mm;

　　主梁高度：h0=1150mm(凈空);

　　大車加減速：a=0.15m/s2;

　　半個大車的結(jié)構(gòu)重量：Gq=84000N(主梁+走臺);

　　主梁走臺自重均布載荷：?

　　均布載荷在跨中引起的*大彎矩：?

　　作用于一根主梁上的載荷：

　　在設(shè)計小車時，得a1=490mm，a2=490mm;

　　主梁截面幾何參數(shù)：Ix=7.52&times;109mm4;y1=629mm;y2=545mm;Iy=1.62&times;109mm4;x1=299mm;x2=277mm。

　　a.主梁垂直靜撓度

　　垂直剛度滿足設(shè)計要求。

　　b.垂直平面內(nèi)的應(yīng)力計算

　　?集中力引起的跨中*大彎矩

　　垂直平面內(nèi)主梁跨中截面正應(yīng)力

　　c.水平平面內(nèi)的應(yīng)力計算(主梁慣性載荷產(chǎn)生的彎矩)

　　?均布慣性載荷

　　均布慣性載荷跨中產(chǎn)生的*大彎矩：?

　　小車對主梁的集中慣性載荷

　　Pg=1.5(GXC+Q)&times;0.1&times;0.5&times;a=1.5&times;(4+32)&times;104&times;0.1&times;0.5&times;0.15=4.05&times;103(N)

　　集中慣性載荷引起的跨中*大彎矩：

　　水平平面內(nèi)主梁跨中截面正應(yīng)力：

　　綜合應(yīng)力：&sigma;=1.15(&sigma;1+&sigma;2)=1.15(115.3+5.00)=138.34MPa&le;[&sigma;]=140MPa式中，1.15為考慮主梁跨中的約束扭轉(zhuǎn)和約束彎曲的影響，強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。

　　水平剛度滿足設(shè)計要求。