铸造起重机吨位结构设计

铸造起重机吨位结构设计

第一章总体方案设计

§1.1 原始参数

起重量Q(主/副) 180/50t

跨度S 22m

工作级别Ai A8

起升高度H(主/副) 20/22m

起升速度V(主/副) 4.5/11.4 m/min

运行速度(主/副/大车) 36/33.7/73.5 m/min

轮距(主/副/大车) 4080/1850/9800 mm

轨距(主/副/大车) 8700/3000/22000 mm

轮压(主/副/大车) 34500/19640/87600 kg

起重机重量 220t

§1.2总体结构及设计

根据已给参数，此桥式铸造起重机吨位、跨度较大，为减少结构的超静定次数，改善受力，方便运输，选用六梁铰接式结构。结构框架如图(1)

图(1)

§1.3 材料选择及许用应力

根据总体结构，铸造起重机工作级别A8为重级，工作环境温度较高，设计计算时疲劳强度为其首要约束条件，选用Q235-A，考虑起重量较大，主/副梁均采用偏轨箱型梁。

材料的许用应力及性能常数见表1、表2。

表1.1 材料许用应力

表1.2 材料性能常数表

§1.4各部件尺寸及截面性质

1. 主主梁尺寸 初选高度1111417H S ⎛⎫=

⎪⎝⎭

:=1294~1571mm 考虑大车运行机构安装在主梁内，且主主梁与副主梁的高度差必须满足一定得要求，故将主主梁取为大截面薄钢板的形式，以达到节省材料、重量轻的要求。因此取腹板高度

2400h =mm 。

为了省去走台，对宽型偏轨箱型梁11/ 1.0 1.5H B =:，主主梁腹板内侧间距取

12200B =mm>

50

L

=440mm 。 上下翼缘板厚度018δ=mm ，上翼缘板长2530mm ，下翼缘板长2326mm

，主腹板厚度

114δ=mm ，副腹板厚度 212δ=mm 。上下翼缘板外伸部分长

不相同。有轨道一侧上翼缘板外伸长度015270e b δ≤=mm ，取e b =250mm 。其它翼缘外伸部分长度 1.527e f b h ≥=mm 。

018f h δ==mm (焊缝厚度) 取'e b =50mm 。

轨道侧主腹板受局部压应力，应将板加厚，由局部压应力的分布长度，设计离上翼缘板350mm 的一段腹板板厚取为18mm 。

主主梁跨中截面尺寸如图(2)

图(2)

2．主主梁跨端截面尺寸 高度2111

2436121822

H H =

=⨯=mm 要确定主主梁跨端截面尺寸，只需确定其高度2H ，取2H =1300mm ，跨端下翼缘板厚度为18mm 。

主主梁跨端截面尺寸如图(3)

3．截面性质

(1) 主主梁跨中 建立如图示的坐标系，计算形心位置

2326189240012121820501410433501822432530182427

23261824001220501435018253018

i i

i A y y A

⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=

=

⨯+⨯+⨯+⨯+⨯∑∑ =1256.85≈1257mm 。

24001256232618116325301812652050142269350182269

24001223261825301820501435018

i

i

i

A y x A

⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=

=

⨯+⨯+⨯+⨯+⨯∑∑ =1238.88≈1239mm 计算弯心位置

211212

1021.3810211214

e b δδδ=

==≈++mm

弯心近似地在截面对称形心轴x 上，其至主腹板中线的距离为1021mm 。

净截面面积 ()2

253023261824001220501435018151208A mm =+⨯+⨯+⨯+⨯=

毛截面面积 2

0241822135351034A mm =⨯=

计算惯性矩 对形心轴x 的惯性矩

()33322

3322

2

104

253018232618122400253018117023261812579121212

1835014205012240039350189862050142141212

1.59010x I mm ⨯⨯⨯=+⨯⨯++⨯⨯-+

⨯⨯+⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯=⨯ 对形心轴y 的惯性矩

()()33322

3322

2114

18232618253024001223261876253018262400121212

20501435018121239562050141087573501810321212

1.20910y I mm ⨯⨯⨯=+⨯⨯++⨯⨯++⨯

⨯⨯⨯-++⨯⨯-++⨯⨯=⨯

(2) 主主梁跨端截面性质

净截面面积 ()2

23262530181264123501891414121672A mm =+⨯+⨯+⨯+⨯=

毛截面面积 2

0221312822837066A mm =⨯=

建立图示的坐标系，计算形心位置

2326189253018129112641265091414475121672350181107

674.6675i i

i

A y y A

mm

⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+

=

=

⨯⨯=≈∑∑

2530181265232618116312641256914142269121672350182271

1236.861237i i

i

A y x A

mm

⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+

=

=

⨯⨯=≈∑∑

计算惯性矩，对形心轴x 的惯性矩

33322

3322

2

104

253018232618121264253018616232618666121212

14914183501212642591414200183504321212

4.05210X I mm ⨯⨯⨯=+⨯⨯++⨯⨯++

⨯⨯⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯=⨯ 对形心轴y 的惯性矩

33322

3322

2

104

18232618253012641218232674182530281264

121212

91414350181211819141410323501810341212

8.49710y I mm ⨯⨯⨯=+⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯=⨯ 二、副主梁尺寸 1. 初选梁高 1111417H S ⎛⎫=

⎪⎝⎭

:=1294~1571mm ，取腹板高度 01500h mm =，上下翼缘板厚度 016mm δ=，腹板厚度：主腹板 110mm δ=，副腹板厚度 28mm δ=，副主梁总高

10021532H h mm δ=+=

副主梁宽度 ()000.6~0.8900~1200b h mm ==， 取腹板内侧间距 0110044050L

b mm mm =>= 且 110015103

H mm >=，主腹板一侧上翼缘板外伸长度

15e

b δ≤，取外伸长 121e b mm =，其余悬伸长大于1.5倍的焊缝厚度，取

'31e b mm =。其尺寸如下图()4