关于桥式起重机主梁的优化设计的研究正式版
桥式起重机主梁的有限元分析及优化设计武建华
桥式起重机主梁的有限元分析及优化设计武建华发布时间:2021-10-27T06:54:26.359Z 来源:《建筑学研究前沿》2021年15期作者:武建华[导读] 本文针对16 t×22.5 m的双梁桥式起重机当前的工况和具体的载荷进行分析,合理的确认了对于金属结构重量产生影响的相关因子——设计变量,同时针对这一重机主梁展开了针对MeshFree软件平台进行的一种有限元分析以及优化,最后使其重机力学性能可以获得要求。
河南东起机械有限公司河南省新乡 453400摘要:本文针对16 t×22.5 m的双梁桥式起重机当前的工况和具体的载荷进行分析,合理的确认了对于金属结构重量产生影响的相关因子——设计变量,同时针对这一重机主梁展开了针对MeshFree软件平台进行的一种有限元分析以及优化,最后使其重机力学性能可以获得要求。
关键词:桥式起重机;结构分析;有限元优化引言桥式起重机器本身是工程进行施工中能够提升作业效率和降低工人劳动强度的一种大型的起重设备。
当前应用的一些起重机其自身的金属结构全部都是选择型钢以及板材去完成焊接形成。
按照相关统计,通常桥式起重机器本身重量里的金属结构大概占到了改为汉字数字之下,针对一些跨度比较大的起重机器能够占到百分之85 之上,所以,有效降低本身的重量是减少起重机在制造上消耗成本的一种切实科学的方式。
当前,起重机金属结构在设计上的计算,通常都是使用理论以及类比计算去展开。
其中有非常多的经验估算以及简化算法,这样的一种情况就使得起重机自身的金属结构其自身的力学性能出现富余同时材料上的利用率相对较低等情况出现。
本文先首先基于16 t×22.5 m桥式起重机具原型去展开适当的力学分析,并适当的对其完成优化,最后有效地降低了这一起重机本身的自重。
1.双梁桥式起重机整体布局和核心技术参数当前桥架整体的金属结构件主要包含了:主梁和端梁,以及小车和走台栏杆等。
基于ANSYS的桥式起重机主梁优化设计.doc
基于ANSYS的桥式起重机主梁优化设计本文以16t双梁桥式起重机为例,通过有限元软件ANSYS 对其主梁进行目标驱动优化(Goal Driven Optimization),结果相较于优化前质量减轻了24.9%,效果非常显著,并且针对优化前后进行了静力分析,优化结果可靠可行。
本文通过主梁的参数化设计和优化设计,实现了质量减轻的目的,对桥式起重机的设计具有重大意义。
桥式起重机已经成为了现代化生产中必不可少的一种机械设备,除了运用方便、效果显著等原因外,桥式起重机在安全方面相较于其他设备同样有着明显的优势,例如,在实际生产中,桥式起重机能显著提高生产安全,减小事故发生率。
长久以来,我国对于重型机械的要求是够大够结实,因此,在传统的设计方法和加工工艺的限制下,我们设计出来的桥式起重机往往都具有过高的安全系数,这样设计虽然安全,但是,正因为过于安全了,我们的设计造成许多材料的浪费和废弃。
通过大量设计和实例表明,桥式起重机60%以上的重量是和主梁结构相关的,因此,主梁的结构设计是否合理,直接关系到钢材耗费量的多少。
采用ANSYS对起重机主梁进行结构的优化设计,不仅能实现主梁的形状优化,从而改进产品外形,同时能提高整机性能,减少制造成本和材料消耗。
主梁结构分析本文在进行优化设计前,先对桥式起重机主梁进行静力分析,分析的目的是求出主梁的最大应力和最大位移,方便后续的优化以及对比。
本文的研究对象是16t双梁桥式起重机,主梁由上、下盖板、两块腹板以及隔板组成,同时,为了分析更为准确,本文对端梁也进行了建模。
1.1 参数化建模优化设计就是讲设定的参数不断优化,最终在众多方案中寻找最佳方案的过程,因此,在建模时,需要实施参数化建模。
本文采取PROE建模,并且设定了8个优化参数。
1.2 有限元的前处理本文选取solid45单元,材料全部采用Q235,材料密度,弹性模量,泊松比。
网格划分以四边形单元为主,同时在个别部位采用三角形单元。
桥式起重机主梁腹板结构拓扑优化设计
模型简单 ,但优化对象受到很大的限制 。变密度法 以连续变 量 的密度 函数形 式 显示地 表达 相对密 度 与
材料 弹性 模量 之间 的相应关 系 ,这 种方法 基 于各 向
( 、e ( ) 肼 )— —节 点位 移
“ — 引起 的应变 和虚 位移 —
— —
引起 的虚应 变
同性材料 ,不需引入微结构和附加的均匀化过程 ,
2 4 0o
3 特 殊 工 况 下 问题 的解 决
为满 足 电动葫 芦使 用环 境 的特殊 要求 ,主要从
机械 及 电气 2方面 考虑 。①钢 丝 绳是起 吊重物 的载
3 朱 学 敏 . 重 机 械 . 京 :机 械 工 业 出 版社 ,20 起 北 03
4 王凤 喜 . 国内外 电动葫芦 的发展概 况 . 机 科技 ,19 重 94
1 拓扑优化设计数学模型 的建立
拓 扑优化 理论 首先 是在 离 散结 构 的拓 扑 优化 中
构的拓扑优化 问题 , 特别是连续体结构拓扑优化问 题 的解 答还 不 够理 想 。为 了解决 这些 问题 ,广 大科
研 人 员对 原有 的理 论 和方法 不 断改 进 。优 化 方法 的
被 提 出来 的 ( 例如 Mce 的桁 架 理论 ) i l hl ,并 且 对 一
选 择 目前 常用 的连 续体 结构 的拓 扑优 化方 法有 :变 厚 度法 、变 密度 法及 均 匀化 方法 。变厚 度 法 的数学
一
些简单的问题得到 了很好 的解答 ,但是 ,对复杂结
《 起重运输机械》 20 1) 07( 1
2 5 —
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它以每个单元的相对密度作为设计变量 , 人为假定 相对密度和材料弹性模量之间的某种对应关系 ,拓 扑优化计算以后得到单元 的密度值为 0或 1 ,拓扑 优化结构 比较清晰。均匀化方法是假设一种微结构 单胞 ,在这一微结构基础上 ,建立材料密度与材料 特 性之 间 的关 系 。拓扑 优化后 ,单 元 的密度 值是 介
桥式起重机桥架箱形主梁的优化设计
摘 要 : 桥 式起 重机 桥 架箱 形主 梁 的传 统设 计 一般 采 用偏 于保 守的 简化 计 算 方 法 , 并且 选 用 比较 大 的 安全 系数 , 所设 计 出的箱 形主 梁往往 在 一定程 度上 存在 结 构笨 重 、 部 分材料 浪 费和造 价 过 高等 问题 , 导
致 整 机 的 性 价 比 降 低 。 本 文 应 用 ANS YS软 件 的 优 化 设 计 模 块 , 对 起 重 机 桥 架 的 箱 形 主 梁 结 构 进 行 了优
TI A N Dey u , SH U Da we n , SON G Ti ngt i n g。, ZH A N G Ch a oxi ( 1 . Col l e ge of El e c t r o me c ha n i c al En gi ne e r i n g,K un mi n g U ni v e r s i t y of Sc i e n c e a nd Te c hn ol ogy,K un mi n g 6 5 050 0,Chi n a; 2 . SA NY He a vy I ndu s t r y Co .,Lt d,Ch an gs h a 41 01 0 0,Chi na )
s i gn an d us e s a l a r g e s a f e t y f a c t or .Th e ma i n gi r d e r de s i gn e xi s t s a c e r t a i n e xt e nt pr ob l e ms s u c h l i k e bu l ky s t r uc t u r e,m a t e — r i a l wa s t e a n d h i g h c os t s, wh i c h l e a ds t o t he r e d uc e s of t he who l e c os t e f f e c t i ve . Thi s pa pe r us e d A N SYS s of t war e opt i mi z e d de s i gn mo dul e s t o c ond uc t a o pt i ma l de s i g n f or t he m ai n gi r de r of c r a ne b r i dg e s t r uc t u r e . By us i n g t he i nt e r n a l c o mma nd an d A NSY S APDI l a ngu a ge ,e s t a b l i s he d t he p a r a me t e r i z e d f i ni t e e l e me nt mo de l o f t he m ai n b e a m . The s e ct i o na l di me ns i o ns of
桥式起重机主梁轻量化设计的关键技术
Ke y wo r d s :b r i d g e c r a n e ;b o x b e a m ;l i g h t we i g h t ;p a r a me t e r o p t i mi z a t i o n;d e s i n g
0 引 言
起 重机金属 结构 是起 重 机 的 主要 承载 部件 ,占
t h e g i r de r o f br i dg e c r a ne s,t o pu s h or f wa r d t h e c r a n e t o d e v e l o p i n t he l i g h t we i g h t a n d e n e r g y— s a v i n g d i r e c t i o n.
艺 简单 、便 于 实 现 自动 焊 等 优 点 ,作 为 大 批 量 生 产 的起重 机 主梁结 构 的主要 形式 是合 理 的 。 国内 吊钩桥式 起 重机 Q D系列桥 式 起重 机 设计 中 ,主梁 结 构 采 用 半 偏 轨 形 式 。近 几 年 ,随 着 设 计方 法 不 断 优 化 改 善 ,国 内起 重 机 厂 家 越 来 越 多 采 用偏 轨 箱 形 主 梁 。与 半 偏 轨 形 式 相 比 ,具 有 以
桥 式 起 重 机 主 梁 轻 量 化 设 计 的关 键 技 术
汤秀丽 潘 俊萍 北京起 重 运输机 械设 计研 究院 北京 1 0 0 0 0 7
摘 要 :在对 国内外 桥式起重机主梁结构现状 调研 分析 及对 析 的
l e c t e d l i k e d e p t h ・ s p a n r a t i o o f t h e g i r d e r ,s t a t i c a n d s t i f f n e s s c o n t r o l i n d e x e s ,e t c .,i n o r d e r t o r e a l i z e l i g h t we i g h t d e s i g n o f
桥式起重机主梁腹板结构拓扑优化设计
桥式起重机主梁腹板结构拓扑优化设计以桥式起重机主梁腹板结构拓扑优化设计为题,本文将介绍桥式起重机主梁腹板结构的优化设计方法和关键考虑因素。
一、引言桥式起重机是一种常见的起重设备,其主梁腹板结构对于整个起重机的性能和安全性起着重要的作用。
本文针对主梁腹板结构进行拓扑优化设计,旨在提高其结构的强度和刚度,减轻自重负荷,提高整机工作效率。
二、拓扑优化设计原理拓扑优化设计是一种基于材料的设计方法,通过在初始设计空间中布置材料,使结构在给定的约束条件下具有最佳的性能。
在主梁腹板结构的优化设计中,可以通过改变材料的布局和形状,以及调整材料的厚度和尺寸等参数,来实现结构的优化设计。
三、拓扑优化设计方法1. 建立有限元模型:首先,根据主梁腹板的几何形状和约束条件,建立起重机主梁腹板的有限元模型。
有限元模型需要包括主梁腹板的几何形状、材料属性、约束条件等信息。
2. 设定设计变量:根据设计要求和约束条件,设定主梁腹板结构的设计变量,如材料的布局、形状和厚度等。
设计变量的选择应考虑到结构的强度、刚度和自重等因素。
3. 设定目标函数:根据设计目标,设定主梁腹板结构的优化目标函数。
目标函数可以包括结构的最小重量、最大刚度和最小应力等。
4. 设定约束条件:根据主梁腹板结构的设计要求和约束条件,设定相应的约束条件。
约束条件可以包括结构的最大位移、最大应力和最大应变等。
5. 进行优化计算:利用拓扑优化设计软件,对主梁腹板结构进行优化计算。
优化计算的过程是通过对设计变量进行迭代,不断更新材料的布局和形状,以寻找最优的结构形态。
6. 结果分析和验证:根据优化计算的结果,对主梁腹板结构进行分析和验证。
分析和验证的过程主要包括对结构的强度、刚度和自重等进行评估,以确保优化设计的可行性和有效性。
四、关键考虑因素1. 结构强度:主梁腹板结构在工作过程中会承受较大的荷载,因此结构的强度是优化设计的重要考虑因素。
通过优化设计,可以使结构的强度得到提高,满足工作要求。
桥式起重机研究报告
桥式起重机研究报告
桥式起重机研究报告
桥式起重机是一种常用的起重设备,广泛应用于各种场合,如钢结构厂房、码头、物流中心等。
为了更好地掌握桥式起重机的特点和工作原理,本文将对其进行详细介绍和分析,并按照不同的类型进行分类研究。
一、单梁桥式起重机
单梁桥式起重机是指桥梁只有一根主梁,其特点是结构简单、造价较低,适合小型和中型起重场所使用。
其工作原理是将主梁上的起重机头拉动货物,完成货物的升降和运输。
二、双梁桥式起重机
双梁桥式起重机是指桥梁有两根主梁,其特点是结构更加稳定,适用于大型起重场所使用,如船厂、钢结构厂房等。
其工作原理是将主梁上的起重机头拉动货物,完成货物的升降和运输。
三、欧式桥式起重机
欧式桥式起重机是指桥梁采用欧式结构设计,其特点是结构牢固、运
行平稳、操作简便。
其工作原理和双梁桥式起重机类似,但其主梁与
承重梁之间采用箱形结构,提高了起重机的承重能力和运行稳定性。
四、重型桥式起重机
重型桥式起重机是指承重能力超过50吨的桥式起重机。
其特点是结构
复杂、工作环境苛刻,适用于重型起重场所,如港口、矿山等。
其工
作原理和双梁桥式起重机类似,但其主梁和承重梁采用更加厚实的钢板,以增强其承重能力和稳定性。
总之,桥式起重机作为一种重要的起重设备,不仅在经济上具有优势,而且在操作和维护上也具有重要意义。
在选择桥式起重机时,我们需
要根据其工作环境、承载能力、工作效率和安全性等方面进行科学、
合理的评估。
同时,加强桥式起重机的维护和技术更新,提高其工作
效率和安全性,将有利于提高生产力和经济效益。
桥式起重机主梁端部优化方法研究
机 械 设 计 与 制 造
Ma c h i n e r y De s i g n & Ma n u f a c t u r e 1 0 7
2 0 1 4年 3月
桥 式起 重机 主 梁端部优 化 方 法研 究
张 正本 , 唐秋 华 , 魏 国前
( 武汉科技大学 机械 自动化学院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 8 1 )
摘
要: 在桥 式起重机金 属结构的定期检 查中, 经常在主 梁端部过渡 圆弧 区域的焊缝位置发现裂纹 , 故在主 梁的轻量化
设计 中需要考虑这一部位的疲劳特性 。 提 出了一种基 于热点应力评定主粱端部过渡圆弧 区域疲 劳特性的优化设计方法, 通过有限元仿真计算获得 了相应的热点应力集中系数表达式。以结构质量最小为设计 目标 , 在静 强度 、 静刚度 、 稳 定性等
常规约束基础上 , 加入 了主梁端部 圆弧 区段疲 劳强度的约束, 建立了箱形主梁结构的优化模型。基 于 Ma t l a b的比较 实验
证 明, 在轻量化优化设计 中综合考虑端部疲 劳特性 , 其 结果具有更 高的可靠性。
关键词 : 桥式起重机 ; 箱形主梁 ; 热点应力; 应力集中系数 ; 优化设计 中图分类号 : T H1 6 ; T H1 2 ; T F 3 4 1 . 4 文献标识码 : A 文章编 号: 1 0 0 1 — 3 9 9 7 ( 2 0 1 4 ) 0 3 — 0 1 0 7 — 0 3
( C o l l e g e o f Ma c h i n e r y a n d A u t o ma t i o n , Wu h a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , H u b e i Wu h a n 4 3 0 0 8 1 , C h i n a )
桥式起重机箱形主梁的结构优化与改进
箱 形 梁 腹 板 受 平 面 力 和 弯 矩 载 荷 作 用 , 要 受 平 主
面压 力 , 料力 学 中压 杆稳 定性 公式 为 : 材
Pc = 订 EI /
将 普 通 的 平 直 腹 板 改 为 波 形 腹 板 以 后 , 以显 著 可
增 加 腹 板 在 垂 直 方 向 的 稳 定 性 , 而 可 以 减 小 腹 板 的 从
机 的 技 术 含 量 , 轻 起 重 机 的 重 量 是 起 重 机 械 研 究 的 减
主 要 方 向 。 中 提 出 了 桥 式 起 重 机 箱 形 主 梁 的新 型 波 文 形 腹 板 结 构 的 设 想 , 应 用 ANS 并 YS软 件 对 波 形 腹 板 结 构 和 平 直 腹 板 结 构 作 了 比较 分 析 , 出 波 形 腹 板 结 构 得 在 同等条 件下 受力 情况 更 好 的结论 。
得知。
1 3 波 形 腹 板 配 置 方 案 比较 .
波形 腹板 是将 箱形 梁 中的平 直腹 板沿 纵 向进行 一 定 的 形 状 改 造 , 其 沿 桥 架 纵 向 形 成 一 定 规 律 变 化 的 使
波形 , 样 可 以 明显增 加腹 板 的承 载面积 。 这
12 . 理 论 基 础
许 的 , 以此 方案 是不 可取 的。 所 两 波 形 腹 板 反 向 配 置 , 种 配 置 方 案 两 腹 板 之 间 这
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桥 式 起 重 机 箱 形 主 梁 的 结 构 优 化 与 改 进
口 黄建 龙 口 赵 超凡
兰州 705 3 00 兰 州 理 工 大 学 机 电工 程 学 院 摘
要 :对 桥 式 起 重机 的 主 梁 研 究之 后 , 对 国 内箱 形 梁桥 式 起 重机 的 主 梁偏 重 、 材 多等 缺 点提 出 了新 型 结构 的 针 耗
桥式起重机桥架箱形主梁的优化设计
桥式起重机桥架箱形主梁的优化设计田德雨;舒大文;宋婷婷;张朝喜【摘要】桥式起重机桥架箱形主梁的传统设计一般采用偏于保守的简化计算方法,并且选用比较大的安全系数,所设计出的箱形主梁往往在一定程度上存在结构笨重、部分材料浪费和造价过高等问题,导致整机的性价比降低。
本文应用 ANSYS 软件的优化设计模块,对起重机桥架的箱形主梁结构进行了优化设计分析。
应用ANSYS 软件的 APDL 语言,建立箱形主梁的参数化有限元模型,选取其截面尺寸作为设计变量,对其截面参数进行寻优,在满足其强度和刚度要求的前提下,使其质量减小,性价比提高。
%The traditional design of main girder of bridge cranes generally uses conservative and simplified method to de-sign and uses a large safety factor.The main girder design exists a certain extent problems such like bulky structure,mate-rial waste and high costs,which leads to the reduces of the whole cost-effective.This paper used ANSYS software optimized design modules to conduct a optimal design for the main girder of crane bridge structure.By using the internal command and ANSYS APDL language,established the parameterized finite element model of the main beam.The sectional dimensions of the main beam were selected as the design variables to optimize the main beam cross-section parameters.Under the premise of meeting the strength and stiffness of the main girder,minimized total weight and improved cost performance.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】3页(P60-62)【关键词】桥式起重机;优化设计;参数化;ANSYS【作者】田德雨;舒大文;宋婷婷;张朝喜【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,云南昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明 650500;三一重工股份有限公司,湖南长沙 410100;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TH21随着市场经济的发展,桥式起重机的性价比较以往更显重要。
桥式起重机主梁结构分析和优化设计
桥式起重机主梁结构分析和优化设计【摘要】随着工业的迅速发展,越来越多的工作需要机器代替人工来完成,比如货物的搬运就必须借助起重机,人力是很难完成的。
起重机械不仅是现代化生产中的工具,也是不可缺少的生产设备,对提高生产效率、减轻工人工作量、节约生产成本、提高生产安全系数等,有着至关重要的作用。
目前应用最广泛的起重机就是桥式起重机,但这种起重机结构尺寸比国外同样吨位的起重机大很多,造成了材料和资源的浪费。
本论文在桥式起重机起重量和跨度一定的情况下,对主梁结构进行分析有优化设计。
【关键词】桥式起重机;主梁;结构分析;优化设计1.主梁结构分析和优化概述由于计算机的发展和广泛应用以及优化理论知识的发展,起重机的设计从传统设计发展到可以建立一种设计过程中自动选择最有方案的迅速而有效的方法,这种方法也是目前在机械设计中应用最广泛的一种设计方法,即优化设计法。
主梁结构优化设计即是在满足行业规范及特定要求的前提下使结构的重量、造价、刚度、灵敏度、稳定性和可靠性达到最佳的方法。
起重机是提高生产效率、节约生产成本、减轻工人劳动负担、实现安全生产的起重运输设备,在一定的范围内水平移动和垂直起升的设备,具有作业循环性和动作间歇性的特点,所以在主梁的结构分析和设计中一定要兼顾到安全性能和稳定性能。
2.桥式起重机主梁结构的分析2.1主梁结构设计的要求目前桥式起重机的种类比较多,根据主梁的数目可大致分为单梁桥架和双梁桥架,根据结构可大致分为型钢梁式桥架、箱型结构桥架、精架式桥架。
钢梁式结构的主梁一般采用工字钢,结构简单,起重量小,一般应用于小车;箱型结构应用比较广泛、工艺简单,但其主梁易下饶。
综上桥式起重机的特点,在对主梁的结构进行设计时,必须满足以下几个基本要求:(1)主梁的刚度和强度要满足要求。
(2)尽可能降低主梁的重量,这样不但可以减轻起重机的自重,也减轻了桥架和厂房建筑结构的负载,同时也能节约资源、减少生产成本、提高安全性能和运行的稳定性。
关于桥式起重机主梁的优化设计的研究通用范本
内部编号:AN-QP-HT805版本/ 修改状态:01 / 00 When Carrying Out Various Production T asks, We Should Constantly Improve Product Quality, Ensure SafeProduction, Conduct Economic Accounting At The Same Time, And Win More Business Opportunities By Reducing Product Cost, So As T o Realize The Overall Management Of Safe Production.编辑:__________________审核:__________________单位:__________________关于桥式起重机主梁的优化设计的研究通用范本关于桥式起重机主梁的优化设计的研究通用范本使用指引:本安全管理文件可用于贯彻执行各项生产任务时,不断提高产品质量,保证安全生产,同时进行经济核算,通过降低产品成本来赢得更多商业机会,最终实现对安全生产工作全面管理。
资料下载后可以进行自定义修改,可按照所需进行删减和使用。
起重机是现代化生产过程中必不可少的辅助工具,也是必不可少的生产设备,对安全声场,减少事故有着显著作用。
笔者根据自己从事的实际工作经验,研究了目前国内桥式起重机主梁优化设计的现状,分析了桥式起重机主梁优化设计国内外形式。
起重机是减轻笨重体力劳动,提高劳动效率,实现安全生产的起重运输机设备,在一定范围内水平移动和垂直起升的设备,具有作业循环性特点及动作间歇性特点。
在对桥式起重机主梁结构优化设计中,设计师研究的对象主要是主梁结构轻量化。
采用合理化的主梁结构,可以减轻起重机自重,其意义在于节约所消耗的钢材和控制成本,提高安全性能和运行稳定性,也减轻了桥架和厂房建筑结构的受载。
桥式起重机主梁变形及修复方法的探究
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中国设备工程 2023.09 (下)
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Research and Exploration 研究与探索·工艺流程与应用
架主梁比较常用些典型的方式就是双梁以及四架,而后 续的类型都是以两种基本形式所发展的。因此,相关的 工作人员为了满足当前社会的发展要求以及搬运行业的 标准,应当注重对起重机进行改革和优化,在设计中加 入横向和纵向的强度,并在此基础上减小其重量,结合 国外的经验将工业渗入国内的研究中,进一步促进我国 搬运行业的发展。 3 桥式起重机主梁变形的现状
在我国工业生产过程中,通过桥式起重机的应用, 能够有效减轻工作人员的工作压力,以及工作负担同时 能够提升其工作效率。目前,在实际的桥式起重机使用 期间,由于主梁发生变形,桥式起重机无法再次使用。 而且桥式起重机的主梁变形是永久性的,当变形后,如 果不能进行及时的修复,那么就会导致这个桥式起动机 换桥梁或是直接报废,通过对桥式起重机结构的了解, 可以发现启动机主梁变形的主要原因,有以下几个方面。
关键词:桥式起重机;主梁变形;修复 中图分类号:TH215 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2023)09(下)-0097-03
桥式起重机在当前工业的发展中起到了至关重要的 作用,同时,在新时代工业生产期间,通过桥式起重机 能够有效减轻工作人员的工作压力以及工作难度。并在 此基础上,提升工作人员的工作效率。在这样的背景下, 桥式起重机使用的范围越发广泛,也越发普及,目前在 实际的工作开展期间,由于桥式起重机主梁变形的问题, 在一定程度上影响了我国现代化工业的生产古法,彰显 其价值,影响了其工作效率。对此,相关的工作人员应 当与时俱进,顺应时代的发展,走在时代的前沿。找出 有效的方式来彰显桥式起重机在当前工业发展生产工作 中的意义,突出其优势,发挥其功能。基于此,本文针 对桥式起重机主梁变形及修复方法进行简要阐述,以下 仅供参考。 1 桥式起重机主梁变形的原因 1.1 结构内应力的问题
桥式起重机箱形梁的优化设计探讨
桥式起重机箱形梁的优化设计探讨摘要:随着科学技术的发展,起重机在人们生活中发挥着越来越重要的作用。
但是现今国内的起重机比国外同吨位的起重机要笨重很多,这个问题需要我们不断将其进行优化设计,改变现在存在的问题。
国内的起重机不仅仅是在使用材料上和国外的有区别,在结构设计上也存在很大的不足。
中国的桥式起重机箱形梁的设计上仍然存在问题,成本高、浪费材料以及太笨重都是我们需要改进的地方。
所以马鞍山钢铁股份有限公司重型机械设备制造公司想要起重机箱形梁的主梁的结构设计进行优化,减少资源的浪费,这是今天探讨的主要内容。
关键词:桥式起重机;箱形梁;优化设计1.桥式起重机箱形梁的介绍桥式起重机就是能沿着固定轨道滑行运载重物的起重机,它具有桥梁式结构,所以叫做桥式起重机。
它可以横架在各种车间或者其他场所进行高空重物运输的重型器械,它的两端可以架在坚固的水泥柱或是坚硬的金属架上,看起来就好像是一座桥。
他在运输中可以避免受到地上设备或建材的阻碍,因此在建筑行业中应用比较广泛。
如今国内外应用最广泛的桥架结构形式就是箱形梁。
它在设计及制造中有很多优点,设计简单、制造工艺性能好以及结构稳定等。
这些优点恰恰是那些生产批量大,需求多,尺寸规格多的起重机最为需要的方面。
所以我们对于箱形梁的研究探讨就要更加深入。
2.优化设计具体方案优化设计是当代发展起来的一门新兴的学科,它主要是利用计算机设计和数值最优化计算方法得到最好的设计方案。
近年来,优化设计被应用到许多高新设计上,例如航天制造、冶金、轮船、钢铁工业等大型制造工业上。
它不再局限于以前的传统设计思维,而是将数学规划理论同实际结合起来,将数学上得到的最优数值输入到计算机上进行计算。
从而得到最好的设计参数和设计方案,实现节约资源、优化设计和提高生产效率的目的。
由于现在计算机技术越来越成熟,设计也越来越先进。
优化设计也从以前机构运动参数的设计发展到机构动力学,机械零部件和机械产品上。
传统优化设计主要是运用梯度法计算,而如今已经发展到运用非线性规划的方法,比如神经网络法,模拟退火法等。
桥式起重机主梁和端梁联接的设计和工艺改进
个水平面内, 力分布在设计标的条件之下。 3 1 调 整跨 度 5 , 对 角 线 z 在 标 准 规 定 数 允差之内 , 这样就保证 了大车轮安装 的准确性 , 避 免了起重机使用 中产生的啃轮弊病。
。
1 桥 架组装焊合要 求
主体桥架结构如 图 1 ,其组装焊合必须满足
n [ A b s t r a c t ] F 。 r d 。 u b k p e n d u l u m b r i d g e c r a n e f r a m e ,a t t h e w e b c 。 n n e c t i 0 n 0 f t h e w 。m e t a l s t Ⅲc t u r a p a
以下 技 术要 求 : 1 ) 主梁 在 平 台上 , 在距两端 1 / 4处 等高 支 垫 ,
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并保证小车轨距 K在允许 的标准范围内。 2 ) 调平主梁上平面, A A , B B四个基准点在统一水 平面内,即保证 4 个车轮的安装轴线 o o 面内。这样就控制了 4 个大车轮与导轨接触面在同一
o p e r a t i on .
。
.
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0 引 言
桥式双梁起重机 的主体桥架是 由两根带拱 的
主梁 和两 根端 梁 组 装联 接而 成 ,它 是 起重 机 的基 本 骨架 , 是 运 行 机构 、 起升机构 、 电气 控 制 系统 和 安 全设 施 的载 体 ,桥 架 的制 作 质量 基 本决 定 了整
桥式起重机主梁腹板结构的优化与改进
桥式起重机主梁腹板结构的优化与改进摘要:物流在现代工业快速发展的过程中起到了很关键的作用,物料搬运直接影响着着现代工业效率。
起重机作为物料搬运的主要设备之一,在飞速发展的工业时代起到了特别关键的作用,起重机的研究和更完善的改进可以更好的提高对我国物流业的发展。
对于西方发达的起重机行业来说,我国的起重机行业近几年以来已经明显很落后,如今世界先进工业化国家已经广泛采用起重机的现代设计方法如有限元设计、优化设计等方法来设计起重机,我们国家还是在使用传统的设计方法,因此设计的起重机安全系数大、消耗原材料多、结构不及合理、效率较低。
对我国起重机行业来说加强对起重机的现代设计方法的研究和应用,不断加强对起重机新型结构的大胆探索和创新研究具有很重要的理论意义和实际意义。
我国广泛应用于机械、冶金、运输等行业的桥式起重机占了我国起重机的40%左右,在我国应用起重机的行业中,最广泛采用的是桥式起重机,由于它的通用化程度比较高,是别的起重机所不可比拟的,本文将对桥式起重机主梁腹板结构的优化和改进做一研究。
关键词:桥式起重机主梁腹板结构1 桥式起重机概况1.1 概念桥式起重机是起重机的一个主要的类型,在所有应用于室内的起重机中,桥式起重机的数量占了90%,它主要应用于生产车间,高空作业的作业范围包括整个厂房,大受用户的欢迎。
1.2 分类不同场合使用的桥式起重机类型也不同,主要包括电动单梁桥式起重机、电动双梁桥式起重机、单主梁桥式起重机和电葫芦双梁桥式起重机,我们将对使用范围最广,结构最典型的电动双梁桥式起重机主梁腹板的结构及其优化做一探讨。
1.3 结构桥架是桥式起重机的主要金属结构部分,重量是起重机自身重量的60%及其以上,它是横架在车间两侧吊车梁的轨道上的,运行轨迹是沿着轨道的,目前市场上出现的桥式起重机都采用的是实腹式箱结构型结构桥架,采取合理的桥架不但可以节约起重机造价成本,节约钢材,而且还减轻了厂房建筑结构的受载而节省基建费用,桥式起重机的结构还包括小车以及小车上装有的起升和运行机构等等。
关于桥式起重机主梁的优化设计的研究
关于桥式起重机主梁的优化设计的研究前言桥式起重机主梁作为承载和传递货物重量的核心部件,它的设计质量直接关系到起重机的使用效果及其安全性。
通过对桥式起重机主梁的优化设计的研究,可以提高起重机的承载能力、减少结构重量、提高使用寿命等,具有重要的研究和应用价值。
本文将介绍如何进行桥式起重机主梁的优化设计,主要包括优化设计的原理、步骤以及应注意的问题等。
优化设计的原理桥式起重机主梁的优化设计也是一种多目标优化问题,通常包括起重机主梁的承载能力、结构重量以及使用寿命等多个指标。
优化设计的原理是在保证起重机主梁承载能力、结构强度和使用寿命基本要求的前提下,尽可能减少结构重量。
在进行优化设计时,需要根据起重机主梁的实际工作环境、重量和使用要求等因素,设计出满足这些条件的最优方案。
通过模拟分析、计算、试验等多种手段,不断地对设计方案进行修改和调整,最终得到满足需求的可行设计。
优化设计的步骤桥式起重机主梁的优化设计需要经过以下步骤:1. 确定设计需求和目标在进行优化设计之前,需要明确主梁的使用环境、工作负荷和使用寿命等需求和目标。
在此基础上,确定主梁的最大承载能力、结构强度和使用寿命等设计要求。
2. 优化设计方案的策略选择针对得到的设计要求,选取相应的设计策略,进行优化设计的方案选择。
一般来说,桥式起重机主梁的优化设计方案包括采用常规钢/材料、采用异型钢/材料、进行结构优化等多种方案。
在确定优化设计方案时,需要进行分析比较,选择最佳方案。
3. 优化设计方案的计算模拟选定优化设计方案后,需要进行计算模拟。
常用的计算模拟方法包括有限元分析(FEA)、计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)等方法。
在模拟分析中,需要考虑起重机主梁的受力行为和变形特征等问题,同时对整个起重机主梁结构进行材料力学分析,分析各部位内力分布、应力变化和变形情况等,对设计方案进行优化调整。
4. 优化设计方案的试验验证完成计算模拟后,需要对设计方案进行验算和试验验证。
关于桥式起重机主梁的优化设计的研究.docx
关于桥式起重机主梁的优化设计的研究起重机是现代化生产过程中必不可少的辅助工具,也是必不可少的生产设备,对安全声场,减少事故有着显著作用。
笔者根据自己从事的实际工作经验,研究了目前国内桥式起重机主梁优化设计的现状,分析了桥式起重机主梁优化设计国内外形式。
起重机是减轻笨重体力劳动,提高劳动效率,实现安全生产的起重运输机设备,在一定范围内水平移动和垂直起升的设备,具有作业循环性特点及动作间歇性特点。
在对桥式起重机主梁结构优化设计中,设计师研究的对象主要是主梁结构轻量化。
采用合理化的主梁结构,可以减轻起重机自重,其意义在于节约所消耗的钢材和控制成本,提高安全性能和运行稳定性,也减轻了桥架和厂房建筑结构的受载。
当今社会是一个倡导节能型的社会,节约能源和材料是起重机轻量化设计是本文桥式起重机主梁优化设计的一个主要问题,也是时代发展的问题。
桥式起重机主梁结构分析桥式起重机的种类比较多,根据主梁的数目分类可以分为单梁桥架和双梁桥架;根据结构可以分为箱型结构桥架、型钢梁式桥架、精架式桥架。
每种结构类型其性能都不同,箱型结构桥架是应用比较广泛的一种,工艺简单、组装方便、适用性强、抗扭刚度好及自动焊等优点,但是重量大,主梁易下饶,水平刚度较差,内部不易施焊,腹板与上翼之间的链接焊缝寿命低,同时横向加劲板与上翼缘板之间焊接容易开裂。
另外型钢梁式结构的主梁一般采用工字钢,一般应用于小车,结构简单,起重量较小。
随着新工艺、新结构和现代设计方法的应用,这些缺点正逐步得到改进。
在设计桥式起重机的桥架结构时,必须满足几个基本要求:桥架的刚度和强度要足够;桥架要必须和大小车运行的机构要配合好,确保正常运转;桥架重量的减轻有助于经济的意义,因此尽可能降低自重;结构设计尽量美观和便于批量生产。
目前国内外采用的桥架主梁比较典型的和箱形截面的双腹梁式和四桁架式,其它类型都是这两种基本型式发展而成的。
四桁架式桥架主要由主桁架、上下水平桁架、辅助桁架以及箱形截面的端梁所组成。
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关于桥式起重机主梁的优化设计的研究正式版
关于桥式起重机主梁的优化设计的研
究正式版
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起重机是现代化生产过程中必不可少的辅助工具,也是必不可少的生产设备,对安全声场,减少事故有着显著作用。
笔者根据自己从事的实际工作经验,研究了目前国内桥式起重机主梁优化设计的现状,分析了桥式起重机主梁优化设计国内外形式。
起重机是减轻笨重体力劳动,提高劳动效率,实现安全生产的起重运输机设备,在一定范围内水平移动和垂直起升的设备,具有作业循环性特点及动作间歇性特点。
在对桥式起重机主梁结构优化设计
中,设计师研究的对象主要是主梁结构轻量化。
采用合理化的主梁结构,可以减轻起重机自重,其意义在于节约所消耗的钢材和控制成本,提高安全性能和运行稳定性,也减轻了桥架和厂房建筑结构的受载。
当今社会是一个倡导节能型的社会,节约能源和材料是起重机轻量化设计是本文桥式起重机主梁优化设计的一个主要问题,也是时代发展的问题。
桥式起重机主梁结构分析
桥式起重机的种类比较多,根据主梁的数目分类可以分为单梁桥架和双梁桥架;根据结构可以分为箱型结构桥架、型钢梁式桥架、精架式桥架。
每种结构类型其性能都不同,箱型结构桥架是应用比较
广泛的一种,工艺简单、组装方便、适用性强、抗扭刚度好及自动焊等优点,但是重量大,主梁易下饶,水平刚度较差,内部不易施焊,腹板与上翼之间的链接焊缝寿命低,同时横向加劲板与上翼缘板之间焊接容易开裂。
另外型钢梁式结构的主梁一般采用工字钢,一般应用于小车,结构简单,起重量较小。
随着新工艺、新结构和现代设计方法的应用,这些缺点正逐步得到改进。
在设计桥式起重机的桥架结构时,必须满足几个基本要求:桥架的刚度和强度要足够;桥架要必须和大小车运行的机构要配合好,确保正常运转;桥架重量的减轻有助于经济的意义,因此尽可能降低自重;结构设计尽量美观和便于批量
生产。
目前国内外采用的桥架主梁比较典型的和箱形截面的双腹梁式和四桁架式,其它类型都是这两种基本型式发展而成的。
四桁架式桥架主要由主桁架、上下水平桁架、辅助桁架以及箱形截面的端梁所组成。
箱形截面的板梁式桥架是我国生产的桥式起重机桥架结构的基本型式,主要由凉快垂直腹板和上下盖板组成的封闭的箱形截面,自身重量比较大。
但是从工艺和场地的方面考虑,结构总高度小,安装和维护也方便,也利于批量生产。
箱形桥架结构通常选用薄壁箱形构件,为了满足稳定性可靠性要求,在箱形架构设计中要求加入横向和纵向加强筋,加强筋对构件的
刚度和强度影响较小。
表现如下:
(1)纵向加强筋沿构件的长度方向连续改变构件的截面特性,显然对构件的刚度和强度
都有一定影响。
但是经过研究论证,可通过扰度与加强筋引起的正应力减小量小于10%。
对于纵向加强筋对剪应力产生的影响可以忽略不计。
(2)从分析梁在的弯曲、承受拉压与扭转应力与位移计算的公式不难看出,由于横向加
强筋仅能在其自身所在截面内改变梁的截面性质,对刚度和强度的影响不大。
通过有限元程序分析后可以得出金属结构构件横向加强筋对其刚度和强度影响不
大,可以忽略。
目前国内外桥式起重机主梁优化设计形式
桥式起重机的优化设计主要体现在主梁厚度、宽度以及电动葫芦的体积等关键部件的整改方面,在改进的同时要严格按照国家标准进行,确保优化设计的同时保证机器能够运行稳定,安全,这样一来不仅在安装速度方面会得到很大提升,同时还可以节省空间。
在优化设计中,生产商充分运用反求工程设计方法对先进技术进行研究消化,通过仿制国外新型的起重机取得良好的经济效益,同时也根据反求工程中研究出来的工艺参数进行研究,开发自己的新型化起重机。
国外桥式起重机主梁优化设计情况
法国PATAIN公司的某桥式起重机采用窄偏轨箱形梁作为主梁,其宽、高的比一般约为4.5~3左右,梁高为大筋板间距的1/2倍,不采用小筋板。
端梁与主梁的连接方式采用搭接,便于可以直接把垂直力作用于端梁上盖板,由此可降低端梁的高度,减轻重量,便于运输。
另外,PATAIN 公司又采用以板材为基本构建的小车架结构,这种方法可以优化起重机的重量,有利于加工方便,适用于小吨位的起重机。
这种结构的设计要求起升的结构不能直接与车架相连接而是采用行圆锥齿轮减速器来降低车架刚度,优化车结构,以便减小自重。
芬兰某公司的生产商生产的一种桥式起重机,是采用将起重机中的一根端梁与起升机构的减速器合二为一,同时减速器与卷筒一端连接,另一端用于支撑起重机的另一根端梁上。
同时,将卷筒组与定滑轮组连成一体,简化起重机的整体结构,省去承梁。
对于起重机的运行机构采用三合一驱动装置以减小自重,达到整机自重大幅度减轻。
国内起重机优化设计的形式
我国曾采用多级模糊综合的方法,综合考虑成本、性能、工艺、生产、制造和使用维护多方面因素,尽可能减小零部件达到起重机规格型号,解决起重机整体优化的效果。
也取得了一定效果。
在现如今
我国吸取德国的先进优化设计理念,自主研发了QS型发达国家的“三合一”技术,尤其是驱动装置采用德国的减速器,为了不受振动和主梁影响,将其吊挂于端梁内侧,这种整体优化设计理念也运用实际中,提高了运行机构的寿命和性能。
这种优化设计使结构结合更为紧密,方便安装维修。
在对桥式起重机主梁优化设计方案中,主要针对当前起重机的轻量化进行着重设计,这对于起重机整体优化设计起着至关重要的环节。
优化设计主要是以主梁箱型截面的各个尺寸为设计变量,利用计算机技术求得设计需要的参数。
比如某生产厂家生产的通用型桥式起重机主梁结构
安全生产系列| Production Template 编号:SMP-WJ01-68采用的半偏轨,与传统的主梁结构相比,取消了短加筋板和小加筋板,便于加工工艺,起到了结构优化作用。
桥架的结构设计是整个起重机工程系统设计的重要环节,新型的优化设计主要以主梁轻量化设计为考虑对象,轻量化技术发展也越来越迅速,各种先进的分析方法、先进技术都层出不穷,在对今后的起重机优化设计研究中要更为全面、系统的学习和运用相关理论和方法。
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