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      橋式起重機箱形雙梁橋架的設計

      2014-08-24 10:58 作者:管理員14 來源:未知 瀏覽: 字號:

      摘要:橋架是橋式起重機的主要承載構件,它支承著起重小車、軌道、大車運行機構、電氣設備等,承受這些構件的重力和工作中的各種載荷。因此,橋架是起重機的重要構件之一。 (1)箱形雙梁橋架的結構 箱形雙梁橋架主要由兩根主梁和兩根端梁所構成(見圖18.2-19)。橋架

             橋架是橋式起重機的主要承載構件,它支承著起重小車、軌道、大車運行機構、電氣設備等,承受這些構件的重力和工作中的各種載荷。因此,橋架是起重機的重要構件之一。
          (1)箱形雙梁橋架的結構
          箱形雙梁橋架主要由兩根主梁和兩根端梁所構成(見圖18.2-19)。橋架的主梁上鋪設有供小車行駛的軌道,兩主梁外側均設有走臺,一邊走臺用于安裝運行機構和電氣設備,另一側走臺安裝起重小車的導電架等。在一走臺的下方設有操縱室。橋架的外側四周還設置有安全欄桿。
      橋式起重機箱型雙梁橋架簡圖
            I)主梁
            ①主梁的組成      主梁是由上、下兩塊翼緣板和與翼緣板相垂直的兩塊腹板所組成(其截面為空心矩形)的焊接板梁結構。這種結構具有強度高、綜合剛性好,制作和維修方便、外形美觀等一系列優點,因而得到廣泛和持久地采用。為減輕主梁重量,按等強設計主梁,其縱向應做成拋物線形,但制造困難。故用折線代替拋物線,這樣一來,主梁縱向中間部位成長方形,兩端則做成梯形;根據強度和剛度方面的需要,在主梁上布置有一定數量的加強肋。
            ②主梁的型式      按軌道在主梁上翼緣板鋪設的位置不同,主梁可分為正軌箱形主梁、半偏軌箱形主梁及全偏軌箱形主梁。表18.2-19表明了這3種形式的主梁各自的特點。
            2)端梁      端梁有拼接式和整體式兩種,它們之間的特點比較及結構見表18.2-20。
            3)主梁與端梁的連接      主梁與端梁的連接型式有焊接與螺栓聯接兩種。圖18.2-20為焊接連接的型式,端梁被套裝在主梁的冀緣板內,主梁的兩側腹板由連接板3焊在端梁腹板上,翼緣板則用三角板4焊在一起。形成橋架水平面內的剛性連接。圖18.2-21為螺栓聯接的型式,它是用承載突緣和螺栓將主梁與端梁聯接起來,由承載突緣支承垂直剪力,聯接處的彎矩由螺栓承擔。
      連接板焊接式
      凸緣法蘭和螺栓連接式
      正軌箱形主梁、半偏軌箱型主梁及全偏軌箱型主梁特點比較
      半偏軌道箱型特點及全偏軌箱型主梁特點2
      半偏軌道箱型特點及全偏軌箱型主梁特點3
          (3)橋架的鋼材選用
          橋架鋼材選擇應從結構的重要性、載荷特征、應力狀態、工作條件、環境(如工作環境溫度)、鋼材厚度、材料的可焊性以及價格等諸方面綜合考慮。橋架常用材料主要是碳素結構鋼及低合金結構鋼,即宜采用力學性能不低于GB/T 700中的解”和GB/T 699中的20鋼材。當橋架需用高強度鋼材時,則可采用力學性能不低于GB/T 1591中的Q345。
          以下情況不應采用沸騰鋼:①直接承受動載荷且需要計算疲勞的焊接結構;②工作環境溫度低于一20℃時的直接承受動載荷以及受拉、受彎的重要承載焊接結構;③工作環境溫度等于或低于一20℃的直接承受動載荷,且需要計算疲勞的非焊接結構;④工作環境溫度等于或低于一30℃的所有承載焊接結構。
          (4)加勁肋
          為減輕主梁重量、充分發揮材料的作用和獲得較大的抗彎剛度,在主梁的設計中將靠近截面中性軸的材料使之遠離中性軸,其結果導致腹板被設計得很薄(一般腹板的高度為其厚度的200倍以上)、主梁則近似薄壁結構。為此,在主梁的設計與計算中腹板及其緣板的局部穩定性為主要考慮問題之一。
          為防止腹板與翼緣板的局部失穩以及傳遞載荷實現力流平順過渡,在主梁上設置了各種加勁肋,如圖18.2-22是正軌箱形梁形布肋的一個例子。根據不同情況在梁端上也設置少量的加勁肋(見表18.2-20)。
      正軌箱型主梁的布肋簡圖
             布肋的大體做法是:首先根據經驗初步在冀緣板和腹板上布肋,而后再對翼緣板及腹板進行局部穩定性驗算,并最后確加勁肋的設置及布置尺寸。
             表18.2-22中列舉了為提高腹板及翼緣板的局部穩定性,設置加勁肋的一般原則、供布肋時參考。
      翼緣板及腹板上布置加勁肋的一般原則
      翼緣板及腹板上布置加勁肋的一般原則2
      翼緣板及腹板上布置加勁肋的一般原則3
      翼緣板及腹板上布置加勁肋的一般原則4
           (5)主梁焊縫設計
            1)主梁的翼緣焊縫設計及加勁肋的焊接(梁的翼緣板與腹板的連接焊縫被稱之為翼緣焊縫)。
            ①正軌箱形主梁的焊接      正軌箱形主梁的翼緣焊縫采用連續角焊縫。主梁的橫向加勁肋和短加勁肋起支承小車軌道的作用,故它們的上端應刨平并頂緊上翼板焊接,其軌道支承面下的傳力焊縫長度不應小于軌道支承寬度的1.4倍,且應雙面施焊(見圖18.2-24).橫向加勁肋兩側與腹板的連接焊縫,在受壓區為連續角焊縫,下部可采用雙面交錯或單面斷續焊縫,近年來為減小腹板的焊接變形,下部較多采用小焊腳尺寸的連續焊縫。
            橫向加勁肋與受拉翼緣板不焊,留有50mm間隙,如圖18.2-23中所示。
            ②全偏軌箱形主梁的焊縫設計(表18.2-23)。
      正軌箱型主梁橫向加勁肋的焊接
      全偏軌箱型主梁的焊縫設計
      全偏軌箱型主梁的焊縫設計2
            2)拼接翼緣板與拼接腹板的焊接     對于大跨度和大噸位起重機主梁的翼緣板和腹板,由于受到板材的規格限制,需要進行拼接。拼接的方式見圖18.2-24圖a為一般翼緣板及腹板的排列方式;圖b為具有T型鋼主梁腹板的排列方式。
      拼接翼緣板及拼接腹板焊接簡圖
          拼接焊縫均采用無蓋板的對接焊縫。當板厚>14mm時,接頭坡口采用雙面坡口;板厚≤14mm時,可不用開坡口雙面深熔埋弧焊。
          對焊縫位置的要求:
          ①焊縫位置盡可能放置在內彎矩和剪力較小之處;
          ②冀緣板和腹板的對接焊縫不允許位于同一截面上,其間距不小于200mm ;
          ③翼緣板和腹板的橫向焊縫還應與橫向加勁.肋及短橫向加勁肋的焊縫錯開,相對于橫向加勁肋的:焊縫錯開距離應不小于200mm,相對于短橫向加勁肋的焊縫應不小于50mm,
          3}焊縫的許用應力焊縫應具有與母材同等的綜合機械性能。焊縫的許用應力由焊接條件、焊接方法和焊縫質量分級等因素確定,見表18.2-24,
          (6)通用橋式起重機橋架的技術要求(見表18.2-25)
      焊縫的許應用力
      焊縫的許應用力2
      焊縫的許應用力3
      焊縫的許應用力4
            (7)箱形雙梁橋架設計、計算主要內容及步驟
            計算的原始數據:主要有起重量、跨度、工作級別、工作很度、起升高度、起升速度;小車的運行速度、重量和輪距;大車運行速度、運行機構的重量、工作條件(如在室內或在室外工作等)以及其他特殊要求。
            設計、計算的主要內容及一般步驟:
            ①確定主梁及端梁的型式;
            ②初步擬定橋架的結構尺寸。主要包括大車輪距、主梁與端梁高度、主梁與端梁的截面尺寸以及其他結構尺寸;
            ③按布肋的一般原則布置加勁肋;
            ④繪制橋架的結構簡圖(參照圖18.2-19及表18.2-21中的簡圖及截面圖);
            ⑤載荷計算(應考慮沖擊系數);
            ⑥主梁及端梁的強度驗算(對于正軌箱形主梁還應驗算上翼緣板受輪壓引起的雙向彎曲作用時的折算應力);拼接式端梁的拼接計算;
            ⑦對工作級別為E級及E級以上的橋架的主、端梁進行疲勞強度驗算;
            ⑧主梁及端梁的穩定性驗算;
            ⑨主、端梁的連接計算;
            ⑩剛度計算;
            ⑧主要焊縫的計算;
            ⑧拱度的確定。
            有關橋架的計算方法詳見GB/T 14486-2008起重機設計規.范。
       
       
       

      (責任編輯:laugh521521)
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