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门式起重机刚度强度的有限元分析_张大鹏

门式起重机刚度强度的有限元分析_张大鹏
门式起重机刚度强度的有限元分析_张大鹏

第33卷第8期2014年8月绵阳师范学院学报Journal of Mianyang Normal University Vol.33No.8Aug.,2014

收稿日期:2014-03-28

基金项目:中央高校基本科研业务费专项项目(2010ZT03);国家自然科学基金项目(51175442);国家质量监督检验检疫总局科技计划项目(2010QK02);绵阳师范学院科研项目(QD2012A09).

作者简介:张大鹏(1975-),男,辽宁辽阳人,

博士,副教授.研究方向:起重运输与矿山机械检测及故障诊断.门式起重机刚度强度的有限元分析

张大鹏1,2,

姚立影1(1.绵阳师范学院交通运输与管理学院,四川绵阳621000;2.西南交通大学机械工程研究所,四川成都610031)

摘要:门式起重机承受额定载荷时的结构刚度和结构强度是评估起重机最重要的两个指标.通过ANASYS

对于某U 型变频箱型双梁门式起重机进行计算.然后,依据《起重机设计规范GB3811-2008》对计算结果进行分析

判定.计算结果表明:结构最大变形与最大局部应力不是发生在同一工况;结构的最大Von Mises 应力及变形均在许用范围以内,结构静刚度、结构强度均能满足使用要求.ANSYS 的计算结果为起重机的安全评估与检验检测提供了有益参考.

关键词:门式起重机;挠度;结构刚度;结构强度;有限元分析

中图分类号:TH213文献标志码:A 文章编号:1672-

612x (2014)08-0001-070引言

根据《中华人民共和国特种设备安全法》[1]的规定,

门式起重机属于特种设备,起重机使用中的安全也使人们倍加关注.起重机金属结构的刚度和强度是起重机安全评估的重要指标.关于门式起重机刚度与强

度的研究,国内外很多学者对此作了大量有意义的工作.Abbas

[2-4]

等人对波纹腹板梁弯曲强度和刚度进行了研究.程文明[5]等研究了主梁各截面参数对主梁跨中和悬臂端刚度的灵敏度.姚文娟[6]等给出了不同拉

压模量梁的解析解.Holst C.等[7,8]通过实验对门架结构变形及主梁挠度进行了研究.TONG [9]等对起重机

刚性支腿进行了设计计算.Guan [10]等采用有限元对刚性支腿对结构刚度进行了分析.Rǒnnholm ,P.等

[11]从实验测量和理论上研究了梁结构的变形.Lee 等[12]对梁类结构强度及挠度变形的估算给出了参考方法.Castillo ,E.等[13]对结构可靠性问题中的灵敏度进行了分析.Pinca ,C.B.等[14]对起重机结构承载后的应力应变进行了研究,并给出了参量之间的关系,很有意义.在机械设计中,现在大多还是采用较成熟的传统的容许应力设计法(allowable stress design method ).容许应力设计法是以结构构件的计算应力σ不大于有关规范所给定的材料容许应力[σ]的原则来进行设计的方法.它在对高应力部位校核计算时,多是靠经验选取,可能会出现不精准不全面的情况.而有限元分析可以计算结构的全局应力、变形、模态、振型等数据,信息量丰富.针对某电站门式起重机各种工况,采用ANSYS 对门架结构的刚度强度进行计算分析,为门架结构的安全使用和检验检测提供了有益参考,在工程应用中具有重要意义.

1

有限元建模与分析1.1简化与选取单元类型

有限元法的基本思路和基本原则以结构力学中的位移法为基础,把复杂的结构或连续体看成有限个单元的组合,各单元彼此在节点处连接而组成整体.把连续体分成有限个单元和节点,称为离散化.先对单元进行特性分析,然后根据各节点处的平衡和协调条件建立方程,综合后作整体分析.这样,先离散再综合的过程,就是把复杂结构或连续体的计算问题转化为简单单元的分析与综合的问题.有限元法是一种数值

计算的近似方法.

ANSYS 程序主要包括三个部分:前处理模块,求解模块和后处理模块.ANSYS 程序的组织机结构如图1所示.前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;求解模块可以对结构分析(结构线性分析、结构非线性分析和结构高度非线性分析)热分析等进行求解与分析;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出.ANSYS 程序提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料

图1ANSYS 程序的组织结构Fig.1Organizational structure of ANSYS

由于箱型起重机的金属结构属于

薄板结构,所以在ANSYS 中采用

SHELL 63壳单元直接进行建模.

SHELL63称为elastic shell ,因为它只支

援线性弹性的材料模式;ANSYS 另有其

他shell 元素可以支援更广泛的材料模

式.SHELL63单元既具有弯曲能力又具

有膜力,它可以承受平面内荷载和法向

荷载.SHELL63单元只支持线性弹性的

材料模式.SHELL63单元有4个节点(I ,J ,K ,L ),每个节点有6个自由度:3个位移(UX ,UY ,UZ )及3个转角(ROTX ,ROTY ,ROTZ ),所以一个元素共有24个自由度.应力刚化和大变形能力已经考虑在其中.在大变形分析(有限转动)中可以采用不

变的切向刚度矩阵.若K ,L 两个节点重叠在一起时,它就退化成一个三角形,如图2右所示.I -J -K -L 四

个节点假设是共平面,若不共平面则以一最接近的平面来“修正”这四个节点.注意,这种“修正”会引进一些误差,所以对那种曲率很大的板壳结构而言,要采用较小的单元.

建模时需对门式起重机的模型进行适当简化:安装、固定、修饰用的附加零件予以省略;梯子、栏杆、花纹板、司机室等对整体结构无影响的部件予以省略,将他们的质量用Mass 21单元的形式附加在模型上;螺栓连接、铆接等均视为刚性连接,省略螺栓等连接件.考虑到轨道于对门式起重机的整体刚度会有一定的影响,所以为了尽量与实际情况相符,在模型中利用Beam 188单元建立轨道.并将小车重量和起吊重物的重量利用Mass 21单元的形式施加在车轮与钢轨接触的四个点上.

1.2边界条件及结构参数

某电站U 型变频箱型双梁门式起重机主要参数:额定起重量50(t );起升高度12(m );起升速度9.3(m /min ).约束起重机前部车轮组沿轨道方向的平动自由度,模拟车轮制动的作用;约束左侧(或右侧)车轮组垂直轨道方向的平动自由度,模拟运动时一侧车轮组被轨道内侧抵住的状况.约束车轮组竖直方向的平动自由度,释放所有转动自由度.

门架载荷计算的参数选取:起升冲击系数φ1=1.1;起升载荷P Q =50t ;起升载荷动载系数φ2=1.1;运行冲击系数φ4=1.1.

根据

“起重机设计规范”载荷组合,选择门架最危险工况如下:(1)静刚度计算工况:起升静载荷

(2)强度计算工况:第Ⅱ类载荷:自重载荷+起升动载荷+惯性载荷+工作状态风载荷+偏斜运行侧向力.①起升吊重额定载荷500kN 时:

小车轮压位置的静载荷:

P 1=P 2=P 3=P 4=500+3054

=201.25kN 每个小车轮压位置的动载荷为(动载系数取1.1)

P 1'=P 2'=P 3'=P 4'=201.25?1.1=221.4kN

·2·第33卷绵阳师范学院学报(自然科学版)

②小车的水平惯性力作用在P 1,P 2,P 3,P 4处,其大小为:

F 沿=1.5?80.5?0.129=15.6kN ;(垂直于大车轨道)

F 垂=1.5?80.5?0.167=20.2kN ;(平行于大车轨道)

③门架受Ⅱ类风,

q =250N /m 2④门架偏斜侧向力:

小车位于门架跨中时:

P s =0.5∑R·λ=0.5?1340.5?0.131=88kN

式中:∑R———产生侧向力一侧最大轮压之和,λ———水平侧向力系数,λ=0.131.

小车位于门架有效悬臂7.5m 处时:

P s =0.5∑R·λ=0.5?1944?0.131=127kN

式中:∑R———产生侧向力一侧最大轮压之和,λ———水平侧向力系数,λ=0.131.

2结构有限元计算

门架结构模型采用板壳单元.门架有限元模型如图3所示

图2SHELL63单元几何形状

Fig.2SHELL63element

geometry

图3门架结构有限元模型Fig.3Gantry frame structure finite element model

2.1刚度验算工况一:小车位于门架跨中,此时不考虑门架自重影响,无风载荷,无门架惯性力.计算结果用等值分布云图如图4所示

图4a 静载工况下垂向挠度(Y 方向)

Fig.4a Vertical deflection under static load (Y direction

)图4b 静载工况下水平挠度(Z 方向)Fig.4b Horizontal deflection under static load (Z direction )

工况二:小车位于门架有效悬臂端,

此时不考虑门架自重影响,无风载荷,无门架惯性力.计算结果用·3·张大鹏等:门式起重机刚度强度的有限元分析第8期

等值分布云图如图5所示

:图5a 静载工况下垂向挠度(Y 方向)

Fig.5a Vertical deflection under static load (Y direction

图5b 静载工况下水平挠度(X 方向)Fig.5b Horizontal deflection under static load (X direction )

2.2强度验算工况三:小车位于门架跨中,大车静止,小车满载制动(考虑动载作用),考虑门架自重.计算结果用等值分布云图如图6所示

图6a 结构总体应力分布云图

Fig.6a Overall structure stress

distribution 图6b 复合应力局部放大图Fig.6b Partial complex stress

enlargement

图6c 局部应力分布云图(主梁局部)

Fig.6c Girder stress distribution (local

)图7a 复合应力分布云图(总体分布)Fig.7a Compound stress distribution (population distribution )

工况四:小车位于门架有效悬臂端,

大车静止,小车制动,考虑门架自重.计算结果用等值分布云图如·

4·第33卷

绵阳师范学院学报(自然科学版)

图7所示

:图7b 最大复合应力局部放大图

Fig.7b Biggest complex stress

figure 图7c 局部应力分布云图(主梁与支腿连接处局部)Fig.7c Local stress distribution (girder and leg joint )

工况五:小车位于门架跨中,

小车静止,大车制动,考虑门架自重.计算结果用等值分布云图如图8所示

图8a 总体复合应力分布云图

Fig.8a General complex stress

distribution 图8b 复合应力局部放大图Fig.8b Partial complex stress

enlargement

图8c 局部应力分布云图(主梁局部)

Fig.8c Local stress distribution (girder local

)图9a 应力分布云图(总体分布)Fig.9a Stress distribution (population distribution )

工况六:小车位于门架有效悬臂端,小车静止,大车制动(考虑动载作用),考虑门架自重.计算结果用等值分布云图如图9所示:

·

5·张大鹏等:门式起重机刚度强度的有限元分析第8期

图9b 复合应力局部放大图

Fig.9b Local complex stress

enlargement

图9c 局部应力分布云图(主梁与支腿连接处局部)Fig.9c Local stress distribution (girder and leg joint )

2.3刚度强度判定标准根据以上计算工况,

50t -30mU 型变频箱型双梁门式起重机结构的最大应力及刚度情况列于表1.表1门架结构有限元计算结果(单位:MPa /mm )

Tab.1Gantry frame structure finite element calculation results (unit :MPa /mm )

工况

最大应力(MPa )/位移(mm )计算值许用值工况一跨中下挠24.635mm 40mm 工况二

悬臂下挠15.744mm 21.43mm 工况三主梁跨中上盖板应力59.451MPa

大应力121.081MPa (位于下横梁最下方支撑处)

175.4MPa 工况四主梁与支腿连接处应力89.271MPa

最大应力127.139MPa (位于下横梁最下方支撑处)

175.4MPa 工况五主梁跨中上盖板应力58.044MPa

最大应力106.332MPa (位于下横梁最下方支撑处)

175.4MPa 工况六主梁与支腿连接处应力88.039MPa

最大应力124.909MPa (位于下横梁最下方支撑处)175.4MPa

按照

《起重机设计规范GB3811-2008》,使用中定位精度特性的起重机主梁跨中垂直静挠度许用值为:[f Z ]=S /750=30000/750=40mm >24.635mm.故小车在跨中满载起吊时,结构最大挠度为24.635mm ,未超过门架结构许用挠度,结构静刚度满足要求.

同样,起重机主梁有效悬臂端垂直静挠度许用值为:[

f Z ]=21.43mm >15.744mm.故小车在有效悬臂端满载起吊时,结构最大挠度为15.744mm ,未超过门架结构许用挠度,结构静刚度满足要求.

金属结构材料均采用Q235钢,其屈服极限为σs =235MPa ,则结构强度许用应力为:

[σ]=σs 1.34=2351.34

=175.4MPa >127.139MPa 所以,

小车位于门架有效悬臂端,小车制动(考虑动载作用),大车静止,考虑门架自重,门架惯性力,结构最大复合应力为127.139MPa ,未超过许用应力,结构强度满足使用要求.

3结论

以上计算分析表明:最大挠度值发生在主梁跨中;小车满载位于门架有效悬臂端结构出现最大局部应力;该机结构的最大Von Mises 应力及变形均在许用范围以内,结构静刚度、结构强度均能满足使用要求.同时也表明结构最大挠度与最大局部应力不是发生在同一工况.为起重机的安全评估与检验检测提供了有益参考.

·

6·第33卷绵阳师范学院学报(自然科学版)

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Finite Element Analysis for Large Tonnage Gantry

Crane Stiffness and Strength

ZHANG Da -peng 1,2,YAO Li -ying 1

(1.School of Communication &Transportation ,Mianyang Normal University ,Mianyang ,Sichuan 621000;

2.Research Institute of Mechanical Engineering ,Southwest Jiaotong University ,Chengdu ,Sichuan 610031)

Abstract :The two most important indexes ,which are used to assess the gantry crane ,are the structure stiff-ness and the structure strength under the rated load.The structure of a U -shaped variable frequency box gantry crane with double girders was calculated based on ANSYS ,then ,on the basis of the crane design specification GB3811-2008,the calculation results were analyzed and determined.The results show as follows :the positions of the structure maximum deformation and maximum local stress occur in the respective conditions ;the maximum Von Mises stress and the deformation of structure are within the allowable range ,the structural static stiffness and strength can meet the requirements.The results of ANSYS provide a useful reference for the safety assessment and inspection of crane.

Key words :gantry crane ;structure stiffness ;deflection ;structure strength ;finite element analysis

(编校:陈桂芳)·7·张大鹏等:门式起重机刚度强度的有限元分析第8期

桥式起重机主梁强度、刚度计算

桥式起重机箱形主梁强度计算 一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型) 1、受力分析 作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷P G、P Q和P H三种基本载荷和偶然载荷P S,因此为载荷组合H。 其主梁上将作用有P G、P Q、P H载荷。 主梁跨中截面承受弯曲应力最大,为受弯危险截面;主梁跨端承受剪力最大,为剪切危险截面。 当主梁为偏轨箱形梁时,主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外,还要计算扭转剪切强度,弯曲强度与剪切强度需进行折算。 2、主梁断面几何特性计算 上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。

④y c h 1 R (H 寸) 1 2 巴佗 h 2) (cm ) ⑤ J x Bh 13 12 2 F 1 y 1 2b(H hi h 2)3 2 2F 2 y 3 F 3 y (cm ) 12 2 12 ⑥ J y AB 3 h 2B 2 2 也 2F 2 (弓 b )2 (cm 4) 12 12 12 2 2 图2-4 注:此箱形截面垂直形心轴为 y-y 形心线,为对称形心线。因上下翼 缘板厚不等,应以x '— X’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线 x — X 位置y c 。 ① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、h i 、h 2、B 、b 、b o 等。 ② F F i 2F 2 F 3 [ F i Bh i , F 2 bh o , F 3 Bh ?] ③ q Fr (kg/m ) F 1 2F 2 F 3

⑦W X J x/y c和J x/H y c(cm3) ⑧W y J y B (cm3) 3、许用应力为[]和[] 4、受力简图 Pi P2 图2-5 P i与P2为起重小车作用在一根主梁上的两个车轮轮压,由P Q和小车自重分配到各车轮的作用力为轮压。如P i P2 P时,可认为P等于P Q和小车

汽车起重机构造与原理

汽车起重机构造与原理 一、汽车起重机基本术语 1、汽车起重机 起重作业部分安装在专用或通用汽车底盘上的起重机。参见图一 2、整机。 具有齐全的上车、下车及附属装置的起重机。 3、上车(起重机部分) 包括回转支承及其以上的全部机构的总和。 4、下车(运载车部分) 回转支承以下部分,包括底架、底盘、支腿等各部件、机构和装置的统称。(包括支腿在内的装载上车而行走的运载车)。 5、起重性能参数(参见表一) 5.1起重量:起吊物体的质量。 5.2总起重量:起吊物体的质量与取物装置质量之和。 5.3额定总起重量 起重机在各种工况和规定的使用条件下所允许起吊的最大总起重量。(工况,指不同的臂长和仰角;规定的使用条件,如打支腿、地面的平整度、风力、设备状况等规定的使用条件) 5.4最大额定总起重量 起重机用基本臂处于最小额定幅度,用支腿进行作业所允许的额定总起重量,并以此作为起重机的名义起重量。 6、幅度(参见图二、图三) 6.1幅度:起重机空钩时,回转中心垂线与吊钩中心之间的水平距离。 6.2工作幅度:起重作业时,回转中心垂线与吊钩中心之间的水平距离。 6.3最小工作幅度:起重机处于最大仰角时的工作幅度。 6.4额定幅度:某一额定总起重量所允许的最大工作幅度。 6.5最小额定幅度:最大额定总起重量所允许的最大工作幅度。 7、起重力矩:总起重量与相应的工作幅度的乘积。 8、起升高度:起重机起升到最高位置时,起重钩钩口中心到支承地面的距离。 9、倍率:动滑轮组的承载钢丝绳数与引入卷筒的钢丝绳数之比。 10、起升速度:平稳运动时,起吊物体的垂直位移速度。 10.1单绳速度:动力装置在额定转速下,在卷筒计算直径处第n层的钢丝绳速度。 10.2起重钩的起升(下降)速度 钢丝绳单绳速度除以起升滑轮组倍率得到的值。 11、变幅时间(速度) 变幅作业时,幅度从最大(最小)变到最小(最大)所用的时间。 12、最大回转速度 空载状态下,基本臂在最大仰角时,所能达到的最快回转速度。 13、起重臂伸(缩)时间(速度) 空载状态下,起重臂处于最大仰角,使吊臂由全缩(伸)状态运动到全伸(缩)状态所用的时间。 14、支腿收放时间(速度) 支腿以全收(放)状态,运动到全放(收)状态所用的时间。 15、仰角:(参见图二、图三) 在起升平面内,起重臂纵向中心线与水平线的夹角。 16、副臂安装角:(参见图二、图三) 起重机主臂轴线与副臂轴线在起升平面内的夹角。 17、起重臂长: 沿起重臂轴线方向,其根部销轴中心到头部定滑轮组中心的轴线距离。 18、起重特性曲线: 表示起重机作业性能的曲线。 18.1起重量特性曲线(参见表一) 在以总起重量和工作幅度为坐标轴的直角坐标系中,以一定臂长在不同工作幅度时的额定起重量为坐标点编制的曲线。

单梁起重机验收标准定稿版

单梁起重机验收标准 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

行车验收标准 一、技术文件及资料: 1、特种设备的设计文件、产品质量合格证明、检验合格报告等相关技术资料和文件; 2、与采购设备相符的设备安装图、电气原理图、电气接线图,机械结构图、使用说明 书、装箱单、易损件清单(可以提供电子版情况下提供电子版,如若不可则提供2份纸质文档)。; 二、实物验收: 1、比对装箱单,确认设备配件及随机附件数量; 2、安装尺寸、位置要求:以我方议定的设备安装图为准; 3、所有部件外观油漆检查,确认各部分无漏喷、无明显色差; 检查方式:目测 4、所有部件焊缝检查,确认各部分无开焊,焊缝平整光滑; 检查方式:目测、戴线手套手摸 5、滑触线安装验收标准及工具: 1)滑触线之间的水平或垂直距离应一致,偏差≤10mm(卡尺) 2)接触面安装在一水平面上,其两端高差不能大于1mm(激光水平仪) 3)滑触线长度超过50m时,为适应温度变化应设补偿装置;

三、使用功能验收: 1、操纵机构的操作方向应与起重机的各机构运转方向相符。 检查方式及标准:现场操作,方向相符 2、依次开动各机构的电动机,其运转应正常,大车和小车运行时不应卡轨;各制动器能 准确及时有效动作,极限位置限位开关及安全装置动作应灵敏有效。起重机防碰撞装置、缓冲器保护有效; 测试方式及标准: 1)防碰撞装置、缓冲器有明显缓冲作用,每台测试2次; 2)大车和小车运行时无卡轨现象,每台往复运行5次; 3)制动器在控制停止后立即制动,每台测试5次; 4)极限限位开关在接触后大车立即停止运行,每台测试2次。 3、空载运行先开动提升机构,进行空负荷升降操作,使小车在全程上往返运行,空载 试运转应不少于3次; 检查标准:无异响、无停顿。 4、额定负荷运行测试; 测试方法及标准:小车停在桥式起重机的跨中,分别加负荷做起升试运转,直至 加到额定负荷后,使小车在桥架全程上往返运行数次,各部正常,卸去负荷后桥 架结构应无异常。 5、超额定负荷载重试验(1.25倍额定负荷); 测试方法及标准:小车停在桥式起重机的跨中,缓慢提升1.25倍额定起重的负荷离地面高度为100mm~200mm时,悬吊停留时间不应少于10min,起重机应无失稳现

龙门起重机结构设计(完整版)

龙门起重机计算说明书 一龙门起重机的结构形式、有限元模型及模型信息。 该龙门起重机由万能杆、钢管以及箱形梁组成。上部由万能杆拼成,所有万能杆由三种型号组成,分别为2N1,2N4,2N5,所有最外围的竖杆由2N1组成,其他竖杆由2N4组成,所有斜杆由2N5组成,其他杆均为2N4;龙门起重机两侧下部得支撑架由钢管组成,钢管的型号为φ219?6、φ83?5,其中斜竖的钢管为φ219X6,其他钢管为φ83X5;龙门起重机上部和下支撑架之间由箱型梁连固接而成,下支撑架最下端和箱型梁相固连。所有箱型梁由厚为6mm的钢板焊接而成。 对龙门起重机进行建模时,所选单元类型为Link8、Pipe16、Shell63三种单元类型。有限元单元模型见图1。模型的基本信息见下: 关键点数 988 线数 3544 面数 162 体数 0 节点数 1060 单元数 3526 加约束的节点数 48 加约束的关键点数 0 加约束的线数 0 加约束的面数 12 加载节点数 18 加载关键点数 18 加载的单元数 0 加载的线数 0 加载的面数 0 二结构分析的建模方法和边界条件说明。 应力分析采用有限元的静力学分析原理,其建模方法采用实体建模法,采用体、面、线、点构造有限元实体。其中所有箱形梁用面素建模,其余用线素建模,然后在实体上划分有限元网格,具体见单元图。对于边界条件和约束条件,是在支撑架下的箱型梁的底面两端加X,Y,Z三方向的约束以模拟龙门起重机的实际情况。载荷分布有4种情况:工作时的吊重、小车自重、风载荷、考虑两度偏摆时的水平惯性力,具体见下。 三载荷施加情况。 (1)工作时的吊重 工作时的吊重为40t,此载荷分布在小车压在轨道的4个位置,每个位置为10t。由于小车在轨道上移动,故载荷的分布位置随小车的移动而改变,由于小车移动速度慢,我们只把吊重载荷的施加作两种情况处理:在最左端(或最右

基于有限元法的门座起重机结构强度分析_黄文翰

质量技术监督研究 Quality and Technical Supervision Research 2012年第3期(总第21期) NO.3.2012General No.21 基于有限元法的门座起重机结构强度分析 黄文翰 (福建省特种设备检验研究院,福建 福州 350008) 摘要:采用有限元分析软件ANSYS对门座式起重机建立整体结构计算分析有限元模型,进行了两种危险工况下 的应力计算,并通过将有限元计算结果与实测应力结果进行比较,验证了有限元计算结果的可靠性,为门座式起重机的强度分析提供了可行的有限元参考方法。 关键词:门座式起重机;有限元;强度分析 随着贸易经济高速发展和港口货物吞吐量不断增长,门座起重机由于其良好的工作性能和通用性,成为港口装卸作业不可缺少的重要设备。门座起重机的整体金属结构作为主要的承载部件,由于其露天、腐蚀性的工作环境以及较高的使用频率和工作强度,易产生疲劳裂纹、腐蚀等缺陷,影响结构强度和刚度等力学性能,并危及起重机使用安全。因此,分析门座起重机的金属结构强度并为生产和维修提供依据,具有十分重要的意义。传统的门座起重机结构分析多采用力学计算方法,由于其设计变量较多,受力复杂,因此计算量大且较多采用经验简化或估算,势必影响计算结果的准确性。有限元分析方法具有建模方便快捷、计算结果准确的突出优点,日益成为起重机结构强度分析广泛使用的分析方法[1]。 1 SDMQ1260/60E型门座起重机概况 本文分析的SDMQ1260/60E门座起重机由某水工 机械厂1990年制造安装,用于某电站建设施工,1998年起移至某造船厂用于造船用部件和材料的吊运。该起重机自重约377t(含压重56t),结构大体可分为上部旋转部分和下部运行部分(见图1),旋转部分包括臂架系统(由象鼻梁、吊臂、大拉杆、小拉杆、变幅拉杆等组成)、人字架、平衡重、转柱、转台等,通过起升、变幅、旋转运动实现在环形圆柱体空间升降物品;运行部分主要是由门架和运行台车组成[2]。其中转柱、门架和臂架系统是门座起重机最重要的承载构件。 图1 门座式起重机结构简图 收稿日期:2012-05-09 基金项目:本文工作受国家质检总局科技计划项目(编号:2010QK048)资助 作者简介:黄文翰,男,福建省特种设备检验研究院宁德分院副院长,工程师,检验师,硕士 DOI:10.15902/https://www.wendangku.net/doc/4017776273.html,ki.zljsjdyj.2012.03.012

50-10t,16.5m桥式起重机主梁强度刚度的验算

QD50/10t-16.5mA5吊钩桥式起重机主梁强度刚度的验算 2008年1月

一、主要参数及技术特性的计算 1)主要参数 跨度L=1650(cm)额定起重量G起=50000kg 桥架自重G桥=16857kg 主梁(单根)自重G主=4072kg 小车自重G小=15960kg 小车轮距b=337cm 小车轨距K=350cm 主要钢结构件材质:Q235B 查表:σs=235Mpa=235×10.1972=2396.342kgf.cm-2 取安全系数n0=1.5 [σ]=σs n0=2396.342 1.5 =1597.56(kgf.cm-2) GB3811-83中规定,双梁桥式起重机垂直静扰度应满足下述要求: 工作级别为A5及以下的起重机 [y c]≤L 700=1650 700 =2.357(cm) 2)小车在主梁上轮压P1和P2的计算 由图中查出:小车轮距:b=337(cm),ζ=36.2(cm) V A’≈ V D’=P1=G小 4+G起 4 (1- 2ζ b )

=15960 4+50000 4 (1- 2×36.2 337 )=3990+9815=13805(kg) V C’≈ V B’=P2=G小 4+G起 4 (1+ 2ζ b )=3990+15185=19175(kg) R= P1+ P2=32980(kg) 3)主梁截面技术特性的计算: H=142cm,B=50.2cm,h=140cm,b=49cm 由图2主梁截面图求出:主梁上最大弯矩处的截面抗弯模数W Z(cm3)和跨中的断面惯性矩J Z(cm4) 对箱形主梁可以把每根主梁视为简支梁,截面抗弯模数W Z由下式得出: W z=BH 3-bh3 6H =50.2×142 3-49×1403 6×142 =10893.26(cm3) J z=BH 3-bh3 12 =50.2×142 3-49×1403 12 =773421 4)主梁单位长度自重的计算: 主梁单位长度自重用下式计算: g=G L = 4072 1650 =2.47——不考虑运动冲击系数

汽车起重机转台有限元分析及优化

汽车起重机转台的有限元分析及优化 摘要:汽车起重机的转台是用来安装吊臂、起升机构、变幅机构、回转机构、上车发动机、司机室、液压阀组及管路等的机架。转台通过回转支承安装在起重机的车架上,为了保证起重机的正常工作,转台应具有足够的刚度和强度。对于汽车起重机,为了有较好的通过性和较低的成本,应尽量减小转台的外形尺寸及重量。 随着计算机辅助工程(CAE)技术在工业应用领域中的广度和深度的不断发展,它在提高产品设计质量、缩短设计周期、节约成本方面发挥了越来越重要的作用。目前CAE分析的对象已由单一的零部件分析拓展到系统级的装配体,如挖掘机、汽车起重机等整机的仿真,而且,CAE分析不再仅仅是专职分析人员的工作,设计人员参与CAE分析已经成为必然。 关键词:汽车起重机;转台;有限元分析 1.引言 1.汽车起重机转台作为起重机三大结构件之一,负责起重机上车和底盘之间力 的传递。在现今高强板大量使用的情况下,如何简化结构、减少重量是起重机设计的难题之一。经典ANSYS有限元分析界面是用板壳单元在ANSYS里面建模并进行计算,但是存在建模过于复杂,难以修改,模型无法导出的问题,属于验证性计算,而使用ANSYS Workbench Enviroment(AWE)则可以用PRO/E 软件建立模型,再导入AWE进行计算,且在PRO/E中修改模型后再次导入可以保留之前设置的边界条件,设计效率成倍提高。 ANSYS Workbench Enviroment(AWE)作为新一代多物理场协同CAE仿真环境,其独特的产品构架和众多支承性产品模块为整机、多场耦合分析提供了非常优秀的系统级解决方案。具体来讲,AWE具有的主要特色如下: 1.强大的装配体自动分析功能

单梁起重机安全操作规程(2021)

The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 单梁起重机安全操作规程(2021)

单梁起重机安全操作规程(2021)导语:建立和健全我们的现代企业制度,是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提,是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档(使用前请详细阅读条款)。 一、开车前应认真检查设备机械、电气部分和防护保险装置(紧急断电停止装置和限位装置),确认设备和装置灵敏准确、安全可靠;确认起吊绳、钩无损伤,并与起吊物的重量匹配,方可使用。 二、工作停歇时,不得将起重物悬在空中停留;运动中,地面有人或落放吊件时,应予以告示;严禁吊物从人员上方越过;操作人员不得站立在行车起吊物经过的方向;吊运物件不得离地过高。 三、检修行车时,应停靠在安全的地点,切断电源,挂上“禁止合闸”的警示牌。 四、重吨位的物件起吊时,应先稍离地试吊,确认吊挂平稳,制动良好,然后升高,缓慢运行,不准同时操作多个方向的控制按纽。 五、运行时由于突然故障而引起吊件下滑时,必须采取紧急措施向无人处降落。 六、机床操作人员在使用行车起吊机床上的工件时,在卡盘或顶针未松开,工件可以自由搬动前,不得将起吊绳络住工件或用起吊钩

龙门起重机文献综述

毕业设计(论文) 文献综述 题目轨道式龙门起重机 专业机械设计制造及其自动化 班级06级1班 学生陈成 指导教师周老师 西南交通大学 2010-4-27 年

1、轨道式集装箱龙门起重机国内发展现状 在我国集装箱港口的装卸作业中,通常采用岸边集装箱起重机加轮胎式集装箱龙门起重机的装卸方案,以轮胎式集装箱龙门起重机作为后方堆场的主要装卸机械。几年,随着港口的发展,轨道式集装箱龙门起重机在港口的使用越来越多。其电控系统、管理系统等方面以达到现有的港口机械水平,完全能满足现代港口集装箱的需要。 目前我国已能批量生产具有上个世纪90年代国际先进水平的岸边集装箱起重机和轮胎式集装箱龙门起重机,轨道式集装箱龙门起重机的研究与开发能力也越来越强。 由于大车行走和小车行走属于一般负载,没有特殊要求,因此变频器在V/F模式下即可正常工作,不需要做特殊设置就能投入使用,而主副钩吊属于重型负载,要求起钩和松钩都能保证不溜钩,上下行平稳迅速,要求在直流制动后马上投入制动器进行制动。 2、轨道式集装箱龙门起重机国外发展现状 长期以来,轨道式集装箱龙门起重机仅小车运行机构采用交流驱动,近年来,起升机构和大车运行也相继采用了交流驱动技术,这样减少了维护和修理费,降低了营运成本。日本三井公司最早成功地采用了交流变频调速装置,解决了起升机构位势负载和车轮支承压力变化导致车轮转速变化的关键技术,达到了集装箱堆6层作业的使用要求。派纳公司将其在自动控制领域所拥有的丰富经验成功地应用在大型轨道式集装箱龙门起重机上,满足了现代化集装箱堆场对自动化控制的需要。欧洲联合码头公司应用光缆传输技术,可靠地将轨道式集装箱龙门起重机与港站管理计算机联网,实现了无人装卸作业和堆场全盘自动化。 据统计,欧洲作为传统上的轮胎式集装箱龙门起重机的大订户,1995年订购的轨道式集装箱龙门起重机多达58台,从一个侧面反映出轨道集装箱龙门起重机的市场潜力和应用前景。另一方面,从世界一些著名的港口的发展趋势看,轨道式集装箱龙门起重机将向大型化、高效化、自动化方向发展。 目前,一些先进设计思想逐渐被采用,一些先进设计手段也被引入轨道式集装箱龙门起重机领域。如果有限元分析、结构优化设计、机电液一体化技术、CAD设计模块化技术、可靠性设计方法、机械结构动态设计等。这些方法在轨

门座起重机结构与力学分析

1 引言 近年来,国内在门座起重机设计和制造上,已有很大的提高。但在现代的港口中,还有很多服役达十多年的门座式起重机仍承担着港口繁重的吊装业务。在门座式起重机进行生产作业的过程中,由于许许多多无法避免的因素使起重机出现各种破坏及故障,以至降低或失去其预定的功能。由于起重机体积大、造价高,不可能一发生故障就即时更换,因此很多起重机普遍存在严重裂纹但仍服役生产第一线,给安全生产带来了极大隐患,甚至造成严重的以至灾难性的事故,致使生产过程不能正常运行而造成巨大的经济损失。“门座起重机风险评估”的研究已成为是国内许多检验机构正在努力探讨的一个研究课题,而找出主要部件的受力最危险点和应力集中区则是这项课题研究的重要基础。 2 门座起重机的结构模型简化 由于门座起重机结构复杂,对门座起重机金属结构进行建模分析时不可能将所有因素都考虑进去,因此必须对其金属结构进行合理有效的简化,建立一个既能方便分析计算,又尽可能的与实际使用工况相符的有限元模型。基于对门座起重机结构的认识,本文主要对港口门座起重机进行了如下的假设和简化: (1)门座起重机模型是参照图纸尺寸建立的,为方便建模计算,其中一些加强筋,肋板等细部结构,在不影响分析结果的可靠性的前提下做适当的简化。 (2)鉴于门座起重机结构复杂,在建立臂架模型分析时对电机、钢丝绳、铰轴等结构做适当的简化处理。 (3)臂架上的梯子结构,均匀分布于臂架整体结构,对分析影响不大,在建模分析时不予考虑,最后采用密度补偿法来考虑其自重对臂架结构的影响。 (4)建模分析时,只考虑门座起重机结构的自重及起吊重量,不考虑风载、地震载荷等附加载荷的影响。 3 门座起重机结构参数 本文以某单位一台45t-60m港口门座起重机为研究对象,对其进行有限元建模、有限元模 门座起重机结构与力学分析 Analysns of structure and mechanics of prortale crane 张 健 (福建省特种设备检验研究院莆田分院 福建莆田 351100)摘要:如何准确高效的对门座起重机金属结构进行受力分析,进而判断疲劳裂纹等危险隐患的存在,正成为检验检测领域当前迫切需要解决的问题之一。本文以一台门座起重机的主要受力部件受力分析为例,分析计算了臂架结构、筒体和底座行走机构这三个主要受力部件在各种极限工况下最危险状况,为有限元分析计算及“门座起重机风险评估”的研究奠定了基础。 关键词:门座起重机,模型简化,危险工况,力学分析 中国分类号:TS213.4

起重机械技术规范书

检索号 37-F2792CB-J40 ***********************************************************嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期 2×300MW机组工程 ********************************************** 起重机械技术规范书

1、概述 嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程安装两台300MW引进型汽轮发电机组,和两台1025t/h燃煤锅炉,根据工艺系统及辅助车间设备配置要求,两台机组需设置有关起重设施。特编制本技术规范书。 2、安装条件:

3、起重机规格(空格由投标方填写):

1

3.技术要求: 3.1工作级别:A5 3.2电源:三相交流、380V、50Hz 3.3大车导电形式采用:“H”型节能滑线(用户自备) 3.4 起重机的结构和机构部件的设计全部应考虑承受动静载荷以及由于碰击所引起的外力。 3.5起重机的小车运行机构的设计应允许在空载全速运行时,在断掉电源的情况下缓冲器碰撞。 3.6吊钩材料应允许采用优质碳素钢锻制,并经热处理。吊全速运行时,在断掉电源的情况下与缓冲器碰撞。 3.7 起吊绳应是具有挠性的钢丝绳,长度应满足在最大起吊高度时,吊绳在卷筒上还应留有不小于两圈的足够安全圈数 3.8 卷筒、锻造卷筒的毛胚件在加工前应进行应力消除,卷筒的直径和长度要满足当起吊在最低极限位置时能使钢丝绳在卷筒上留有不小于两圈的安全圈数和三圈固定圈。压板及螺栓紧固可靠。 3.9轴承(包括电机轴承)应具有不小于5000小时的工作寿命,可以是滚珠轴承或滚柱轴承。 3.10起重机在制动闸失灵时,吊件应在控制速度下降落,起升机构采用双液制动器,每个制动器的安全系数不低于1.25倍。 3.11起重机的操作余量:100%额定负荷下,只要需方适当调节起吊装置的制动闸,能正确操作。 3.12电气设备包括电动机及其控制设备,起动性能应与机械部分相匹配。 3.12电气设备包括必要的电动机操作器、制动闸控制器等以及某些便于必要的电磁开关、电阻器、保护电器、限位开关、电缆、照明检修的设施等。行车本题上装设供夜间工作使用的探照灯,功率不小于1KW。 3.13电动机(包括控制设备等)的电源为380V三相三线50Hz 电压波动为85%-110%UH,电动机额定力矩应符合国家有关起重机电气设备配备标准。 3.14每个起吊装置内有一个自动复位式限位开关,保证控制起吊电机主电路起升限位,当吊钩达到移动上限时,起吊电机电路就被断开。 3.15行车限轨器装置、限位开关(大车)装置由需方提供。 3.16起重机所有钢材须经喷丸处理。 3.17起重机油漆标准厚度为2遍底漆,3遍面漆,漆膜厚度按国家有关标准执行。 4质量标准

龙门起重机 小车运行机构设计 说明书

第1章绪论 1.1 概述 起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称吊车。属于物料搬运机械。起重机的工作特点是做间歇性运动,即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的。 架型起重机的雏形。14世纪,西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。19世纪前期,出现了桥式;起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造,并开始采用水力驱动。19世纪后期,蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机。20世纪20年代开始,由于电气工业和内燃机工业迅速发展,以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构,它们大多是由吊挂系统和绞车组成,也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置,一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上,臂架仰起时幅度减小,俯下时幅度增大,分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转,是由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架,主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构,也可为腹板结构,有的可用型钢作为支承梁。 起重机是减轻笨重的体力劳动、提高工作效率、实现安全生产的起重运输设备。在国民经济各部门的物质生产和物资流通中,起重机作为关键的工艺设备或主要的辅助机械,应用十分广泛。 图1.1 双悬臂集装箱龙门起重机

图1.2 无悬臂集装箱龙门起重机 长期以来,龙门起重机仅小车运行机构采用交流驱动,近年来,起升机构和大车运行也相继采用了交流驱动技术,这样减少了维护和修理费,降低了营运成本。最近日本三井公司成功地采用了交流变频调速装置,解决了起升机构位势负载和车轮支承压力变化导致车轮转速变化的关键技术,达到了集装箱堆场作业的使用要求。德国派纳公司将其在自动控制领域所拥有的丰富经验成功地应用在大型轨道吊上,满足了现 代化集装箱堆场对自动化控制的需要。 1.2 集装箱龙门起重机的分类和特点 1.2.1 集装箱龙门起重机的分类 集装箱龙门起重机是用于集装箱堆场的车辆装卸、集装箱的堆码、拆垛和转运的专用机械。集装箱龙门起重机分为轮胎式集装箱龙门起重机和轨道式集装箱龙门起重机。 1.2.3 轨道式集装箱龙门起重机的特点 轨道式集装箱龙门起重机是集装箱码头货场进行装卸、堆码集装箱的专用机械。它由两片双悬臂的门架组成,两侧门腿用下横梁连接,两侧悬臂用上横梁连接,门架通过大车运行机构在地面铺设的轨道上行走。在港口多采用双梁箱型焊接结构的轨道式集装箱龙门起重机,个别采用L型单梁箱型焊接结构。在集装箱专用码头上,岸边集装箱起重机将集装箱从船上卸到码头前沿的拖挂车上,拖到堆场,用轨道式集装箱龙门起重机进行装卸堆码作业,或者相反。轨道式集装箱龙门起重机结构较为简单,操作容易,维修方便,有利于实现自动化控制。

起重机的机械组成及工作原理

起重机的组成及工作原理 起重机由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统和金属结构组成。通过对控制系统的操纵,驱动装置将动力的能量输入,转变为机械能,在传递给取物装置。取物装置将被搬运物体与起重机联系起来,通过工作机构单独或组合运动,完成物体搬运任务。可移动金属结构将各组成部分连接成一个整体,并承载起重机的自重和吊重。 起重机的组成及工作原理 图2-3起重机的工作原理 一、驱动装置 驱动装置是用来驱动工作机构的动力设备。常见的驱动设备有电力驱动、内燃机驱动和人力驱动等,电能是清洁、经济的能源,电力驱动是现代起重机的主要驱动方式。 二、工作机构 工作机构包括:起升机构、运行机构。 a)起升机构是用来实现物体的垂直升降的机构是任何起重机部可缺少的部分,因此它是起重机最主要、最基本的机构。 b)运行机构是通过起重机或起升小车来实现水平搬运物体的机构,可分为有轨运行和无轨运行。 三、取物装置 取物装置是通过吊钩将物体与起重机联系起来进行物体吊运的装置。根据被吊物体不同的种类、形态、体积大小,采用不同种类的取物装置。合适的取物装置可以减轻工作人员的劳动强度,大大提高工作效率。防止吊物坠落,保证工作人员的安全和吊物不受损伤时对取物装置安全的基本要求。 四、金属结构 金属结构是以金属材料轧制的型钢和钢板做为基本构件,通过焊接、铆接、螺栓连接等方法,按一定的组成规则连接,承受起重机的自重和载荷的钢结构。

金属结构的重量大约是整台起重机的40%-70%左右,重型起重机可达到90%;金属结构按照它的构造可分为实腹式和格构式两类,组成起重机的基本受力构件。起重机金属结构的工作特点有受力复杂、自重大、耗材多和整体可移动性。起重机的金属结构是起重机的重要组成部分,它是整台起重机的骨架,将起重机的机械和电气设备连接组合成一个有机的整体,承受和传递作用在起重机上的各种载荷并形成一定的作业空间,以便使起吊的重物搬运到指定的地点。 五、控制操纵系统 通过电气系统控制操纵起重机各机构及整机的运动,进行各种起重作业。 控制操纵系统包括各种操纵器、显示器及相关元件和线路,是人机对话的接口。该系统的状态直接影响到起重机的作业、效率和安全等。 起重机与一般的机器的显着区别是庞大、可移动的金属结构和多机构组合工作。间歇式的循环作业、起重载荷的不均匀性、各机构运动循环的不一定性、机构负载的不等时性、多人参与的配合作业的特点,又增加了起重机的复杂性、安全隐患多、危险范围大。 纽科伦(新乡)起重机有限公司

单梁起重机验收标准

行车验收标准 一、技术文件及资料: 1、特种设备的设计文件、产品质量合格证明、检验合格报告等相 关技术资料和文件; 2、与采购设备相符的设备安装图、电气原理图、电气接线图,机 械结构图、使用说明书、装箱单、易损件清单(可以提供电子 版情况下提供电子版,如若不可则提供2份纸质文档)。; 二、实物验收: 1、比对装箱单,确认设备配件及随机附件数量; 2、安装尺寸、位置要求:以我方议定的设备安装图为准; 3、所有部件外观油漆检查,确认各部分无漏喷、无明显色差; 检查方式:目测 4、所有部件焊缝检查,确认各部分无开焊,焊缝平整光滑; 检查方式:目测、戴线手套手摸 5、滑触线安装验收标准及工具: 1)滑触线之间的水平或垂直距离应一致,偏差≤10mm(卡尺)2)接触面安装在一水平面上,其两端高差不能大于1mm(激光 水平仪) 3)滑触线长度超过50m时,为适应温度变化应设补偿装置; 三、使用功能验收: 1、操纵机构的操作方向应与起重机的各机构运转方向相符。 检查方式及标准:现场操作,方向相符

2、依次开动各机构的电动机,其运转应正常,大车和小车运行时不 应卡轨;各制动器能准确及时有效动作,极限位置限位开关及安全装置动作应灵敏有效。起重机防碰撞装置、缓冲器保护有效; 测试方式及标准: 1)防碰撞装置、缓冲器有明显缓冲作用,每台测试2次; 2)大车和小车运行时无卡轨现象,每台往复运行5次; 3)制动器在控制停止后立即制动,每台测试5次; 4)极限限位开关在接触后大车立即停止运行,每台测试2次。 3、空载运行先开动提升机构,进行空负荷升降操作,使小车在全 程上往返运行,空载试运转应不少于3次; 检查标准:无异响、无停顿。 4、额定负荷运行测试; 测试方法及标准:小车停在桥式起重机的跨中,分别加负荷做 起升试运转,直至加到额定负荷后,使小车在桥架全程上往返 运行数次,各部正常,卸去负荷后桥架结构应无异常。 5、超额定负荷载重试验(1.25倍额定负荷); 测试方法及标准:小车停在桥式起重机的跨中,缓慢提升 1.25倍额定起重的负荷离地面高度为100mm~200mm时,悬吊停留时间不应少于10min,起重机应无失稳现象;然后卸去负荷,将小车移至跨端处,检查起重机桥架金属结构应无裂纹、无焊缝开裂、无油漆脱落,各连接处无松动、损坏。 6、起重机轨道对地绝缘电阻≤4Ω

龙门起重机设计问题汇总

起重机设计应严格执行“起重机设计规范”等有关的技术法规。我在多年起重机钢结构设计中经常要使用钢结构设计规范” GBJ1-89。在使用中应注意: 1 ,许用应力按“起重机设计规范”选取。“起重机设计规范”的制定是按半概率分析,许用应力法而来的。“钢结构设计规范”的制定是按全概率分析。极限状态设计法,分项系数表达式而来的。两者是不同的。如:起重机 2 类载荷(最大使 用载荷)的许用应力:180Mpa。钢结构设计规范”强度设计值(第一组):215Mpa。不能用错! 2 ,杆件的计算方法可用“钢结构设计规范”。因按全概率分析导出的公式,则结果与实际接近。 3 ,起重机钢结构计算中按不同的起重机工作制度,按不同的载荷组合,按不同的静载分析外力,按动载的实际发生,查表确定动载系数。然后计算杆件的内力。而建筑钢结构则不同:应用分项系数表达式进行分析,如:静载乘以分项系数。恒载:1.2;动载:1. 4 来进行计算。两者的计算方法是不同的。 所以在设计起重机钢结构时,一定要注意规范的合理使用,否则是有危险的!在运输机械中,半挂车与全挂车钢结构也是同样。方法近似起重机设计。由于我国道路状况的原因。其设计中选用动载系数一般在: 1.8-2.5。其疲劳系数一般为:1.2 -1.4 。挂车在土路上行走,车速:40 公里/ 小时时。动载系数可达:3 -4。 所以不同的钢结构,要注意其特点:挂车计算中: 1 ,动载大; 2 ,钢结构杆件应力集中现象十分显著。 3 ,低周疲劳现象明显。 挂车钢结构的计算方法: 1 ,静应力值乘以动载系数小于许用应力值。 2 ,材料的屈服强度值与静应力值之比大于许用安全系数值在起重机钢结构设计中经 常要在选用行架式还是格构式杆件上拿不定主意(外 观基本一样)。我认为: 1 ,梁结构应选用行架式。其内部的各杆全部是二力杆。受力明确。上下弦杆按弯矩图规律分配。腹杆按剪力图规律分配。计算方法:节点法和截面法。对杆件的轴线相交要求严格。节点处的偏差最大3 毫米。 2 ,立柱结构当弯矩较大(与轴向力比较)时,选用行架式。 3 ,立柱结构当轴向力较大(与弯矩比较)时,选用格构式。格构式对杆件的轴线相交无要求。制造容易。计算方法:整体虚轴长细比的计算,整体压弯杆的计算,腹杆最大剪力的确定(计算剪力与实际剪力进行比较),单杆件稳定性的计算,焊缝计算电动葫芦行架式龙门起重机主梁的计算方法:现在有不少电动葫芦行架式龙门起重机主梁是正三角形。是由一片主行架和两片副行架组成。如何计算各杆件的内力? 1 ,应用刚度分配理论进行计算。一般主行架分配0.9 2 -0.97 的外载。其 余由两片副行架承受。 主行架的分配系数:(腹杆截面不计) K = E*A1/ (E*A1+E*A2 ) 式中:E—钢的弹性模量, A1 -主行架上下弦杆的截面积。 A2 -两片副行架上下弦杆的截面积上式化简:

电动单梁起重机技术要求

电动单梁起重机技术要求 一、技术标准 1、GB/T3811-2008起重机设计规范 2、GB/T6067-85起重机械安全规程 3、GB/T14405-93通用桥式起重机 4、GB50055-93通用用电设备配电设计规范(起重运输设备) 5、JB1036-82通用桥式起重机技术条件 6、GB/T10183-2005桥式和门式起重机制造及轨道安装 7、GB10051起重吊钩 8、JB4315起重机电控设备标准 9、GB12602-90起重机械超载保护装置安全技术规范 10、GB8918-2008标准 二、产品主要技术参数 1、数量:1台 2、产品名称:电动单梁起重机 4、额定起重量:3.5t 5、跨度:16.5m 6、工作级别:A3 7、起升高度:6m 8、安装地点:车间室内 三、产品技术要求: 起重机设计必须符合“中华人民共和国起重机械安全规程”(GB6067-85);起重机制造应符合GB/T14405-93的有关规定;起重机起升机构必须设有超载限制器;起重机必须设有警报装置;起重机起升和运行系统都必须设置限位器及导绳器。 (一)钢结构部分 1、起重机钢结构设计合理、结构优化、符合规范和标准,满足强度、刚度和稳定性要求,设计中应充分考虑现场的工作环境。 2、起重机的钢结构主要有主梁、支腿等组成;主梁与支腿为刚性连接。 3、主梁钢板材料必须符合国家的相应规范,并具有合格证,刚度满足国家标准要求,主要钢结构材料应具有良好的焊接工艺性,主要钢结构材料采用不低于Q235-B,使用的材料具有材质报告及相应的合格证书。主要焊缝必须进行射线无损探伤,并出具探伤报告。 (二)大小车

桥式起重机主梁强度、刚度计算

桥式起重机主梁强度、刚度计算

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桥式起重机箱形主梁强度计算 一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型) 1、受力分析 作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ,因此为载荷组合Ⅱ。 其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。 主梁跨中截面承受弯曲应力最大,为受弯危险截面;主梁跨端承受剪力最大,为剪切危险截面。 当主梁为偏轨箱形梁时,主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外,还要计算扭转剪切强度,弯曲强度与剪切强度需进行折算。 2、主梁断面几何特性计算 上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。

图2-4 注:此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线,为对称形心线。因上下翼缘板厚不等,应以x’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x位置c y 。 ① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。 ② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =,02bh F =,23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /) ④ 3 21232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F F y F y i i c +++++- =∑?∑= (cm ) ⑤ 2 233 22323212113 112 212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ?++?+--+?+= (4cm ) ⑥ 202032231)2 2(21221212b b F h b B h B h J y ++++= (4cm )

5吨双梁起重机大修技术标准与施工组织方案

5吨单梁起重机大修技术标准及施工方案 一、工程概况 为了保证起重机安装工作顺利进行,使起重机在维修过程中,贯穿过程在 安全有序的工作状态下,就必须有计划、有组织、有步骤地进行施工,让每个作业人员做到心中有数、得心应手,特制定以下施工方案: 二、施工准备 1起重机施工现场不得有易燃易爆物品,切断电源,并警示,安装时非工作人员严禁入内。 2、施工前,施工方安装队长须组织安装人员以及吊车司机等了解改造修理施工方案 要求。 3、修理队准备安装过程的工具和辅助器材,领取劳保用品。 4、顾客要求办理动火手续,遵守顾客用电安全要求,请顾客无偿提供安装时所需电 源。 5、施工组负责人应在安装前到当地质监局办理开工告知,并到当地特种设备检测机构申请安装改造重大维修过程监督检验。 三、人员配备 总负责1人:对作业全过程的组织、协调、安排并对安全、质量、进度负主责。 技术负责1人:制定技术方案并指导具体实施。 施工负责人1人:现场指挥、监督,负责安装质量和安全的过程控制。 安全工程师1人:作业全过程的安全监督和管理,检查事故隐患,及时提出纠正预防措施。 安装工3人:该起重机的钢结构、螺栓、销轴及传动、卷扬机构的安装、修整、调试。 电维护工2人:负责电气系统的安装、修整、调试。 四、安装现场应具备条件 1、安装现场应有足够的面积,以满足运到的起重配件在地面搬运和组装,及吊车站立部位; 2、现场应有三相和两相电源闸刀。

五、质量保证措施 1建立健全施工管理制度 1)严格执行施工图纸会审制度,施工现场技术交底制度,精心组织,精心施工,以工作质量保证产品质量,从原材料、设备及附材的进厂开始把关,对关键部 位和重点工序必须严格把关,严格按施工图纸、施工规范、标准和技术文件进行施工; 2)特殊工种的施工人员必须持证上岗; 3)严格执行质量“三检制”,即自检、互检、专检工作,认真填写检验记录,并签字确认以备存档,对隐蔽工程必须经设备厂方现场指导人员、监理部门和专检人员共同检验确认合格,并做好记录后方可转入下道施工工序。 4)加强技术档案整理、归档制度,切实做到工程完资料清。 六、施工进度保证措施 1认真学习有关规程,加强安全技术培训,提高职工队伍素质。 2、将工程各部分层层分解,落实到责任人。 3、工程技术人员要保证使技术工作走到施工的前面,确保工程施工顺利进行。 4、严格贯彻施工组织及质量标准,作到施工人员施工方法知道,施工标准知道,确保各项工程一次成功,避免二次作业。 5、施工中出现特殊情况,须经主管厂领导批准后方可进行下一步操作。 七、技术交底及安全措施 1参加安装施工的工作人员,均应持有安全操作证,并对施工人员进行必要技术交底,熟悉施工方案,并按照施工方案要求安装。 2、施工过程中,施工人员具体分工,明确职责,吊装时划分施工警戒区,并设有禁区标志,非施工人员严禁入内,所有施工人员进入现场时必须头戴安全帽,熟 悉指挥信号,在整个吊装过程中听从专人指挥,不得擅自离开工作岗位。 3、再整个施工过程中,随时作好现场清理工作,清理一切障碍物以利操作。 凡参加高空作业人员,操作时应佩带安全带,并在安全可靠的地方挂好安全带。

基于Solidworks的桥式起重机主梁有限元分析

基于Solidworks的桥式起重机主梁有限元分析本文针对桥式起重机的结构特点,采用三维设计软件 solidworks建立了桥式起重机主梁结构的三维模型,并对其进行了应力分析与位移分析。分析指出主梁腹板截面突变处存在严重应力集中,降低了桥式起重机的承载力,对桥式起重机的正常运行过程存在安全影响。因此有必要在改造桥式起重机时,对主梁腹板进行特殊的考虑。 标签:桥式起重机SolidWorks 主梁 0 引言 桥式起重机的大梁横跨于跨间内一定高度的专用轨道上,可沿着轨道在跨间的纵向移动,在大梁上布置有起升装置,大多数起升装置采用起重小车,起升装置可沿着大梁在跨间横向移动,外观像是一条金属的桥梁,所以人们称为桥式起重机。桥式起重机也俗称“天车”。本文采用三维设计软件solidworks分析了目前在研究桥式起重机中存在的问题,对桥式起重机的主梁进行了建模和相应的理论计算,然后对其进行有限元分析,找出了主梁容易发生疲劳损伤的部位,为以后设计、运行与维护提供理论依据[1]。 1 研究对象 尽管桥式起重机的类型繁多,但其基本结构是相同的。桥式起重机主要由大梁,起升装置,端梁,大梁行走机构,起升装置行走机构,轨道和电气动力,控制装置等构成。主梁变形一般是指主梁上拱严重减少和残余下挠(空载时,起重机主梁低于水平线的下挠值),这对起重机的安全使用和承载能力都将产生严重影响,甚至可能发生人身和设备事故,所以主梁变形与设备安全密切相关,应引起设备管理人员,有关领导及天车、起重工的重视[2-3]。本文所研究对象的技术特性表和材料分别在表1,表2中列出。 2 基于Solidworks的三维建模 2.1 桥式起重机主梁三维参数化设计方法Solidworks是windows环境下的三维机械CAD软件。采用windows用户界面,具有三维CAD软件一贯提倡的易用性、高效性和功能强大,完整的提供了产品设计的解决方案。目前,使用solidworks软件进行参数化建模的主要技术特点是:①基于特征。将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征,并将其所有尺寸存为可调参数,进而形成实体,以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造。②全尺寸约束。将形状和尺寸联系起来考虑,通过尺寸约束来实现对几何形状的控制。③尺寸驱动设计。通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变,尺寸参数的修改将导致其他相关模块中的相关尺寸的全盘更新。采用这种技术的理由在于它能够彻底的克服自由建模的无约束状态,几何形状均以尺寸的形式而被牢牢地控制住[4]。

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