浅谈QD40t—7.5m—18m吊钩桥式起重机设计要点

【摘 要】公司产品已定型成为系列，为了满足部分客户的需要，同时完善公司桥式起重机中小跨度系列的设计工作，对QD系列桥式起重机进行非标准化设计，现对QD40t-7.5m-18m吊钩桥式起重机的设计要点进行简单的分析，保证小跨度桥式起重机结构满足要求。

【关键词】桥式起重机；小跨度；结构

1、引言

桥式起重机主要适用于各厂矿、企业的车间和仓库等，在室内或露天的固定跨间做物料的装卸和搬运工作[1]。

公司定型产品跨度主要集中于10.5m至31.5m之间，大跨度以及小跨度根据客户要求进行设计，在起重机的设计中，结构的保证是起重机性能及使用寿命的基础，本文主要对设计的主要结构进行校核计算。

2、主梁校核计算

2.1设计要求参数

跨度：S=7.5m；起重量：Gn=40t；起升高度：H=18m；

2.2主梁截面特性计算

主梁截面尺寸如图1所示；

2.2.1根据主梁截面尺寸计算得其截面形心：

2.2.2主梁截面关于y轴对称，所以主梁截面特性为：

2.3根据要求，计算相关数据

2.3.1已知数据

（1）工作级别：A3；（2）额定起重量；（3）起重机小车总重；（4）起重机总重；（5）小车最大静轮压；（6）小车轨距K=250cm；（7）小车基距WC=250cm；（8）大车轨距L=750cm；（9）主梁自重载荷；（10）起升载荷动载系数。

2.3.2主梁跨中最大弯矩计算

2.3.2.1自重弯矩

2.3.2.2小车最大静轮压产生的最大弯矩

2.3.2.3约束扭转矩

2.3.2.4水平力产生的弯矩

2.3.2.5起重量产生的弯矩

2.4主梁应力校核计算

2.4.1主梁自重产生的应力

2.4.2小车最大静轮压产生的应力

2.4.3约束扭转产生的应力

2.4.4起重量产生的应力

2.4.5剪应力

2.4.6主梁上翼缘板最大局部弯曲应力

式中：P——计算轮压，P=2628.23kg；

a1——加劲板间距，a1=200cm；

b1——腹板间距，b1=39cm；

k1——查表得，k1=0.185；

2.4.7水平力产生的应力

2.4.8合成应力为

2.4.9包括水平应力在内的综合应力为

合格。

2.5主梁的静刚度校核计算

主梁的垂直静挠度计算

根据工作级别的要求，本起重机主梁允许垂直挠度，合格。

2.6疲劳计算

2.6.1换算载荷

根据起重机的工作级别A3，取换算载荷系数k=0.9，则换算载荷为：

2.6.2动力系数

2.6.3验算位置的确定

根据主梁的校核计算得知，最大弯矩发生在跨中位置处，故验算主梁跨中截面的上、下盖板应力集中较大处。

2.6.4有效应力集中系数K

上盖板验算点：主梁的上盖板与小筋板焊缝交接处，K=2.0；

下盖板验算点：主梁的下盖板对接焊缝交接处，在对接时可能有错位，K=1.8；

2.6.5桥架自重产生应力

桥架自重在主梁中验算点产生的应力：

2.6.6小车自重产生的应力

小车自重在最不利位置，自重所产生的应力为：

2.6.7换算载荷产生的应力

在换算载荷的作用下，主梁跨中的应力为：

2.6.8小车空载时应力

小车空载时在1/4跨度时，产生的应力为：

2.6.9在下盖板验算点的应力循环

最大应力：

最小应力：

2.6.10上盖板验算点的应力循环

最大应力：

最小应力：

2.6.11计算应力

下盖板的计算应力：

上盖板的计算应力：

2.6.12盖板验算

2.6.12.1应力循环次数

验算时，上下盖板均按无限寿命进行计算。

2.6.12.2下盖板验算

所以有，

根据r=0.24及K=1.8得（材料为Q235B，其中：

则有：

，合格。

2.6.12.3上盖板验算

所以有，

根据r=0.24及K=1.8得（材料为Q235B，其中 ）；

则有：

，合格。

3、端梁校核计算

端梁截面尺寸如图2所示；

3.1端梁截面特性计算

端梁截面关于x、y轴对称，其形心为：

因此，端梁的截面特性为：

3.2根据要求参数，计算相关数据

3.2.1已知数据

（1）机构工作级别A3；（2）动载系数；（3）端梁最大支反力 ；（4）车轮中心至端梁最危险截面距离为L=95cm；（5）大车轮距W=440cm。

3.3端梁危险截面最大弯矩计算

3.3.1端梁在垂直面内的最大弯矩

3.3.2端梁在水平面内的最大弯矩

端梁在水平面内的最大弯矩可近似取：

3.4应力计算

端梁危险截面最大应力：

，合格。

4、结论

经过对起重机主梁及端梁的校核计算得出，满足设计要求。

随着科技的日益发展及新技术、新材料的运用，在起重机的设计中，愈发要求对结构及整体设计的把握，本文主要针对在客户提出的要求的前提下设计的结构进行校核计算，校核计算反映出设计符合要求。

参考文献

[1]张质文，虞和谦，王金诺，包起帆主编.《起重机设计手册》，中国铁道出版社

[2]刘鸿文主编.《材料力学》.高等教育出版社

[3]严大考，郑兰霞主编.《起重机械》.郑州大学出版社