桥式起重机箱形主梁疲劳强度验算

摘要：正轨箱形梁是起重机广泛采用的主梁形式，工作级别为A5级以上的起重机主梁应进行疲劳强度计算。本文以《起重机设计规范》[1]为准则，以（7.5+7.5）t A6级起重机为例， 介绍正轨箱形梁疲劳强度计算方法和步骤，设计及选材。

关键词： 箱形主梁 载荷 疲劳强度

概述

由我冶建公司承接制作的用于三钢集团高线厂发货料场的（7.5+7.5）t、22.5m 工作级别为A6双梁电磁桥式起重机。由于行车使用作业环境差，工人操作习惯、熟练程度等不同对行车主梁及整体结构会产生一定影响。因其工作级别高，起吊频繁、连续作业，特别是对行车桥架的疲劳强度要求较高。按《起重机设计规范》 （GB/T3811-2008）要求[1]，为满足生产需求，确保产品质量，在设计、选材、制作基础上对桥架即正轨箱形梁的疲劳强度进行复核计算。

1.主要参数和计算简图

1.1主要参数：起重量Q=7.5+7.5=15000kgf 跨度L=22.5m 工作级别A6 材料Q235B

∨大=90.78m/min ∨小=38.9m/min ∨主升=12.35m/min 小车轨距Lxc=5500mm 小车轮距b=1800mm ；

1.2主梁中间截面尺寸： 主梁高度H=1782mm 腹板高度h=1750mm 上下盖板宽度B=660mm 上下盖板厚度δ1=16 δ2=16mm 腹板厚度δ=8mm 主梁两腹板内壁间距离b=596mm 。

1.3主梁的计算简图和截面尺寸为下图1 、 图2所示

1.5计算载荷的确定

按《起重机课程设计》[2]表7-5中第Ⅰ种载荷组合情况验算

大车运行机构的设计重量G1和作用位置L1 G1≈2.054tf L1≈1.5m

司机室的重量G0≈1000kg 其重心距支点的距离L0≈2.8m 小车重量G小=9000 kgf

主梁总的计算均布载荷q 半个桥架（不包括端梁）的自重Gq/2=14.204tf，主梁由于桥架自重引起的均布载荷ql= = =0.631tf/m

大车运行机构采用分别驱动，主梁所受的全部均布载荷q?就是桥架自重引起的均布载荷ql，即q?=ql=0.631tf/m

主梁总的计算均布载荷q=kⅠq? 由[1]中表2-6查得式中kⅠ= （1+kⅡ）/2 kⅠ kⅡ为冲击系数，kⅡ=1.1 则kⅠ= （1+kⅡ）/2=（1+1.1）/2=1.05

q= kⅠq?=1.05×0.631=0.663tf/m=6.63N/mm

2.计算截面和计算点

根据理论分析和设计计算实践，桥式起重机箱形主梁，只需验算跨中和1/4跨度处两个截面。计算点取截面拉应力的下角点。

3.跨中截面最大应力及最小应力计算

满载小车及等效载荷在跨中时小车两个车轮的计算轮压值 P1 、P2 作用在一根主梁上的小车两个车轮的轮压值P1?、P2?由[1]中表7-4查得满载小车及等效载荷时P1?=5500kgf P2?=5400kgf

7.结论

本行车投入正常运行6个月时间，对主梁拱度及旁弯重新检测，各方面数据均在标准许可范围内。达到预期效果。

参考文献：

[1] 《起重机设计规范》 （GB/T3811-2008）

[2] 《起重机设计手册》 中国铁道出版社 张质文主编 1997.1

[3] 《起重机课程设计》 冶金工业出版社 陈道南主编 1982.6