①设计计算主梁梁高
运行冲击系数取φ4=1.24;起升冲击系数取φ2=1.22;
截面腹板厚度初选:δ=δ1+δ2=28mm;δ1=16mm;δ2=12mm;
采用Q235B材料,许用应力[σ]=1.40×105kN/m2;采用Q345B材料,许用应力[σ]=2.30×105kN/m2;弹性模量E=2.1×108kN/m2;许用刚度初选β=700;腹板加劲板重量比腹板重量α=1/3;
走台栏杆轨道机械电气设备重量与主梁重量之比λ=0.2;材料比重γ=78.5kN/m3;
C1将小车轮压转化为跨中集中力时计算弯矩的换算系数C1≈1;
C2将小车轮压转化为跨中载荷计算挠度的换算系数
主梁采用Q235B材料,主梁梁高计算为:
[Q]
根据强度控制梁高的公式计算梁高,先求出K1
圆整取hq=3300mm。
强度为控制条件,采用Q235材料,工作级别为A5;为了减轻主梁重量,节约材料,主梁的材料改为Q345,其梁高计算为
刚度为控制条件。
圆整取hg=2750。
(3300-2750)/3100=17.7%
由上计算可知,对A5以下级别的起重机,当强度为控制条件时,改用Q345材料可以节约钢材,减轻主梁的重量约5%~8%。
②初步确定主梁截面面积
取经济梁高盖板与腹板截面积之比?,不设走台,把主梁兼做走台;上盖板δ3=24,下盖板δ4=20。
上盖板的截面积尺寸?
上盖板的宽度
by=1400mm作为主腹板和副腹板之间的净宽距离。
③确定大车主梁承压梁的梁高
将主梁跨端的承压梁上下盖板、主副腹板加强,厚度全部等于24mm,采用Q235-B材料,根据主梁设计计算和用户给定参数得以下数据。
φ2=1.22;φ4=1.24;GXC=580000N;Gq=1380000N;Q=3000000N;B1=2018mm;B2=1578mm;δ1=δ2=δ3=δ4=24mm;b0=1430mm;[τ]=80MPa;Ix=14.56×109mm4。
参考同类欧式大车主梁的承压梁高,取h1=800mm,则Sx=19987614mm3(图4-53)
④主梁的筋板布置
主梁采取全偏轨梁,对腹板,当160<2750/16=172时,按高腹板局部稳定性原则,多设置几道纵向加劲杆,**道高度宜不大于500mm,其他道高度宜不大于800mm。**道设在距上盖板500mm处,第二道设在距上盖板1300mm处,第三道设在距上盖板2100mm处(图4-53)。
当上下盖板较宽时,宜设置一道或多道纵向加劲杆。所划分出来的区格宽度c不大于50δ。
b0=1400mm;δ3=24,δ4=20;b0/δ3=58>50,b0/δ4=70>50
在上下盖板分别设置一道纵向加劲杆(图4-53)。
⑤对主梁进行Ⅲ类载荷组合验
两腹板中心线间距b1=1400mm,主梁高度h0=2750mm;运行冲击系数取φ4=1.24;起升冲击系数取φ2=1.22;大车加减速a=0.1m/s2;额定起升量Q=3000000N;小车重量GXC=580000N;小车基距b=4400mm;小车跨距S=33500mm。大车半个桥架的重量Gq=565000N(主梁+走台);
主梁走台自重均布载荷:
均布载荷在跨中引起的*大弯矩:
作用于一根主梁上的载荷:
在设计小车时,得:a1=2300mm,a2=2100mm(图4-54)。
主梁惯性矩:Ix=2.081×1011mm4;y1=1521mm;y2=1273mm;Iy=6.05×1010mm4;x1=820mm;x2=708mm;弹性模量E=2.1×108MPa。
小车轮压:
图4-54例2的小车轮压分布图(单位:mm)
a.主梁垂直静挠
垂直刚度满足设计要求。
b.垂直平面内的应力计算
集中力引起的跨中*大弯矩:
垂直方向主梁跨中截面正应力:
c、水平平面内的应力计算
均布惯性载荷:
均布惯性载荷跨中产生的*大弯矩:
小车对主梁的集中惯性载荷:
Pg=1.5(GXC+Q)×0.1×0.5×a=1.5×(58+300)×104×0.1×0.5×0.1=2.69×104N
集中惯性载荷引起的跨中*大弯矩:
水平方向主梁跨中截面正应力:
综合应力:σ=1.15(σ1+σ2)=1.15(137.8+3.13)=162MPa≤230MPa
强度满足设计要求,1.15是考虑主梁跨中的约束扭转和约束弯曲的影响。
水平挠度:
水平刚度满足设计要求。
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