关于桥式起重机主梁的优化设计的研究.docx

关于桥式起重机主梁的优化设计的研究-1--5-关于桥式起重机主梁的优化设计的研究起重机是现代化生产过程当中必不可少的辅助工具也是必不可少的生产设备对安全声场减少事故有着显著作用。笔者根据自己从事的实际工作经验研究了目前国内桥式起重机主梁优化设计的现状分析了桥式起重机主梁优化设计国内外形式。起重机是减轻笨重体力劳动提高劳动效率实现安全生产的起重运输机设备在一定范围以内水平移动和垂直起升的设备具备作业循环性特点及动作间歇性特点。在对桥式起重机主梁结构优化设计中设计师研究的对象主要是主梁结构轻量化。采用合理化的主梁结构可以减轻起重机自重其意义在于节约所消耗的钢材和控制成本提高安全性能和运转稳定性也减轻了桥架和厂房建筑结构的受载。当今社会是一个倡导节能型的社会节约能源和材料是起重机轻量化设计是本文桥式起重机主梁优化设计的一个主要问题也是时代发展的问题。桥式起重机主梁结构分析桥式起重机的种类比较多根据主梁的数目分类可以分为单梁桥架和双梁桥架；根据结构可以分为箱型结构桥架、型钢梁式桥架、精架式桥架。每种结构类型其性能都不同箱型结构桥架是应用比较广泛的一种工艺简单、组装方便、适用性强、抗扭刚度好及自动焊等优点但是重量大主梁易下饶水平刚度较差内部不易施焊腹板与上翼之间的链接焊缝寿命低同时横向加劲板与上翼缘板之间焊接容易开裂。另外型钢梁式结构的主梁一般采用工字钢一般应用于小车结构简单起重量较小。随着新工艺、新结构和现代设计方法的应用这些缺点正逐步得到改善。在设计桥式起重机的桥架结构时必须满足几个基本要求：桥架的刚度和强度要足够；桥架要必须和大小车运转的机构要配合好确保正常运转；桥架重量的减轻有助于经济的意义因此尽可能降低自重；结构设计尽量美观和便于批量生产。目前国内外采用的桥架主梁比较典型的和箱形截面的双腹梁式和四桁架式其它类型都是这两种基本型式发展而成的。四桁架式桥架主要由主桁架、上下水平桁架、辅助桁架以及箱形截面的端梁所组成。箱形截面的板梁式桥架是我国生产的桥式起重机桥架结构的基本型式主要由凉快垂直腹板和上下盖板组成的封闭的箱形截面自身重量比较大。但是从工艺和场地的方面考虑结构总高度小安装和维护也方便也利于批量生产。箱形桥架结构通常选用薄壁箱形构件为了满足稳定性可靠性要求在箱形架构设计中要求加入横向和纵向加强筋加强筋对构件的刚度和强度影响较小。表现如下：(1)纵向加强筋沿构件的长度方向连续改变构件的截面特性显然对构件的刚度和强度都有一定影响。但是经过研究论证可通过扰度与加强筋引起的正应力减小量小于10%。对于纵向加强筋对剪应力产生的影响可以忽略不计。(2)从分析梁在的弯曲、承受拉压与扭转应力与位移计算的公式不难看出由于横向加强筋仅能在其自身所在截面内改变梁的截面性质对刚度和强度的影响不大。通过有限元程序分析后可以得出金属结构构件横向加强筋对其刚度和强度影响不大可以忽略。目前国内外桥式起重机主梁优化设计形式桥式起重机的优化设计主要体现在主梁厚度、宽度以及电动葫芦的体积等关键部件的整改方面在改善的同时要严格按照国家标准进行确保优化设计的同时保证机器能够运转稳定安全这样一来不仅在安装速度方面会得到特别大提升同时还可以节省空间。在优化设计中生产商充分运用反求工程设计方法对先进技术进行研究消化通过仿制国外新型的起重机取得良好的经济效益同时也根据反求工程中研究出来的工艺参数进行研究开发自己的新型化起重机。国外桥式起重机主梁优化设计情况法国PATAIN公司的某桥式起重机采用窄偏轨箱形梁作为主梁其宽、高的比一般约为4.5～3左右梁高为大筋板间距的1/2倍不采用小筋板。端梁与主梁的连接方式采用搭接便于可以直接把垂直力作用于端梁上盖板由此可降低端梁的高度减轻重量便于运输。另外PATAIN公司又采用以板材为基本构建的小车架结构这种方法可以优化起重机的重量有利于加工方便适用于小吨位的起重机。这种结构的设计要求起升的结构不能直接与车架相连接而是采用行圆锥齿轮减速器来降低车架刚度优化车结构以便减小自重。芬兰某公司的生产商生产的一种桥式起重机是采用将起重机中的一根端梁与起升机构的减速器合二为一同时减速器与卷筒一端连接另一端用于支撑起重机的另一根端梁上。同时将卷筒组与定滑轮组连成一体简化起重机的整体结构省去承梁。对于起重机的运转机构采用三合一驱动装置以减小自重达到整机自重大幅度减轻。国内起重机优化设计的形式我国曾采用多级模糊综合的方法综合考虑成本、性能、工艺、生产、制造和使用维护多方面因素尽可能减小零部件达到起重机规格型号解决起重机整体优化的效果。也取得了一定效果。在现如今我国吸取德国的先进优化设计理念自主研发了QS型发达国家的“三合一”技术尤其是驱动装置采用德国的减速器为了不受振动和主梁影响将其吊挂于端梁内侧这种整体优化设计理念也运用实际中提高了运转机构的寿命