40米架桥机计算书.docx

1、40米架桥机计算书40米架桥机计算书1架桥机概况架桥机由主梁总装、前支腿总装、中托总装、后托总装、提升小 车总装、后支腿总装、液压系统及电控部分组成，可完成架桥机的过 孔，架梁功能，架桥机的高度可由安装于前支腿、后托的液压系统调 节，整个架桥机的所有功能可由电控系统控制完成。2、架桥机的结构计算2.1、架桥机主梁的承载力计算计算架桥机主梁承载力，要分别考虑架桥机的三个情况。a过孔过孔时计算主梁上、下弦的强度，此工况，梁中的弯矩，可能是 主梁所承担的最大弯矩，所以校核此状态时可计算主梁的强度。b架中梁此工况时，前提升小车位于主梁41米的跨中，弯矩可能出现最大 值c架边梁当提升小车偏移架桥机主梁一

2、侧时，此侧主梁中的剪力最大，所 以应校核主梁腹杆的强度及稳定性。2.1.1主梁上下弦杆的强度计算2.1.1.1过孔时，当架桥机前支腿达到前桥台，尚未支撑时悬臂端 根部的最大弯矩（如图）M max = 717t m架中梁时，当提升小车位于主梁41米的跨中时，梁中的最大弯矩（如图）M max=477t m此较两处的弯矩可知过孔时的弯矩是主梁承受的最大弯矩，也是控制弯矩，按此弯矩来校核主梁上、下弦的强度M max=717t m主梁截面如图：上弦是两根工字钢 32b,中间加焊 10mm芯板。下弦是四根槽钢25a,中间加焊8mm 芯板。截面几何参数如表所示:A390733809Id69658822468

3、1328lx62494661818.621lv7164160649.4688ix1264,6809iy4281956Vx(J)46812866.6441Vy(t)10139083.3857Vx(D48421200.2535VvCD10127290.2363ix im245286838464trim61735096601主梁的正应力：4 9(TmaFM max/Wx=717X 10/46812866.6441 X 10=153MPa: =170Mpa主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa 所以过孔时主梁是安全的。2.1.1.2架中梁时，主梁的最不利位置在跨中，梁中的最大弯矩M m

4、ax=477t m主梁的正应力：4 -9c max=M max/WX=477X 10/46812866.6441 X 10 =102MPac c =170Mpa主梁上、下弦采用Q235B钢材其许用应力为170Mpa工作应力小于Q235B的许用应力，满足强度条件，所以架中梁时, 弦杆是安全的。2.1.2弦杆的接头销板及销轴的强度计算2.1.2.1考虑销板及销轴的重要性，将销板放在最不利的位置。设销板位于过孔时的悬臂端的根部，尺寸如图所示，材质 Q235。销板、销轴所承受的最大轴力为Nna)=285t销轴材质为45#钢，销轴的工作直径 50mm销轴的布置如图所 示。2.1.2.2上弦单块销板的轴力

5、为：NU上=NU /4=71.25t上弦单块销板的面积为-6 2A 上=8136x10 m销板的工作应力为(T 销板上=INnax上/A 上=71.25 X 10/ 8136x10 =87.57Mpa =170Mpa上弦销板满足抗拉强度。2.1.2.3下弦单块销板的轴力为：NU下=NU4=71.25t下弦单块销板的面积为-6 2A 下=6600x10 m销板的工作应力为4 -6c 销板下=Nmax下/A 下=71.25 X 10/ 6600x10 =108 c =170Mpa 下弦销板满足抗拉强度。2.1.2.4上弦单根销轴所承担的剪力为F 上=285t/3=95t销轴中的工作剪力为t (F

6、上/8 x 104) / (3.14/4 x 502x 10-6) =60.5Mpa : T =110Mpa45#钢许用剪应力T =110Mpa上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.2.5下弦单根销轴所承担的剪力为F 上=285t/6=47.5t销轴中的工作剪力为T (F 下/4 x 104) / (3.14/4 x 502x 10-6) =60.5Mpa : T =110Mpa45#钢许用剪应力T =110Mpa上弦销轴满足抗剪强度条件.2.1.3腹杆的强度计算架边梁时，提升小车不位于架桥机的中心，而是偏移架桥机主梁 的一侧，此侧主梁承担的剪力最大，而剪力是由腹杆承担的，设计腹 杆时，将它放在最

7、不利位置。取卷扬小车偏移一侧的主梁为研究对象，由平衡方程可求解，前 支及中托处的反力q = 0,56t/n 、28000 . 1000 J t卜X 卜N 中= 110tN 前=95t主梁中的最大剪力发生在中托附近及前支附近， 所以腹杆选用12#槽钢对扣，在中托附近及前支附近加强，打花撑旨在增加抗剪面积。主梁中的最大剪力为N中= 110t腹杆所受的轴力可根据平衡方程求出,F腹杆= 115t此轴力由八根12#槽钢承担，腹杆的截面面积为A腹杆= 15.366 X 8 cm?腹杆的工作应力为F腹杆c腹杆= =A复杆4115 1044 =93.55Mpa d=170 Mpa15.366 8 10腹杆满足

8、强度条件。2.1.4主梁的刚度计算fc二pl3/48Elx=32X 41003/48 X 2100X 6249466,1818=3.5cmv4100/600=3.83cm主梁的刚度满足要求。2.1.5结论经上面对主梁弦杆、销板、销轴及腹杆的强度、刚度及稳定分析, 可知，架桥机主梁可安全承载，主梁是安全的 。22前支、中托部分的强度计算2.2.1前支腿的强度计算计算前支腿的强度时，将前支腿放在其最不利的工作状况，既架设边梁时，提升小车偏移一侧主梁，此时前支腿受力最大，所受的最大轴向力为：N前=95t2.2.1.1前支腿立柱强度计算前支腿立柱选用箱型截面如图:材质为Q235B,由无缝钢管 325*

9、12及四周12mm厚钢板焊接而成。截面几何参数如表所示:(T前支=N前=A前495 109 4 =45.3Mpa d=170 Mpa209.538 10前支腿立柱的工作应力为:支腿立柱满足强度条件2.2.1.2前支腿下横梁强度计算如图Iltti下横梁由钢板组焊而成， W前x=4821.6cm395 況 10 x 0 395-20 =59.1Mpa d=170Mpa4821.6 10221.3前支腿定位销轴计算前支腿定位销直径松0,材质为45#钢销轴的受剪面积为A=100.5 cm2销轴中的工作剪力为Fs= 95t销轴中的工作剪应力为:从以上计算中可知，前支腿各部分满足强度条件，可安全承载2.2

10、.2中托部分的强度计算2.2.2.1中托弯梁强度计算如图弯梁截面： W弯x=5945.213cm3工作应力。弯梁=也弯=55 10 牡 =28.3Mpa(J=170 Mpa W弯X 5836.266 汉 10中托弯梁满足强度条件。2.2.2.2中托反托轮箱的连接铰座销轴计算选用 80的销轴，材质45#钢受剪面积为 A=1/4 n X 802X 2=10048X 10-6 m2工作剪力为Fs= 55t工作剪应力：连接铰座的耳板选用30的钢板，受挤压面积Ac=2 X30X 80X10-6=4800X 10-6 m2工作挤压应力中托连接铰座可安全承载2.3提升小车横梁的强度计算架设中梁时，提升小车所

11、承受的弯距最大，其值为Mmax=193t.m小车横梁截面为箱型双梁如图截面 Wx=14011cm3工作许用应力 qmax=业铉二 193 10 =137.7Mpa n 绳S 绳二 SmaxX n 绳/0.824=5 X 10 X 4/0.82=235294N329500N查钢丝绳产品目录，可选钢丝绳18X 19-22-1700,所以符合全使用 要求.6大车运行机构的验算6.1.纵移机构电机的选择V=4.8m/minf=93.5 X (2%+2%o )+1 X 1.6 X 250 X (1.264 X 2.17+3.2 X 0.5 X2+.42 X 1.1 X 2+0.4 X 27)/ 104=

12、2.75t所需单个电动机功率：P=2.75 X 10X (4.8/60)/(0.9 X 4) X 2.2= 1.34KW注：2.2为放大系数。综合考虑后，最终选择电动机为：ZDi22-4/1.5KW;转速:1380转/min减速机的选择:电机转速：n=1380转/min;车轮直径为： 500;小齿轮与大齿轮 的齿数分别为17,59故减速机速比：i =1380 X 17/59 X 3.14 X 0.5 /4.8= 119.6查减速机型号为:BLED2718-121速比6.2.横移机构电机的选择V=2.3m/minf=355.8 X (2%+2%o)+3.8=11.63t所需单个电动机功率：P=1

13、1.63X 10X (2.3/60)/(0.9 X 4) X 2.2=2.72KW注：2.2为放大系数。综合考虑后，最终选择电动机为：YEZ112S-4/3.0KW;转速:1380转 /min减速机的选择:电机转速：n=1380转/min;车轮直径为： 500;小齿轮与大齿轮的齿数分别为17,59故减速机速比：i =1380 X 17/59 X 3.14 X 0.5 /2.3=249.7查减速机型号为:BLED2718-253速比7.各机构制动力矩校核：7.1.提升机构满载时卷筒钢丝绳上的拉力为 5t,卷筒直径377mm,扭矩 M二PR=5x0.1885 =1.0556tm=10556Nm卷扬

14、机钢丝绳平均绳速 v=9m/min=0.15m/s取动载系数 2=1+0.7v=1+0.7x0.15=1.105此时最大扭矩 Mmax二 2M=1.105x10556 11664Nm减速器传动比139，丫WZ-300/45制动器制动力距630Nm 实际传到高速轴上的力矩：M仁11664/139=83.9Nm v 630Nm 安全系数=630/83.9=7.5,安全可靠。7.2.天车横移制动ZD122-4/1.5KW 电动机，制动力矩 8.1x2=16.2Nm扭矩 M=PR=(104.8x0.015)x0.25 0.393 tm=3930Nm减速器速比253,大小齿轮数比59/17=3.47实际

15、传到高速轴上的力矩:M1=3930/(253x3.47)=4.47Nm 16.2Nm安全系数=16.2/4.47=3.6，安全可靠。7.3.天车纵移制动YEZ112S-4/3.0KW 电动机，制动力矩 43x2=86Nm扭矩 M二PR=(114x0.015)x0.25 0.4275tm=4275Nm减速器速比121，大小齿轮数比59/17=3.47实际传到高速轴上的力矩：M仁4275心21x3.47)=10.2 Nm v 86Nm安全系数=86/10.2=8.4，安全可靠。7.3.大车纵移制动ZD122-4/1.5KW 电动机，制动力矩 8.1x4=32.4Nm扭矩 M=PR=(93.5x0.

16、015)x0.25 0.3506tm=3506Nm减速器速比121，大小齿轮数比59/17=3.47实际传到高速轴上的力矩：M仁3506/(121x3.47)=8.4Nm v 32.4Nm安全系数=32.4/8.4=3.8,安全可靠。7.4大车横移制动采用YEZ112S-4型3.0kw电动机，制动力矩43x4=172Nm扭矩 M=PR=(358x0.015)x0.25二 1.3425 tm=13425Nm减速器速比253,大小齿轮数比59/17=3.47实际 传到高 速轴上 的力矩：M仁13425/(253x3.47)=15.3Nm v 172Nm安全系数=172/15.3=11.2，安全可靠。