波紋腹板在起重機(jī)中的有限元分析

劉明　李博　王迎飛　金鵬

摘 要 隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越普遍，高效、安全、穩(wěn)定成為了起重機(jī)發(fā)展的三大主要元素。波紋腹板結(jié)構(gòu)在起重機(jī)這一新產(chǎn)品的出現(xiàn)，不僅僅是改變了傳統(tǒng)起重機(jī)的主梁的結(jié)構(gòu)，而且大大的改變了起重機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和穩(wěn)定性能，使起重機(jī)的發(fā)展又上了一個新的臺階。

關(guān)鍵詞 波紋腹板；起重機(jī)；有限元分析

中圖分類號：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0018-05

波紋腹板起重機(jī)包括鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動和電氣控制三部分組成。鋼結(jié)構(gòu)部分主要有主梁、端梁、走臺欄桿、檢修平臺等組成。主梁和端梁的腹板采用波紋形狀，波紋腹板與上下翼緣焊接成為箱型結(jié)構(gòu)件。起重機(jī)行走部分采用三合一減速電機(jī)傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，布置合理；起升機(jī)構(gòu)的滑輪組采用雙排滑輪纏繞系統(tǒng)，解決了鋼絲繩在卷筒上排列不整齊的難題，縮短了吊鉤與卷筒之間的距離，提高了起升的空間高度。波紋腹板起重機(jī)的電氣控制部分采用數(shù)字化智能電氣控制，減小了電氣控制柜的體積，節(jié)約電纜用量，節(jié)省整機(jī)耗能。波紋腹板起重機(jī)是一種結(jié)構(gòu)新穎的新型起重機(jī)類型，改變了傳統(tǒng)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)合理、受力明確，是起重機(jī)行業(yè)的一大創(chuàng)新。

1 波紋腹板起重機(jī)的特點(diǎn)

1）波紋腹板起重機(jī)整機(jī)自重輕，輪壓小，可以減輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的受力。

2）平腹板厚度一般為構(gòu)件高度的1/80左右，而波紋腹板由于腹板增加了波紋，對厚度要求降低，波紋腹板厚度可以是構(gòu)件高度的1/500，節(jié)約用鋼25%～40%，而制作成本增加不大。

3）波紋腹板相當(dāng)于自行增加加強(qiáng)筋，提高了腹板的受力穩(wěn)定性，提高了截面的抗剪切性能。

4）由于用鋼量的減少，構(gòu)件對能源的需求也相應(yīng)的減少，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境。

5）波紋腹板起重機(jī)機(jī)構(gòu)緊湊，整體體積小，有效的為客戶節(jié)省了廠房空間尺寸。

6）波紋腹板起重機(jī)采用數(shù)字化智能電氣控制系統(tǒng)，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，降低了能耗。

7）波紋腹板起重機(jī)的外觀美觀，給人以視覺上的美感。

2 波紋腹板起重機(jī)與傳統(tǒng)起重機(jī)的參數(shù)比較

通過表1中波紋腹板起重機(jī)與傳統(tǒng)起重機(jī)的參數(shù)比較，我們可以直觀的看到，波紋腹板起重機(jī)具有省材、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢。波紋腹板起重機(jī)采用了先進(jìn)的設(shè)計理念，通過計算機(jī)輔助模擬技術(shù)的設(shè)計方案，保證起重機(jī)的運(yùn)行安全性能。在改變傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時，波紋腹板起重機(jī)在保證強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，增加了起重機(jī)的外形美感，是起重機(jī)行業(yè)的一大改進(jìn)和突破。

3 波紋腹板起重機(jī)的設(shè)計計算

我們以一臺QD20/5-19.5A5波紋腹板通用橋式起重機(jī)為例，對該設(shè)備進(jìn)行有限元計算分析。

該設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如表2。

橋架計算：

20/5噸箱形波紋腹板雙梁橋架是由兩根箱形主梁和四個端梁（臺車）構(gòu)成。主梁一側(cè)安置水平走臺，用來安裝電器及檢修大車動行。主梁與端梁通過螺栓連接在一起，走臺是懸臂支撐在主梁外側(cè)。走臺外側(cè)安置有欄桿。在實(shí)際計算中，走臺與欄桿均認(rèn)為是不承受力的構(gòu)件。箱形雙梁橋架具有加工零件少、工藝性好，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在鋼板供應(yīng)充足的情況下，廣泛采用這種結(jié)構(gòu)型式（如圖1）。

3.1 主梁設(shè)計計算

在計算箱形雙梁橋式起重機(jī)的主梁時，一般應(yīng)計算驅(qū)動側(cè)主梁和導(dǎo)電側(cè)主梁的負(fù)載較大的一根梁作為計算對象。為了保證起重機(jī)安全、正常的工作，主梁應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度好穩(wěn)定性的要求。強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的內(nèi)力不應(yīng)超過主梁材料許用的承載能力，剛度要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的變形量不應(yīng)超過許用的變形值以及主梁的自振周期不應(yīng)超過許用的震動周期。本次計算借助有限元分析軟件，用線框建模，然后轉(zhuǎn)換成面，進(jìn)而采用板單元劃分網(wǎng)絡(luò)，最后定義重力和移動載荷。

3.1.1 主梁截面形狀尺寸

4 結(jié)束語

通過以上對波紋腹板起重機(jī)有限元的分析，清楚的證明了波紋腹板起重機(jī)在眾多起重機(jī)產(chǎn)品中的優(yōu)勢，使起重機(jī)的發(fā)展又上了一個新的臺階。該起重機(jī)在企業(yè)中的應(yīng)用，大大的降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，同時也進(jìn)一步提高了企業(yè)在使用起重機(jī)進(jìn)行作業(yè)時的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]GB3811-2008.起重機(jī)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB6067.1-2010.起重機(jī)械安全規(guī)程[S].

[3]GB/T14405-2011.通用橋式起重機(jī)[S].

[4]起重機(jī)設(shè)計手冊[M].中國鐵道出版社.

[5]起重機(jī)設(shè)計手冊[M].大連起重機(jī)器廠.

[6]機(jī)械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[7]CECS 290：2011.波浪腹板鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

作者簡介

劉明（1980-），男，漢族，鄭州人，助理工程師，本科，研究方向：電氣機(jī)械，從事特種設(shè)備安全檢驗(yàn)工作。endprint

摘 要 隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越普遍，高效、安全、穩(wěn)定成為了起重機(jī)發(fā)展的三大主要元素。波紋腹板結(jié)構(gòu)在起重機(jī)這一新產(chǎn)品的出現(xiàn)，不僅僅是改變了傳統(tǒng)起重機(jī)的主梁的結(jié)構(gòu)，而且大大的改變了起重機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和穩(wěn)定性能，使起重機(jī)的發(fā)展又上了一個新的臺階。

關(guān)鍵詞 波紋腹板；起重機(jī)；有限元分析

中圖分類號：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0018-05

波紋腹板起重機(jī)包括鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動和電氣控制三部分組成。鋼結(jié)構(gòu)部分主要有主梁、端梁、走臺欄桿、檢修平臺等組成。主梁和端梁的腹板采用波紋形狀，波紋腹板與上下翼緣焊接成為箱型結(jié)構(gòu)件。起重機(jī)行走部分采用三合一減速電機(jī)傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，布置合理；起升機(jī)構(gòu)的滑輪組采用雙排滑輪纏繞系統(tǒng)，解決了鋼絲繩在卷筒上排列不整齊的難題，縮短了吊鉤與卷筒之間的距離，提高了起升的空間高度。波紋腹板起重機(jī)的電氣控制部分采用數(shù)字化智能電氣控制，減小了電氣控制柜的體積，節(jié)約電纜用量，節(jié)省整機(jī)耗能。波紋腹板起重機(jī)是一種結(jié)構(gòu)新穎的新型起重機(jī)類型，改變了傳統(tǒng)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)合理、受力明確，是起重機(jī)行業(yè)的一大創(chuàng)新。

1 波紋腹板起重機(jī)的特點(diǎn)

1）波紋腹板起重機(jī)整機(jī)自重輕，輪壓小，可以減輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的受力。

2）平腹板厚度一般為構(gòu)件高度的1/80左右，而波紋腹板由于腹板增加了波紋，對厚度要求降低，波紋腹板厚度可以是構(gòu)件高度的1/500，節(jié)約用鋼25%～40%，而制作成本增加不大。

3）波紋腹板相當(dāng)于自行增加加強(qiáng)筋，提高了腹板的受力穩(wěn)定性，提高了截面的抗剪切性能。

4）由于用鋼量的減少，構(gòu)件對能源的需求也相應(yīng)的減少，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境。

5）波紋腹板起重機(jī)機(jī)構(gòu)緊湊，整體體積小，有效的為客戶節(jié)省了廠房空間尺寸。

6）波紋腹板起重機(jī)采用數(shù)字化智能電氣控制系統(tǒng)，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，降低了能耗。

7）波紋腹板起重機(jī)的外觀美觀，給人以視覺上的美感。

2 波紋腹板起重機(jī)與傳統(tǒng)起重機(jī)的參數(shù)比較

通過表1中波紋腹板起重機(jī)與傳統(tǒng)起重機(jī)的參數(shù)比較，我們可以直觀的看到，波紋腹板起重機(jī)具有省材、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢。波紋腹板起重機(jī)采用了先進(jìn)的設(shè)計理念，通過計算機(jī)輔助模擬技術(shù)的設(shè)計方案，保證起重機(jī)的運(yùn)行安全性能。在改變傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時，波紋腹板起重機(jī)在保證強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，增加了起重機(jī)的外形美感，是起重機(jī)行業(yè)的一大改進(jìn)和突破。

3 波紋腹板起重機(jī)的設(shè)計計算

我們以一臺QD20/5-19.5A5波紋腹板通用橋式起重機(jī)為例，對該設(shè)備進(jìn)行有限元計算分析。

該設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如表2。

橋架計算：

20/5噸箱形波紋腹板雙梁橋架是由兩根箱形主梁和四個端梁（臺車）構(gòu)成。主梁一側(cè)安置水平走臺，用來安裝電器及檢修大車動行。主梁與端梁通過螺栓連接在一起，走臺是懸臂支撐在主梁外側(cè)。走臺外側(cè)安置有欄桿。在實(shí)際計算中，走臺與欄桿均認(rèn)為是不承受力的構(gòu)件。箱形雙梁橋架具有加工零件少、工藝性好，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在鋼板供應(yīng)充足的情況下，廣泛采用這種結(jié)構(gòu)型式（如圖1）。

3.1 主梁設(shè)計計算

在計算箱形雙梁橋式起重機(jī)的主梁時，一般應(yīng)計算驅(qū)動側(cè)主梁和導(dǎo)電側(cè)主梁的負(fù)載較大的一根梁作為計算對象。為了保證起重機(jī)安全、正常的工作，主梁應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度好穩(wěn)定性的要求。強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的內(nèi)力不應(yīng)超過主梁材料許用的承載能力，剛度要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的變形量不應(yīng)超過許用的變形值以及主梁的自振周期不應(yīng)超過許用的震動周期。本次計算借助有限元分析軟件，用線框建模，然后轉(zhuǎn)換成面，進(jìn)而采用板單元劃分網(wǎng)絡(luò)，最后定義重力和移動載荷。

3.1.1 主梁截面形狀尺寸

4 結(jié)束語

通過以上對波紋腹板起重機(jī)有限元的分析，清楚的證明了波紋腹板起重機(jī)在眾多起重機(jī)產(chǎn)品中的優(yōu)勢，使起重機(jī)的發(fā)展又上了一個新的臺階。該起重機(jī)在企業(yè)中的應(yīng)用，大大的降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，同時也進(jìn)一步提高了企業(yè)在使用起重機(jī)進(jìn)行作業(yè)時的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]GB3811-2008.起重機(jī)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB6067.1-2010.起重機(jī)械安全規(guī)程[S].

[3]GB/T14405-2011.通用橋式起重機(jī)[S].

[4]起重機(jī)設(shè)計手冊[M].中國鐵道出版社.

[5]起重機(jī)設(shè)計手冊[M].大連起重機(jī)器廠.

[6]機(jī)械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[7]CECS 290：2011.波浪腹板鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

作者簡介

劉明（1980-），男，漢族，鄭州人，助理工程師，本科，研究方向：電氣機(jī)械，從事特種設(shè)備安全檢驗(yàn)工作。endprint

摘 要 隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越普遍，高效、安全、穩(wěn)定成為了起重機(jī)發(fā)展的三大主要元素。波紋腹板結(jié)構(gòu)在起重機(jī)這一新產(chǎn)品的出現(xiàn)，不僅僅是改變了傳統(tǒng)起重機(jī)的主梁的結(jié)構(gòu)，而且大大的改變了起重機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能和穩(wěn)定性能，使起重機(jī)的發(fā)展又上了一個新的臺階。

關(guān)鍵詞 波紋腹板；起重機(jī)；有限元分析

中圖分類號：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0018-05

波紋腹板起重機(jī)包括鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動和電氣控制三部分組成。鋼結(jié)構(gòu)部分主要有主梁、端梁、走臺欄桿、檢修平臺等組成。主梁和端梁的腹板采用波紋形狀，波紋腹板與上下翼緣焊接成為箱型結(jié)構(gòu)件。起重機(jī)行走部分采用三合一減速電機(jī)傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，布置合理；起升機(jī)構(gòu)的滑輪組采用雙排滑輪纏繞系統(tǒng)，解決了鋼絲繩在卷筒上排列不整齊的難題，縮短了吊鉤與卷筒之間的距離，提高了起升的空間高度。波紋腹板起重機(jī)的電氣控制部分采用數(shù)字化智能電氣控制，減小了電氣控制柜的體積，節(jié)約電纜用量，節(jié)省整機(jī)耗能。波紋腹板起重機(jī)是一種結(jié)構(gòu)新穎的新型起重機(jī)類型，改變了傳統(tǒng)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)合理、受力明確，是起重機(jī)行業(yè)的一大創(chuàng)新。

1 波紋腹板起重機(jī)的特點(diǎn)

1）波紋腹板起重機(jī)整機(jī)自重輕，輪壓小，可以減輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的受力。

2）平腹板厚度一般為構(gòu)件高度的1/80左右，而波紋腹板由于腹板增加了波紋，對厚度要求降低，波紋腹板厚度可以是構(gòu)件高度的1/500，節(jié)約用鋼25%～40%，而制作成本增加不大。

3）波紋腹板相當(dāng)于自行增加加強(qiáng)筋，提高了腹板的受力穩(wěn)定性，提高了截面的抗剪切性能。

4）由于用鋼量的減少，構(gòu)件對能源的需求也相應(yīng)的減少，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境。

5）波紋腹板起重機(jī)機(jī)構(gòu)緊湊，整體體積小，有效的為客戶節(jié)省了廠房空間尺寸。

6）波紋腹板起重機(jī)采用數(shù)字化智能電氣控制系統(tǒng)，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，降低了能耗。

7）波紋腹板起重機(jī)的外觀美觀，給人以視覺上的美感。

2 波紋腹板起重機(jī)與傳統(tǒng)起重機(jī)的參數(shù)比較

通過表1中波紋腹板起重機(jī)與傳統(tǒng)起重機(jī)的參數(shù)比較，我們可以直觀的看到，波紋腹板起重機(jī)具有省材、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢。波紋腹板起重機(jī)采用了先進(jìn)的設(shè)計理念，通過計算機(jī)輔助模擬技術(shù)的設(shè)計方案，保證起重機(jī)的運(yùn)行安全性能。在改變傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時，波紋腹板起重機(jī)在保證強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，增加了起重機(jī)的外形美感，是起重機(jī)行業(yè)的一大改進(jìn)和突破。

3 波紋腹板起重機(jī)的設(shè)計計算

我們以一臺QD20/5-19.5A5波紋腹板通用橋式起重機(jī)為例，對該設(shè)備進(jìn)行有限元計算分析。

該設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如表2。

橋架計算：

20/5噸箱形波紋腹板雙梁橋架是由兩根箱形主梁和四個端梁（臺車）構(gòu)成。主梁一側(cè)安置水平走臺，用來安裝電器及檢修大車動行。主梁與端梁通過螺栓連接在一起，走臺是懸臂支撐在主梁外側(cè)。走臺外側(cè)安置有欄桿。在實(shí)際計算中，走臺與欄桿均認(rèn)為是不承受力的構(gòu)件。箱形雙梁橋架具有加工零件少、工藝性好，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在鋼板供應(yīng)充足的情況下，廣泛采用這種結(jié)構(gòu)型式（如圖1）。

3.1 主梁設(shè)計計算

在計算箱形雙梁橋式起重機(jī)的主梁時，一般應(yīng)計算驅(qū)動側(cè)主梁和導(dǎo)電側(cè)主梁的負(fù)載較大的一根梁作為計算對象。為了保證起重機(jī)安全、正常的工作，主梁應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度好穩(wěn)定性的要求。強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的內(nèi)力不應(yīng)超過主梁材料許用的承載能力，剛度要求是指主梁在載荷作用下產(chǎn)生的變形量不應(yīng)超過許用的變形值以及主梁的自振周期不應(yīng)超過許用的震動周期。本次計算借助有限元分析軟件，用線框建模，然后轉(zhuǎn)換成面，進(jìn)而采用板單元劃分網(wǎng)絡(luò)，最后定義重力和移動載荷。

3.1.1 主梁截面形狀尺寸

4 結(jié)束語

通過以上對波紋腹板起重機(jī)有限元的分析，清楚的證明了波紋腹板起重機(jī)在眾多起重機(jī)產(chǎn)品中的優(yōu)勢，使起重機(jī)的發(fā)展又上了一個新的臺階。該起重機(jī)在企業(yè)中的應(yīng)用，大大的降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，同時也進(jìn)一步提高了企業(yè)在使用起重機(jī)進(jìn)行作業(yè)時的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]GB3811-2008.起重機(jī)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB6067.1-2010.起重機(jī)械安全規(guī)程[S].

[3]GB/T14405-2011.通用橋式起重機(jī)[S].

[4]起重機(jī)設(shè)計手冊[M].中國鐵道出版社.

[5]起重機(jī)設(shè)計手冊[M].大連起重機(jī)器廠.

[6]機(jī)械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[7]CECS 290：2011.波浪腹板鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

作者簡介

劉明（1980-），男，漢族，鄭州人，助理工程師，本科，研究方向：電氣機(jī)械，從事特種設(shè)備安全檢驗(yàn)工作。endprint