F上=285t/3=95t 销轴中的工作剪力为
τ= (F上/8×104)/(3.14/4×502×10-6)=60.5Mpa<[τ]=110Mpa 45#钢许用剪应力[τ]=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
τ=(F下/4×104)/(3.14/4×502×10-6)=60.5Mpa<[τ]=110Mpa 45#钢许用剪应力[τ]=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
N中=110t N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。
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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=15.366×8 cm2 腹杆的工作应力为
F腹杆115?104σ腹杆===93.55Mpa<[σ]=170 Mpa ?4A腹杆15.366?8?10腹杆满足强度条件。 2.1.4主梁的刚度计算
fc=pl3/48EIx=32×41003/48×2100×6249466,1818 =3.5cm<[4100/600]=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。 2.2 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=95t 2.2.1.1前支腿立柱强度计算
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前支腿立柱选用箱型截面如图:
材质为Q235B,由无缝钢管φ325*12及四周12mm厚钢板焊接而成。
截面几何参数如表所示:
前支腿立柱的工作应力为:
N前95?104σ前支===45.3Mpa<[σ]=170 Mpa
A前209.538?10?4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
下横梁由钢板组焊而成,W前x=4821.6cm3
M前95?104?0.3工作应力σ下横梁===59.1Mpa<[σ]=170 Mpa ?6W前X4821.6?10- 8 -
2.2.1.3前支腿定位销轴计算
前支腿定位销直径υ80,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:
Fs95?104τ===94.5Mpa<[τ]=110 Mpa ?4As100.5?10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。 2.2.2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
55?104?0.3M弯工作应力σ弯梁===28.3Mpa<[σ]=170 Mpa ?65836.266?10W弯X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φ80的销轴,材质45#钢
受剪面积为A=1/4π×802×2=10048×10-6 m2 工作剪力为Fs= 55t 工作剪应力:
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Fs55?104τs===54.7Mpa<[τ]
As10048?10?6连接铰座的耳板选用δ30的钢板,受挤压面积 Ac=2×30×80×10-6=4800×10-6 m2 工作挤压应力
Fc55?104σc===114.6Mpa<[σc]=220 Mpa
Ac4800?10?6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
Mmax193?104工作许用应力σmax===137.7Mpa<[σ] =170 Mpa
14011?10?6WX提升小车可安全承载 3.结论
经过对架桥机的主要受力构件的强度进行计算,可知均满足相应的强度条件及稳定条件,所以可按计算中的各截面尺寸设计架桥机。
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