【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體中間 上下垂直運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)由滑輪導(dǎo)向；吊籠上下運(yùn)動(dòng)由卷?yè)P(yáng)機(jī)通過鋼絲繩帶動(dòng)，牽引鋼絲繩的一端固定在天梁上，另一端從吊籠頂部滑輪繞過，經(jīng)天梁上兩個(gè)改向滑輪后至卷?yè)P(yáng)機(jī)。整機(jī)架體通過 扶墻架 與建筑物相連，每隔 6m 設(shè)一道 扶墻架 ，在整機(jī)架體的上部可根據(jù)用戶的需要裝備把桿。該機(jī)獨(dú)立高度為 12 m，標(biāo)準(zhǔn)型高度設(shè)計(jì)成 24m，最大搭設(shè)高度定為 60m。 該機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)如下： 額定起重量 10 kN 額定提升速度 25 m/min 獨(dú)立高度 12 m 標(biāo)準(zhǔn)搭設(shè)高度 24 m 最大搭設(shè)高度 60 m 吊籠凈空尺寸（長(zhǎng)寬高） 2025 17702021 mm 鋼絲繩直徑 11 mm 防墜器制動(dòng)距離 ≤ 100 mm 本設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì)算高度按照最大搭設(shè)高度 60m 來進(jìn)行。計(jì)算主要針對(duì)WTJ1000 型物料提升機(jī)設(shè)計(jì)所確定結(jié)構(gòu)形式對(duì)選定材料的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性等進(jìn)行工程計(jì)算和采用有限元方法進(jìn)行 復(fù)核計(jì)算 。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 計(jì)算模型建立 計(jì)算按架體搭設(shè)高度 60m（ 40 個(gè)節(jié)距）進(jìn)行，此時(shí) 扶墻架 設(shè)置共 10 道，附著架之間間距為 6m，自由端高度為 6 m。計(jì)算模型如圖 所示。 取坐標(biāo)系 xyz，在 xy平面內(nèi)，將立柱結(jié)構(gòu)看作為支承在彈性支座上的連續(xù)梁，而在 yz 平面內(nèi)，將立柱結(jié)構(gòu)看作為支承在鋼性支座上的連續(xù)梁。 計(jì)算工況確定 根據(jù) WTJ1000 型物料提升機(jī)使用工況及可能出現(xiàn)的情況，計(jì)算時(shí)考慮以下載荷組合工況。 非工作工況 此時(shí)吊籠停在地面 。架體上作用有全部靜載荷及非工作狀態(tài)風(fēng)載荷。 圖 工作工況（一） 此時(shí)吊籠滿載升降。架體上作用有全部自重載荷及工作狀態(tài)風(fēng)載荷與工作動(dòng)載荷。 工作工況（二） 此時(shí)吊籠停在地面不工作，把桿起吊額定載荷。架體上作用有全部自重載荷及工作狀態(tài)風(fēng)載荷與把桿起吊載荷。 安裝工況 此時(shí)吊籠靜止于空中，鋼井架上作用有全部自重載荷及工作狀態(tài)風(fēng)載荷 。第二章 物料提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 計(jì)算載荷確定 提升機(jī)各部件自重確定 根據(jù) WTJ1000 型物料提升機(jī)設(shè)計(jì)圖紙及結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算相關(guān)零部件重力如下： （ 1）井架架體（每個(gè) 節(jié)距） 1900 N （ 2）天梁 1664N （ 3）小把桿 1004N （ 4）吊籠（帶防墜裝置等） 4602N （ 5）鋼絲繩 262 N 井架體各計(jì)算單元自重 標(biāo)準(zhǔn)井架體每 自重 1900N，假設(shè)模型梁各單元自重以集中載荷形式作用于該單元下端之節(jié)點(diǎn)上，則每個(gè)單元上的架體自重如下表 所列： 節(jié)點(diǎn) 0～ 9 作用有 N1=1900 4=7600 N 表 節(jié)點(diǎn) 作用力（ N） 節(jié)點(diǎn) 作用力（ N） 0 7600 5 7600 1 7600 6 7600 2 7600 7 7600 3 7600 8 7600 4 7600 9 7600 作 用于頂部的非工作狀態(tài)下的垂直載荷 考慮天梁、滑輪、鋼絲繩等自重，計(jì)算值如下： N2=1664+262=1926 N 小把桿自重載荷作用于架體的垂直載荷及所引起的偏載力矩 根據(jù)設(shè)計(jì)小把桿安裝在節(jié)點(diǎn) 9部位，可看成作用于節(jié)點(diǎn) 9上。 垂直載荷為： N3=1004 N 偏載力矩為： N4=1004 1524= 106（ ） 第二章 物料提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 圖 圖 吊籠滿載工作時(shí)作用于頂部的垂直動(dòng)載荷 N5=（ 4602+10000） =19712（ N） 吊 籠滿載工作時(shí)作用于頂部的偏載力矩 天梁沿架體對(duì)角線方向布置，如圖 所示，由于卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩在天梁上繞過的改向滑輪偏心布置而形成偏載力矩。 N6=19172247。 2（ 238+1524） = 107（ N.㎜） a) 小 把桿滿載工作時(shí)作用于架體的垂直動(dòng)載荷 小把桿滿載工作時(shí)受力 如圖 所示， 其自重引起的力在上面已經(jīng)計(jì)算，在此沒有考慮。 上圖中， 由∑ MO=0 可得： Q 5575Cos60176。 =Ta 6000Sinβ 圖 式中： Q— 小把桿額定提升載荷，為 5000N。 β =arctg[ 5575 Cos60176。 /（ 60005575Sin60176。） ]=176。 Ta= Q 5575Cos60176。 /176。 =5000 （ N） 圖 中，小把桿吊重時(shí)對(duì)架體的作用力點(diǎn)為 O點(diǎn)和 A點(diǎn)， O 點(diǎn)為支反力 Rx、Ry， A點(diǎn)為 Ta， To=Q=5000N，吊重對(duì)架體的垂直載荷為： 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 N7=Ta Cosβ + Ry=2Q=10000（ N） b) 小把桿滿載工作時(shí)作用于架體的 偏載力矩 N8 =（ Ta Cosβ + Ry） 1524+6000 Ta Sinβ = 107+ 107= 107（ N.㎜） 外界風(fēng)載荷計(jì)算 外界風(fēng)載荷可由下式求出： NW=C Kh q A 式中： q— 風(fēng)壓，取工作狀態(tài) q=250N/m2，非工作狀態(tài) q=700N/m2。 Kh— 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取工作狀態(tài) Kh=，取非工作狀態(tài) Kh=（ h/10） ， Kh值計(jì)算如下表 所列。 C— 風(fēng)力系數(shù)，取工作狀態(tài) C=，取非工作狀態(tài) C= A— 迎風(fēng)面積， A A2為架體結(jié)構(gòu)輪廓面積，如圖 。 表 單元 工況 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 工作狀態(tài)Kh 非工作狀態(tài) Kh 圖 第二章 物料提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 (1)當(dāng)風(fēng)沿 XY 平面（側(cè)向）吹時(shí)，迎風(fēng)面積 A 為： A=α（ A1+β A2） 式中：結(jié)構(gòu)充實(shí)率α =、折減系數(shù)β =，則風(fēng)載荷為 ： NW側(cè) =C Kh q A= C Kh qα（ A1+β A2） = C Kh q（ A1+） （ 2）當(dāng)風(fēng)沿截面對(duì)角線方向吹時(shí)，迎風(fēng)面積取側(cè)向風(fēng)力的 倍，則風(fēng)載荷為： NW斜 = C Kh q A= C Kh qα（ A1+β A2） = C Kh q（ A1+） 分解到 XY 和 YZ平面內(nèi)的風(fēng)力為 NXY和 NYZ NXY= C Kh q（ A1+） Cos（ arctg2021/2300） = C Kh q（ A1+） NYZ= C Kh q（ A1+） Sin（ arctg2021/2300） = C Kh q（ A1+） 根據(jù)上面的側(cè)面吹風(fēng)載荷和對(duì)角線吹風(fēng)載荷的計(jì)算分析可看出，在風(fēng)沿 XY平面，即側(cè)向吹時(shí)最為不利，因此這里僅計(jì)算側(cè)向風(fēng)載荷。 NW側(cè) = C Kh q（ A1+） 式中： A1=b1l、 A2=b2l， b b2為寬度， l 為沿 Y方向長(zhǎng)度。 則沿 Y方向線性風(fēng)載荷 N 線 為： N 線 = NW側(cè) /l= C Kh q（ A1+= C Kh q（ b1l+ b2l） /l = C Kh q（ b1+ b2） 因此可得到： 工作狀態(tài)： N 線 = 250（ 2+ ） =380（ N/m） 非工作狀態(tài)： N 線 = Kh 700（ 2+ ） =900 Kh（ N/m） 各單元線性風(fēng)載荷如表 所列： 表 單元 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 工況 工作狀態(tài) 380 380 380 380 380 380 380 380 380 380 非工作狀態(tài) 774 954 1071 1170 1251 1323 1386 1440 1494 1791 各工況下的載荷分析計(jì)算 非工作工況 Ⅰ Ⅰ截面（在圖 1）受力： NⅠ Ⅰ =7600 10+1926+1004=78930（ N） MⅠ Ⅰ = N 線 l2/4=774 62/4 103= 107（ ） Ⅱ Ⅱ截面（在圖 10）受力： NⅠ Ⅰ =7600+1926+1004=10530（ N） MⅠ Ⅰ = N 線 l2/2=1791 62/2 103+ 106= 107（ ） 工作工況（一） Ⅰ Ⅰ截面（在圖 1）受力： NⅠ Ⅰ =7600 10+1926+1004+19712=98642（ N） MⅠ Ⅰ = 107+380 62/4 103= 107（ ） Ⅱ Ⅱ截面（在圖 10）受力： NⅠ Ⅰ =7600+1926+1004+19712=30242（ N） MⅠ Ⅰ = 107+380 62/2 103+ 106= 107（ ） 工作工況（二） Ⅰ Ⅰ截面（在圖 1）受力： NⅠ Ⅰ =7600 10+1926+1004+10000=88930（ N） 第二章 物料提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 MⅠ Ⅰ = 107+380 62/4 103= 107（ ） Ⅱ Ⅱ截面（在圖 10）受力： NⅠ Ⅰ =7600+1926+1004+10000=20530（ N） MⅠ Ⅰ = 107+380 62/2 103+ 106 = 107（ ） 安裝工況： 安裝工況假設(shè)無 扶墻架 的自由高度為 12 米，此時(shí)因?yàn)榭梢圆豢紤]有偏載載荷，如單從軸向力（ Y 軸方向）考慮，其應(yīng)力無工作工況、非工作工況Ⅰ Ⅰ截面來得大，故在此不再計(jì)算。 整機(jī)架體應(yīng)力計(jì)算 架體立柱應(yīng)力計(jì)算 ㈠ 立柱的截面性質(zhì) 立柱截面為 2300 2021 的矩形，節(jié)距為 1500，每一節(jié)距節(jié)點(diǎn)用 4 個(gè) M14螺栓聯(lián)結(jié)（每根主沖天上、下各 2個(gè)）。立柱主沖天為 70 70 7 角鋼。 圖 單根主沖天截面性質(zhì)： A1= (cm2) Ix1= (cm4) rz1= (cm) rx1= (cm) 組合截面性質(zhì)： Ix=4( ＋ 1062)=423724 cm4 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文