【文章內容簡介】 圖 3 電動葫蘆尺寸圖 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 7 技術參數(shù)如下 ： 型號 ： ? 起重量 ： 500kg 起升高度 ： m6 起升速度 ： m/min8 運行速度 ： min/m20 工字鋼軌道型號 ： 16 環(huán)形軌道最小半徑 ： m1 鋼絲繩直徑 ： 起升電機 : 型號： 421ZD1 ? 容量： 轉速： rpm1380 電流： 運行電機 : 型號： 411YZD1 ? 容量： 轉速： rpm1380 電流： 基本尺寸 : mm646G? mm222I1 ? mm274I2 ? mm616I? mm850B? 重量 ： kg125 3． 3 電動葫蘆軌道梁的設計 小臺車的擺放方案的確定 方案一： 六臺小臺車一字排開，如圖 4所示 （圖中方塊部分為小臺車的簡化表示，方案二、三中也是如此） 。每臺臺車的寬度為 500，兩臺小臺車之間的尺寸間隙為河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 8 100，則初算尺寸為 3500，該方案的優(yōu)點是便于操作人員的吊裝操作，且在吊裝過程中可以不斷地補充新運來的發(fā)動機，利于工作效率的提高。缺點是這種排列方式造成軌道梁的跨距較大，不利于軌道梁的強度和剛度的保持性，容易造成電動葫蘆加載運行過程中的晃動，軌道梁的力學性能不好。 圖 4 臺車擺放方案一 方案二： 擺放兩排，每排擺放三臺，規(guī)則排列，如圖四所示。兩臺臺車之間的尺寸間隙為 100，則初算尺寸為 1700。該方案的優(yōu)點在于大大減小了軌道梁的跨距，提高了軌道梁的力學性能。缺點是該類排布方式造成操作人員在吊裝過程中操作困難，要越過一排的臺車對另一排的發(fā)動機進行吊裝操作，工作效率大大降低，且不安全。 圖 5 臺車擺放方案二 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 9 方案三： 鑒于以上兩種方案的優(yōu)缺點，在該方案中仍然采取排兩排的排列方式，不過前后兩排臺車之間不是規(guī)則的一一對應，而是呈現(xiàn)波浪形，如圖五所示。初算尺寸為 2750 這樣就可以在減小軌道梁的跨距的同時利于工作人員的吊裝操作。 圖 6 臺車擺放方案三 電動葫蘆軌道梁的整體結構尺寸初 定 電動葫蘆軌道梁的整體結構尺寸如圖 7所示 圖 7 電動葫蘆軌道梁的整體結構尺寸圖 跨距為 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 10 電動葫蘆軌道梁的 軌道材料尺寸選型 電動葫蘆軌道鋼采用 16 號普通型熱軋工字鋼 具體參數(shù)如圖 8所示 圖 8 熱軋工字鋼 尺寸圖 大車軌道梁 設計 大車軌道梁整體結構尺寸的初定 大車軌道采用 22號輕軌，大車軌道梁采用復合結構，即將輕軌架設在熱軋H型鋼上， H型鋼的牌號為 HW100?100。 H 型鋼與立柱相連，且與輕軌相連接，連接為 形式為每隔 150mm 用 M10 的螺栓相連接，兩邊對稱。大車軌道梁總長為 6米。 大車軌道梁的立柱材料尺寸選型 立柱材料選用 22號結構用冷彎方形空心型鋼。 邊長 80mmA? 長度 ? 慣性半徑 ? 截面面積 ? 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 11 慣性矩 ? 牌號 A235Q MPa235s ?? MPa200p ?? GPa206E ? 4 構件的 力學性能分析 4． 1 電動葫蘆軌道梁的強度、剛度、動載荷的校核 電動葫蘆軌道梁的 受力分析 軌道梁的受力分析圖如圖 9 所示 圖 9 軌道梁的受力分析圖 由靜力平衡方程可得 0?? BM 有 ? ? 0LFqL21xLF A2 ???? () 0?? AM 有 0LFqL21xF B2 ???? () 求得支反力 LqLxLF 2A 21)(F ??? 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 12 LqLFx 2B 21F ?? 則電葫蘆作用點的力矩 FM 2AF qx21xFM ??? () 2qx21qL x21)( ???? L xLFx xFqL21xq21LF 2 ?????? ???????? ??? 則 maxM 取在 2L)21(221x ??????qLFFqL 處 ， 即 2m ax qL81FL41M ?? 電動葫蘆軌道梁的剪力圖彎矩圖如圖 圖 11 所示： 圖 10 電動葫蘆軌道梁的剪力圖 圖 11 電動葫蘆軌道梁的彎矩圖 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 13 電動葫蘆軌道梁的強度校核 mL ? N2250g ??? 發(fā)動機葫蘆 mgmF () 16 號工字鋼的 3141cmWx ? mNq /? 則電動葫 蘆軌道工字梁的最大應力 MP aMP aWM x a xm a x ???? () 所以該梁的強度符合使用要求。 電動葫蘆軌道梁的剛度校核 電動葫蘆軌道梁受力分析 如下圖 12所示 圖 12 電動葫蘆軌道梁受力分析 由材料力學知識可知，無論Ｆ作用在何處，梁的最大撓度都產(chǎn)生在梁跨度中點的附近， 由撓曲線的對稱性可以看出，當Ｆ作用于跨距中點時，產(chǎn)生最大撓度。 Ｆ＝ 2250Ｎ ｑ＝ ／ｍ Ｌ＝ aGP206E ? 梁的變形是均布載荷ｑ和集中力Ｆ共同 作用引起的 q單獨作用下 ? ? EI384qL5 4??qc? () F單獨作用下 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 14 ? ? EIFLF 48 3c ??? () 疊加 后的撓度 ? ? ? ? EI48FLEI384 qL5 34 ????? Fcqcc ??? 代入數(shù)據(jù)計算可得 ?? 由于c?遠小于１ｍｍ，故該軌道梁符合剛度要求。 4． 2 大車軌道梁的強度、剛度、動載荷的校 核 大車軌道梁的 受力分析 大車軌道梁的架設方式為輕軌架設在熱軋 H型鋼上，再將 H型鋼與立柱相連接。 如下圖 13 所示 圖 13 架設方式圖 ? ?電動機減速機構發(fā)動機葫蘆工字梁 GGGGG21G21F ?????? () 此處采用簡化處理方式，大車單邊梁實際有兩個受力點，為簡化計算過程，將兩個受力點簡化為一個，若在后者情形下符合要求，則實際情況一定能符合使用要求。由于沿 著大車梁軌道方向的軸向力很?。ㄖ挥性诖筌噯訒r才承受一定的慣性力）對大車梁的強度、剛度校核影響較小，所以將立柱與軌道梁的連接處簡化為鉸支座連接形式。取其最危險情況進行受力分析，如下圖 14所示。 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 15 圖 14 大車梁受力分析圖 由靜力學平衡方程得 0A ????? qLFFFF CB () 043212 2 ???? FLqLLFLF CB () 三個未知量只有兩個方程，故屬于超靜定問題。我們可以講支座Ａ處的約束解 除，并用AF 來代替它，已達到將原來的超靜定梁轉化為靜定懸臂梁的問題。且有 ? ? ? ? ? ? ? ? 0A ????? FAFAqAFAA B ????? () 又知道 mL ? ； mNq /395? ； NF ? 將以上六式聯(lián)立解得 NFA ?? ； NFB 3477? ； NFC 1084? 其 剪力圖和彎矩圖如圖 1圖 16所示 圖 15 大車軌道梁剪力圖 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 16 圖 16 大車軌道梁剪力圖 大車軌道梁的強度校核 輕軌鋼的 cmZ ? 、牌號為 Q235Ａ 則大車軌道梁的最大應力 MP aMP aZM 04 6m a xm a x ????? ?? () 所以該梁的強度符合使用要求。 大車軌道梁的 剛 度校核 梁的變形是均布載荷ｑ和集中力 F共同作用引起的 q單獨作用下 ? ? EI3842Lq5 4????????qc? F單獨作用下 ? ? EI482LF 3????????Fc? 疊加后的撓度 ? ? ? ? EI48FLEI384 qL5 34 ????? Fcqcc ??? 輕軌的 4339cmI ? 代入數(shù)據(jù)計算可得 河北工業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)設計說明書 17 89 389 4 ????? ?????? ???? ??c? 由于 c? 遠小于１ｍｍ，故該軌道梁符合剛度要求。 4． 3 立柱尺寸的確定與穩(wěn)定性分析 立柱的選材與尺寸確定 立柱材料選用 22號結構用冷彎方形空心型鋼。 邊長 80mmA? 長度 ? 慣性半徑 ? 截面面積 ? 慣性矩 ? 牌號 A235Q ： MPa200?p? ； GPa206E ? 立柱的壓桿穩(wěn)定性校核 壓桿受力圖如圖 17 所示 圖 17 壓桿受力圖 根據(jù)立柱的工作狀態(tài)可以將該長為