【正文】 Iy=362466cm4 。 δ —— 板的厚度； [σ ]—— 材料的許用應(yīng)力 (Q420)； [σ ]= σ S/=270MPa 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 上弦陽(yáng)頭單耳厚度： δ ≥][?aFK=270190 6? ??=67mm 取 δ =80mm 上弦雙耳厚度： δ ≥][2 ?aFK= 2701902 6?? ?? =34mm 取 δ =40mm 下弦單耳厚度： δ ≥][2 ?aFK= 2701002 6?? ?? =64mm 取 δ =80mm φ 9 0783 7 5 1 6 0 1 2 080φ 9 0401 2 0 1 6 0 1 9 0河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 下弦雙耳厚度： δ ≥][4 ?aFK= 2701004 6?? ?? =32mm 取 δ =40mm 上弦陽(yáng)頭焊縫長(zhǎng)度計(jì)算： 共四條焊縫，采用開(kāi)坡口焊接，坡口采用 20 45176。21001 6 0 0 9 0 0河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 水平桿 N3=N2cos79=26 cos79=5 t 斜腹桿（壓桿） 所需截面積： A≥ 1026][42?????N=1911 mm2 初選 Q235B 方管 120 120 8 截面： A= cm2 Ix= cm4 yx ?? ? = cm 計(jì)算長(zhǎng)度 Lx=Ly=2120 mm ??? xyx L???=47 查表 x? = 穩(wěn)定性：35 102642???? ANy??=[σ ] 水平桿 所需截面積 A≥ 105][43?????N=368 mm2 初選截面 [10 A= cm2 計(jì)算長(zhǎng)度 L=1600 mm Ix=198 cm4 Iy= cm4 x? = cm y? = cm ?? xx L??=41 查表 x? = 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 ?? yy L??=113 查表 y? = 穩(wěn)定性 10543???? ANy??=74 MPa[σ ] 銷軸連接計(jì)算（雙耳） 拉力 F=2N = 6? = 106KN 銷軸材質(zhì) 40Cr [τ ]= ??=235 MPa 上弦銷軸直徑 D12= 2354?? F = 6? ??? =6722mm2 雙銷 D=82mm， 取 D=90mm 下弦銷軸直徑 D12= 2352 4?? F = 2352 6? ??? =3360 mm2 雙銷 D=58mm， 取 D=60mm ： 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P734 σ = ?akF2 ≤ [σ ] 式中： K—— 系數(shù)取 ~14，計(jì)算時(shí)多取偏大值； F—— 聯(lián)接板或耳板所傳遞的內(nèi)力； F=N= 106KN。 計(jì)算軸向力： N 上 =N 下 = hMmax = =247t m 計(jì)算上弦桿所需最小截面積： 材質(zhì)選用 Q235B [σ ]=170 Mpa A≥][?上N= 17010247 4? =14529mm2 計(jì)算下弦桿所需最小截面積： 材質(zhì)選用 Q345B [σ ]=210 Mpa A≥][2?下N= 2102 10247 4?? =5880mm2 上弦桿強(qiáng)度計(jì)算 (1)初選截面如右圖 A=186 cm 2 計(jì)算長(zhǎng)度： L= m 2 4 03201616176河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 截面慣性矩： Ix=37806cm4 截面抗壓抗彎模量： Wx =xxyI = =2148cm3 壓桿截面的慣性半徑： rx= AIx =18637806=14cm 壓桿的柔度（長(zhǎng)細(xì)比）： λ x=xxrL =14160 =11 壓桿的折減系數(shù)： φ x = 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一卷 P1152 表 11100 (2)節(jié)間及節(jié)點(diǎn)彎矩 輪壓： P 輪 = 4 * 2 ??? WP = t 節(jié)間彎距： Mj= 6 ??PL = 節(jié)點(diǎn)彎距： Md= 12 ??PL = （ 3）強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算 強(qiáng)度：2148 01024744 ??????xjx WMAN? =162Mpa[σ ] 穩(wěn)定性：2148 1024744 ??????? xjx WMAN??=166 Mpa 通過(guò)驗(yàn)算滿足使用要求 下弦桿強(qiáng)度計(jì)算 8 01 9 016010101 0 5 1 0 590河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 初選截面如右圖 A= cm 2 計(jì)算長(zhǎng)度： L= m 截面慣性矩： Ix=4618cm4 拉桿截面的慣性半徑： rx= AIx == 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一卷 P1152 表 11100 強(qiáng)度： 88302 102472 4? ??? AN? =140 Mpa[σ ] 剛度：?? yy L??=[λ ]=100 腹桿 Q=2= t N1= 70sin ax ?Q = t 斜腹桿 N2= 79s in2 in2 1 ??N =26 t N 2N 1Q7 0 176。時(shí) RA邊 = 4 8 0 0 )1 2 3 04 8 0 0( ??? =122 t RB邊 = 4800 )12304800(702 ??? =104 t 支座最大反力： 前支點(diǎn)： RA=RAq+ RAp= +135= 中支點(diǎn)： RB=RBq+ RBp= +115=142t 前支點(diǎn)懸臂： RA=44 t 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 ： MA= tm MB= （懸臂） AB 區(qū)間（跨中） Mmax= MAB/=Mq+Mp=519 假定：桁中心高 h=210cm。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 4 章 公鐵步履雙梁架鋪機(jī)的主要機(jī)架 部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 橫導(dǎo)梁（箱梁） 主要參數(shù) 簡(jiǎn)支支點(diǎn)距： L=（斜橋 α =45176。該數(shù)字量與過(guò)程量具有某種函數(shù)關(guān)系，但在數(shù)值上并不相等，因此不能直接使用，必須經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換。這些都是模擬信號(hào)，通過(guò)位移傳感器將這些連續(xù)變化的物理量變化成電壓或電流信號(hào)，然后再將這些信號(hào)接到適當(dāng)?shù)哪M量輸入模塊的接線端上，經(jīng)過(guò)塊內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，最后將數(shù)據(jù)傳到 PLC 內(nèi)。 通過(guò)分析，綜合各方面的因素，選擇 FK9060 開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊 ,既可以滿足輸出要求，還可以彌補(bǔ)輸入模塊有開(kāi)關(guān)量信號(hào)，而是模擬量輸入模塊的不足。 b注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量 。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。 繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通 壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過(guò) 1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊從主機(jī)、主控制器等通過(guò) RS485 接口接收其數(shù)字量輸入，轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)，可控制繼電器、開(kāi)關(guān)等；并將開(kāi)關(guān)狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)返回到計(jì)算機(jī)。 ② 輸出模塊的選擇 本機(jī)控制系統(tǒng)控制的對(duì)象主要是電 動(dòng)機(jī)、電磁離合器等，因此，選擇 開(kāi)關(guān)量輸出模塊 。 16 位A/D 循環(huán)采樣，采樣速率： 3000 次 /S； 倍量程可正確測(cè)量，過(guò)載 2倍量程輸入 1S不損壞；隔離電壓 1000V DC。 模擬量輸入的框圖如下所示， 取通道號(hào)→ 讀取數(shù)據(jù)→ 按通道號(hào)將數(shù)據(jù)送入相應(yīng)存儲(chǔ)單元 模擬量輸入模塊可測(cè)量多通道交流電壓、電流輸入信號(hào)。 模擬量 I／ O模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并與 PLC 內(nèi)部總線相連，同時(shí)為了安全 設(shè) 有電氣隔離功能。通信和數(shù)據(jù)連接功能選項(xiàng)使得 1NFX 在體積、通信和特殊功能模塊和能源控制等重要的應(yīng)用方面非常完美。因此經(jīng)過(guò)比較，確定選用 1NFX 系列 PLC。 FX系列體積雖小，卻具有很強(qiáng)的功能。 （ 3）聯(lián)動(dòng)：各工步都可聯(lián)動(dòng)作業(yè)，按啟動(dòng)按鈕，程序自動(dòng)完成各部件的移動(dòng)同步聯(lián)動(dòng)。 （ 1）單動(dòng)：各工步都可單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)，按鈕釋放即停止運(yùn)行； （ 2）單動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕，運(yùn)行一個(gè)工步，到位即停。集中控制系統(tǒng)如圖 4所示，是用一臺(tái) PLC 控制多臺(tái)設(shè)備，每個(gè)被控對(duì)象與 PLC 指定的部件相連。 由 PLC 可以構(gòu)成多種控制系統(tǒng)：?jiǎn)螜C(jī)控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)、分散式控制系統(tǒng)和用遠(yuǎn)程遙控控制系統(tǒng)。 （ 4）可通過(guò)用戶輸入指定的頻率，實(shí)現(xiàn) 架鋪機(jī)各部件的調(diào)速范圍 。過(guò)孔方式可采用步履式和輪軌平衡式兩種、步履和輪軌平衡式 則要能夠?qū)崿F(xiàn)公路、鐵路單雙線的不同線路，以滿足架設(shè)不同的橋梁建設(shè)需要 。 為了防止各支腿液壓油缸在重力的作用下產(chǎn)生下滑現(xiàn)象以及控制油缸的下行速度，在液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有鎖緊回路。 前輔助頂桿、中支點(diǎn)頂升液壓系統(tǒng)各一臺(tái)，分別由一臺(tái) 4KW 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 后支點(diǎn)頂升液壓系統(tǒng)一臺(tái)，由一臺(tái) 4KW 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 壓系統(tǒng)均由動(dòng)力元件油泵，執(zhí)行元件油缸和各控制元件閥和輔助元件等組成。 橫移軌道 橫移軌道為前支點(diǎn)橫移軌道一根，中支點(diǎn)橫移軌道二根，由多節(jié)箱型梁栓接而成，支承主機(jī)吊梁傳遞荷載。整機(jī)設(shè)有兩組橫導(dǎo)梁（每組兩根）。 采用集中驅(qū)動(dòng)自力行走，吊重行車(chē)沿主橫梁頂面軌道運(yùn)行，運(yùn)行軌距 2400mm ，軸距 1200mm；行車(chē)行走設(shè)有變頻器。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 37后支點(diǎn)裝置 橫導(dǎo)梁縱移臺(tái)車(chē) 橫導(dǎo)梁縱移臺(tái)車(chē)為吊梁縱移主要?jiǎng)恿Σ考_(tái)車(chē)軸距可以由 2400mm調(diào)整至 3395mm,以此滿足架設(shè)斜橋（ 0度、 30度、 45度）時(shí)吊梁行車(chē)軌距不變。縱移機(jī)構(gòu)與前支腿縱移機(jī)構(gòu)相同；調(diào)整節(jié)可以實(shí)現(xiàn)架設(shè)斜橋的要求；臺(tái)車(chē)通過(guò) 90 度旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)縱向和橫向行走，一臺(tái)多用等優(yōu)點(diǎn)。 （ 3） 縱移機(jī)構(gòu)可自力行走，實(shí)現(xiàn)前支腿在導(dǎo)梁上縱向運(yùn)動(dòng)和縱導(dǎo)梁過(guò)孔縱向運(yùn)動(dòng)，在架梁作業(yè)時(shí)前支腿通過(guò)縱移機(jī)構(gòu)與縱導(dǎo)梁鎖定保持不動(dòng)。調(diào)整節(jié)通過(guò)電動(dòng)導(dǎo)鏈伸縮調(diào)整，提升導(dǎo)柱在導(dǎo)套內(nèi)滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)高度調(diào)整，調(diào)整到位后穿上銷軸固定導(dǎo)柱與導(dǎo)套。橫移臺(tái)車(chē)架設(shè)公鐵橋梁時(shí)可以橫向移梁、落梁，在轉(zhuǎn)場(chǎng)（穿越隧道）時(shí)橫移臺(tái)車(chē)旋轉(zhuǎn) 90 度形成縱移臺(tái)車(chē)通過(guò)輔助軌道縱向行走穿越隧道。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 34前輔助頂桿 前支腿總成 前支腿總成由橫移臺(tái)車(chē)、縱移臺(tái)車(chē)（縱移轉(zhuǎn)場(chǎng)用：穿越隧道）、支腿、伸縮套、調(diào)整架、轉(zhuǎn)盤(pán)和縱移機(jī)構(gòu)等組成。柱身上端框架同引導(dǎo)梁栓接，可以實(shí)現(xiàn) 0～ 45176。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 33 縱 導(dǎo)梁斷面圖 前輔助頂桿 前輔助頂桿在引導(dǎo)梁前端，為伸縮式液壓油缸頂桿，以實(shí)現(xiàn)過(guò)孔并調(diào)整導(dǎo)梁水平的要求。三角桁架構(gòu)件單元采用銷軸連接，前、后端各設(shè)置橫聯(lián)構(gòu)架。主導(dǎo)梁主要承載受力，上方設(shè)有軌道供橫導(dǎo)梁縱移臺(tái)車(chē)走行，下弦作為導(dǎo)梁縱移、移動(dòng)支點(diǎn)縱行軌道。 公鐵步履雙梁架鋪機(jī) 主要由縱導(dǎo)梁、前輔助頂桿、前支腿、中支點(diǎn)裝置、后支點(diǎn)裝置、橫導(dǎo)梁縱移臺(tái)車(chē)、橫導(dǎo)梁、吊梁行車(chē)、橫移軌道、液壓系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組等組成。選用可編程序控制器，自動(dòng)化程度高，控制靈活可靠，提高了架橋機(jī)作業(yè)的安全性、穩(wěn)定性和精度。主導(dǎo)梁前端設(shè)置引導(dǎo)梁，重量輕，過(guò)孔安全可靠；采用步履過(guò)孔，河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 前 支 腿 總 成縱 移 機(jī) 構(gòu)橫 移 軌 道 4 0 m 梁縱 導(dǎo) 梁 2 號(hào) 吊 梁 小 車(chē)橫 移 軌 道 中 支 點(diǎn) 裝 置后 支 點(diǎn) 裝 置電 氣1 號(hào) 吊 梁 行 車(chē)前 輔 助 頂 桿橋機(jī)不需鋪設(shè)縱移軌道；采用支點(diǎn)游動(dòng)支撐可適應(yīng)小于 40米不同跨徑橋梁安裝；（公路）采用鋪設(shè)橫移軌道實(shí)現(xiàn)全斷面架梁到位。 如圖 31所示為研制的公鐵步履雙梁架鋪機(jī) 。 （ 4）單線施工時(shí)落邊梁一次到位不用人工移梁；無(wú)需大車(chē)橫移，提高了工作安全性。 （ 2）該機(jī)架設(shè)鐵路單線、雙線，公路單幅、雙幅橋時(shí)不用更換部件，降底成本