【正文】 .................................................................................. 55 第五章 總 結(jié) ....................................................................................................... 56 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 57 致 謝 ..................................................................................................................... 59 第一章 引言 1 第一章 引 言 物料提升機(jī)概述 井架 提升機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)并字架或井架，俗稱(chēng)絞車(chē)架 ， 是在傳統(tǒng)的鋼井架基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是由鋼結(jié)構(gòu)立柱、吊籠、卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼索、滑輪及導(dǎo)向裝置、附墻支撐和超高位限制器等組成 。在我國(guó)一些地區(qū)的高層建筑施工中，用井架提升機(jī)作為起重運(yùn)輸機(jī)械主機(jī) 的補(bǔ)充，特別在高層建筑的裝修階段，使用井架提升機(jī)可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益 。因此用以承擔(dān)高層建筑結(jié)構(gòu)施工是存在困難和本便的。然而，在高層和超高層結(jié)構(gòu)施工中，持別是在鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工中，在進(jìn)行平行流水立體交叉作業(yè)快速施工和裝修工程提前插入的情 況下，由于井架起重機(jī)的費(fèi)用低廉，安裝容易和運(yùn)輸量大，因此，它在解決垂直運(yùn)輸作業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)方而所能發(fā)揮的作用是不容忽視和低估的 物料提升機(jī)的研究現(xiàn)狀 井架起重設(shè)備的鋼塔架可由桿件拼裝而成，也可由若干單片衍架組拼而成，或者是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配而成。塔架的斷面尺寸及主弦桿的規(guī)格主要取決于井架起重量、吊廂容量及尺寸、塔架自由高度及最大垂直升運(yùn)高度。再對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)算，包括彎矩平面內(nèi)外穩(wěn)定性驗(yàn)算，井架架體基礎(chǔ)的驗(yàn)算等。 這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法新產(chǎn)品的更新周期長(zhǎng)，成本高，而且并能完全滿(mǎn)足要求 。 本次設(shè)計(jì)的主要 思路 和方法 本次設(shè)計(jì)首先查閱 、 分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)提升設(shè)備的相關(guān)資料，根據(jù)任務(wù)書(shū)上提供的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并 依據(jù)所得數(shù)據(jù)和相關(guān)參考圖紙進(jìn)行二維工程圖的繪制，然后在掌握了 Pro/E 建模軟件后，建立物料提升機(jī)的主要零部件的三維實(shí)體模型并進(jìn)行裝配，最后運(yùn)用前面做創(chuàng)建的三維實(shí)體模型進(jìn)行 ，質(zhì)量屬性分析， 運(yùn)動(dòng)仿真，干涉檢查等相關(guān)分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)、總結(jié)。 第二章 物料提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3 第二章 物料提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)計(jì)算概述 WTJ1000 型物料 提升機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依據(jù) JGJ8892《龍門(mén)架及井架物料提升機(jī)安全技術(shù)規(guī)范》、 GB/T135721993《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》及 GB500172021《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，應(yīng)滿(mǎn)足上述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性等的要求。 WTJ1000 型物料提升機(jī)的主要構(gòu)造為：整機(jī)架體為 2300 2021mm 的矩形截面，標(biāo)準(zhǔn)沖天為 70 70 7 的角鋼，節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度為 1500mm；吊籠在井架體中間 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(guò)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(guò)，經(jīng)天梁上兩個(gè)改向滑輪后至卷?yè)P(yáng)機(jī)。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。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 。計(jì)算模型如圖 所示。 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。架體上作用有全部靜載荷及非工作狀態(tài)風(fēng)載荷。架體上作用有全部自重載荷及工作狀態(tài)風(fēng)載荷與工作動(dòng)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。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。 N6=19172247。 上圖中， 由∑ MO=0 可得： Q 5575Cos60176。 β =arctg[ 5575 Cos60176。） ]=176。 /176。 Kh 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。 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 。 Kh A= C q Kh Kh A= C q Kh Kh Kh Kh Kh NW側(cè) = C q（ A1+） 式中： A1=b1l、 A2=b2l， b b2為寬度， l 為沿 Y方向長(zhǎng)度。 Kh Kh Kh 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 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)）。 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 11 rx=( Ix/4A1)1/2=(423724/4) 1/2=106 (cm) Wx= Ix/rx=423724/106=3997 (cm3) Iy=4( ＋ 912)=312332 cm4 ry=( Iy/4A1)1/2=(312332/4) 1/2=91 (cm) Wy= Iy/ry=312332/91=3432 (cm3) ㈡ 非工作工況應(yīng)力計(jì)算 ⒈ Ⅰ Ⅰ截面計(jì)算 б =N/φ pgA＋ ≤ [б ] N=78930 (N) Mx= 107 () ε 1=M/N 單肢截面特性： ry0= (cm) A= (cm2) 對(duì)四肢組成的偏心壓桿 ，其單肢穩(wěn)定應(yīng)對(duì)最小剛度軸 y0y0軸進(jìn)行計(jì)算，如圖 ，參見(jiàn)圖 。 ⒉ 非工作工況 Ⅱ Ⅱ截面 N=10530(N) M=10 7 () ∑ N=10530/4＋ 10 7/21820=11718 (N) ⒊ 工作工況 (一 )的 Ⅰ Ⅰ截面 N=98642 (N) M=10 7 () 由于天梁布置結(jié)構(gòu)的特定形式，軸向力 N在分解到主肢桿上時(shí)，不能平均分，應(yīng)根據(jù)不同載荷分 別對(duì)待。 ∑ N= （ 7600 10 ） /4 ＋（ 1926 ＋ 19712 ） /2 ＋ 1004 ＋10 7/2 1820=36339 (N) ⒋ 工作工況 (一 )的 Ⅱ Ⅱ截面 N=30242 (N) M=10 7 () ∑ N=7600/4 ＋（ 1926 ＋ 19712 ） /2 ＋ 1004 ＋10 7/2 1820=20673 (N) ⒌ 工作工況 (二 )的 Ⅰ Ⅰ截面 N=88930 (N) M=10 7 () ∑ N= （ 7600 10 ） /4 ＋ 1926/2 ＋ 1004 ＋ 10000 ＋10 7/2 1820=39923 (N) ⒍ 工作工況 (二 )的 Ⅱ Ⅱ截面 N=20530 (N) M=10 7 () ∑ N=7600/4 ＋ 1926/2 ＋ 1004 ＋ 10000 ＋10 7/2 1820=24169 (N) 綜合上述內(nèi)力計(jì)算，取最大的 ∑ N=39923(N)為計(jì)算內(nèi)力。A/W 1=(TaSinβ 1500/4)/ 24169 =｛（ 2520 176。 ㈠ 截面剪力 Q 值計(jì)算 ⒈ 按靜力計(jì)算 靜力計(jì)算工況以工作工況為依據(jù)，考慮非工作工況，計(jì)算后取大值為靜力計(jì)算值。 工作工況（一）： Q =Nw＋ M/2bx=3806 ＋ 10 7/1820 =16181 (N) 工作工況（二）： Q =Nw＋ M/2bx=3806 ＋ 10 7/1820 =22884 (N) 非工作工況： Q =Nw=1791 6=10746 (N) 故靜力計(jì)算值取： Qmax=22884 (N) ⒉ 按公式 Q=20A 計(jì)算 沖天主肢桿為 70 70 7角鋼，截面面積 A1=(cm2)，橫腹桿、斜腹桿為 50 50 5 角鋼，截面面積 A2= (cm2) 第二章 物料提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 A=4 ＋ 8=(cm2) Q=20A=20=1522(Kg)=15220 (N) 最 后取計(jì)算截面最大剪力 值為： Qmax=22840(N) 斜腹桿的剪力及應(yīng)力計(jì)算 ， 如圖 ： Qb=Q/2=22840/2=11420 (N) 斜腹桿軸向力 N: N= Qb/2cosα l=(1152＋ 1502)1/2=189 (cm) 圖 cosα=115/189= N=11420/20. 608=9391 (N) 斜腹桿為 50 50 5角鋼，其： A=(cm2) ry0=(cm) L=165 (cm) 則 l0=μ L=1165=165 (cm) λ = l0/ry0=165/=168＜ [λ ]=200 剛度滿(mǎn)足要求。λ在 100 和 200 之間