3000噸級履帶起重機(jī)雙主臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著大型石油化工、煤化工以及第三代核電建設(shè)的發(fā)展，大件吊裝、運(yùn)輸工程對起重機(jī)的要求越來越高。作為重、大件吊裝的主力起重機(jī)，3000噸級履帶起重機(jī)在上述吊裝工程中所扮演的角色不可替代。履帶起重機(jī)主臂系統(tǒng)是起重性能的重要決定因素。為深入研究超大噸位履帶起重機(jī)主臂系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)設(shè)計(jì)問題，本文針對3000噸級履帶起重機(jī)主臂系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。
　　從近年大型履帶起重機(jī)的發(fā)展來看，雙臂架主臂結(jié)構(gòu)是模塊化設(shè)計(jì)思想的體現(xiàn)。本文總結(jié)了平行雙

2、臂架等幾種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)，進(jìn)行對比分析，選擇平行雙臂架的結(jié)構(gòu)形式，對3000噸級履帶起重主臂系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及研究。
　　本文提出，雙臂架之間的橫向連接結(jié)構(gòu)，其數(shù)量及分布位置將直接影響臂架整體性能。因此，本文對主臂60m臂架、90m臂架、120m臂架三種臂長的主臂分別進(jìn)行多個橫向連接結(jié)構(gòu)在數(shù)量、位置上的不同方案對比。同時，采用模塊化建模思想，在ANSYS軟件中建立臂架部件有限元模型，并利用Excel VBA語言編寫程序，自動生

3、成ANSYS APDL命令流，實(shí)現(xiàn)了臂架有限元模型批量組合、連接、加載、求解等多項(xiàng)功能，有效提高了工作效率。該程序也適用于其他有限元模塊化建模、組裝的案例，如應(yīng)用于工程計(jì)算分析也具有積極的意義。
　　選取典型的計(jì)算工況，對上述多個對比模型進(jìn)行了計(jì)算分析，重點(diǎn)對比了臂架側(cè)向位移和臂架各點(diǎn)弦桿應(yīng)力。結(jié)果表明，橫向連接結(jié)構(gòu)對臂架整體側(cè)向位移、臂架強(qiáng)度影響均較大。由于3000噸級履帶起重機(jī)主臂較長，根據(jù)本文的分析結(jié)論，本文推薦在雙臂架主臂

4、結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)二到三個橫向連接，位于臂架根部、中部和頭部，既有效提高結(jié)構(gòu)剛度，也保證了臂架整體的強(qiáng)度性能。類似結(jié)構(gòu)已在現(xiàn)有產(chǎn)品中得到實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。
　　最后，本文對幾種雙臂架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模、分析和對比。綜合比較而言，帶有橫向連接的平行雙臂架主臂結(jié)構(gòu)，在整體強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性方面均有一定的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。此外，相對傳統(tǒng)的履帶起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)，此種臂架在制造工藝上具有較強(qiáng)的繼承性，因而其生產(chǎn)工藝性、結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性也具有不可忽略的優(yōu)勢。
　　本文通