異常工況對450噸吊車關(guān)鍵零部件強度剛度影響的有限元分析研究.pdf

1、橋式起重機在離地很高的軌道上運行，是現(xiàn)場使用領(lǐng)域最廣、數(shù)目最多的一類起重機械。起重機的動態(tài)運行和大型化、重載以及運行環(huán)境惡劣的特點導(dǎo)致設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)運行異常的情況。輪軌是連接橋式起重機運行機構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，對起重機的安全運行起著至關(guān)重要的作用。然而橋式起重機的支撐結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)中不可避免的會由于制造、安裝和使用等原因使得軌道發(fā)生變形，影響輪軌的接觸狀態(tài)，甚至發(fā)生啃軌、斷軌的現(xiàn)象。
　　包鋼廠房450噸橋式起重機在投產(chǎn)使用三年就發(fā)

2、現(xiàn)啃軌嚴重、軌道頻繁斷裂的現(xiàn)象，經(jīng)實測發(fā)現(xiàn)相鄰軌道的跨距、水平度和直線度均超出規(guī)范要求存在異常情況，這些異常對起重機輪軌接觸的影響是現(xiàn)場和設(shè)計部分所關(guān)心的。為查明變形的原因有必要對異常工況下輪軌的接觸狀態(tài)以及起重機系統(tǒng)主要鋼結(jié)構(gòu)件進行分析研究。傳統(tǒng)的經(jīng)典力學(xué)理論對模型的要求過于理想化并不能反映結(jié)構(gòu)的真實受力情況。本文利用有限元方法以450噸橋式起重機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為研究對象其對輪軌接觸狀態(tài)、運行機構(gòu)和主要支撐結(jié)構(gòu)進行全面的分析研究，主要研究內(nèi)

3、容包括以下幾點：
　　1）結(jié)合起重機啃軌問題的研究現(xiàn)狀進行針對性的理論分析，對輪軌接觸、橋架結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)受力進行分析。運用經(jīng)典力學(xué)理論建立物理模型，分別施加結(jié)構(gòu)在最危險工況下的外載荷進行計算，對所得數(shù)據(jù)進行分析。
　　2）依據(jù)分析要求以及相關(guān)設(shè)計圖紙，應(yīng)用三維建模軟件Solidworks建立輪軌結(jié)構(gòu)、運行機構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)的有限元分析模型。
　　3）結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)利用有限元軟件 ANSYS對比分析在不同輪壓載荷和軌道跨

4、距、直線度、水平度異常工況下的輪軌接觸應(yīng)力和接觸壓強的分布情況，為啃軌問題提供理論依據(jù)。
　　4）針對現(xiàn)場實測結(jié)果存在的問題對起重機運行機構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)進行有限元強度和剛度分析，尋找橋式起重機結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，并提出合理解決措施。
　　本文對異常工況下起重機輪軌的接觸狀態(tài)以及大車運行機構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)的強度剛度進行了有限元分析，給出了異常工況下輪軌接觸應(yīng)力的變化情況以及運行機構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)的強度和剛度的變化情況，指出了支撐結(jié)構(gòu)的薄