大起重量悬挂运输设备轨道梁计算分析.pdf

2013年2月
吉林电力
Feb.2013
第41卷第1期(总第224期)
Jilin Electric Power
Vol 41 No. 1(Ser. No 224)
大起重量悬挂运输设备轨道梁计算分析
Calculation Analysis on Track Beam of Heavy Loading Capacity Travelling Crane
刘天英,孟健
(东北电力设计院,长春130021)
摘要:针对火电厂中大起重量悬挂运输设备轨道梁断面的选取,按照钢结构设计规范及第四强度理论分别进行
了轨道梁的整体弯曲应力和轨道梁下翼缘合成应力计算分析。结果表明,在进行轨道梁的设计时应特别注意下翼
缘合成应力的计算,同时进一步讨论了当轨道梁断面不足时的加强方法。
关锥词:悬挂运输设备;轨道梁;应力计算
Abstract: For section selection of the monorail beam of big capacity suspended transporting equipments in thermal
power plant, the calculation and analysis of monorail beam integrated flexible stress and resultant stress of
monorail bottom flange are carried out as per steel structure design code and the fourth strength theor
respectively. The result shows that special attention shall be paid on calculation of resultant stress for bottom
flange of monorail beam when monorail beam is designed, and further discussion is made to the strength approach
of monorail beam which is not sufficient
Key words: travelling crane; monorail beam; stress calculation
中图分类号:TH218
文献标志码:A
文章编号:1009-5306(2013)01-0024-03
火电厂中大量辅机设备需要通过悬挂运输设
计算时,电动梁式吊车或电动葫芦的动力系数
备检修维护,随着机组容量的加大,辅机设备质量越取为.1.058。轨道梁直接承受吊车轮行驶,计算强
来越大,悬挂运输设备的起重质量越来越大,最大达度时,钢材的强度设计值和截面惯性矩应分别乘以
到了45t。悬挂运输轨道梁断面一般在128a~163c磨损折减系数0.9。设计时轨道梁的吊点间距取
之间选取,工字钢的断面符合GB/T706-2008《热3m,轨道梁采用163,单位白重gx为1.4kN/m。
轧型钢》的要求,目前最大的断面只能到163c1,如轨道梁材质为Q235B,钢材的抗弯强度设计值f=
果选用其他型式的型钢则不能满足悬挂运输设备安205N/mm2。在进行整体内力计算时,对于移动荷
装的要求。以往多注重轨道梁整体弯曲应力的计算,载,考虑到2组车轮的间距较小,按1个集中力考
而忽视在巨大的轮压作用下轨道梁下翼缘合成应力虑。计算简图见图2(图中单位为mm
的计算。对于大起重量的悬挂运输设备轨道梁,下翼
P1=(Q+G)/4=120kN,考虑荷载的分项系
缘的合成应力往往起控制作用,限定的工字钢断而数1.4及动力系数1.05,经过计算,轨道跨内最大
能否满足要求需重点计算。2
弯矩设计值Mm=344kN?m。
整体变曲应力a.=Mm/,yWn
轨道梁的整体弯曲应力
式中:7为对x轴的截面塑性发展系数,对于承受
动力荷载时,宜取1.0;φ为轨道的磨损折减系数,
某火电项目引风机检修单轨电动吊车,起重量取0.9;Wn为对x轴的净截面抵抗矩(截面系数)
Q=450kN,悬挂运输设备自重G≈30kN,悬挂运査GB/T706-2008为3248.9×10°mm3
输设备共有8组车轮,轮距见图1(图中单位为
则o=117.6N/mm2mm)。轨道梁在I45a~163c之间选用
体弯曲应力满足要求。整体弯曲应力主要与轮压及
收稿日期:2012-10-30
作者简介:刘天英(1975-),男,高级工程师,从事火力发电厂结构设计工作
2013年2月
吉林电力
Feb.2013
第41卷第1期(总第224期)
Jilin Electric Power
No. 1(Ser. No. 224)
轨道梁
轨道梁
090
238,车轮
图1悬挂运翰设备轨道梁立面及割面
500590500
Pl Pr
轨道梁
图2计算简图
梁的跨度有关,轮压由悬挂运输设备厂家提供,一般
无法调整,如果整体弯曲应力不满足要求,可以考虑
调整轨道梁的吊点间距。
2轨道梁局部弯曲应力
图3轨道梁下翼缘轮压作用下受力示意图
悬挂运输设备沿着轨道下翼缘行驶,轨道的下
翼缘在产生整体弯曲应力的同时,也产生局部弯曲
轨道梁
应力。影响轨道梁下翼缘局部弯曲应力的因素主要
有轮压的大小、作用点的位置和翼缘的厚度。工字
钢轨道梁在悬挂运输设备轮压的作用下,危险点的
位置为腹板根部、轮压作用点下表面及下翼缘靠近
自由端处。这3个位置的受力示意见图3,其局部弯
曲应力计算如下。腹板根部1点由翼缘在xx平面
内及xoy平面的弯曲引起的应力分别为n
K1×2Pmx/r2;1=ーK2X2P
轮压作用点
2下表面由翼缘在x02及xoy平面内弯曲引起的应
力分别为dn2=K3X2P2na/2;o2=K4X2Pm/t2。靠
近自由端的点3由翼缘在xoy平面内弯曲引起的应
图4下缘尺寸关系
力d23=K5X2 PA/t2。式中系数K1、K2、K3、K4及
K:通过査K曲线求得?,为轮压作用点位置式中:i为轮压作用点至腹板边的距离;a为轨道梁
比。为距边缘(b-)/4处的翼缘厚度(mm)。下翼下翼缘悬壁板宽:为轮缘与轨道梁翼缘边缘的距
缘的局部弯曲应力计算时需要的有关尺寸见图4。
离,取4mm;b为轨道翼缘宽度;d为轨道梁腹板厚
图4中a=(bーd)/2,i=a+c-e。轮压比:
度;e为轮压作用点至轮缘边的距离。