250t履带起重机臂架设计

摘要

履带起重机是广泛应用于国民经济各领域的一种起重设备，以其接地比压小、爬坡能力强、可带载行驶，并可借助附加装置实现一机多用等特点，在电力建设、桥梁施工、石油化工、水利水电等行业领域得到了广泛应用。随着国民经济的发展，对其性能安全的要求也越来越高。未来起重机发展的趋势为安全设计与安全控制，持续向超大吨位发展，模块化、系列化、人性化设计。
　　 履带起重机设计的核心部分是总体设计，包括方案选择、技术参数的确定、总体布局、大型构件强度和稳定性、整机稳定性、机构设计等方面。通过研究分析给出了整机布置原则及计算方法，整机的总体设计要充分结合市场的实用性，要结构简便，便于安装运输、易操作，通用性强、标准化高。
　　 臂架是起重机工作时重要的承载部件之一，其力学性能对整机的安全使用有直接影响。在变幅平面内，臂架下端用销轴与上车相连，相当于臂架的固定铰支座；臂架头部由变幅拉索连接，相当于臂架的可动铰支座。因此在变幅平面内臂架简化为两端铰支的简支梁。在回转平面内，臂架下端左右两侧的销轴连接分别简化为固定铰支座和可动铰支座。臂架整体而言，在回转平面内可视为下端固定上端自由的悬臂梁。通过研究分析确定了臂架的计算方法并建立了计算模型。根据标准要求，确定了计算载荷及安全评价准则。其次，通过有限元软件进行分析校核，本课题详细研究了载荷的加载方式及滑轮组等效分析等，并结合实例分析了臂架各单元的受力情况且进行了应力评定。另外对臂架的整体稳定性、局部稳定性也进行了具体的分析。目前的臂架设计，现有的规范尚没有对臂架的整体平面外失稳问题进行说明，本文则通过实例对臂架的平面外失稳进行了分析探讨。
　　 履带起重机的起重性能一般由整机抗倾覆稳定性、结构强度和机构起重能力这三个要素来决定。选取既能满足强度又能满足稳定性要求的起重量，来作为相应工况下的额定起重量。通过研究分析得出了性能曲线的确定方法。曲线接近，交点合适，表示整机的强度和稳定性均被充分利用，通过计算机程序进行绘制，有利于整机的优化。论文还结合250t履带起重机实例进行了性能曲线的绘制。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.1.1 履带起重机发展现状

1.1.2 履带起重机发展趋势

1.2 起重机现代设计方法概述

1.3 课题的主要内容

第2章 履带起重机整体设计

2.1 总体方案的确定

2.2 方案确定准则

2.2.1 机台铰点位置的确定

2.2.2 大型结构件的初步设计

2.2.3 整机稳定性计算

2.2.4 整机起重性能的确定

2.2.5 机构设计

2.3 本章小结

第3章 履带起重机臂架设计计算

3.1 臂架计算原则及方法

3.1.1 结构简化与计算模型的建立

3.1.2 工作载荷及载荷组合

3.1.3 臂架的强度计算

3.1.4 刚度计算

3.1.5 臂架整体稳定性计算

3.2 主臂工况臂架强度计算

3.2.1 主臂工况载荷

3.2.2 主臂工况受力分析及应力计算

3.2.3 主臂工况刚度计算

3.2.4 主臂工况整体稳定性计算

3.3 塔式工况臂架强度计算

3.3.1 塔式工况受力分析及应力计算

3.3.2 刚度计算

3.3.3 整体稳定性计算

3.4 臂架整体平面外稳定性计算

3.5 本章小结

第4章 起重性能曲线的确定

4.1 整机抗倾覆稳定性决定的起重特性

4.1.1 主臂工况

4.1.2 塔式工况

4.2 结构强度决定的起重特性

4.2.1 扳起架应力计算

4.2.2 动支撑应力计算

4.2.3 定支撑应力计算

4.3 机构起重能力

4.4250t履带起重机起重性能特性曲线

4.5 本章小结

第5章 起重机臂架有限元分析

5.1 臂架有限元分析模型

5.1.1 结构简化

5.1.2 载荷组合

5.1.3 有限元离散

5.1.4 载荷处理

5.2 臂架有限元分析结果

5.2.1 主臂工作形式计算结果

5.2.2 塔式工作形式计算结果

5.3 臂架结构的强度评定

5.4 臂架杆件的刚度与局部稳定性计算与评定

5.4.1 臂架杆件刚度及局部稳定性应力计算

5.4.2 臂架杆件局部稳定性评定

5.5 臂架强度与局部稳定性评定结论

5.6 本章小结

结束语

参考文献

致谢

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