18号道岔换铺机横梁设计计算

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1、18号道岔换铺机设计计结构分析研究扌艮告中国南车集团珠洲车辆厂2008-11-0118号道岔换铺机设计计算说明1.18号道岔换铺机主要结构方案简介18号道岔换铺机设采用全钢焊接结构，材质采用Q345结构钢。主要由升降龙门（1）、升降龙门（2）、升降龙门（3）、升降龙门（4）、横移小车、拖拉小车、拖拉装置、牵引车、动力系统、等组成等组成。1.升降龙门升降龙门分为四种跨度型号，现以其中跨度最大的升降龙门（4）计算，分析其工作工况，在吊装道岔横移至换铺线时为最大工况。升降龙门，为长龙门式结构，中部为一双腹板箱型结构横梁,横梁与支腿的连接为法兰螺

2、栓连接，支腿为一可伸缩型方形焊接结构。横梁上部可移动部件为一方型箱体结构，直接作用在横梁上，可以假定在横梁上为一均匀载荷。1.1分析模型现对升降龙门钢结构进行分析计算，根据道岔结构情况升降龙门最大跨距4950mm,可以满足需要。其钢结构材料均为Q345,横梁上下盖板为12mm钢板，腹板为8mm厚钢板，中部为8mm厚隔板，横梁部分单腹板处为16mm板，横梁与立柱连接处法兰为12mm钢板中间加12mm的隔板，立柱均为12mm钢板，中间为一可滑动丝杆组成。结构模型见下图1：1・3计算模型1升降龙门轴。1.3.3计算载荷工况计算载荷工况根据现场铺

3、设工况结合整体分析见表1对起升龙门就起升道岔工况分析（11个起升龙门，考虑部分偏载基木载荷二15T）载荷工况垂向载荷/T备注LOAD115起升道岔时横移到中部最大位置1・4计算结果分析1・4・1刚度考虑所有载荷都为垂向载荷取最大载荷工况下的位移。在该载荷工况下，横梁中央的垂向位移最大为7.76mm,o变形分布见图3VALUEOPTICHACTUAL：・EC.f・6SRUACeK^MT.1.LOADSET1WWNT・MH.OO8E-O1M«X7.7OE*OOFREFPART776D«*007OSD^OO6390*00001D«004000*

4、00418D*O0347D*OO2750*00204D*00图3起升龙门相对变形分布1.4.2强度详细结果见表3,起升龙门应力分布见图4。表3.计算结果应力表(起升龙门)载荷工况最大应力值/MPa发生部位LOAD1139中部下盖板处1.4.3起升荷载动载系数02由v=0.24m/min=0.004m/s<0.2m/s,按起升状态级别HC3考虑化；^2=^2min=l.l故起升龙门考虑动载荷最大应力发生横梁中部下盖板处为152.9Mpao冲击系数144、载荷起升、制动冲击系数01；起升龙门最大速度0.24m/min=0.004m/s,按启动

5、时间Is计算，起升平均加速度a=0.004m/s2,冲击系数卩i(a.0.004(八八心0i=l+—=1+=1.0004g9.81由以上5计算可知，基本可以实现无冲击启动。故计算中忽略吊重冲击对结构强度计算的影响。145风载荷；由《起重机手册》式(1-3-17)q=0.613v2按本换铺机在六级风下作业以风力等级国家标准则:内陆v=10.7m/s所以q=70N/m2道岔横截面与起升龙门背风面积S=13m2对其结构充实率可取（P=1.0P=70x16x1.0=1120N对单台龙门为0.09P=100N将横向风载荷与垂向风载荷合成为：15.0

6、01T与垂向风载荷相比可不与考虑单作用在起升龙门上的风载荷。O>105、9>PJ1©51»eSULTS:2・B.C.、・STRESSES・LOADS6T1VALUEC^TICWACTUAL:SHCLLSURFACETOP'iTRESS•VONMSESMN:5Q6E«O1WX1.3QE-^O5RAA^CFREFPART1300*051260*051-120*05Q70D«O<«8370*0•«OQ7D«O455BD«O441QD«O4596D«O1图4起升龙门应力云图2、拖拉小车拖拉小车轮箱结构为双腹板连接半箱型体结构，承载点为上盖板，通过

7、腹板直接作用在走行轮上，两轮的中心为520。中间为一箱型横梁连接，对小车走行起稳定性作用，为满足道岔的重心落在走行轨距内，部分拖拉小车为偏载情况，初步计算最大单车载荷值为20T。2.1分析模型现对拖拉小车钢结构进行分析计算。钢结构材料均为Q345,轮箱上盖板为12mm钢板，腹板为12mm厚钢板，中部为8mm厚隔板，下部半盖板为12mm,连接横梁为12mm上下盖板，8mm腹板箱型结构。结构模型见下图5:图5拖拉小车板单元模型2.2模型简化及单元划分本计算采用I-DEAS软件，对升降龙门钢结构建立力学模型进行结构离散，主要采用板壳单元进行网格

8、的自动划分，单元的总体尺寸为20mm。其模型共划分了10261个单元，10122个节点。有限元模型见图6。图6拖拉小车网格划分2.3计算载荷工况根据现场铺设工况结合整体分析对拖拉小车就运送道岔