焊接轨道在通用桥式起重机上的应用

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1、*焊接轨道在通用桥式起重机上的应用汤秀丽张玉北京起重运输机械设计研究院北京100007摘要:对国内外通用桥式起重机焊接轨道现状进行分析，以工作级别A5、32t－22.5m桥式起重机为例，运用有限元软件Ansys进行分析。焊接轨道对主梁强度和刚度的贡献很大，能较大幅度降低主梁的高度，从而减轻了桥式起重机结构的质量。同时对焊接轨道热变形的控制及轨道的材料等进行分析。关键词:焊接轨道;通用型桥式起重机;焊接变形;轻量化;有限元分析中图分类号:TH218文献标识码:A文章编号:1001－0785(2012)03－0093

2、－03Abstract:Thispaperdescribesthecurrentsituationofgeneralpurposebridgecraneweldedrailtechnologiesathomeandabroad，andusesthefiniteelementsoftwareAnsystostudytheapplicationofweldedrailonthecranewithworkingclassificationofA5，loadcapacityof32tonandspanof5meter，s

3、howingthatweldedrailmakesgreatcontributionstomaingirderstrengthandrigidity，andcandramaticallylowerthemaingirder'sheightsoastoreducetheweightofbridgecranestructure.Thepaperalsoanalyzesthecontroltorailheatingdeformationandtherailmaterial.Keywords:weldedtrack;ge

4、neralpurposebridgecrane;weldingdeformation;lightweight;finiteelementanalysis［2］铁路钢轨和方钢。0前言国内通用桥机小车行走轨道多采用起重机通用型桥式起重机(以下简称通用桥机)因钢轨和P型铁路钢轨。这两类轨道常用压板固其承载能力大、稳定性好等优点广泛应用于各种定的方法安装在主梁上，这种固定方法的优势类型的车间、厂房及仓库内。是不会产生焊接热变形，没有残余应力，但在通用桥机的技术发展趋势是轻量化和节能降设计及使用过程中主要有以下几方面的不足

5、:耗。制造商为了提高生产率，不断对起重机进行1)压板固定的方式使得轨道与主梁不能作为技术革新，采取增大额定起重量、提高起升速度整体来承受小车轮压，导致主梁截面尺寸偏大，和小车运行速度、减轻整机质量等措施来提高生整机质量大。产率。由此对承载运行机构的小车行走轨道提出2)对于偏轨箱型梁，采用压板固定时，轨道了更高的要求。压板尺寸大，使得上翼缘板外伸尺寸比较大，同小车轨道承受起重小车的轮压，再将轮压传时主腹板外需要设置小三角板。递到支承的基础上，同时实现小车运行机构的顺［1］3)轨道压板不能侧向固定住钢轨，造成钢轨利运

6、行。起重机对轨道的主要要求:轨距发生偏差，出现车轮啃轨现象。1)轨面能承受车轮的挤压;以德国DEMAG公司、芬兰KONE公司等为代2)断面具有良好的抗弯强度;3)底面具有足够的宽度，以减小对基础的压力;表的国外起重机著名厂商经过多年开发创新，已4)轨道与基础的固定要合理、可靠。形成了轻型组合式、以模块化设计为先导的桥式起重机系列产品，堪称国际先进水平。起重机金1国内外通用桥机小车轨道的现状属结构方面，采用焊接轨道的偏轨箱形梁结构，起重机的走行轨道有3种:起重机钢轨、P型并将小车焊接轨道计入主梁，从而使主梁高度降*

7、国家科技支撑计划资助，项目名称“绿色制造关键技术与装备”(2001BAF11B00)，课题名称“通用型桥式起重机轻量化设计技术及应用”(2001BAF11B02)。《起重运输机械》2012(3)—93—低，截面尺寸小，桥架结构质量轻。验算。选用beam44单元，边界条件按照简支梁约目前国内起重机制造厂家也应用焊接轨道的束，当起重小车位于跨中位置时，不同断面的强技术，但焊接轨道并未计入主梁断面，结构材料度和刚度分别为:图1断面的主梁强度为没有充分利用。135.6MPa，静刚度为31.3mm;图2断面的主梁强度为13

8、2.2MPa，静刚度为30.9MPa。有限元分2采用焊接轨道的优点析结果见图3、4、5、6。1)方钢或扁钢轨道焊接在主梁上，可使轨道和箱形梁组成整体结构，一起承受载荷，提高了主梁结构的强度和刚度，较大幅度降低箱型梁高度，减轻主梁质量。2)方钢轨道踏面为平面，可保证小车车轮与图3采用钢轨的主梁强度轨道的有效接触长度，承压能力增大。3)偏轨箱形梁结构，采用焊接轨道可减小上翼缘