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1、组合式货架横梁承载的计算北京科技大学机械工程学院梅宝兴王转翁迅摘要:针对组合式货架横梁的实际使用和受力特点,提出了新的横梁承载计算模型和方法,该方法简单、实用、精确度高,为企业进行横梁系列化设计、横梁承载计算提供了一种实用的计算方法。关键词:货架;横梁;承载计算Abstract:Consideringmodularrackbeamcharacteristicsinuseandforce,anewmethodforcalculatingitsloadcapacityisintroduced.Itissimple,practi
2、calandaccurateasamethodforenterprisestoconductbeamoptimaldesignandloadcapacityca-lculation.Keywords:rack;beam;loadcapacitycalculation在现代物流设备中,货架作为一种重要的仓储货架,货物先码放到托盘上再放置到横梁上,并使设备越来越多地用于各行各业中,合理地设计、选用叉车、堆垛机等搬运设备实现货物的存取。为了择货架成为越来越重要的工作。而横梁作为组合式防止货物碰撞并方便存取作业,在货物之间以及货货架中的重要部件,
3、如何科学选择也是一个需要解物与立柱之间设置一定的安全间隙。同时,考虑到决的问题。模型的普遍性和实用性,对于横梁跨度较大的货格目前大多数货架生产、设计单位,通常通过计按照每个货格放置2个托盘计算,即使实际情况中算横梁的最大承载来选择横梁型号。横梁承载的计使用的是3个托盘或者1个托盘,经过实验验算,算主要采用简化方法,例如把横梁简化成为简单的误差也是可以接受的。简支梁或者悬臂梁。然而,这样选择横梁往往是不考虑到货格载货模型(见图1)的统一性,侧准确的,要么数值偏小,无法满足强度、刚度和安向间隙、水平间隙、托盘长度和货格长度的取值见表1。全使用的需
4、要,容易造成安全事故;要么数值偏大,造成强度、刚度的富裕和材料的浪费,给使用者增加了不必要的投资。前不久,郑州陈砦55特大冷库货架倒塌事故的发生,更让我们认识到合理设计、选择货架的必要性和重要性。1货格载货模型的简化图1货格载货模型(a)小跨度横梁(b)大跨度横梁货格为货架中存放货物的最小单元,由横梁和表1表格载货模型参数立柱组成。研究货格载货模型是为了更好的分析横侧向水平货格梁的受力模型。横梁跨度L间隙a1间隙a2托盘长度a长度t在实际应用中,组合式货架的横梁跨度集中在1000~1500100/a=L-2a1t=L1000~4
5、000mm之间。跨度较小的横梁一般用于1550~4000100300a=L-2a1-a2t=L轻小型货架,货物以散料和小包装货物为主,并直接放置在横梁上。同时为了防止货物与立柱接触和2横梁自由度的约束碰撞,在货物放置区域的两端设置一定的侧向间虽然货架是一个空间桁架结构,但在计算横梁隙。承载时需要把计算模型简化为平面模型。又由于组对于跨度较大的横梁,主要用于中高层和重型30起重运输机械2004(12)合式货架横梁的跨度远大于其横截面尺寸,故在计横梁承载。算时可以将横梁简化为材料力学中的梁单元,而梁3载荷的加载两端自由度的约束是
6、研究的重点。梁的每个端点有3个自由度,即x轴的平动、横梁的承载是指1对相同的横梁所承受的货物y轴的平动和绕z轴的转动,通常的处理方法是把载荷的大小,但在计算过程中由于我们只取1根横梁的两端作为铰支端或者固定端。作为铰支端处理梁作为研究对象,故加载的货物载荷只是横梁承载时,约束了2个端点的平动自由度,但没有限制端1的。又因为横梁多选用高密度的钢、铁材料制造2点的转动自由度。在这种状态下,横梁可以在端点且跨度较大,所以在计算过程中必须考虑横梁自重处相对原轴线位置扭转一定的角度,端点处可以传的影响。递力不可以传递力矩;当作为固定端处理时,约束当横梁
7、跨度较小时,货物多为散料和小包装物了梁两端的所有自由度。此时横梁在端点处既不可[1]品并直接置于横梁上,故可以把货物的载荷作为均以平动也不可以转动,但可以传递力和力矩。布力加载于横梁的中部,且距左右立柱有一定的侧组合式货架横梁与立柱采用一种特殊的插拔式向距离;对于横梁的自重,则按照均布力加载于整连接方式,见图2,横梁通过3爪或者4爪挂片嵌根横梁上,见图3。当横梁跨度较大时,货物多通入到立柱孔中。这种连接方式一方面允许横梁绕受过托盘的形式放置到横梁上。一般认为,托盘与横力前的轴线有一定的转动,另一方面又要求横梁端梁的接触为线接触而非面接触,即货
8、物对横梁的作点可以传递横梁上的载荷对立柱的力矩作用。由此用力集中于托盘的某些部位而非均匀地分布在整个可见,把横梁两端简化为单纯的铰支端或者固定端托盘上,故在简化时把
