轻量化桥式起重机在散料领域的定制化设计

陈 杰 汤秀丽 阚世奇

0 引言
起重机械广泛应用于装备制造业、运输与物流业、造船业、水利水电建设、核电建设等国民经济支柱行业，在经济建设中发挥着不可或缺的重要作用。作为起重机械中量大面广的桥式起重机（以下简称桥机），在实际应用中更具有广泛性、基础性和通用性的特点。

随着我国经济的不断发展，桥机的产量每年持续增长，对原材料和能源的消耗率亦将持续增加。传统低效率的研究设计方式已不能满足行业的需要，革新其传统的设计与制造技术，优化整机性能并实现节能降耗，实行差异化定制设计，起重机的设计制造已经朝着定制化、多样化和轻型化的方向发展。特别是随着我国智能制造、互联 + 技术的发展与应用，安全、便捷、智能就成为当今起重机发展的主旋律。

1 散料领域桥机特点
随着国民经济的发展，起重机的应用场合也越来越广泛，不同场合对起重机的要求也各不相同，这就需要起重机厂家根据不同使用要求，对起重机开展多样化的定制设计。

1. 立柱 2. 司机室 3. 主梁 4. 厂房 5. 传送带 6. 刮板机 7. 螺旋机
图1 定制化桥机结构示意图

2 结构分析与计算
某50 t-22.5 m-A8 桥机采用的是双主梁结构，主要结构材料为Q235B，由于司机室、走台、栏杆等部件都位于同一侧，承受的载荷更大，故选择此侧的主梁作为研究对象。其主要设计参数见表1。

图2 50 t 主梁跨中位置截面尺寸

2）主梁跨端位置截面尺寸如图3 所示，根据材料力学公式进行计算。
跨端截面惯性矩为

跨端抗弯截面系数为

3）均布载荷为

图3 50 t 主梁跨端位置截面尺寸

4） 由力学公式可知， 最大弯矩截面位置z ＝11 768.03 mm；主梁左右两端的支反力分别为R a ＝230 618.64 N，R b ＝ 210 408.86 N。根据主梁的受力分布情况分析，可得到图4 所示主梁竖直载荷下的受力图、剪力图、弯矩图。

图4 主梁竖直载荷下的受力图、剪力图、弯矩图

由主梁竖直载荷下的受力图、剪力图、弯矩图可计算得到：
主梁最大弯矩为

最大弯矩处的弯曲正应力为