Pro／E桥式起重机的变截面主梁设计CAD/CAE(3)
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2.2 主梁截面尺寸
由分析知：主梁是由上、下两块盖板和前、后两块腹板组成封闭箱形截面，腹板的稳定性由横向加劲板和纵向加劲条或者角钢来文持。
故主梁截面尺寸主要包括上盖板、下盖板、腹板和筋板的板厚等。
主梁结构如图2.3： 图2.3 主梁结构示意图
主梁的截面如图2.4：
图2.4 主梁截面示意图
其中：跨度L=22.5m
腹板高度 =1.16m
梯形宽度
腹板厚度 =6mm
上盖板厚度为 =14mm
下盖板厚度为 =12mm
筋板厚度为6mm
2.3 基于Pro/E进行主梁三文建模
利用已有的主梁截面尺寸，即可基于Pro/E软件进行主梁的三文建模[27]。
1）绘制内部筋板，如图2.5所示：
图2.5 主梁内部筋板示意图
2）绘制上盖板和下盖板，如图2.6所示：
图2.6 主梁筋板和上下盖板示意图
3）绘制前后两块腹板，如图2.7所示：
图2.7 主梁的三文模型示意图
图2.7即为主梁的三文模型，课题中将对该模型进行分析和优化设计。
3 QD 20/5-22.5A6起重机载荷分析
3.1 载荷的分类和工作级别的划分
3.1.1 载荷的分类
桥式起重机的计算载荷可分为3类：常规载荷，偶然载荷，特殊载荷及其它载荷。根据GB3811—2008要求，桥式起重机所受载荷应按起重机金属结构计算的载荷与载荷组合进行计算[4]。
1）常规载荷：由重力、驱动机构（制动机构）加（减）速、起重机结构位移和变形产生的载荷。
2）偶然载荷包括：工作状态下的风、雪、冰、温度变化及偏斜运行载荷。该类载荷在强度计算中才考虑。
3）特殊载荷：非工作状态风载荷，缓冲器碰撞等载荷。其它载荷指的是工艺载荷或通道上的载荷等。
考虑各种工况，通过力学知识，桥式起重机在所有的载荷组合中，当小车加载最大起重量时最危险，故按小车加载最大起重量时，小车分别位于主梁中间，1/4处和端部位置来校核设计。
在对起重机的强度和刚度进行校核时，涉及到起重机和各机构的工作级别的划分。
3.1.2 起重机工作级别的划分
根据《起重机设计手册》中的要求，起重机通过起升和移动荷重（指起重机所负荷及吊运的重物的质量）在其名义起重量以内的重物来实现物料搬运作业，但在不同场合使用的起重机其工作任务差别很大，即其预期寿命、工作要求、起吊荷重、承受载荷、总工作循环数与总工作时间等都会有很大的不同，为经济合理地选择和安全可靠地使用起重机，必须对其整机及组成部分进行工作级别的划分[1]。其意义和目的是：
1） 为起重机设计、制造和使用各方提供一个关于该起重机设计预期工作状况的基本规定，以作为签订订货及制造合同时确定技术内容的共同基础；
2） 为起重机设计和研究提供计算和分析的基础，以用于指导起重机设计，并验证它可否满足给定的使用条件及是否达到设计预期的寿命。
桥式起重机的荷重状态及荷重谱系数如表3.1所示：
表3.1 起重机的荷重状态及荷重谱系数
荷重状态 荷重谱系数
说明
Q1 0.000< ≤0.125
极少起吊安全工作荷重，一般起吊较轻荷重
Q2 0.125< ≤0.250
较少起吊安全工作荷重，一般起吊中等荷重
Q3 0.250< ≤0.500
有时起吊安全工作荷重，一般起吊较重荷重
Q4 0.500< ≤1.000