波纹腹板在起重机中的有限元分析

刘明　李博　王迎飞　金鹏

摘 要 随着工业经济的发展，起重机在生产中的应用越来越普遍，高效、安全、稳定成为了起重机发展的三大主要元素。波纹腹板结构在起重机这一新产品的出现，不仅仅是改变了传统起重机的主梁的结构，而且大大的改变了起重机的经济性能和稳定性能，使起重机的发展又上了一个新的台阶。

关键词 波纹腹板；起重机；有限元分析

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0018-05

波纹腹板起重机包括钢结构、机械传动和电气控制三部分组成。钢结构部分主要有主梁、端梁、走台栏杆、检修平台等组成。主梁和端梁的腹板采用波纹形状，波纹腹板与上下翼缘焊接成为箱型结构件。起重机行走部分采用三合一减速电机传动，结构紧凑，布置合理；起升机构的滑轮组采用双排滑轮缠绕系统，解决了钢丝绳在卷筒上排列不整齐的难题，缩短了吊钩与卷筒之间的距离，提高了起升的空间高度。波纹腹板起重机的电气控制部分采用数字化智能电气控制，减小了电气控制柜的体积，节约电缆用量，节省整机耗能。波纹腹板起重机是一种结构新颖的新型起重机类型，改变了传统起重机的结构形式，其结构合理、受力明确，是起重机行业的一大创新。

1 波纹腹板起重机的特点

1）波纹腹板起重机整机自重轻，轮压小，可以减轻钢结构厂房的受力。

2）平腹板厚度一般为构件高度的1/80左右，而波纹腹板由于腹板增加了波纹，对厚度要求降低，波纹腹板厚度可以是构件高度的1/500，节约用钢25%～40%，而制作成本增加不大。

3）波纹腹板相当于自行增加加强筋，提高了腹板的受力稳定性，提高了截面的抗剪切性能。

4）由于用钢量的减少，构件对能源的需求也相应的减少，节约了资源，保护了环境。

5）波纹腹板起重机机构紧凑，整体体积小，有效的为客户节省了厂房空间尺寸。

6）波纹腹板起重机采用数字化智能电气控制系统，运行平稳，噪音小，降低了能耗。

7）波纹腹板起重机的外观美观，给人以视觉上的美感。

2 波纹腹板起重机与传统起重机的参数比较

通过表1中波纹腹板起重机与传统起重机的参数比较，我们可以直观的看到，波纹腹板起重机具有省材、节能、环保的优势。波纹腹板起重机采用了先进的设计理念，通过计算机辅助模拟技术的设计方案，保证起重机的运行安全性能。在改变传统结构的同时，波纹腹板起重机在保证强度、刚度、稳定性的前提下，增加了起重机的外形美感，是起重机行业的一大改进和突破。

3 波纹腹板起重机的设计计算

我们以一台QD20/5-19.5A5波纹腹板通用桥式起重机为例，对该设备进行有限元计算分析。

该设备的主要技术参数如表2。

桥架计算：

20/5吨箱形波纹腹板双梁桥架是由两根箱形主梁和四个端梁（台车）构成。主梁一侧安置水平走台，用来安装电器及检修大车动行。主梁与端梁通过螺栓连接在一起，走台是悬臂支撑在主梁外侧。走台外侧安置有栏杆。在实际计算中，走台与栏杆均认为是不承受力的构件。箱形双梁桥架具有加工零件少、工艺性好，通用性强等优点，在钢板供应充足的情况下，广泛采用这种结构型式（如图1）。

3.1 主梁设计计算

在计算箱形双梁桥式起重机的主梁时，一般应计算驱动侧主梁和导电侧主梁的负载较大的一根梁作为计算对象。为了保证起重机安全、正常的工作，主梁应满足强度、刚度好稳定性的要求。强度和稳定性要求是指主梁在载荷作用下产生的内力不应超过主梁材料许用的承载能力，刚度要求是指主梁在载荷作用下产生的变形量不应超过许用的变形值以及主梁的自振周期不应超过许用的震动周期。本次计算借助有限元分析软件，用线框建模，然后转换成面，进而采用板单元划分网络，最后定义重力和移动载荷。

3.1.1 主梁截面形状尺寸

4 结束语

通过以上对波纹腹板起重机有限元的分析，清楚的证明了波纹腹板起重机在众多起重机产品中的优势，使起重机的发展又上了一个新的台阶。该起重机在企业中的应用，大大的降低了企业的运行成本，同时也进一步提高了企业在使用起重机进行作业时的安全性和稳定性。

参考文献

[1]GB3811-2008.起重机设计规范[S].

[2]GB6067.1-2010.起重机械安全规程[S].

[3]GB/T14405-2011.通用桥式起重机[S].

[4]起重机设计手册[M].中国铁道出版社.

[5]起重机设计手册[M].大连起重机器厂.

[6]机械设计手册[M].化学工业出版社.

[7]CECS 290：2011.波浪腹板钢结构应用技术规程[S].

作者简介

刘明（1980-），男，汉族，郑州人，助理工程师，本科，研究方向：电气机械，从事特种设备安全检验工作。endprint

摘 要 随着工业经济的发展，起重机在生产中的应用越来越普遍，高效、安全、稳定成为了起重机发展的三大主要元素。波纹腹板结构在起重机这一新产品的出现，不仅仅是改变了传统起重机的主梁的结构，而且大大的改变了起重机的经济性能和稳定性能，使起重机的发展又上了一个新的台阶。

关键词 波纹腹板；起重机；有限元分析

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0018-05

波纹腹板起重机包括钢结构、机械传动和电气控制三部分组成。钢结构部分主要有主梁、端梁、走台栏杆、检修平台等组成。主梁和端梁的腹板采用波纹形状，波纹腹板与上下翼缘焊接成为箱型结构件。起重机行走部分采用三合一减速电机传动，结构紧凑，布置合理；起升机构的滑轮组采用双排滑轮缠绕系统，解决了钢丝绳在卷筒上排列不整齐的难题，缩短了吊钩与卷筒之间的距离，提高了起升的空间高度。波纹腹板起重机的电气控制部分采用数字化智能电气控制，减小了电气控制柜的体积，节约电缆用量，节省整机耗能。波纹腹板起重机是一种结构新颖的新型起重机类型，改变了传统起重机的结构形式，其结构合理、受力明确，是起重机行业的一大创新。

1 波纹腹板起重机的特点

1）波纹腹板起重机整机自重轻，轮压小，可以减轻钢结构厂房的受力。

2）平腹板厚度一般为构件高度的1/80左右，而波纹腹板由于腹板增加了波纹，对厚度要求降低，波纹腹板厚度可以是构件高度的1/500，节约用钢25%～40%，而制作成本增加不大。

3）波纹腹板相当于自行增加加强筋，提高了腹板的受力稳定性，提高了截面的抗剪切性能。

4）由于用钢量的减少，构件对能源的需求也相应的减少，节约了资源，保护了环境。

5）波纹腹板起重机机构紧凑，整体体积小，有效的为客户节省了厂房空间尺寸。

6）波纹腹板起重机采用数字化智能电气控制系统，运行平稳，噪音小，降低了能耗。

7）波纹腹板起重机的外观美观，给人以视觉上的美感。

2 波纹腹板起重机与传统起重机的参数比较

通过表1中波纹腹板起重机与传统起重机的参数比较，我们可以直观的看到，波纹腹板起重机具有省材、节能、环保的优势。波纹腹板起重机采用了先进的设计理念，通过计算机辅助模拟技术的设计方案，保证起重机的运行安全性能。在改变传统结构的同时，波纹腹板起重机在保证强度、刚度、稳定性的前提下，增加了起重机的外形美感，是起重机行业的一大改进和突破。

3 波纹腹板起重机的设计计算

我们以一台QD20/5-19.5A5波纹腹板通用桥式起重机为例，对该设备进行有限元计算分析。

该设备的主要技术参数如表2。

桥架计算：

20/5吨箱形波纹腹板双梁桥架是由两根箱形主梁和四个端梁（台车）构成。主梁一侧安置水平走台，用来安装电器及检修大车动行。主梁与端梁通过螺栓连接在一起，走台是悬臂支撑在主梁外侧。走台外侧安置有栏杆。在实际计算中，走台与栏杆均认为是不承受力的构件。箱形双梁桥架具有加工零件少、工艺性好，通用性强等优点，在钢板供应充足的情况下，广泛采用这种结构型式（如图1）。

3.1 主梁设计计算

在计算箱形双梁桥式起重机的主梁时，一般应计算驱动侧主梁和导电侧主梁的负载较大的一根梁作为计算对象。为了保证起重机安全、正常的工作，主梁应满足强度、刚度好稳定性的要求。强度和稳定性要求是指主梁在载荷作用下产生的内力不应超过主梁材料许用的承载能力，刚度要求是指主梁在载荷作用下产生的变形量不应超过许用的变形值以及主梁的自振周期不应超过许用的震动周期。本次计算借助有限元分析软件，用线框建模，然后转换成面，进而采用板单元划分网络，最后定义重力和移动载荷。

3.1.1 主梁截面形状尺寸

4 结束语

通过以上对波纹腹板起重机有限元的分析，清楚的证明了波纹腹板起重机在众多起重机产品中的优势，使起重机的发展又上了一个新的台阶。该起重机在企业中的应用，大大的降低了企业的运行成本，同时也进一步提高了企业在使用起重机进行作业时的安全性和稳定性。

参考文献

[1]GB3811-2008.起重机设计规范[S].

[2]GB6067.1-2010.起重机械安全规程[S].

[3]GB/T14405-2011.通用桥式起重机[S].

[4]起重机设计手册[M].中国铁道出版社.

[5]起重机设计手册[M].大连起重机器厂.

[6]机械设计手册[M].化学工业出版社.

[7]CECS 290：2011.波浪腹板钢结构应用技术规程[S].

作者简介

刘明（1980-），男，汉族，郑州人，助理工程师，本科，研究方向：电气机械，从事特种设备安全检验工作。endprint

摘 要 随着工业经济的发展，起重机在生产中的应用越来越普遍，高效、安全、稳定成为了起重机发展的三大主要元素。波纹腹板结构在起重机这一新产品的出现，不仅仅是改变了传统起重机的主梁的结构，而且大大的改变了起重机的经济性能和稳定性能，使起重机的发展又上了一个新的台阶。

关键词 波纹腹板；起重机；有限元分析

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0018-05

波纹腹板起重机包括钢结构、机械传动和电气控制三部分组成。钢结构部分主要有主梁、端梁、走台栏杆、检修平台等组成。主梁和端梁的腹板采用波纹形状，波纹腹板与上下翼缘焊接成为箱型结构件。起重机行走部分采用三合一减速电机传动，结构紧凑，布置合理；起升机构的滑轮组采用双排滑轮缠绕系统，解决了钢丝绳在卷筒上排列不整齐的难题，缩短了吊钩与卷筒之间的距离，提高了起升的空间高度。波纹腹板起重机的电气控制部分采用数字化智能电气控制，减小了电气控制柜的体积，节约电缆用量，节省整机耗能。波纹腹板起重机是一种结构新颖的新型起重机类型，改变了传统起重机的结构形式，其结构合理、受力明确，是起重机行业的一大创新。

1 波纹腹板起重机的特点

1）波纹腹板起重机整机自重轻，轮压小，可以减轻钢结构厂房的受力。

2）平腹板厚度一般为构件高度的1/80左右，而波纹腹板由于腹板增加了波纹，对厚度要求降低，波纹腹板厚度可以是构件高度的1/500，节约用钢25%～40%，而制作成本增加不大。

3）波纹腹板相当于自行增加加强筋，提高了腹板的受力稳定性，提高了截面的抗剪切性能。

4）由于用钢量的减少，构件对能源的需求也相应的减少，节约了资源，保护了环境。

5）波纹腹板起重机机构紧凑，整体体积小，有效的为客户节省了厂房空间尺寸。

6）波纹腹板起重机采用数字化智能电气控制系统，运行平稳，噪音小，降低了能耗。

7）波纹腹板起重机的外观美观，给人以视觉上的美感。

2 波纹腹板起重机与传统起重机的参数比较

通过表1中波纹腹板起重机与传统起重机的参数比较，我们可以直观的看到，波纹腹板起重机具有省材、节能、环保的优势。波纹腹板起重机采用了先进的设计理念，通过计算机辅助模拟技术的设计方案，保证起重机的运行安全性能。在改变传统结构的同时，波纹腹板起重机在保证强度、刚度、稳定性的前提下，增加了起重机的外形美感，是起重机行业的一大改进和突破。

3 波纹腹板起重机的设计计算

我们以一台QD20/5-19.5A5波纹腹板通用桥式起重机为例，对该设备进行有限元计算分析。

该设备的主要技术参数如表2。

桥架计算：

20/5吨箱形波纹腹板双梁桥架是由两根箱形主梁和四个端梁（台车）构成。主梁一侧安置水平走台，用来安装电器及检修大车动行。主梁与端梁通过螺栓连接在一起，走台是悬臂支撑在主梁外侧。走台外侧安置有栏杆。在实际计算中，走台与栏杆均认为是不承受力的构件。箱形双梁桥架具有加工零件少、工艺性好，通用性强等优点，在钢板供应充足的情况下，广泛采用这种结构型式（如图1）。

3.1 主梁设计计算

在计算箱形双梁桥式起重机的主梁时，一般应计算驱动侧主梁和导电侧主梁的负载较大的一根梁作为计算对象。为了保证起重机安全、正常的工作，主梁应满足强度、刚度好稳定性的要求。强度和稳定性要求是指主梁在载荷作用下产生的内力不应超过主梁材料许用的承载能力，刚度要求是指主梁在载荷作用下产生的变形量不应超过许用的变形值以及主梁的自振周期不应超过许用的震动周期。本次计算借助有限元分析软件，用线框建模，然后转换成面，进而采用板单元划分网络，最后定义重力和移动载荷。

3.1.1 主梁截面形状尺寸

4 结束语

通过以上对波纹腹板起重机有限元的分析，清楚的证明了波纹腹板起重机在众多起重机产品中的优势，使起重机的发展又上了一个新的台阶。该起重机在企业中的应用，大大的降低了企业的运行成本，同时也进一步提高了企业在使用起重机进行作业时的安全性和稳定性。

参考文献

[1]GB3811-2008.起重机设计规范[S].

[2]GB6067.1-2010.起重机械安全规程[S].

[3]GB/T14405-2011.通用桥式起重机[S].

[4]起重机设计手册[M].中国铁道出版社.

[5]起重机设计手册[M].大连起重机器厂.

[6]机械设计手册[M].化学工业出版社.

[7]CECS 290：2011.波浪腹板钢结构应用技术规程[S].

作者简介

刘明（1980-），男，汉族，郑州人，助理工程师，本科，研究方向：电气机械，从事特种设备安全检验工作。endprint