起重機械講座(32)---橋架類型起重機的金屬結(jié)構(gòu)概述
橋架類型起重機是一種工作條件十分繁重的重型機械設(shè)備,其載荷復(fù)雜多變,作為整臺起重機承載和連接骨架的金屬結(jié)構(gòu),只有滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的要求才能保證起重機的使用性能和安全。起重機安全工作的壽命主要取決于金屬結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞的工作年限,而不是由任何其他裝置和零部件的壽命所決定。金屬結(jié)構(gòu)的破壞會給起重機帶來極其嚴(yán)重的后果。
1.金屬結(jié)構(gòu)的基本部件和型式
根據(jù)受力特征不同,起重機的金屬結(jié)構(gòu)的部件可分三約梁和行架是主要承受彎矩的部件;柱是主要承受軸向壓力的部件;壓彎構(gòu)件是既承受軸向壓力又承受彎矩的部件。這些基本構(gòu)件根據(jù)其受力和外形尺寸又可分別設(shè)計成格構(gòu)式、實腹式或混合式的結(jié)構(gòu)型式。
(1)實腹式構(gòu)件主要由鋼板組成,也稱箱形構(gòu)件,適用于載荷大、外形尺寸小的場合。承受橫向彎曲的實腹桿件叫做梁,承受軸向壓力的實腹構(gòu)件叫做箱型柱。實腹式構(gòu)件具有制造工藝簡單(可采用自動焊)、應(yīng)力集中較小、疲勞強度較高、通用性強、機構(gòu)的安裝檢修方便等優(yōu)點。缺點是自重較大、剛性稍差。
(2)格構(gòu)式構(gòu)件是由型鋼、鋼管或組合截面桿件連接而成的桿系結(jié)構(gòu)。構(gòu)件的自重輕,風(fēng)的通過性好。缺點是制造工藝復(fù)雜,不便于采用自動焊,節(jié)點處應(yīng)力集中較大。適用于受力相對較小、外形尺寸相對較大的場合。桁架是由桿件組成的受橫向彎曲的格構(gòu)式結(jié)構(gòu),是金屬結(jié)構(gòu)中的一種主要結(jié)構(gòu)型式。
(3)混合式構(gòu)件部分為實腹結(jié)構(gòu),部分為桿系結(jié)構(gòu)。其特點和使用條件均介于格構(gòu)式構(gòu)件和實腹式構(gòu)件之間。
2.金屬結(jié)構(gòu)的連接
金屬結(jié)構(gòu)的連接主要有焊接、鉚接和螺栓連接三種方法。結(jié)構(gòu)部件之間的連接,有時采用鉸接,即兩個相連的部件都有帶孔的凸耳,用銷軸穿過,實現(xiàn)兩個部件之間的餃連接。
(1)焊接是通過把連接構(gòu)件的連接處局部加熱成液態(tài)或膠體狀態(tài),加壓或填充金屬使兩構(gòu)件永久連接成一體加工方法。它具有制造簡便、易于實現(xiàn)自動化操作、不削弱桿件的截面、省工省料等特點。目前,焊接代替了鉚接和普通螺栓連接,已成為最主要的連接方法。它的缺點是連接的剛度較大,在內(nèi)應(yīng)力影響下結(jié)構(gòu)存在殘余變形。起重機金屬結(jié)構(gòu)主要采用氣焊和電弧焊。
(2)鉚接和普通螺栓連接是用鉚釘或螺栓穿過連接構(gòu)件上領(lǐng)先打好的孔,夾緊構(gòu)件的連接方法。由于這種連接會削弱構(gòu)件的截面,費工費料,在起重機制造業(yè)中,已被焊接逐漸取代。鉚接和螺栓連接主要用于結(jié)構(gòu)的安裝接頭中。
(3)高強度螺栓連接是靠很高的螺栓預(yù)緊力使連接構(gòu)件間產(chǎn)生摩擦力來傳遞內(nèi)力,互相之間不發(fā)生滑動。高強度螺栓連接工作可靠、安裝迅速,從一般結(jié)構(gòu)到重型結(jié)構(gòu)都可采用,是一種有廣闊應(yīng)用前景的連接方法。