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电力建设门式起重机结构设计与分析

程建棠  
【摘要】:门式起重机是火力发电厂和核电站等电力建设中应用最为广泛的起重机械之一随着国民经济又好又快的发展,人民生活水平的提高,电力需求还会继续增长,国家将会投资建设更多火力发电厂和核电站。而火力发电厂和核电站等不同类型电厂的建设中,对门式起重机等起重机械的性能、可靠性、安全性和经济性提出更高的要求。然而目前市场上用于电力建设的门式起重机存在结构不合理、维护成本高或者容易出现啃轨故障。因此,需要开发一种新型结构的门式起重机,以适应电力建设的实际需要。 本文通过分析几种常见的门式起重机结构,结合各种结构的设计特点,以及考虑电力建设的实际需求,设计了一种新型门式起重机结构。该结构的特点主要有:①门式起重机的结构为管桁结构,采用无缝钢管焊接而成;②主梁标准节之间采用销轴连接;③柔性支腿与主梁采用平行于大车轨道的销轴连接;④横梁与台车采用十字轴连接形式。 本文对所设计的门式起重机结构中采用结构特点、主梁标准节的销轴连接方式分别进行详细分析,与常见门式起重机结构进行经济性、可靠性对比。利用有限元分析技术,从静、动态两个方面分析结构的强度、刚度与受力特性。在静力分析中,在理论计算和试验的基础上,建立了新型门式起重机结构的有限元数值模型,并给出了八种最危险工况的有限元分析,得到了结构的应力分布状态与位移变形。 门式起重机在工作过程中频繁受到动力荷载的作用,本文对新型门式起重机结构进行了瞬态响应分析与模态分析。瞬态分析的作用是确定结构在随机荷载作用下的动力响应,本文利用ANSYS软件瞬态分析模块分析了新型门式起重机结构在起升冲击荷载作用下的动力响应,结果表明新型门式起重机结构工作平稳,结构强度和刚度有较大余量。通过模态分析确定了结构的固有频率与振型,利用结构的固有频率与振型推断出结构的主要振动模态及引起结构破坏性的共振荷载,在起重机使用过程中尽量避免与之相应的激励荷载。 本文提出的新型门式起重机结构综合了当前工程中常见的几类门式起重机结构的优点,具有自重轻、维护成本低、工作平稳、安装拆卸方便快速、结构表面不易积水和不易腐蚀等特点,具有较高的实际应用价值。


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