大型皮带机配重三角构架力学计算.pdf

大型皮带机配重三角构架力学计算

一种典型三角构架的力学计算

秦皇岛港务局机械修造厂陈立志

秦皇岛冶金机械有限公司杨丽伟

摘要本文介绍了1993—1994年秦皇岛港煤三期码头胶带输送机配

重提升机构改造工作（祥见文献

[1]）的理论基础，主要是计精确计算了双三角架机构内部杆件在非理

想复杂支撑条件下压杆稳定及纵横弯曲问题，对类似构件受力计算有较大

参考价值。

关键词典型三角架力学计算

秦皇岛港煤码头三期工程共有地面胶带输送机17条，胶带宽2m，带

速4.8m/s，输送机最长1013m，配重最大达50t

如图1，这

是皮带机正常工

作状态下和改造后配重起升状态

下配重架部分的

机构简图，简化

成单三角架的力

学模型如图2对

应的（a）图和（b图，支座、吊耳、滑

撑底部所受F2=__

?sin?的力，该力恰好通过立柱和斜撑所夹锐角，分解后立柱

和斜撑都受通过各梁中心的压2p__

力，结构设计非常合理。而图2（b）所示模型除了钢架立柱承受的轴

向压力以外，整个钢架顶部还受一p____

个M?pe的弯矩，该弯矩使立柱和斜撑产生初弯曲，使钢架

尤其是立柱受力状态严重恶化，下面我们按压杆稳定和纵横弯曲两方面计

算立柱受力。

首先给出如下已知数：

－4立柱力学参数：（1）截面积A=155.52×10m;（2）立柱长度

l=15.5m;（3）已知压力p=245000N;2__

（4）压力偏心量e=0.424m;（5）最小惯性矩J=22462.89×108m4;（6）

弹性模量E=207GPa;（7）－

抗弯截面模量W=1134.5×106m3;（8）比例极限σp=200Mpa;－

斜撑力学参数：（1）截面积AX=77.76×104m2;（2）惯性矩Jx=20955.4

×108m4;（3）弹性模量－－

E=207GPa;（4）抗弯截面模量Wx=1058.35×106m3;（5）斜撑与

水平线夹角α=75.50－

1．立柱稳定性

下面我们首先判断立柱受力是否在弹性挠曲线范围内，参见文献[4]，

求惯性半径i

i?J?A22462.89?10?8?12?10?2m?4155.52?10

由于立柱是底部固定，上部弹性支撑但转动很困难，所以近似取长度

系数μ=1，则柔度

i?15.5?1?129?212?10?2E?2?207?109临界应

力?1j?2??122.6MPa??p?1292

所以在弹性挠曲线范围内。

按有关稳定理论，临界压力p1j有关。所以我们先将M?

pe__

__

__

力学模型，设立柱上端点拉伸弹簧刚度为C移为δ，转角为θ，那

么立柱弯矩为

则

亦即

M?P(??y)?C?(l?x)?D?EJyP(??y)?C?(l?x)?D?EJyPy?P??C?(l?x)?D?

y?AcosKx?BsinKx?[??

___

___

___

___

______

______

(2)

微分方程（1）通解是

对（2）求导

C?D

(l?x)??]PP

___

其中

K?EJ)