歐式與傳統(tǒng)單梁起重機的主梁各有什么優(yōu)缺點

　對于歐式起重機與傳統(tǒng)起重機的比較，大家多有討論，但細(xì)致去研究的幾乎沒有。邀請有限元方面的專家曹工就主梁的特點進(jìn)行分析研究，限于篇幅，僅對案例中的模型進(jìn)行比對，對其它相似結(jié)構(gòu)的主梁也具有非常高的參考意義。

　　近年來對輕型起重機的引進(jìn)、仿造和推廣，國內(nèi)起重行業(yè)在利益的驅(qū)使下開始模仿歐式起重機的設(shè)計理念，在沒有足夠的研發(fā)設(shè)計能力下更多的是拿來主義直接依照外來設(shè)計進(jìn)行生產(chǎn)制造。剽竊之嫌尚且不提，隱患之禍不可不說!所謂歐式起重機的核心特點無外乎輕穩(wěn)二字。俗語有云“穩(wěn)重”，“穩(wěn)”的來源是“重”，在“輕”的前提下談“穩(wěn)”，就必須得提到“慢”，無論是工作速度慢還是加減速慢，總之不可快。雖然現(xiàn)代電氣技術(shù)的發(fā)展為平穩(wěn)帶來了一些保證，但安穩(wěn)的愿景卻依然隱患重重，本文通過對電動單梁起重機的兩種主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比做些分析和評論。

　　1有限元分析比對

　　為直觀地對比兩種電動單梁起重機主梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)劣，通過兩組截面積完全相同的主梁截面進(jìn)行跨中對拉模擬，為了等效的對比測試，僅取主梁的結(jié)構(gòu)特性略去端梁部分，直接在主梁上翼緣板相同位置施加大小相等方向相反的作用力，單側(cè)的合力設(shè)置12噸載荷力進(jìn)行比較測試。有限元對比測試如下：

　　1.1對比模型設(shè)置

　　兩組電動單梁起重機的主梁截面

　　(左側(cè)為歐式主梁，右側(cè)為傳統(tǒng)主梁)

　　1.2約束與加載

　　兩種截面主梁的對拉測試邊界載荷條件

　　1.3等效應(yīng)力

　　兩種截面主梁的等效應(yīng)力云圖

　　(歐式主梁應(yīng)力分布比傳統(tǒng)主梁更均勻)

　　1.4剛度對比

　　兩種截面主梁的整體變形

　　(歐式主梁變形要稍大于傳統(tǒng)主梁)

　　2總結(jié)：

　　2.1傳統(tǒng)的電動單梁起重機主梁：

　　(1)這種結(jié)構(gòu)優(yōu)先考慮了焊接順序的可操作性，組焊件的零部件間都實現(xiàn)了可焊接性，其主承重工字鋼通過下翼緣板和隔板與主梁充分的連接，使結(jié)構(gòu)的整體性得到了充分的保證，但由于電動葫蘆的輪壓集中的作用在了工字鋼下翼緣上，車輪接觸位置應(yīng)力集中情況較為明顯。

　　(2)在焊接和材料水平受限制的加工條件下，工字鋼通過兩道滿焊焊縫和若干的隔板連接焊縫與主梁牢固的連為一體，而熱軋工字鋼在克服應(yīng)力集中問題上較之于焊接結(jié)構(gòu)的可靠性是更高的，這有效提高了結(jié)構(gòu)的安全性。數(shù)十年來的使用上來看，硬啟動大慣量沖擊條件下甚至在野蠻操作的工況下，這種結(jié)構(gòu)的主梁依然良好。

　　(3)這種結(jié)構(gòu)的主梁，其軌道位置過低，與傳統(tǒng)電動葫蘆(如CD)配合使用，會占用較多的高度空間。同時，由于軌道兩側(cè)的葫蘆車輪間隔較近，造成電動葫蘆容易在垂直于主梁方向的水平面上擺動。

　　2.2歐式電動單梁起重機主梁：

　　(1)由于采用葫蘆車輪中置或下置，提高了高度方向的空間利用率，改善了傳統(tǒng)電動單梁起重機主梁起升空間過低的問題。

　　(2)結(jié)構(gòu)上拉大了葫蘆車輪的間距，增加了車輪接觸長度，有效地改善了行走軌道處應(yīng)力集中問題和電動葫蘆在垂直于主梁方向的水平面擺動問題。

　　(3)結(jié)構(gòu)上主承重部件由原來的工字鋼變成了較厚的下翼緣板，輪壓雖然平均分布到了主梁的兩側(cè)，但是由于腹板間距較小，內(nèi)部焊縫僅對∏三面處理，隔板與下翼緣不焊。輪壓導(dǎo)致的集中應(yīng)力直接作用在了僅依靠單邊角焊縫與腹板連接的下翼緣板上，該焊縫的局部拉應(yīng)力對焊縫的疲勞十分不利，同時隔板也無法對下翼緣板進(jìn)行支撐，焊接的強度僅取決于最薄的腹板的厚度。由于隔板與下翼緣板的分離導(dǎo)致應(yīng)力無法有效的通過隔板向腹板傳遞，取而代之的是通過腹板傳向上翼緣板，上翼緣板的應(yīng)力水平要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電動單梁起重機主梁的上翼緣板，這使得這種結(jié)構(gòu)的主梁在疲勞和高強度作業(yè)中更容易發(fā)生整體的崩潰失效。