基于现场问题的起重机平衡架支撑结构分析与改进

王照锋

（太原重工技术中心起重所， 山西 太原 030024）

引言

起重机平衡架支撑是连接起重机运行车轮和起重机主梁的重要结构，平衡架支撑及主梁头部结构的合理性对板材的受力有很大的影响，现结合现场案例对主梁头部和平衡架支撑进行有限元分析，并提出改进方案。

1 现场反馈

2018年6月某钢厂用户反馈，太原重工技术中心起重所为其生产制造的200/50t-25m铸造起重机主梁头部平衡架支承处的盖板出现裂纹，见图1、图2。

图1 出现裂纹处主梁头部现场照片

图2 出现裂纹处主梁头部近距离照片

2 起重机结构

接到用户反馈后，经查图纸，该起重机采用的是四梁四轨铰接端梁结构，单侧车轮数量为10个。图3为起重机左视图，其中云线圈住的部位为出现裂纹处。

3 分析过程

因为此处受力情况复杂，无法采用手工计算的方式，因此采用有限元进行受力分析。本案例采用Solidworks进行三维建模，然后用Ansys Workbench进行有限元分析。

1）利用Solidworks建立初始模型，见图4—图5。

2）将模型导入Ansys Workbench中并划分网格，见图6。

图3 起重机图纸-左视图

图4 主梁三维模型等轴侧视图

图5 主梁三维模型左视图

图6 主梁头部有限元划分网格

3）设置加载条件。按简支梁一段固定、另一端滑动施加约束；按小车满载并处于最不利位置时的状况施加载荷；受力件材质为Q345B。计算结果见下页图7。有限元分析的最大应力为249.46 MPa。通过图7可以看出，最大受力带与实际开裂裂纹形状一致。

4 改进优化方案

4.1 第一种改进方案

在第1和第2立板、第3和第4立板之间增加200 mm高的连接筋板，结构见下页图8。……