起重机许用应力解析:如何确保结构安全的关键参数

引言

在起重机的设计过程中,金属结构和机械零部件应具有足够的强度,那么许用应力是一个至关重要的参数。它直接关系到起重机结构的稳定性和保障操作的安全性。那么,什么是起重机的许用应力?我们又该如何确定该数值大小?本篇将为您深入解析起重机许用应力的相关知识。

一、起重机许用应力概述

许用应力分为两类:(一)、结构件材料的许用应力;(二)、连接材料的许用应力。

(一)、结构件材料的许用应力包含:

1、基本许用应力即结构件材料的拉伸、压缩和弯曲许用应力,对不同载荷组合类别(组合A/B/C)规定相应的安全系数n,得到各载荷组合下的基本许用应力[σ]。当σs/σb0.7时,基本许用应力:

[σ]= σs /ns    ;当σs/σb0.7时,基本许用应力:[σ]=(0.5σs +0.35σb )/n  ;

安全系数n根据载荷组合类别A/B/C,分别为1.48/1.34/1.22;

2、剪切许用应力和端面承压许用应力

剪切许用应力和端面承压许用应力用基本许用应力[σ]按下面的公式分别确定:[τ]= [σ]/3 ,[σcd]=1.4[σ]

(二)、连接材料的许用应力

1、焊缝的许用应力:按规定要求采用焊条、焊丝、焊剂施焊时,焊缝的许用应力:1.1  对接焊缝     纵向拉、压许用应力为[σ]母材的基本许用应力,剪切许用应力为[σ]/ 2 ;1.2   角焊缝    剪切许用应力为[σ]/ 2

2、铆钉连接的许用应力

     铆钉分剪切铆钉(单剪、双剪或复剪)、拉力铆钉和拉剪组合铆钉。

     铆钉在承受拉、剪组合应力时分别核算剪切应力和拉伸应力,计算值应分别小于对应的许用应力;主要承载构件使用铆钉连接时,应避免铆钉受拉;

3、普通螺栓、销轴连接的许用应力

 

二、计算应力和许用应力之间的关系

在起重机设计手册中,是如此表述的:机械零件的危险点的计算应力,用通常的力学方法计算;复合应力按合适的强度理论予以合成。当计算应力与许用应力之间符合以下关系时,即认为该机械零件满足了强度的条件:

  1. 纯拉伸:1.25σt[σ],σt为计算的拉伸应力;
  2. 纯压缩:σc[σ],σc为计算的压缩应力;
  3. 纯弯曲:σf[σ],σf为计算的弯曲应力;
  4. 拉伸和弯曲复合:1.25σtf[σ];
  5. 压缩和弯曲复合:σcf[σ];
  6. 纯剪切:3 τ≤[σ];
  7. 拉伸、弯曲和剪切复合:1.25σt+σf2+3τ2 [σ];
  8. 压缩、弯曲和剪切复合:σc+σf2+3τ2 [σ]。

 

三、总结

起重机许用应力是确保结构安全的重要参数。在实际应用中,我们需要充分考虑各种因素对许用应力和计算应力的影响,并采取有效措施降低计算应力。通过合理选择材料、优化设计、定期检查与维护以及规范操作,来保证起重机结构的稳定性和保障操作的安全性!

 

 

参考文献:1、起重机设计手册(铁道出版社)

                 2、机械设计手册(化工出版社)

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