铸造车间制芯斗台钢结构设计要点浅谈.pdf

2 0 1 4年第 6 期 2 0 1 4年l 2月 铸造设备与工艺 F O U N D R Y E Q U I P ME N T A N D T E C HN O L O G Y D e c ． 2 0 1 4 №6 应用研究 铸造车间制芯斗台钢结构设计要点浅谈 晁秋娟 中国汽车工业工程有限公司， 天津3 0 0 1 1 3 摘要 阐述了铸造车间的制芯斗台钢结构设计， 并从材料选用、 结构形式和安全等角度提 出了一些具体措 施。力求建设安全、 美观、 经济合理的铸造车间制芯斗台。为以后铸造车间类似制芯斗台钢结构设计提供借鉴 和参考。 关键词 铸造车 间； 制芯斗台； 钢结构设计 中图分类号 T G 2 8 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 4 6 6 9 4 2 0 1 4 0 6 0 0 5 1 0 2 S t e e l S t r u c t u r e De s i g n P o i n t s o f P l a t f o r m a n d S a n d - h o p p e r o f Co r e m a k i n g Ap p l i e d t o Ca s t i n g W o r k s h o p C HA0 Q i u - j u a n C h i n aAu t o m o b i l e I n d u s t r y E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ， T ia n j i n 3 0 0 1 1 3 ， C h i na Abs t r ac t The pa pe r i n t r o du c e s t he s t e e l s t r uc t u r e de s i g n po i n t s o f p l a t f o r m a n d s an dh o pp e r o f c o r e ma k i n g a p pl i e d t o c a s t i n g w o r k s h o p ， a n d i l l u s t r a t e s t h e me a s u r e s i n r e g a r d t o t h e ma t e r i a l ， t h e s t r u c t u r e a n d t h e s a f e t y ． I t p r o v i d e s a r e f e r e n c e f o r the d e s i gn o f s i m i l a r p r o j e c t a i n t h e f u t u r e ． Ke y wo r d c a s t i n g w o r k s h o p， p l a tf o r m a n d s a n d h o p p e r o f c o r e ma k i n g， s t e e l s t r u c t u r e d e s i gn 在铸造车间， 尤其是砂铸车间， 有着各种类型 的制芯斗台。这些制芯钢结构斗台从安全、 投资和 美观来说都不容忽视 ，是铸造车间的重要组成部 分。生产热芯盒制 芯机 和冷芯盒制芯机 的厂家众 多 ， 各家产 品的差异决定 了制芯钢结构斗台会有所 不同， 但是共性还是主要的。本文总结了一些不同 设备厂商 、 不 同类型 的冷芯盒 、 热 芯盒制芯斗 台的 钢结构设计， 并结合实例设计浅谈制芯斗台的钢结 构设计要点。 1 制芯斗台钢结构设计概况 制芯斗台与制芯机及配套其他设备一起在铸 造车间承担着制芯的任务 ， 一套完整的制芯斗台钢 结构部分通常由钢柱、 多层钢平台、 砂斗 、 送砂小车 轨道及支架、 检修单轨或换芯盒单轨、 溜管、 必要的 支撑、 钢梯和栏杆等组成IlJ 。 其设计的重点是各层平台尤其是首层平台主 梁、 钢柱的选型， 以及钢结构整体稳定性的考虑。 收稿 日期 2 0 1 4 0 6 1 2 作者简介 晁秋娟 1 9 8 1 一 ， 女， 工学学士， 主要从事铸造设备研究 及各类铸造车间设计。 2 设计要点 2 ． 1 钢柱 制芯斗台的钢柱为中心受压柱 ， 一般选用 H型 钢，其计算主要验算柱的稳定性和承载负荷两项。 计算时要注意柱 的实际长度与计算长度的区别 ， 也 要注意柱截面放置的方 向， 方 向不 同承载能力也会 有所不同。根据工艺及其周围环境若能够利用厂房 柱的话最好 ， 这样整体稳定性会大大增强。否则 ， 需 在柱间或是柱与平台梁间加支撑以保证其稳定性。 稳定性验算公式 ≤[ ] ， ≤[ ] ； 式中 柱 的 平面的计算长度 ， c m； z 一 在柱的 y y平面的计算长度， c m； 厂 柱的回转半径 ， c m； [ A ] 允许长细比 一般取 1 2 0 ～ 1 5 0 。 承载负荷验算公式 西 F [ ] ≥ P ； 式中 折减系数； 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m D e c ． 2 0 1 4 №6 铸 造 设 备 与 工 艺 2 0 1 4 年第 6 期 【 0 r ] 一允许应力 ， P a ； 柱截面积 ， mm ； 用于柱的全部荷载 包括自重 ， N ． 2 ． 2 平 台 制芯斗台一般含有 2 4层钢平台 ， 各层平 台梁 整体布置要求是必须使主次梁传力路线均匀明确 ， 尽量少用大跨度梁 ，且平 台梁断面型号不宜过多 ， 要适当注意美观 ， 如槽钢作边梁时， 宜将槽钢背向 外边 口。 所有平 台中 ， 首层平台主梁及次梁的选用是关 键 ， 一般也 以 H型钢居多。梁的计算应充分考虑到 本层平 台梁上各立柱点所承担的集 中载荷 、 平 台上 放置的设备本身产生的集中载荷、 检修葫芦通过处 产生的集中载荷、 平台整体要求的均布载荷以及平 台自重。这其中， 平台梁上各立柱点所承担的集中 载荷的计算 比较繁琐 ， 包括立柱上放各层平台上放 置的所有设备的自重、砂斗内装满砂子的重量、 各 层的均布载荷、 所有上方钢结构的 自重等等。另外 ， 检修葫芦通过处所产生的集中载荷， 通常是一个比 较大的量 ， 它和立柱点所承担 的集 中载荷 ， 以及梁 的跨度在主梁的计算及选用中起着关键性的作用。 还需注意的是， 由于检修单轨通常吊挂在首层 平台下方 ， 因此布置平 台主次梁格 的时候 ， 在有单 轨通过 的地方要适 当地布置得密集一些 、均匀一 些 ， 这样可 以使轨道梁的跨度小而均匀 ， 受力情况 比较好 ， 也避免了因为葫芦的吨位大而选用太大型 号的工字钢的情况 。 支撑砂斗的那层平 台也 比较重要 ， 砂斗与平台 梁通常有两种联接方式 一种是砂斗直壁部分直接 与平台梁焊接 ， 这种情况下砂斗作用于梁上的力是 均布载荷 ； 另一种是砂斗通过四个支腿立在平 台梁 上， 这样梁承受就是集中载荷了。无论哪种情况， 设 计时都要充分考虑砂斗自重及装满砂子后砂子的 重量来计算梁的载荷 ，平台主梁一般选用 H型钢 ， 并且在受砂斗所传递的集中载荷或是均布载荷 的 地方要适当地增加一些加筋板， 以增强梁的强度。 各层平 台梁 H型钢与 H型钢联接的地方最好 也加上加筋板 ， 另外 ， 布置梁格的时候要 注意电控 柜、 液压站等局部位置的集中载荷。 平台梁的验算分为强度验算、 挠度验算 、 稳定 性验算。根据梁的受力情况， 这三种验算的公式有 一 些变化， 需要查阅相关资料。 关于挠度验算， 一般 选取许可挠度为 用作有铺板 的平台梁的许可挠度 阴 建议控制在 L ／ 2 0 0 [ 门 L ／ 2 5 0 ； 如用作大型斗台 52 梁以及工艺对挠度有要求时 ， 可以控制在 L ／ 2 5 0 阴 L ／ 40 0 ． 2 ． 3 支撑及其他 由于工艺要求钢柱间很难打大的十字形支撑， 因此通常在工艺允许 的情况下在钢柱与主梁 间打 上斜撑 ， 以增加结构 的刚度 ， 保证适当的强度 和稳 度。 出于人性化考虑， 钢梯尽量全部采用 T 4 B 0 7系 列的 ， 特殊情况下可选用小角度的或是直爬梯 。平 台四周以及洞 口处均设栏杆以保证安全12 ] 。 2 ． 4 钢结构制作和安装注意事项 1 所有机械化运输设备、 钢结构斗台在制作和 安装前须核对土建预留洞和预埋板尺寸 及位置， 核准无误后方能制作和安装。 2 安装前须核对原设备土建资料 ， 核准无误后 方能施工。 3 与设备相关的构造部分须与设备资料核准 无误后方可施工。 4 机械化运输设备的安装按相关规范和设备 随行文件的要求实施。 5 钢结构件油漆前 ， 需进行 除锈处理 ， 至少刷 底漆和面漆各一道，面漆的颜色由适用方确定， 建 议与其他车间颜色统一。 6 安装 中须遵守国家各种相关规范。 7 对于实施时不易购买的材料，允许以大代 小。 但对主梁及钢柱的材料代用必须征得原设计人 同意 ， 不得随意更改 。 8 对于平台的主梁、 钢柱、 轨道及轨道梁的接 头， 强度要求不低于型钢本体强度。 9 钢结构件的制作按图纸要求和相关规范进 行， 所有焊缝除特殊注明者， 皆采取连续焊缝焊接， 能双面焊接的必须双面焊接。 3 设计实例 下面介绍某铸造车间的制芯斗台钢结构设 计 实例。 某铸造车间制芯工部选用了进口冷芯盒制芯 机， 用于生产缸体类铸件的辅助芯。图 I 为进 口冷 芯盒制芯机钢结构斗台的总安装图。 主要部件的选用。 在本例中， 钢柱选用 H型钢， 型 号为H W3 0 0 X 3 0 0 ； 5 ． 2 4 m主平台的主梁选用 H型钢， 型号为 H M4 5 0 X 3 0 0 ； 换芯盒轨道选用工字钢， 型号为 I 4 5 a ； 混砂机的上方砂斗和辅料斗均采用方形斗。 下转第 6 2页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m