国立台湾大学「台大工程」学刊 第八十七期 民国九十二年二月 第 29–45 页 Bulletin of the College of Engineering, N.T.U., No. 87, February 2003, pp. 29–45
29
起重机轨道压板受力之研究
STUDY OF RAIL CLIP USED FOR CRANE
刘 正 良*
Cheng-Liang Liu
钟 添 东**
* **
蔡 超 群
Chao-Chun Tsai
Tien-Tung Chung
教授 副教授 硕士 国立台湾大学机械工程学系
Professor Associate Professor M.Sc., Department of Mechanical Engineering, National Taiwan University, Taipei, Taiwan 10617, R.O.C.
*
**
Abstract
Save moving of crane on rails depends on the strength of rail clips that fix the rails. Select rail clips from catalogues seems to be the only way that industry does. However, catalogues and related researches provide insufficient information about stress analysis and safety evaluation which support proper use of rail clips. This research attempts to derive total forces applied on rail clips. ANSYS is used to analyze stresses in rail clips. The strength of some different rail clips existed on the market are analyzed. The analyzing procedure thus help designers select proper rail clips or establish an industrial standard or a national standard in the future.
起重机是否能在轨道上安全的行走,轨道之稳固安置 极为重要,而轨道之安置则完全靠轨道压板能否安全稳固 的固定住钢轨.目前业界对轨道压板的使用,仅依靠厂商 所提供的型录选用,而型录均缺乏压板之受力分析与模拟 资料,工业界亦缺乏相关的规范与标准.本研究即是由起 重机轨道之受力,推导出起重机轨道压板所受之外力,藉 由套装软体 ANSYS 建构分析模型,求出压板各部位之应力 分布,并分析市售各式压板之强度,冀提供给压板相关业 者设计及分析程序或制定工业规范或国家标准之参考. 起重机,轨道压板,设计规范.
Keywords: crane, rail clips, design standard.
1.
在工业界起重机广泛使用於产品之搬运任务,因 操作频率高,荷重需求较大,且危险性较高,如何防 止意外事故之发生,为起重机设计之首要工作.架空 移动式起重机不但是起重机之代表者,而且在制造数 量上也占有各式起重机之半数以上.其机能是装备著 具有适当速度的卷扬,纵行,横行之装置,以达到广 大之起重范围,举凡机械工厂,铸造工厂,炼钢场, 发电厂,仓库等场所,均为不可或缺之设备. 起重机属於危险设备,其结构体之设计,制造及 检验各国均有国家标准规范,而唯独支撑起重机之轨 道固定压板则未见有任何设计或工业标准规范之.而 起重机之安全事故中,许多是由於轨道压板固定失效 而产生者.使用强度不足之轨道压板,轻微者可导致 钢轨无法紧固,造成轨道扭曲变形,严重者起重机可 能脱轨,造成重大事故.反之,若选用太保守,则有 些轨道绵延数公里,其使用压板数量相当庞大,因而
增加不少成本.因此,如何在安全之条件下,选用或 设计适当之轨道压板,实应予以合理之规范. 有鉴於市面上产售之轨道压板,其型录仅对应於 某种型号之钢轨提供使用建议,而其所推荐之压板, 并未对压板受力及所能承受应力有所规范,故无法区 隔高负荷低频率与高频率低负荷之使用情况.因此, 本研究即拟对轨道压板之受力及应力分布进行研 究,冀对压板提供一套合理之分析方法及设计规范, 最后,并对市售之压板进行性能评估. 对起重机之各组成部份提供设计与计算方法 者,如须藤敏男与石川七男 [1],从电动机,槽轮, 钢丝索,耳轴,吊钩,车轮,轨条,绞筒,齿轮,轴, 键,轴连结器,轴承,桁梁构架等,提供相当详尽的 理论计算基础与设计规范,但对於轨道压板这部分仅 提 及 钢 轨 由 钩 头 钉 (hook-head spike) 或 螺 旋 钉 (screw spike) 固定之方式,却未提及钢轨类别与固定 钉之对应尺寸,铺设之节距及轨道与固定钉之受力分 析.

下一页