为了对机架进行有限元分析，必须计算出机架的有效载荷。由于该启闭机起
升机构工作级别Q3－中，启门速度设计为1.56 m/min，起升机构启、制动加速度
的绝对值不大于0．1m／s2，因此比较适合进行静态力分析，假设启闭机工作在最大负荷状态，启闭机机架受力分析计算如下：
定滑轮支座、平衡滑轮装置孔以及卷筒支座受力计算分析
由于启闭机在工作中钢丝绳之间的夹角一直处于接近平衡的状态，因此在计算时近似认为它们平行，从而简化计算，但精确度不受影响。
首先，该卷扬式启闭机的钢丝绳绕法如图3.1所示
1 3 2 4
图3.1 1、卷筒 2、定滑轮装置 3、平衡滑轮装置 4、动滑轮装置
由于缠绕的是同一根钢丝绳，近似认为钢丝绳处处受力相等，因此定滑轮支座、平衡滑轮装置孔以及卷筒支座受力大小的比为4:2:2。该启闭机额定启闭力为2×630KN，考虑到启闭机启动时会有一个加速的过程，那么就以启闭机加速提升时受力为计算标准。起升机构启、制动加速度的绝对值不大于0．1m／s2。计算荷载设计要求规定，启闭机基本荷载取额定启门力的1．1倍。综合以上两个方面的因素，启闭机有限元分析计算载荷为
9.9F0?630??1.1?700.07(kN)9.8
于是可得到： 定滑轮支座所受总力大小
F定?350kN
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平衡滑轮装置所受力大小
F平?175kN卷筒支座所受总力大小为
F动?175kN
定滑轮支座板面面积为
S定?630?380-6???（262）?236214.43（mm2） 2卷筒支座板面面积为
S卷?（140?430-4???112）?2?117358.94（mm2）得定滑轮支座应力
?定?卷筒支座应力
F定350000??1.48(MPa) S定236214.43?卷?F卷175000 ??1.49（MPa）S卷117358.94
小齿轮装置支座、减速器支座受力计算与分析
为了方便，在计算卷筒支座应力时忽略转矩，而近似地认为力均匀地作用在支座面板上。采用同样的方法来计算小齿轮装置支座以及减速器支座的受力。有 小齿轮装置支座总受力大小为
F小?F卷?D1728 ?175000??122817.91（N）D2518.654?2式中 D1--卷筒直径
D2--卷筒齿轮分度元直径 小齿轮装置支座板面面积为
S小?360?120-4???92?42182.12（mm2）得小齿轮装置支座应力大小为
?小?根据传动关系可得 减速器支座受力大小为
F小122817.91 ??2.91（MPa）S小42128.12 28
F减?F小35484.83 ??26474.29（N）i开5.1176 式中 i开--开式齿轮传动比 减速器支座板面面积为
S减?100?1025-3???11.52?101253.58（mm2）减速器支座所受应力大小为
?减?F减26474.29 ??0.26（MPa）S减101253.58电动机支座所受应力相比之下过小，因此忽略不计。
3.2.2 机架的有限元分析
Solidworks simulation插件首先要获取三维实体的材料。启闭机的机架、门架等结构件中，其材料一般采用《碳素结构钢》（GB700）中规定的Q235或者《低合金结构钢》（GB1591）中规定的16Mn。对主要承载的材料应采用Q235-C或16Mn。当启闭机使用地区温度等于或者低于-20℃时，应采用Q235-D或16Mn。
对于结构尺寸（如板厚度、主梁腹板及隔板的厚度）小于16mm，属钢材尺寸分组的第1组，其材料容许应力【δ1】=160MPa；其余构件厚度均大于16mm，属钢材尺寸分组中的第2组，其材料容许应力【δ2】=150MPa。如表3.1所示。
表3.1 第一类荷载情况时的许用应力（N/mm2）
注： 1.局部承压是指构件腹板的小部分表面受局部荷载的挤压或端面承压的情况；
2.局部紧接承压是指可动性小的铰在接触面的投影平面上的压应力； 3.第一类荷载按工作时的最大荷载进行强度刚度和稳定性计算。
考虑到造假问题，选择材料Q235进行有限元分析，材料具体参数选项选项如图3.2所示。
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图3.2
给机架添加约束，保证完全定位。采用的方法为固定几何体，使机架的4个脚固定，限制6个自由度。如图3.3所示
图3.3
启闭机所受压力简化如图3.4所示，其中，定滑轮装置支座所受压力大小为1.48MPa，卷筒装置支座所受压力大小为1.49MPa，小齿轮装置支座所受压力大小为2.91MPa，减速器支座所受压力大小为0.26MPa，输入后效果如图3.5所示。
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图3.4
图3.5
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