桥式起重机主梁设计.doc

1、桥式起重机设计说明书姓 名： 学 院： 材料科学与工程学院 专业班级： 指导教师： 日 期： 2011年1月 前 言桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用，是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。本书主要介绍了跨度28m,起重量50t的通用桥式起重机箱型梁的设计生产过程，同时对车间的布置情况作了较为粗略的参考设计。设计过程较为

2、详细地考虑了实际生产与工作中的情况。本书编写过程中得到XXX副教授、XXX副教授等老师和同学的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。由于作者实际经验不足，理论知识有限，书中错误在所难免，敬请读者多多指正！作者2010年1月于XX大学目 录第一章 箱型梁式桥架结构的构造及尺寸1一、桥架的总体构造1二、主梁的几何尺寸21、梁的截面选择和验算22、箱形主梁截面的主要几何尺寸3三、主梁的受力分析41、载荷计算42、强度验算53、主梁刚度的验算84、焊缝的设计和验算10第二章 主梁的制造工艺过程12一、备料12二、下料13三、焊接13四、检验与修整18第三章 主梁焊接车间设计21一、焊接生产的过程及特点2

3、1二、焊接生产组成部分的确定22三、车间平面布置23第四章 焊接工艺卡25结束语 37参 考 文 献38桥式起重机设计说明书第一章 箱型梁式桥架结构的构造及尺寸一、桥架的总体构造箱型梁式桥架结构主要是两根主梁和两根端梁组成。主梁 主梁是桥式起重机桥架中主要受力元件，由左右两块腹板，上下两块盖板以及若干大、小隔板及加强筋板组成。主要技术要求有：主梁上拱度：当受载后，可抵消按主梁刚度条件产生的下挠变形，避免承载小车爬坡。主梁旁变：在制造桥架时，走台侧焊后有拉深残余应力，当运输及使用过程中残余应力释放后，导致两主梁向内旁弯；而且主梁在水平惯性载荷作用下，按刚度条件允许有一定侧向弯曲，两者叠加会造成大

4、弯曲变形。腹板波浪变形：受压区，受拉区，规定较低的波浪变形对于提高起重机的稳定性和寿命是有利的。上盖板水平度，腹板垂直度，b为盖板宽度，h0为梁高。端梁 端梁是桥式起重机桥架组成部分之一，一般采用箱型结构，并在水平面内与主梁刚性连接，端梁按受载情况可分下述两类：（1）、端梁受有主梁的最大支承压力，即端梁上作用有垂直载荷。（2）、端梁没有垂直载荷，端梁只起联系主梁的作用。图1 桥梁的构造示意图二、主梁的几何尺寸1、梁的截面选择和验算通常按刚度和强度条件，并使截面积最小（经济条件），满足建筑条件要求（如吊车梁及平台焊接梁最大高度受建筑条件限制），来确定梁的高度，然后初步估算梁的腹板、盖板厚度，进行

5、截面几何特征的计算，然后进行验算，经适当调整，直到全部合格。图2 主梁的几何尺寸第 10 页 共 38 页计算项目计算过程及说明结 果中部高度h端梁连接处高度h1 梯形高度c端梁宽度腹板的壁间距b0腹板厚度0盖板宽度b大隔板间距a小隔板高度h2小隔板间距a1纵向加筋角钢h3腹板厚 均布载荷集中固定载荷移动载荷每个轮子的轮压F1、F2小车自重Gx水平均布载荷qsh水平集中载荷Fsh集中载荷均布载荷2、箱形主梁截面的主要几何尺寸靠近端梁处跨中为 查表并根据实际需要确定三、主梁的受力分析1、载荷计算桥梁自重Gq=19.3t,自重均布载荷q1=Gq/L=68N/cm局部重量q2=0.12t/m=12N

6、/cm,集中重量为2t则均布载荷为q=q1+q2=80N/cm运行机构重量G1，间距L1司机室重量G2，间距L2电气设备重量G3，间距L3其中为确定小车自重的系数，Q=5100t的小车，=0.35，动力系数取1.2Gx= =172kN由于起重机运行轨道不平造成桥梁和主梁的震动，从而引起集中的和分布的固定载荷产生动力加载作用，也应估计在固定载荷中。动力加载作用可按一个冲击系数k来考虑，k取1.12、强度验算（一）、支座反力Ra包括两部分：固定集中载荷引起的支座反力则主梁距左支座x处由固定载荷引起的弯矩为移动载荷F1、F2引起的支座反力为移动载荷在x截面的弯矩为由移动载荷和固定载荷共同作用引起距支

7、座x处的截面弯矩为将上式对x求导并令 解得将此x值代入得当小车的一个车轮处于左支座上时，主梁截面上最大剪力为，并且x=0，则计算水平方向的弯矩时，可以认为桥架是一个超静定刚架结构，最大弯矩为其中可简化计算，令尺寸确定后惯性矩的计算中性轴至梁最外边缘距离 惯性矩 惯性矩抵抗矩 抵抗矩 由产生的主梁跨中截面的正应力分别为故水平和垂直弯矩同时作用时，在主梁上下盖中引起最大正应力为16钢为225.5MPa故为安全主梁截面最大剪应力在腹板中部，主梁端部截面对x轴的静矩为主梁端部截面对x轴的惯性矩故(16钢为137.3MPa)故为安全（二）、主梁稳定性的计算整体稳定性问题由于；，故可以不考虑整体失稳问题。

8、局部稳定性问题由于，故应配置横向和纵向加筋。由于，需设置纵向加筋一根，布置在距上盖板273.6mm处。3、主梁刚度的验算图3 主梁垂直挠度的计算简图图4 主梁水平挠度计算简图主梁在满载小车轮压下，在跨中产生最大垂直挠度简支梁垂直下挠度的精确计算可按下式进行式中则16Mn钢选水平刚度按超静定刚架计算其中4、焊缝的设计和验算（1）、盖板和腹板的连接角焊缝通常不开坡口，平角焊缝，焊脚K不大于腹板厚，如取K=6mm，则角焊缝计算厚度K0=4.2cm，如为气体保护焊或自动焊K0=（0.81）K=0.480.6cm.。则剪力作用下，角焊缝最大剪应力式中则集中载荷产生的剪应力可用下式计算验算折合应力大小横加

9、筋在纵加筋以上部分与腹板的焊缝，大小横加筋与上盖板的焊缝，全部采用K=6mm连续角焊缝。（2）、验算支承加筋与盖板焊缝时，可假定全部集中载荷由加筋与盖板，以及加筋两端各长的腹板与盖板角焊缝传递，则有（3）、验算支承加筋与腹板的连接焊缝是假定它承担全部支座反力与集中载荷，并且在焊缝全长上均匀分布上式中，只包含了小隔板与腹板的焊缝长度，省略了大隔板与腹板的焊缝长度，安全系数更高（4）、验算盖板拼接焊缝时，主梁在起吊货物时，受到向下的拉力，从而使上盖板受压而下盖板受拉，故上盖板焊缝不必校核，只需校核下盖板对接焊缝1m0.5m2m0.25m700mm6mm750mm1370mm2050mm450mm6

10、80mm340mm参文献（一）参文献（一）G1=0.8tL1=1.5mG2=1.3tL2=2.8mG3=0.6tL3=5.9m参文献（一）结束语经过了为期四周的课程设计，我终于完成了桥式起重机主梁的设计说明书。从开始接到设计题目到系统的实现，再到说明书的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的又一项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对起重机一无所知，对工艺卡的制作、对焊接车间的设计等相关技术很不了解的状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每

11、一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了做工程设计的艰辛。 由于作者理论知识有限，查找的资料较为陈旧，说明书的一些内容不是很成熟，还有很多不足之处，在今后的设计中应对此加以改进。 这次做设计的经历也会使我终身受益，我感受到做学问是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫做学问了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。作者2011年1月于XX大学第 37 页 共 38 页参 考 文 献【1】贾安东.焊接结构及生产设计，天津大学出版社.1989【2】机械工程手册/电机工程手

12、册编辑委员会.机械工程手册，机械工业出版社.1982【3】中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册第三卷，机械工业出版社.1992【4】陈道南.起重机运输机械，冶金工业出版社【5】陈道南.起重机课程设计，冶金工业出版社【6】JB/1152 超声波探伤【7】GB 3323 射线探伤【8】GB3811-83 起重机设计规范【9】GB324-88 焊缝符号表示方法【10】起重机设计手册编写组编.起重机设计手册.机械工业出版社.1980【11】陈玮璋.起重机金属结构.人民交通出版社.1985【12】陈国璋.起重机计算实例.中国铁道出版社.1985【13】中国焊接协会编.焊接标准汇编.中国标准出版社.1996【14】陈祝年.焊接设计简明手册.机械工业出版社.1996【15】A.B.维尔尼克.大起重量桥式起重机.中国工业出版社.1963【16】田锡唐.焊接结构.机械工业出版社第 38 页 共 38 页