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1、新乡学院（本科）毕业设计课题：10吨箱型单梁门式起重机梁结构设计与优化目 录内容摘要 1关键词 11、箱型桥架结构及尺寸 11.1桥架的总体构造 21.2主梁的集合尺寸 51.21梁的截面选择和验算 51.22箱形主梁截面的主要几何尺寸 71.3主梁的受力分析 81.31载荷计算 81.32强度验算101.33主梁刚度的验算121.34焊缝的设计和验算152、主梁制造工艺过程 162.1备料 162.2下料 202.3下料 222.4检验与修整 23参考文献 25致谢26内容摘要：21世纪，随着社会的发展进步,建设创新型国家,培养创新型人才已经越来越成为一个非常迫切的任务.毕业设计作为我们大学
2、生在校学习的最后一个教学环节,搞好毕业设计工作,不断提高毕业质量,成为了培养学生成材的一个重要环节。大专生毕业设计犹是如此21世纪，随着社会的发展进步,建设创新型国家,培养创新型人才已经越来越成为一个非常迫切的任务.毕业设计作为我们大学生在校学习的最后一个教学环节,搞好毕业设计工作,不断提高毕业质量,成为了培养学生成材的一个重要环节。大专生毕业设计犹是如此。门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。门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
3、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。本次主要介绍了跨度30m,起重量10t的通用门式起重机箱型梁的设计生产过程。本说明书编写过程中得到了杜鑫老师的指导和同学们的帮助，在此表示衷心的感谢。由于是第一次完成这项复杂的工作, 又处在专升本考试学习之间，时间有限。理论知识也有限，其结论必有许多不足之处,望老师们能给予批评指正。l。门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。门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，
4、是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。本次主要介绍了跨度30m,起重量10t的通用门式起重机箱型梁的设计生产过程。本说明书编写过程中得到了杜鑫老师的指导和同学们的帮助，在此表示衷心的感谢。由于是第一次完成这项复杂的工作, 又处在专升本考试学习之间，时间有限。理论知识也有限，其结论必有许多不足之处,望老师们能给予批评指正。1单梁式桥架结构的构造及尺寸1.1、桥架的总体构造门式起重机箱型梁式桥架结构主要是两根主梁和两根端梁组成。主梁 主梁是门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
5、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，叠加会造成大弯曲变形。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 端梁是门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，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1.2、主梁的几何尺寸1
6、.21、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，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，进行截面几何特征的计算，然后进行验算，经适当调整，直到合格。图2 主梁的简图表1 门式起重机原始数据起重量跨度型号起升高度起升速度小车运行速度大车运行速度10t30mMh-10-30型16m3.5m/min20m/min24.4m/minl跨度L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q集中固定载荷移动载荷
7、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集中载荷均布载荷图3主梁截面尺寸L=30m靠近端梁处跨中为 查表并根据实际需要确定1.22、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/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L32、选择电动机电动机静功率：P=PjVdc/（60m ）=321690/60/0.95/2=2.54KW式中Pj=Pm（Q=Q）满载运行时的静阻力(P m（Q=0）=20
8、16N) m=2驱动电动机的台数初选电动机功率：P=Kd*Nj=1.3*2.54=3.3KW式中Kd-电动机功率增大系数，查得Kd=1.3选用电动机YR160M-8；Ne=4KW，n1=705rm，（GD2）=0.567kgm2，电动机的重量Gd=160k3、减速器的选择车轮的转数：nc=Vdc/（Dc）=90/3.14/0.5=57.3rpm机构传动比：i。=n1/nc=705/57.3=12.3查2表19-11，选用两台ZLZ-160-12.5-IV减速器i。=12.5；N=9.1KW，当输入转速为750rpm，可见NjN中级。(电动机发热条件通过,减速器：ZLZ-160-12.5-IV
9、)其中为确定小车自重的系数，Q=5100t的小车，=0.35，动力系数取1.2图4单主梁小车简图 Gx= =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1.14、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
10、=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5、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。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
11、度的验算图5 主梁垂直挠度的计算简图图6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
