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1、 姓 名： XXXXX 学 院： 材料科学与工程学院 专业班级： 指导教师： 日 期： 2011年7月 目录卷首语2第一章 箱型桥式主梁结构的构造及尺寸3一、桥架的总体构造3二、主梁的几何尺寸41、梁的截面选择和验算42、箱形主梁的主要几何尺寸5三、主梁的受力分析61.载荷的计算62.强度的计算83.主梁稳定性的计算94.梁的挠度的计算9第二章 主梁的制造工艺过程10一、材料验收10二、钢材处理11三、备料11四、装配12五焊接12六对主梁的检验及修整15第三章 无损探伤检测原理17一、磁粉检测17二、射线探伤17三、超声波检测17四、渗透检测18第四章 焊接工艺卡18第五章 显微硬度的测定2
2、4第六章 焊缝力学评定实验25一、焊缝力学实验25二、焊接后试样的外观要求25三、试样的截取25第七章 显微组织分析27一、焊接接头的组织分析271、焊缝组织272、熔合线273、热影响区274、细晶区285、母材28二、焊后热处理的组织分析28结束语29附录30一、参考文献30二、主梁设计图31卷首语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。桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程制动器 点击放大机械化、
3、自动化得重要工具和设备。所以桥式起重机在室内外工矿企业、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。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。本文主要介绍了跨度21m,起重量50t的通用桥式起重机箱型主梁的设计制造，焊缝组织观察及相关检测等过程。本书编写过程中得到XX老师和许多同学的指导和帮助，在此表示衷心的感谢。由于作者实际经验不足，同时自己的理论知识有限，书中错误在所难免，敬请读者多多指正！作者2011年7月于XX大学第一章 箱型桥式主梁结构的构造及尺寸一、桥架的总体构造正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上
4、翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产。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为上下盖板之间的高度。端梁
5、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。已知参数：厂房跨度L：21m额定载荷Q：50t小车自重:2t桥梁自重：11t起重机的跨度S是根据装设起重机的厂房跨度L确定的。两者的关系如下：S=Lb式中b=1500mm(无通道) ，b=2000mm(有通道)注：有无通道，系指建筑物上沿着起重机运行线路是否留有人行安全通道。此处设计的为无安全通道，则S=19.5m。通用起重机的界线尺寸标准GB7592-87类型主起升额定起重量t
6、跨度S限界尺寸mm安全尺寸mm车轮总数（参考）高度H侧方宽度B上方间隙Ch侧方间隙Cb 4超高型5010183450350400801826355026323650本文所设计的桥架为超高型梁，通过查阅资料通用起重机的界线尺寸标准GB7592-87可得二、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（如吊钩主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，直到全部合格。2、箱形主梁的主要几何尺寸计算项目计算要求及过程计算结果备注起重机的跨度SS=Lb
7、式中：L=21m；b=1500mm(无通道)； b=2000mm(有通道)；S=19.5mGBT7901995主梁高度h即设端梁高度设端梁宽度腹板的壁间距b0腹板厚度0盖板宽度b（自动焊）大隔板间距靠近端梁处梁中处为 小隔板间距小隔板高度h2纵向加筋角钢h3主梁的形心位置腹板厚 查表并根据实际需要确定三、主梁的受力分析1.载荷的计算载荷组合II主梁载荷小车载荷起重载荷a) 由活动载荷引起的弯矩和剪力的计算：设小车轮距，则当活动载荷，即小车自重和起重载荷作用在一个主梁上的两个车轮的轮压相同，其合力在处，合力进行受力分析可知： 则对进行求导，则，即为减函数，则有当时，则有当时对进行求导，则有当时，
8、即，取得极大值，所以同理，当时，即17.5x19.5当x=17.5时，b) 由固定荷载引起的弯矩和剪力的计算：均布荷载，如图所示：距支点A距离为x的截面上的固定均布载荷引起的剪力和弯矩分别为 当x=0时 ，对其进行求导， 令，则x=9.75m， 此时取得最大值，即通过对剪力图和弯矩图的分析得出垂直方向的最大剪力和弯矩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 2.强度的计算尺寸确定后惯性矩的计算 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经过查参考资料优质碳素结构钢-低碳合金钢的力学性能和对比，取Q
9、235钢比较合适，则许用应力为： 故选用钢，强度符合要求。主梁的最大剪应力截面的剪应力为主梁截面最大剪应力在腹板中部，=600mm主梁端部截面对x轴的静矩为主梁端部截面对x轴的惯性矩对于Q235钢， 故故选用钢为安全。 经过校核和比较，选Q235钢比较合适。3.主梁稳定性的计算i. 整体稳定性问题由于；，故可以不考虑整体失稳问题。ii. 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。4.梁的挠度的计算为额定载荷在主梁跨中产生的挠度： 其中 故符合要求。第二章 主梁的制造工艺过程桥式起重机的制造任务为单梁龙门吊，跨距21mm，起吊质量为50
10、t。由Q235钢板焊接而成。梁的上拱度为28mm旁弯14mm。焊条电弧焊通常采用E4301、E4303酸性焊条；埋弧焊采用焊剂焊丝为F4A2H08A；气体保护焊焊丝采用ER506。图3 主梁的制造工艺过程一、材料验收对主梁制造所用材料查看标签同时取试样在实验室中进行强度与刚度的复检验。再次确定是否符合要求。二、钢材处理钢结构零件进行组装焊接前，应进行型材预处理，清除氧化皮、锈和其它表面污物。板板材还要用平板矫正机矫平，通常规定板厚大于6mm的，用1m平尺测量，波浪度应小于3mm。三、备料1、盖板（=22mm）（1）对已选定的Q235材料上盖板下料加长量按加长量2L/1000=219500/10
11、00=39mm，下盖板下料加长量按加长量1L/1000=119500/1000=20mm，板宽允许偏差小于2mm，在对接长度方向上放400mm的工艺余量。用自动火焰切割。（2）切割：选用市场上规格为22mm1400mm的材料，切成两均等份，对边缘进行精整切割，对于盖板，剪切后出现波浪变形大于3mm/m；水平弯曲，在6m长内弯曲量大于3mm,应采用平板矫正机矫正。（3）开坡口：板厚为22mm时，采用单Y型坡口，允许用火焰气割，但坡口面应将熔渣等清除干净。（4）采用CO2焊对板材进行拼接至 22mm（对接前先将各板材点固焊住，或采用夹具固定均可；且可采用压具以防止波浪变形，两端使用引弧，收弧板）。
12、（5） 预置拱度：fs=L/1000=19500/1000=20mm 以上fs为理论值，实际下料时，fs=（23）fs ，fs=（3959）mmfsxL/2L图4 拱度示意图2、腹板（=6mm）（1）对已选定的Q235腹板下料的加长量按1.5L/1000=1.519500/1000=30mm，目的是使主梁有规定的上拱度，在腹板下料时有相应的上拱度，且上拱度应大于主梁的上拱度。（在离中心200mm处不得有接头，为避免焊缝集中，上、下盖板与腹板的接头应错开，距离不小于200mm。腹板下料后长度误差为10mm。）用火焰切割。（2）切割：选用市场上规格为6mm1800mm的钢板，切去多余的部分，然后对
13、材料进行精整（气割）。用1m平尺复查板材的波浪变形，大于3mm应重新用平板矫正机矫正。腹板下料腹板矫平后，首先在长度方向拼接，然后左右两侧腹板对称气割以防主梁两侧腹板尺寸不同引起主梁的扭曲变形。（3） 下料拱度：fs=（1/10003/1000）L=（2059）mm3、大小隔板（=6mm）注意下料时合理组合尺寸，尽量减少板材的消耗。长短肋板下料主梁的长短肋板的宽度尺寸只能小不能大(1mm左右)。长度尺寸可允许有一定的误差(2mm以内)。肋板的4个角度应为90。，尤其是肋板与上盖板联接处的2个角更应严格保持直角，以使装配后主梁的腹板与上盖板垂直，同时主梁在长度方向上不会发生扭曲变形。按设计尺寸对板材进行数控切割。四、装配装配顺序如下图所示： 图5 装配顺序图即：（1）上盖板置于支撑平台上，并加压板固定。在地上铺好已拼接好的上盖板，在两端加凸台，使其中间向下弯曲，弯曲程度等于预置的上拱度，即中点处向下挠L/1000。（2）装配焊接大隔板和小隔板（3）装腹板（4）角钢固定（5）腹板与隔板的焊接（6）
