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1、桥式起重机设计说明书姓 名：徐振淼学 院：材料科学与工程学院专业班级：材料成型及控制工程0703班指导教师： 张红霞日 期：2011年1月随着科学技术的发展，焊接产品在人们的日常生活中变的 越来越普遍.新开发的焊接技术和方法不断被应用于生产生活中, 所以学习焊接专业的我们更应该好好掌握这门技术，于是选择了 桥式起重机课程设计.桥式起重机是现代工业生产和起重运输 中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备。起重机， 曾使诗人赞叹为”画在天空中的弧”,”力与美”,”巨人之臂”这些都 说明了起重机在人们生产中被广泛应用.所以希望在这次设计中 能更好的学习焊接这门专业.近年来,起重机已由过去的桁架结
2、构变为单腹结构或箱形 结构，外形也更美观了，其性能和性能和功能都有很大的发展.本 书具体设计的是跨度28米,起重量32吨的通用桥式起重机箱形 的设计生产过程，并对车间布置等作了较粗略的设计，其主要是从 学生对生产实践立场出发，对桥式起重机进行中箱形梁的制造工 艺及计算过程等做了详细说明.设计时有些数据参考了不同的资 料,可能不适用于实际生产起重机上的应用.因本人经验和水平有限，难免存在些许不足之处，希望大家 提出宝贵意见.编者2011年1月16日太原理工大学前言课程设计任务书1第一部分3箱形梁桥架结构及尺寸第二部分19主梁的制作工艺过程第三部分28焊接车间设计第四部分31焊接工艺卡参考文献34
3、第一部分 箱构 形造 梁及 桥尺 架寸 结构第一部分箱形梁式桥架结构的构造及尺寸一.桥架梁式桥架是由两根主梁和两根端梁组成的.图3-6桥架的构造示意图二.桥式起重机由桥架和起重小车两大部分组成，桥架两端通过运行装置，直接支撑在高架轨 道上,沿轨道纵向运行其中小车在桥架主梁上的小车轨道上横向运行分类：单（主）梁桥式起重机:具有一要主梁的桥式起重机.双（主）梁桥式起重机:具有两要主梁的桥式起重机.（1）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（翼板）以及若 干大小隔板及加强筋板组成.主要要求有： 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
4、 主梁旁弯：在制造桥架时，走台侧后有拉伸残余应力，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，两者迭加会造成过大弯曲变形 腹板波浪变形:受压区0.75 ,受拉区1.25 ,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Wb/250,腹板垂直度Wh/250, b为盖板宽度,h 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形结构，并在水平面内与主梁刚性 连接，端梁受载情况可为下述两类： 端梁受有主梁的最大支承压力,即端梁上作用有垂直载荷. 端梁没有垂直载荷,端梁只起联系主梁的作用.隔板为了使梁
5、的垂直腹板具有局部刚度（稳定性），将它们用横向的肋板内部加强，肋板又 称作隔板，这些隔板被焊接到垂直腹板及上盖板上.隔板不焊到下盖板上，因为这样做 很困难,而且隔板本身与其与腹板相联的焊缝会产生很高的应力，这是由于四周封闭 造成的.文献9.主梁的几何尺寸桥式起重机各部分尺寸跨度：28m起重量：32t中部高度h 罚630mm盖板宽度b=600 mm梯形长度c= 3000mm纵向加筋角钢h 3 =540 mm端梁连接处高度h 1 =900mm箱形主梁盖板厚6 1 =14mm腹板的壁间距b 0 =652mm盖板厚度b=704mm腹板厚度6 0 =6mm小隔板高度h? =530 mm大隔板间距a=22
6、00mm小隔板间距a1 -733 mm角钢型号63热扎等边角钢角钢高度h 3 =540 mm角钢尺寸63X63X5角钢长度a=(36)（一）箱形主梁截面的主要几何尺寸计算项目计算过程及说明计算结果中部高度：h端梁连接处高度h 1梯形长度:c端梁宽度：2C 0腹板的壁间距b 0腹板厚度6 0盖板宽度bh=()L=() X 28m=1.752m 由于是大跨度中14 1614 16等起重量,所取中部高度h-1630mmh 1=(0.40.6)h=(0.40.6) X 2=0.81.2m，故取 h 1 =900mm1111c=( w仍)L=( M仍)X 28=2.85.6m,由于 般情况取JL V-/
7、JL V-/23 m,故取 c= 3000mm2C0=(0.4 0.8)Xh1=(0.4 0.8)X 1 m=0.4 0.8故取 2C =600mm一，、一、h 一 、L，、腹板的壁间距b0,由于b0 3且b0 50，可以得知：即b0 543mm 且 b 0 0.56 m 故取 b 0 =550mm腹板厚度6 0，由于Q=32t，在Q=563t之间，所以取6 0 =6mm 盖板宽度b: b= b0 +2(6 0 +20) mm,采用自动焊时b=600 mm 大隔板间距a:靠近端梁处a=h0=872mm ;跨中为a=(1.52) hh-1630mmh 1 =900mmc= 3000mm2C 0
8、=600mmb =550mm06 =6mm0b=600 mm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盖板厚01且aW2.2m所以此时a=2200mm小隔板高度h2 h0/3故取h2 =290 mm小隔板间距af0.5h0M436 mm纵向加筋角钢h3:高度h3=(0.20.25)h0且h3h2故取 h3 =300 mm如表3-3可以看出，当起重量Q=32t,腹板厚0 0 =6 mm时，得出:盖板厚0 =14mm1a=2200mmh2 =290 mma 1 -436 mmh 3 =300 mm0 =14mm1文献1表3-3箱形主梁板厚推荐用值(mm)起重量Q(t)5, 810(1
9、2.5)15 (16)2030(32)50腹板厚0066, 8盖板厚018, 1010, 1212, 1416 22(二)尺寸确定后惯性矩的计算中性轴到梁外 边缘距离Z惯性矩J了惯性矩Jy抵抗矩W了抵抗矩WyZ=(2q+h0)/2= (2X14+1600)/2=815J =二(2X6)X(1600)3 +-2 X 600X(14)3+2X600 x 1212X (14)X(814-5)2=1.6X 1010mm412J = (2X 14)(600) 3+ X 1600X (6) 3 +2 X 1600 y 1212X6X (550+6)/2 2=2.0X 109 mm4w x =j x /Z=
10、1.5X101 /750=2X107W 广J y /(b/2)=2.0X 10 9/(652/2)=6.13X 10 6Z=815J =1.5X 1010mm4J =2.0X 10 9 mm 4 yW =2X107W =6.13X106三.主梁载荷及其组合的计算(一)主梁的受力分析起重机桥梁承受的载荷主要有：固定载荷，移动载荷，水平惯性载荷及大车运行歪斜产 生的车轮侧向载荷等1. 垂直固定载荷a.均布载荷固定载荷主要是自重产生的载荷，事实上有均布和集中两种.主梁，轨道，走台，栏杆等 组成的半个桥架结构自重，以及走台上如果按装集中驱动的大车运行机构，该机构的 长传动轴系统的重量，都属于均布载荷.
11、图3-9为国产桥式起重机半个桥架结构重量 曲线.由跨度L和起吊重量Q可查得桥架自重Gg ,自重均布载荷为qi= G/L.由于Gq =16t所以qi=16X 1000X9.8/28(N/m)=5600N/m，而当大车运行机构为集中驱动时,q还应增加(0.10.2)t/m，以考虑传动的重量，所以q1=5700 N/m所以总均布载荷：q= q1+ q2=(5.7+0.10) N/m =5800 N/m文献9b.集中固定载荷：G运行机构重量,L为运行机构与支点间距;G2为操纵室重量,L2 为操纵室与支点间距;G3为电器设备重量,l3为电器设备与支点间距.(1) 集中驱动部件产生固定集中载荷，可以通过查
12、表获得.由于采用集中驱动，所以局 部重量 q2 =0.10t/m(2) 大车运行机构集中重量，查表可以得知，操纵室重量G2 =1.1t(3) 固定载荷中还有司机室重量G0W-1.5t，取为1.3t，作用位置距梁一端约为2.8m即：G0=1.3t垂直活动载荷：即小车轮压(包括起升载荷Q,小车自重G x，起升机启动引起的惯性力)F=Q+e G x小车自重可按下式计算:Gx=aQ,当确定Q=32t的吊钩小车时,a=0.35 所以 Gx=11.2t起升机构启动引动的惯性力用一个动力系数0来考虑,0取1.2F= G x +0 Q=aQ +0 Q,则可计算每个轮子的轮压F和F2,1F=F 2 = 4 (a
13、Q +0 Q) X 9.8N=121.52KN文献92. 水平惯性力垂直主梁的惯性载荷包括两部分，一是桥架质量引起的,以均布载荷方式作用于主梁 上;二是满载起起重小车的质量引起的，以集中方式作用在跨度中间，通过小车轮与轨 道侧向接触传给主梁.按最危险情况，水平惯性载荷为各垂直载荷的1/10.计算得：11a.水平均布载荷：q=q= X5800N/m=580 N/m11b. 水平集中载荷：F=10(F+F2)=10(121.52+121.52)KN=24.30KN载荷组合:对于不同的计算情况，应取不同的载荷作用的组合来进行起重机桥架的金 属结构的计算，当大车平稳制动，小车在跨中，满载下降制动时，按
14、KlGg , KIGx叩IIGg组合，其中KII一冲击系数，取KII=1.1;甲II一动力系数，取甲11=1.15主梁计算各部分数据汇总桥架自重Gq16t自重均布载荷q1= Gq /L5.7t/m运行机构重量G10.8t运行机构与支点间距L11.5m操纵室重量G21.1t操纵室与支点间距L22.8m电器设备重量G30.6t电器设备与支点间距L35.9m司机室重量G 1_1.5t 01.3t小车自重G =aQ11.2t每个轮子轮压F1=F2 =F/4121.52KN局部重量q20.10t/m文献1(二).主梁的设计计算1.主梁截面的内力计算1)垂直方向(1)由活动载荷引起的弯矩和剪力，当活动载荷P 1 =P 2时,其合力位置在b 1/2处,合力R=P 1+ P2 = ( KIIG +寸 IIQ)=1.1X 11.2+1.15X32=30.72KN求支点A的支反力，对B点取矩I F=0I MB =0F a =(L-x-b 1 /2)R/L距支点A距离为x的截面上由
