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铸造起重机端梁A1.dwg

冶金铸造双梁桥式起重机结构设计【5张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 冶金铸造双梁桥式起重机结构设计 cad图纸

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冶金铸造双梁桥式起重机结构设计

79页 10000字数+说明书+外文翻译+开题报告+5张CAD图纸

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冶金铸造双梁桥式起重机结构设计开题报告.doc

冶金铸造双梁桥式起重机结构设计说明书.doc

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桥式铸造起重机总图A0.dwg

桥架总图A1.dwg

铸造起重机主主梁A1.dwg

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摘要

本设计以冶金铸造双梁桥式起重机结构设计为设计目标，采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对桥式起重机桥架金属结构进行设计。内容包括主主梁、副主梁、端梁等结构的设计。首先采用需用应力法和第四强度理论对主主梁、副主梁、端梁等结构进行载荷计算及强度校核。其设计很好的体现了结构力学、材料力学在金属结构件和起重机设计中的重要运用。设计过程先用桥式起重机各结构尺寸数据对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度进行初步的校核计算，在以上因素都达到材料的许用要求后，计算出主梁和端梁的自重载荷，再用此载荷进行桥架强度和刚度的精确校核计算。若不符合要求，再重复上述步骤，直到满足要求。

关键词: 桥式起重机，校核，许用应力

This design by metallurgy casting double girder crane structure design for design goal，the project designs metal framework of bridge crane in use of allowable stress method and CAD. Content including main girders, and vice girders, and the beam and other structure design。Use of allowable stress method and the fourth strength theory to the Lord girders, and vice girders, and the structure of the beam and other load calculation and strength check. The design is very good embodies the structural mechanics, material mechanics in a metal structure and the important using crane design。At first , I chose size assumably. Then, proofreaded the size. If the proof was not passed, must choose the size again up to pass the proof. If the proof was passed, it could carry on the specific structural design. At last, it’s plot and clean up the calculation process.

Key Words: bridge crane; proofread; allowable stress

摘要I

AbstractII

前言IV

1 总体方案设计1

1.2总体结构及设计1

1.3 材料选择及许用应力2

1.4各部件尺寸及截面性质2

2 桥架分析13

2.1 载荷组合的确定13

2.2 桥架假定13

2.3 载荷计算13

2.4简化模型23

2.5 垂直载荷25

2.6 水平载荷28

3 主主梁计算35

3.1 强度校核35

3.2 主主梁疲劳强度校核37

3.3 主梁的稳定性39

3.4 刚度计算45

4 副主梁校核49

4.1 强度校核49

4.2 副主梁疲劳强度校核51

4.3 副主梁的稳定性53

4.4 刚度计算57

4.5 桥架拱度59

5 端梁校核61

5.1 主主梁端部耳板设计61

5.2 副主梁一侧端梁的校核65

结论72

致谢73

参考文献74

前言

起重机的出现大大提高了人们的劳动效率，以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。双梁桥式起重机作为物料搬运机械中的一种，在各行各业中得到广泛的应用，起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都有很广泛的应用，在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。因此对其进行研究、改进使其结构更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。

桥式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。此次设计的冶金铸造双梁桥式起重机结构设计，安装于冶金工程厂房内，用于冶金过程供吊运铁水注入混铁炉，炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车调运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作，对桥式起重机的载荷要求较高，所以对减速器性能要求较高。

本设计为180/50t桥式铸造起重机金属结构设计，由于此桥式铸造起重机的起重量大、跨度大、工作级别高，在设计计算时疲劳强度为其首要约束条件。因此在选材时选用稳定性好，对应力集中情况不敏感的Q235-A，降低材料的成本。

为减少结构的超静定次数，改善受力，同时又方便运输，桥架采用六梁铰接式结构。主、副小车的起重量均偏大，故采用偏轨箱型梁桥架。偏轨箱型梁桥架不仅可减小小车的外形尺寸，同时也增大了起升空间，有利于铸造厂间的应用。

在设计时，本着满足疲劳强度、刚度、稳定性的前提下，尽可能节约材料。考虑铸造起重机主、副小车之间有一定得高度差，使副小车能自如地从主小车下面通过，故在设计主主梁时采用大截面、薄钢板，从而达到节省材料、重量轻的要求。同时采用大截面又提高了梁的刚度和稳定性。

根据梁的受力特点，偏轨箱型梁主腹板上侧受局部压应力，将主腹板上侧的板加厚。而其它受力较小的地方则采用较薄的板，以节约材料。

在设计过程中，全部采用国家标准。在结构上进行改进，对桥架的受力进行了较详尽的分析。整个设计安全、可靠、节材、耐用，满足了设计要求。1 总体方案设计

1.1 原始参数

起重量Q(主/副) 180/50t

跨度S 22m

工作级别Ai A6

起升高度H(主/副) 20/22m

起升速度V(主/副) 4.5/11.4 m/min

运行速度(主/副/大车) 36/33.7/73.5 m/min

轮距(主/副) 4080/1850 mm

轨距(主/副) 8700/3000 mm

1.2总体结构及设计

根据已给参数，此桥式铸造起重机吨位、跨度较大，为减少结构的超静定次数，改善受力，方便运输，选用六梁铰接式结构。结构框架如这次设计桥式铸造起重机的突出特点是工作级别高、起重量大、工作环境差。在设计计算时采用需用应力法进行结构设计，强度校核时由于所用材料Q235为塑性材料因此用第四强度理论进行强度校核。同时高工作级别的结构所允许的疲劳强度许用值很低，疲劳强度成为设计计算的首要约束条件，因此要重点校核疲劳强度。

此桥式铸造起重机由主主梁、副主梁和端梁构成。桥架采用六梁铰接式结构以减少结构的超静定次数，改善受力和方便运输。主、副小车的起重量均偏大，故采用偏轨箱型梁桥架。偏轨箱型梁桥架不仅可减小小车的外形尺寸，同时也增大了起升空间，有利于铸造厂间的应用。

另外根据结构受力的特点应用材料，将材料用到受力大的地方，而受力小的地方就尽可能少用材料以减小自重，节省材料。这种有针对性的设计能最大限度地节省材料，减小自重，使设计更加合理。

桥架总图A1.gif

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铸造起重机端梁A1.gif

铸造起重机副主梁A1.gif

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内容简介：: 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师：秦歌职称：副教授所在系部（单位）：机械与动力工程学院教研室（研究室）：机制系题目冶金铸造双梁桥式起重机结构设计学生姓名王伟专业班级08机制3班学号0828070112一、选题质量（主要从以下四个方面填写：1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求；2、题目难易程度；3题目工作量；4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度）所选的题目与书本学习知识联系紧密,比较贴近生产实际情况，比较有代表性;设计题目在日常学习和实习中都有遇到，设计机械型号可选范围大，具有非常大的发挥空间和巧活多样的设计思路，对于本科机制专业的学生来说，题目难度适中;课题对学生的专业素质要求较高，并且该题目由该同学单独完成，工作量大，需要同学认真查阅资料，扎实学好专业知识，与任课老师，相关的技术人员沟通，认真完成毕业论文;选题完全符合专业培养目标，对即将毕业的学生的再学习有较好的指引作用,综合训练的要求也得到充分的体现二、开题报告完成情况开题报告已经完成。从适合实际工作环境出发，确定了明确的课题设计方向，并对冶金铸造双梁桥式起重机结构设计在使用中经常出现的问题有一定的研究；对双梁桥式起重机的结构和工作过程已经有了一定的认识了解。已经对课题进行了设计、分析，并有了突破性的进展。同时，已完成了对相关资料的查阅，对课题有了总体的分析，开题报告完成质量较高。三、阶段性成果1、本次设计的开题报告已经完成，总体布置方案和主要结构参数已确定，并完成一些标准件的选型及和大多数零部件的设计计算工作。2、部分零件图的绘制已经基本完成，设计说明书已经开始整理。3、英文翻译工作已经基本完成，现在正对一些结构设计进行校核。四、存在主要问题由于专业基础知识学习不够深入，设计经验欠缺，参考资料收集有限，设计主题思路把握不够，简单问题解决不够灵活；另外没有仿真软件的支持，无法确定设计是否有应有的设计效果，并且有较多的专业相关知识的综合运用，所遇需要进一步更多细致耐心的工作。五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语指导教师：（签名）年月日本科毕业设计（论文）开题报告题目名称冶金铸造双梁桥式起重机结构设计学生姓名专业班级学号一、选题的目的和意义：起重机的出现大大提高了人们的劳动效率，以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。双梁桥式起重机作为物料搬运机械中的一种，在各行各业中得到广泛的应用，起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都有很广泛的应用，在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。因此对其进行研究、改进使其结构更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。通过对冶金铸造双梁桥式起重机的研究和创新设计，能够让我很好的掌握结构力学、材料力学在金属结构件和起重机运输中的运用。作为毕业设计的一大课题，在融合贯通机械专业的同时，更能很好的使自己所学专业知识全面化、系统化。桥式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。此次设计的冶金铸造双梁桥式起重机结构设计，安装于冶金工程厂房内，用于冶金过程供吊运铁水注入混铁炉，炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车调运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作，对桥式起重机的载荷要求较高，所以对减速器性能要求较高。本次设计不仅是对专业知识的考察，更能体现自己对待生活和学习的态度，通过这次全面的锻炼，希望能为今后真正走上工作岗位，踏实工作奠定坚实的基础。二、国内外研究综述：2011年由武桥重工制造的我国最大的一台龙门起重机该起重机跨度为230米，为国内最大跨度，标准载重为900吨，实际载重可以达到1500吨。随着我国基本建设高峰的逐渐到来，造船、风力发电安装、石油化工(包括煤化工)建设、冶金建设、火电(包括核电)建设、市政等等的发展，使大型起重机吊装市场出现供不应求的“火暴”现象。国外制造大型厂商主要有美国的Paceco、德国的Noell、英国的Morris、芬兰的Valmet、韩国的三星和现代，以及日本的三菱、三井、住友等。这些企业在设计团队、经费、设计思想、设计经验方面都有着国内无法抗衡的优势。目前世界上比较先进的机型其堆高已达78层、吊具下的起重量已达45t、满载起升速度达30m/min、小车速度超过50m/min、大车运行速度超过120m/min。研究成果主要体现在以下几点：1)新装置的研制和新零部件的采用三合一减速器、新型径向棒销联轴器、新型电力液压块式制动器、钳式制动器、电线滑车、滑接输电装置等等行装置的采用,使起重机的启动、传动、制动等方面的性能都有了很大的提高。2)新设计工具和思想的应用Proe、ANSYS、APDL语言等方便快捷的设计和测试等计算机软件的开发和运用大大提高了新产品的研发能力，缩短了研发周期。门式起重机进行了按静强度、静刚度、动刚度等多项控制指标的综合分析优化设计,从单机优化到系列优化设计理论方面的开拓和探索都已进入实用阶段。再加上模块单元化设计等等整个起重机行业的技术、生产和管理水平、新产品的研发速度都将大大加快。3) 自动纠偏技术跨度大于40 m的龙门起重机在实际使用中由于众多因素的影响，刚、柔腿运行一段时间后会产生快慢不一的现象，常用电气自动纠偏的方法通常有计算脉冲编码器输入PLC的脉冲、通过安装在柔腿顶部的角位移传感器、用橡胶摩擦轮带动旋转编码器的闭环控制等4)啃轨现象的改善啃轨，就是起重机运行过程中车轮轮缘与钢轨侧面压触，发生强烈的磨损。严重的啃轨，使车轮与轨道剧烈磨损，并且大大增加附加载荷，运行阻力比正常状态时增大3.5 倍左右，一般中型工作类型的龙门起重机车轮的使用寿命约810年，若有啃轨现象，寿命可降为12年，甚至几个月。在实际生产中最常用而且最有效的方法是调整和移动车轮，消除过大的误差横向力。5)控制元件的研发采用转角码盘、齿轮链、激光头等装置,使定位精度可到1mm。接收器、控制器遥控系统应用节省人力,提高工作效率,而且使操作者的作业条件得到改善。在距离检测方面,采用无线电信号型防撞装置来监控起重机前端行驶距离,在发出警告信号后,大车车速将减小到50%,最后切断电机电源,将大车制动。起重机的刹车系统也应用微机进行控制和监视工作。我国工程起重机发展状况我国工程起重机行业已经历了5年的快速发展。近一两年全行业新产品的开发力度很大，不断有新产品涌现，繁荣并迎合了市场的需求。目前起重机的配套件是关键问题，这已成为生产大型起重机和扩大出口的瓶颈。由于液压泵、阀、马达、高端传动部件、发动机、高强度钢材，基本上依靠进口，不但价格高，而且供货时间长，制约力大型起重机的研发和生产，并给企业带来了风险。国外工程起重机发展状况：1）完备的载荷型谱国外吊装业已非常成熟与完善，其吊装用起重机也随之得到了长足发展。目前工程起重机的设计与制造主要集中在德国、美国与日本。其产品的型谱的覆盖面很大，且非常细致。2）扩大作业空间的新结构为了最大限度的使用起重机，要求起重机既能满足大起重量要求，又能满足作业空间的需要。因此大起升高度、大幅度时的起重量也就逐渐成为衡量起重机的一个重要指标。三、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：本次设计为60T冶金铸造双梁桥式起重机，结构较复杂，在满足疲劳强度、刚度和稳定性的前提下，尽可能节约材料设计出符合满足要求使用性能的起重机结构。从本次毕业设计的选题、构思以及将来冶金铸造双梁桥式起重机的研究和发展方向为出发点，所用到的研究方法主要有经验总结法、比较研究法、文献资料法等。借鉴前人对起重机结构设计的成熟经验，结合目前冶金铸造双梁桥式起重机所存在的缺点及不足进行起重机的创新性结构设计。通过搜集大量书籍资料和向专业人士和老师请教相结合的方法，完成起重机复杂结构的设计和大量计算。特别是两主梁的结构设计和载荷计算以及主梁与端粱的连接方式等。在课题设计过程中，经查阅相关起重机图书的理论知识和从毕业实习的实践经验着手，同时参阅大量关于起重机方面的书籍和从互联网中获得的起重机的最新发展方向，最后综合起来加以完成。比较研究法可以理解为是根据一定的标准，对两个或两个以上有联系的事物进行考察，寻找其异同，探求普遍规律与特殊规律的方法。具体要求：A 本设计中要注意的问题是结构较复杂，在满足疲劳强度、刚度和稳定性的前提下，尽可能节约材料；计算量较多。B 预期效果：通过本次设计，熟练掌握结构力学、材料力学在金属结构件和起重机运输中的运用。C 完成校院要求的工作量和毕业设计论文的撰写。四、主要参考文献与资料获得情况：1万力徐格宁，等-GB3811-08起重机设计规范.北京：国家标准局出版社，2008.2 张志文王金诺等，起重机设计手册M. 北京.中国铁道出版社，1998.3 王金诺于兰峰，起重机金属机构.北京：中国铁道出版社.2002.4徐格宁，机械装备金属结构的设计M.北京，机械工业出版社，2009.3-290.5 陈道南盛汉中，等起重机课程设计.北京：冶金工业出版社，2000.191-2906陈国璋孙桂林金永懿孙学伟徐秉业，等起重机设计实例.中国铁道出版社，1985.12.7材料力学 M.北京：高等教育出版社.8结构力学 M.北京：高等教育出版社,9 徐格宁、智浩.铸造起重机桥架空间结构分析与疲劳计算.太原重机学院学报.1993年第四期第14卷，1993五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）第一到四周：毕业实习、写毕业实习报告、熟悉毕业题目内容，查资料，定几种方案第五到十周：各种方案分析，定具体方案，需要计算的，再此期间完成计算，翻译英文第十一到十四周：画草图修改最终图第十五到十六周：撰写毕业设计说明书第十七周：答辩（一般会是在6月初或者是6月中旬）六、指导教师审批意见：指导教师：年月日 7河南理工大学万方科技学院本科毕业设计摘要本设计以冶金铸造双梁桥式起重机结构设计为设计目标，采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对桥式起重机桥架金属结构进行设计。内容包括主主梁、副主梁、端梁等结构的设计。首先采用需用应力法和第四强度理论对主主梁、副主梁、端梁等结构进行载荷计算及强度校核。其设计很好的体现了结构力学、材料力学在金属结构件和起重机设计中的重要运用。设计过程先用桥式起重机各结构尺寸数据对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度进行初步的校核计算，在以上因素都达到材料的许用要求后，计算出主梁和端梁的自重载荷，再用此载荷进行桥架强度和刚度的精确校核计算。若不符合要求，再重复上述步骤，直到满足要求。关键词: 桥式起重机，校核，许用应力AbstractThis design by metallurgy casting double girder crane structure design for design goal，the project designs metal framework of bridge crane in use of allowable stress method and CAD. Content including main girders, and vice girders, and the beam and other structure design。Use of allowable stress method and the fourth strength theory to the Lord girders, and vice girders, and the structure of the beam and other load calculation and strength check. The design is very good embodies the structural mechanics, material mechanics in a metal structure and the important using crane design。At first , I chose size assumably. Then, proofreaded the size. If the proof was not passed, must choose the size again up to pass the proof. If the proof was passed, it could carry on the specific structural design. At last, its plot and clean up the calculation process. Key Words: bridge crane; proofread; allowable stress目录摘要IAbstractII前言IV1 总体方案设计11.2总体结构及设计11.3 材料选择及许用应力21.4各部件尺寸及截面性质22 桥架分析132.1 载荷组合的确定132.2 桥架假定132.3 载荷计算132.4简化模型232.5 垂直载荷252.6 水平载荷283 主主梁计算353.1 强度校核353.2 主主梁疲劳强度校核373.3 主梁的稳定性393.4 刚度计算454 副主梁校核494.1 强度校核494.2 副主梁疲劳强度校核514.3 副主梁的稳定性534.4 刚度计算574.5 桥架拱度595 端梁校核615.1 主主梁端部耳板设计615.2 副主梁一侧端梁的校核65结论72致谢73参考文献74前言起重机的出现大大提高了人们的劳动效率，以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。双梁桥式起重机作为物料搬运机械中的一种，在各行各业中得到广泛的应用，起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都有很广泛的应用，在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。因此对其进行研究、改进使其结构更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。桥式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。此次设计的冶金铸造双梁桥式起重机结构设计，安装于冶金工程厂房内，用于冶金过程供吊运铁水注入混铁炉，炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车调运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作，对桥式起重机的载荷要求较高，所以对减速器性能要求较高。本设计为180/50t桥式铸造起重机金属结构设计，由于此桥式铸造起重机的起重量大、跨度大、工作级别高，在设计计算时疲劳强度为其首要约束条件。因此在选材时选用稳定性好，对应力集中情况不敏感的Q235-A，降低材料的成本。为减少结构的超静定次数，改善受力，同时又方便运输，桥架采用六梁铰接式结构。主、副小车的起重量均偏大，故采用偏轨箱型梁桥架。偏轨箱型梁桥架不仅可减小小车的外形尺寸，同时也增大了起升空间，有利于铸造厂间的应用。在设计时，本着满足疲劳强度、刚度、稳定性的前提下，尽可能节约材料。考虑铸造起重机主、副小车之间有一定得高度差，使副小车能自如地从主小车下面通过，故在设计主主梁时采用大截面、薄钢板，从而达到节省材料、重量轻的要求。同时采用大截面又提高了梁的刚度和稳定性。根据梁的受力特点，偏轨箱型梁主腹板上侧受局部压应力，将主腹板上侧的板加厚。而其它受力较小的地方则采用较薄的板，以节约材料。在设计过程中，全部采用国家标准。在结构上进行改进，对桥架的受力进行了较详尽的分析。整个设计安全、可靠、节材、耐用，满足了设计要求。 V1 总体方案设计1.1 原始参数起重量Q(主/副) 180/50t跨度S 22m工作级别Ai A6起升高度H(主/副) 20/22m起升速度V(主/副) 4.5/11.4 m/min运行速度(主/副/大车) 36/33.7/73.5 m/min轮距(主/副) 4080/1850 mm轨距(主/副) 8700/3000 mm1.2总体结构及设计根据已给参数，此桥式铸造起重机吨位、跨度较大，为减少结构的超静定次数，改善受力，方便运输，选用六梁铰接式结构。结构框架如图(1)。图(1)桥架结构框架图1.3 材料选择及许用应力根据总体结构，铸造起重机工作级别A6为重级，工作环境温度较高，起重量大，频繁起吊，设计计算时疲劳强度为其首要约束条件，选用对应力集中不敏感的Q235-A，考虑起重量较大，主/副梁均采用偏轨箱型梁。材料的许用应力及性能常数见表1、表2。表1.1 材料许用应力板厚正应力剪应力mm16370152.0167.9184.487.7696.94106.5370158.8175.4192.691.7101.3111.2表1.2 材料性能常数表弹性模量E剪切弹性模量G密度1.4各部件尺寸及截面性质1.4.1 主主梁尺寸及截面性质1 主主梁跨中截面尺寸初选高度=12941571mm考虑大车运行机构安装在主梁内，且主主梁与副主梁的高度差必须满足一定得要求，故将主主梁取为大截面薄钢板的形式，以达到节省材料、重量轻的要求。因此取腹板高度mm。为了省去走台，对宽型偏轨箱型梁，主主梁腹板内侧间距取mm=440mm。上下翼缘板厚度mm，上翼缘板长2530mm，下翼缘板长2326mm，主腹板厚度 mm，副腹板厚度 mm。上下翼缘板外伸部分长不相同。有轨道一侧上翼缘板外伸长度mm，取250mm。其它翼缘外伸部分长度 mm。mm (焊缝厚度) 取=50mm。轨道侧主腹板受局部压应力，应将板加厚，由局部压应力的分布长度，设计离上翼缘板350mm的一段腹板板厚取为18mm。主主梁跨中截面尺寸如图(2)所示。图(2)主主梁跨中截面尺寸2 主主梁跨端截面尺寸高度mm要确定主主梁跨端截面尺寸，只需确定其高度，取=1300mm，跨端下翼缘板厚度为18mm。主主梁跨端截面尺寸如图(3)图（3）主主梁跨端截面尺寸3 主主梁跨中截面性质建立如图(2)所示的坐标系，计算形心位置 =1256.851257mm。 =1238.881239mm计算弯心位置mm弯心近似地在截面对称形心轴上，其至主腹板中线的距离为1021mm。净截面面积毛截面面积计算惯性矩对形心轴的惯性矩对形心轴的惯性矩 4 主主梁跨端截面性质净截面面积毛截面面积建立图（3）所示的坐标系，计算形心位置 =674.6675mm =1236.861237mm计算惯性矩，对形心轴的惯性矩对形心轴的惯性矩 1.4.2副主梁尺寸及截面性质1 副主梁跨中截面尺寸初选梁高=12941571mm，取腹板高度，上下翼缘板厚度，腹板厚度：主腹板，副腹板厚度，副主梁总高副主梁宽度，取腹板内侧间距且 1100，主腹板一侧上翼缘板外伸长度，取外伸长，其余悬伸长大于1.5倍的焊缝厚度，取。其尺寸如下图图(4)副主梁跨中截面尺寸2. 副主梁跨端截面尺寸确定其高度，取腹板高度为800 副主梁跨端截面尺寸如图(5)图(5)副主梁跨端截面尺寸3. 副主梁跨中截面性质建立图（4）所示的直角坐标系，求形心位置净截面面积毛截面面积计算弯心位置弯心距主腹板板厚中线的距离为计算惯性矩对形心轴的惯性矩：对形心轴的惯性矩： 4副主梁跨端截面性质建立图（5）所示的坐标系，求截面形心位置净截面面积毛截面面积对形心轴的惯性矩：对形心轴的惯性矩： 1.4.3 端梁截面尺寸考虑大车车轮的安装及台车的形状尺寸，端梁内宽取为600。初设截面尺寸如下图图(6)端梁截面尺寸形心即对称中心对形心轴的惯性矩：对形心轴y的惯性矩净截面面积毛截面面积 1.4.4 各截面尺寸及性质汇总表梁截面示意图如图（7）所示，各截面性质如表（1.3）表（1.4）所示。图(7)梁截面示意图尺寸汇总表 1.3 单位：mm主主梁跨中181814122530232622002400跨端181814122530232622001264副主梁跨中16161081270118011001500跨端1616108127011801100800端梁12121010660660600776截面性质汇总表1.4净面积毛面积主主梁跨中123912571512085351034跨端12376751216722837066副主梁跨中629782662001681244跨端62442753600904944端梁330400313604806802 桥架分析2.1 载荷组合的确定2.1.1 动力效应系数的计算1起升冲击系数 0.9 对桥式铸造起重机 2起升动载系数主主梁，副主梁3运行冲击系数为大车运行速度 =73.5，为轨道街头处两轨面得高度差，根据工作级别，动载荷用载荷组合进行计算，应用运行冲击系数。2.2 桥架假定为了简化六梁铰结桥架的计算，特作如下假定：1 根据起重机的实际工作情况，以主、副小车一起工作为最不利载荷工况。2 主主梁、副主梁的端部与端梁在同一水平面内。3 由于端梁用铰接分成5段，故副主梁的垂直载荷对相互间受力分析互不影响。4 将端梁结构看作多跨静定梁，主主梁受力作为基本结构对副主梁无影响；副主梁受力作为附属部分对主主梁有影响。5 计算副主梁水平载荷时，将铰接点看成刚性连接。 2.3 载荷计算2.3.1 主主梁1. 主主梁自重查表得主小车轮压34500kg，选用车轮材料ZG35CrMnSi，车轮直径，轨道型号QU120，许用值38700kg。由轨道型号QU120查得轨道理论重量，主小车轨道重量栏杆等重量，主梁的均布载荷。2主小车布置，两侧起升机构对称布置，重心位于对称中心。吊具质量起升载荷小车重量因主小车吨位较大，采用台车形式八个车轮，可求实际主小车满载时的静轮压一根主主梁上空载小车轮压 3惯性载荷一根主主梁上小车惯性力主小车上主动轮占一半，按主动车轮打滑条件确定主小车的惯性力大车起、制动产生的惯性力4偏斜运行侧向力一根主主梁的重量为主主梁跨端焊接上两块耳板，与副主梁端梁连接，在计算时，按假想端梁截面进行计算。如图（8）所示图(8)端梁假想截面与主主梁连接的端梁部分如图（9）所示（将超出轨距的一部分所假想而成的端梁截面尺寸）图（9）端梁与主主梁连接部分其截面尺寸如图（10）图（10）端梁假想截面尺寸形心对形心轴的惯性矩：对形心轴的惯性矩：端梁净截面积端梁毛截面积一根端梁单位长度重量一组大车运行机构重量司机室及其电气设备的重量主主梁侧假想端梁尺寸如图（11）所示主主梁侧假想端梁重图（11）主主梁侧假想端梁尺寸（1）满载小车在主主梁跨中左侧端梁总静轮压由下图(12)计算图（12）左侧端梁受力分布图由查得，侧向力为满载小车在主主梁左端极限位置左侧端梁总静轮压为侧向力扭转载荷偏轨箱型梁由和的偏心作用而产生移动扭转，其它载荷，产生的扭矩较小且作用方向相反，故不计算。偏轨箱型梁弯心A在梁截面的对称形心轴上（不考虑翼缘外伸部分），由前计算可知，弯心至主腹板中线的距离为，查表可知轨高。移动扭矩 2.3.2 副主梁1副主梁自重由查表得出副主梁小车轮压 19640kg，查表选用车轮材料ZG50MnMo，车轮直径，轨道型号QU70，许用值21800kg。查得轨道理论重量，副小车轨道重量栏杆等重量副主梁的均布载荷 2小车轮压小车布置如图(13)图（13）小车布置图主钩铅垂线中心通过小车中线的E点（按比例布置作用点位置）小车重心F点位置起升载荷为吊具质量小车重量按受载大的AB梁计算小车轮压，见图(14)图（14）AB梁受力分布图满载小车的静轮压空载小车轮压为3惯性载荷一根副主梁上小车的惯性力副小车上主动轮占一半，按主动车轮打滑条件确定副小车的惯性力大车起、制动产生的惯性力4偏斜运行侧向力一根副主梁的重量为一根端梁单位长度的重量与副主梁焊接端梁重量（1）满载小车在副主梁跨中见图(15)图（15）副主梁受力分布图左侧端梁总静轮压为由，查得（2）满载小车在副主梁左端极限位置左侧端梁总静轮压侧向力 5扭转载荷偏轨箱型梁由和产生，弯心，查表可知轨高，移动扭矩 2.4简化模型大车主主梁端部有两个台车，可简化为一个滑动铰支座：（1.2.5.6）副主梁端部支撑车轮（3.4）简化为一个可动铰支座；简化模型见图（16）超静定次数图（16）简化模型进一步简化：主主梁端部采用两个台车，只是增加了支撑装置，减小了轮压。将两个滑动铰支座分别用一个固定铰支座代替，约束一样，只是取消了对扭矩的抵制作用。将滑动铰支座换成固定铰支座。如图（17）。图（17）桥架进一步简化图将此端梁结构看成多跨超静定梁，沿处拆分，主主梁（基本部分）+副主梁（附属部分）；主主梁受力对副主梁无影响；副主梁受力对主主梁有影响。在计算水平载荷时将铰四个铰点看作刚节点进行计算。将主主梁看作一个单梁桥架，副主梁对其影响在或处相当于加了一个可动铰支座。如图（18）所示。图（18）桥架最终简化图忽略副主梁对主主梁端部轴受力影响，使主主梁水平面内弯矩值偏大，设计可靠性增强，计算偏保守。主主梁水平刚架计算模型如图(19)所示。图（19）主主梁水平刚架计算模型副主梁水平刚架计算时，主主梁对副主梁相当于固定铰支座。如图（20）所示。图（20）主主梁副主梁相对关系示意图2.5 垂直载荷2.5.1 主主梁在固定载荷与移动载荷作用下，主梁按简支梁计算。见图(21)图（21）主主梁垂直载荷分布图1 .固定载荷作用下在主主梁跨中的弯矩为跨端剪切力为2. 移动载荷作用下主梁的内力轮压合力与左侧台车轴线距离满载小车在跨中，跨中E点弯矩为跨中E点的剪切力跨中内扭矩满载小车在跨端极限位置小车左轮距梁端距离取为0.7跨端剪切力跨端内扭矩为主主梁跨中总弯矩为主梁跨端总剪切力为 2.5.2 副主梁在固定载荷与移动载荷作用下，主梁按简支梁计算。1. 固定载荷作用下在副主梁跨中的弯矩为跨端剪切力为2. 移动载荷作用下主梁的内力轮压合力与左轮的距离为满载小车在跨中，跨中E点弯矩为跨中E点的剪切力跨中内扭矩满载小车在跨端极限位置小车左轮距梁端距离取为0.5跨端剪切力跨端内扭矩为副主梁跨中总弯矩为副主梁跨端总剪切力为 2.6 水平载荷如前面模型简化，将主主梁的一根梁看作单梁桥架，副主梁看作双梁桥架。2.5.1 主主梁1. 主主梁的水平惯性载荷模型如前面图(18) 小车在跨中，刚架的计算系数为跨中水平弯矩跨中水平剪切力跨中轴力为小车在跨端，跨端水平剪切力2. 偏斜侧向力计算简图如(22)图（22）主主梁偏斜侧向力计算简图小车在跨中，侧向力超前力为 B处轴力 B处水平剪切力主梁跨中水平弯矩主梁轴力主梁跨中总水平弯矩为小车在跨端侧向力为超前力 B端水平剪切力主梁跨端水平弯矩主梁跨端的水平剪切力为主梁跨端总的水平剪切力为 2.5.2副主梁副主梁求解水平载荷的模型，见图(23)图（23）副主梁水平载荷受力模型在水平载荷及作用下，桥架按刚架计算，因偏轨箱型梁与端梁连接面较宽，应取两主梁轴线间距代替原小车轨距构成新的水平刚架，这样比较符合实际，于是，。1. 副主梁水平惯性载荷小车在跨中，刚架的计算系数为跨中水平弯矩跨中水平剪切力跨中轴力为小车在跨端，跨端水平剪切力2. 偏斜侧向力在偏斜侧向力作用下，桥架也按水平刚架分析，计算简图如(24)图（24）副主梁偏斜侧向力计算简图计算系数为小车在跨中，侧向力超前力为端梁中点的轴力端梁中点的水平剪切力副主梁跨中的水平弯矩副主梁轴力副主梁跨中总水平弯矩为小车在跨端侧向力为超前力端梁中点的水平剪切力副主梁跨端的水平弯矩副主梁跨端的水平剪切力为副主梁跨端总的水平剪切力为3 主主梁计算3.1 强度校核图（25）主主梁应力危险点分布图需要计算主梁跨中截面危险点、的应力，见图(25)主腹板上边缘点的应力主腹板边至轨顶的距离为主腹板边的局部压应力为垂直弯矩产生的应力水平弯矩产生的应力惯性载荷与侧向力对主梁产生的轴向力较小且作用方向相反，应力很小，故不计算。主梁上翼缘的静矩为主腹板上边的切应力为点的折算应力满足要求点的应力满足要求点的应力下翼缘板与副腹板连接处的外侧表面应力满足要求主梁跨端的切应力主腹板承受垂直剪力及，故主腹板中点切应力为满足要求翼缘板（承受水平剪切力）主梁跨端的水平剪切力跨端内扭矩 3.2 主主梁疲劳强度校核桥架工作级别为A6，应按载荷组合计算主梁跨中的最大弯矩截面E的疲劳强度。由于水平惯性载荷产生的应力很小，为了计算简明而忽略惯性应力求截面E的最大弯矩和最小弯矩，满载小车位于跨中E点，则空载小车位于右侧跨端时，见图(26)，图（26）最小应力计算简图左端支反力为验算主腹板受拉翼缘焊缝的疲劳强度，见图(25) 应力循环特性根据工作级别A6，应力集中等级及材料Q235，查得，焊缝拉伸疲劳许用应力为合格1 验算横隔板下端焊缝与主腹板连接处的疲劳强度应力循环特性显然，相同工况下的应力循环特性是一致的。由A6及Q235，横隔板采用双面连续贴角焊缝连接，板底与受拉翼缘间隙为60mm，应力集中等级为，查得疲劳许用应力，拉伸疲劳许用应力为合格3.3 主梁的稳定性1整体稳定性主梁高宽比（稳定） 2. 局部稳定性翼缘板，需设置两条纵向加劲肋。验算（稳定）翼缘板最大外伸部分（稳定）主腹板副腹板故需设置横隔板和两条纵向加劲肋，主、副腹板相同，隔板间距，纵向加劲肋位置，取550mm，去900mm，其布置示于图(27)图（27）加强筋布置图验算跨中主腹板上区格的稳定性。区格两边正应力为（属于不均匀压缩板）区格的欧拉应力为区格分别受，作用时的临界应力为，板边弹性嵌固系数=1.2，屈曲系数则，故需修正，当区格受腹板边局部压应力时，压力分布长，按计算，区格属双边局部压缩板，板的屈曲系数需修正，则当区格受平均切应力时：由，板的屈曲系数故需修正区格上边缘的复合应力为，区格的临界复合应力为所以，区格的局部稳定性合格。验算跨中副腹板上区格的稳定性区格只受及的作用，区格两边的正应力为切应力区格的欧拉应力（属于不均匀压缩板）屈曲系数则，故需修正，当剪应力作用时故需修正区格上边缘的复合应力为，区格的临界复合应力为所以，区格的局部稳定性合格。加劲肋的确定横隔板厚度，板中开孔尺寸为，镶边板厚，镶边板宽，其尺寸如图(28)图（28）加筋板截面尺寸翼缘板纵向加劲肋选用角钢，纵向加劲肋对翼缘板与加劲肋接触面的惯性矩为（合格）主、副腹板采用相同的纵向加劲肋纵向加劲肋对腹板板厚中心线的惯性矩为综上所述，选择的加劲肋合格。3.4 刚度计算1桥架的垂直静刚度满载小车位于主梁跨中产生的静挠度，见图(28)图（28）满载小车位于主梁跨中受力图满足要求2桥架的水平惯性位移小车位于跨中，计算起动工况的跨中位移： 3垂直动刚度起重机垂直动刚度以满载小车位于桥架跨中的垂直自振频率来表征，计算如下：主梁质量全桥架中点换算质量起升质量起升载荷起升钢丝绳滑轮组的最大下放长度为取，为吊具最小下放距离桥架跨中静位移为查表选用倍率，由钢丝绳静拉力选用型钢丝绳起升钢丝绳滑轮组的静伸长结构质量影响系数桥式起重机的垂直自振频率 4水平动刚度起重机水平动刚度以物品高位悬挂，满载小车位于桥架跨中的水平自振频率来表征。半桥架中点的换算质量为半刚架跨中在单位水平力作用下产生的水平位移为桥式起重机的水平自振频率为3.5 桥架拱度主主梁的桥架拱度与副主梁的一样，见后面副主梁桥架拱度设置。4 副主梁校核4.1 强度校核图（30）副主梁应力危险点分布图需要计算主梁跨中截面危险点、的应力，见图(30)主腹板上边缘点的应力主腹板边至轨顶的距离为主腹板边的局部压应力为垂直弯矩产生的应力水平弯矩产生的应力副主梁上翼缘的静矩为主腹板上边的切应力为点的折算应力满足要求点的应力满足要求点的应力满足要求副主梁跨端的切应力主腹板承受垂直剪力及，故主腹板中点切应力为满足要求翼缘板（承受水平剪切力）主梁跨端的水平剪切力跨端内扭矩主梁翼缘焊缝厚度，采用自动焊。4.2 副主梁疲劳强度校核桥架工作级别为A6，应按载荷组合计算主梁跨中的最大弯矩截面E的疲劳强度。由于水平惯性载荷产生的应力很小，为了计算简明而忽略惯性应力求截面E的最大弯矩和最小弯矩，满载小车位于跨中E点，则空载小车位于右侧跨端时，见图(31)，左端支反力为图（31）最小应力计算简图1验算主腹板受拉翼缘焊缝的疲劳强度，见图(30) 应力循环特性根据工作级别A6，应力集中等级及材料Q235，查得，焊缝拉伸疲劳许用应力为合格2验算横隔板下端焊缝与主腹板连接处的疲劳强度应力循环特性显然，相同工况下的应力循环特性是一致的。由A6及Q235，横隔板采用双面连续贴角焊缝连接，板底与受拉翼缘间隙为50mm，应力集中等级为，查得疲劳许用应力，拉伸疲劳许用应力为合格4.3 副主梁的稳定性整体稳定性主梁高宽比（稳定）局部稳定性翼缘板，需设置一条纵向加劲肋。验算（稳定）翼缘板最大外伸部分（稳定）主腹板副腹板故需设置横隔板和一条纵向加劲肋，主、副腹板相同，隔板间距，纵向加劲肋位置，取350mm，其布置示于图(32)图（32）副主梁加强筋布置图1. 验算跨中副腹板上区格的稳定性区格只受及的作用，区格两边的正应力为切应力区格的欧拉应力（属于不均匀压缩板）屈曲系数则，故需修正，当剪应力作用时故需修正区格的复合应力为，区格的临界复合应力为所以，区格的稳定性合格。2. 加劲肋的确定横隔板厚度，板中开孔尺寸为。翼缘板纵向加劲肋选用角钢，。纵向加劲肋对翼缘板与加劲肋接触面的惯性矩为（合格）主、副腹板采用相同的纵向加劲肋纵向加劲肋对腹板板厚中心线的惯性矩为综上所述，选择的加劲肋合格。4.4 刚度计算1桥架的垂直静刚度满载小车位于主梁跨中产生的静挠度，见图(33)图（33）副主梁静刚度计算简图满足要求2桥架的水平惯性位移小车位于跨中，计算起动工况的跨中位移：3.垂直动刚度起重机垂直动刚度以满载小车位于桥架跨中的垂直自振频率来表征，计算如下：主梁质量全桥架中点换算质量起升质量起升载荷起升钢丝绳滑轮组的最大下放长度为取，为吊具最小下放距离桥架跨中静位移为查表选用倍率，由钢丝绳静拉力选用型钢丝绳起升钢丝绳滑轮组的静伸长结构质量影响系数桥式起重机的垂直自振频率4水平动刚度起重机水平动刚度以物品高位悬挂，满载小车位于桥架跨中的水平自振频率来表征。半桥架中点的换算质量为半刚架跨中在单位水平力作用下产生的水平位移为桥式起重机的水平自振频率为4.5 桥架拱度桥架跨度中央的标准拱度值考虑制造因素，实取跨度中央两边按抛物曲线设置拱度，如下图(34)图（34）拱度示意图距跨中为的点，距跨中为的点，距跨中为的点，5 端梁校核5.1 主主梁端部耳板设计计算主主梁跨端结构受力，工况：满载小车位于主梁跨端，大小车同时运行起制动及桥架偏斜。1垂直载荷主梁最大支承力因作用点的变动引起的附加力矩为按假想端梁计算自重计算简图(35)图（35）端梁计算简图端梁支座反力如图，截面1-1 弯矩剪力截面2-2 弯矩剪力 2水平载荷端梁的水平载荷有，亦按简支梁计算，见图(36)图（36）端梁水平载荷计算简图因作用点外移引起的附加水平弯矩为弯矩截面1-1 剪切力截面2-2在，水平力作用下，2-2处水平反力3主梁端部耳板设计主梁端部耳板设计如图（37）所示。图（37a）主梁端部截面尺寸图（37b）耳板截面尺寸截面性质：建立如图（37a）示坐标系校核截面2-2处腹板中轴处切应力合格截面1-1处销轴所受剪应力在验算端梁完计算，见后面。5.2 副主梁一侧端梁的校核1.端梁校核载荷计算：副主梁与端梁看作是多跨静定梁的附属部分；主主梁对附属部分无影响。工况：取满载小车位于主梁跨端，大小车同时起、制动及桥架偏斜。垂直载荷端梁垂直载荷分布如图（38）所示。主梁最大支承力图（38）端梁垂直载荷分布图因作用点的变动引起的附加力矩为端梁自重端梁在垂直载荷作用下按图（38）所示简支梁计算端梁支反力截面1-1 截面2-2 水平载

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