摘 要
该文主要对桥式起重机的金属结构进行了设计。金属结构的设计包括其主要尺寸的确定，主梁的设计、强度验算，以及刚度验算等，端梁的计算载荷的确定、主要焊缝的计算、接接头的设计，焊接工艺设计等等。
关键词：桥式起重机；金属结构；主梁
Abstract
This thesis mainly to the bridge crane metal structure for hoisting mechanism.Metal structure design including the main girder, the size of the design, to determine the intensity, and stiffness checking computations, calculation of girders load determination, main calculation, after welding joint design, welding process design, etc.
Key words: Bridge Crane;Metal Structure; Main beam。
目录
摘要………………………………………………………………………1
关键词………………………………………………………………………1
1 前言………………………………………………………………………………2
1.1 总体方案拟定……………………………………………………………2
2 主要尺寸设计计算………………………………………………3
2.1 大车轮距…………………………………………………………………3
2.2 主梁高度…………………………………………………………………3
2.3 端梁高度…………………………………………………………………3
2.4 桥架端部梯形高度………………………………………………………3
2.5 主梁腹板高度 ……………………………………………………………4
2.6 确定主梁截面尺寸………………………………………………………4
2.7 加劲板的布置尺寸 ………………………………………………………5
3 主梁的设计………………………………………………………5
3.1 主梁的长度………………………………………………………………5
3.2 主梁垂直最大弯矩……………………………………………………… 5
3.3 主梁水平最大弯矩……………………………………………………… 6
3.4 主梁的强度验算………………………………………………………… 7
3.5 主梁的垂直刚度验算…………………………………………………… 7
3.6 主梁的水平刚度验算 ……………………………………………………8
4 端梁的计算 ……………………………………………………………………9
4.1 计算载荷确定………………………………………………………… 10
4.2 端梁垂直最大弯矩………………………………………………………11
4.3 端梁水平最大弯矩………………………………………………………11
4.4 端梁截面尺寸的确定……………………………………………………11
4.5 端梁的强度验算…………………………………………………………11
5 主要焊缝的计算…………………………………………………………12
5.1 端梁端部上翼缘焊缝 …………………………………………………13
5.2 下盖板翼缘焊缝的剪应力验算………………………………………14
5.3 主梁与端梁的连接焊缝 ………………………………………………15
5.4 主梁上盖板焊缝…………………………………………………………15
6 端梁接头的设计………………………………………………………16
6.1 端梁接头的确定及计算 ………………………………………………16
6.1.1 腹板和下盖板螺栓受力计算………………………………………16
6.1.2 上盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计……………………………16
6.2 计算螺栓和焊缝的强度…………………………………………………17
6.2.1 螺栓的强度校核 ……………………………………………………17
6.2.2 焊缝的强度校核 ……………………………………………………17
7 焊接工艺设计 ………………………………………………………………18
参考文献……………………………………………………………………………19
致谢…………………………………………………………………………………20
附录 …………………………………………………………………………………21
1 前言
桥式起重机是应用非常广泛的起重机械。随着社会主义建设的发展, 桥式起重机的需要与日俱增, 我国每年的桥机产量在10万吨以上。桥式起重机的桥架结构是起重机的重要组成部分, 它的重量占起重机自重的40%～60% , 要使用大量的钢材。桥架自重也直接影响厂房建筑承重结构及基础的土建费用与材料消耗。在确保产品使用安全及正常使用年限的前提下, 尽最减轻桥架自重是节约金属材料的重要途径。
我国生产的桥式起重机, 不论是通用桥式起重机或是冶金工厂用特种桥式类型起重机,在1958年以前由于设计力量薄弱, 基本上是沿用国外的设计, 桥架结构以箱型和四桁架型等传统结构型式为主。一直到1958年大跃进以后, 由于破除迷信, 在群众性的技术革新运动推动下, 才试制了一些新型桥架结构的桥式起重机, 其中主要的如偏轨箱型、单主梁结构、三角桁架结构等等。但是由于没有及时总结经验, 研究试验工作也做得不够, 没有在改进与提高以后进行推广, 因此桥架选型工作仍然是我们当前迫切要做的工作, 应该比较系统的有组织的研究适合我国各个产业部门采用的桥架结构型。
我国在桥式起重机的产品系列化、通用化和标谁化方面虽然也做了一些工作, 但为了使桥架结构定型, 还要做大量的工作。目前生产的基本情况是5～50吨小起重量桥式起重机仍以箱型结构为主,箱型结构是应用最为广泛的传统结构。它具有制造简便、生产工效高、通用性强等一系列的优点, 因而迄今仍然是国内外桥式起重机的常用桥架形式。在国内, 在50年代和60年代初期, 5～50吨的小起重量系列产品和75～250吨的大起重量系列产品都采用箱型结构。
1.1总体方案拟定
本次设计与以往的输送机主要有以下几点的改进：
1)吨位标注排为5T单梁桥式起重机。
1-铭牌装置；2-横梁；3-电动葫芦；4-吨位牌装置
图1 5T单梁桥式起重机简图
Fig.1 5t sigle bean bridge
2) 主梁跨度34m ,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接。
3) 端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。
（1）主梁的设计：
主梁跨度34m ,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接，主梁横截面腹板的厚度为6mm,翼缘板的厚度为10mm，主梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17 ，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁连接处的高度取H0=0.4～0.6H，腹板的稳定性由横向加劲板和，纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁通常会产生下挠变形，但加工和装配时采用预制上拱。
（2）端梁的设计：
端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别传动的方案。
参考文献
[1]张质文.等.起重机设计手册[M].北京??中国铁道出版社 1998
[2]陈道南.?起重运输机械[M].北京 冶金工业出版社 1997
[3]陈道南.起重机课程设计[M].北京 冶金工业出版社 1993
[4]东北工学院?机械零件设计手册?编写组.机械零件设计手册 第二版 .冶金工业出版社 1987
[5]中华人民共和国国家标准GB3811-83?起重机设计规范.北京??中国标准出版社1983
[6]大连起重机厂.起重机设计手册[M].辽宁人民出版社 1979
[7]扬长骙.起重机械[M].北京??机械工业出版社,1982
[8]中国工程机械网.工程起重机产业现状及发展趋势.
/news/articleview/2004-5-10/article_view_14225.htm.2003
[9]丁中立.?国外工程起重机发展趋势.
/gongxue/jxhg/qushi/200411/3725.html.?2004.11.3
[10]成大先.机械设计手册[M].北京 机械工业出版社 2004
[11]王昆等.机械设计基础课程设计[M].北京 高等教育出版社 1996
[12]宋寅.?起重机运行机构减速器选择中的几个问题[J].铁道货运?2003 2 26-30
[13]国家机械工业委员会西安重型机械研究所.重型机械标准[S].北京 国家机械工业委员会重 机械局 1987。
[14]Purdum.T.?Machine?Design[M].Journal?of?Coal?Science?&Engineering,1978.
[15]Yang?Jung?HuaYang?Kuang?Shine.?Adaptive?coupling?control?foreverh ead?cranesystems[J]?.IEEE?Control?System?Magazine.
[16]中国机械工程学会焊接学会编. 焊接手册 机械工业出版社，1992
[17]徐格宁编 机械装备金属结构设计，机械工业出版社 2009
[18]Gordon S．G，Beveridge and Robert S．Schechter,Optimization Theory and Practics[M]．
[19]堂增宝等主编，机械设计课程设计（第二版）。华中科技大学出版社，1998
[20]刘鸿文主编.《材料力学》. 高等教育出版社 ,2003
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