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文档简介
目录CAD图值请联系本人,QQ68661508摘要III前言1第一章桥式起重机金属结构设计参数2第二章总体设计321大车轴距322主梁尺寸3第三章主端梁截面积几何性质4第四章、载荷541固定载荷542小车轮压543动力效应系数644惯性载荷645偏斜运行侧向力646扭转载荷8第五章主梁计算951内力1152强度1453主梁疲劳强度1654主梁稳定性18第六章、端梁计算2561载荷与内力2662水平载荷2763疲劳强度3164稳定性3465端梁拼接35第七章、主梁和端梁的连接39第八章、刚度计算4081桥架的垂直静刚度4082桥架的水平惯性位移4183垂直动刚度4184水平动刚度42第九章、桥架拱度43总结45参考文献46致谢47英文资料48摘要本设计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。设计过程先用估计的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、刚度进行粗略的校核计算,待以上因素都达到材料的许用要求后,画出桥架结构图。然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。若未通过,再重复上述步骤,直到通过。由于桥架的初校是在草稿中列出,在设计说明书中不予记录,仅记载桥架的精校过程。设计中参考了各种资料,运用各种途径,努力利用各种条件来完成此次设计本设计通过反复斟酌各种设计方案,认真讨论,不断反复校核,力求设计合理通过采取计算机辅助设计方法以及参考前人的先进经验,力求有所创新通过计算机辅助设计方法,绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能,力求设计高效。关键词桥式起重机,校核,许用应力METALFRAMEWORKOFBRIDGECRANE10T255MDESIGNABSTRACTTHEPROJECTDESIGNSMETALFRAMEWORKOFBRIDGECRANEINUSEOFALLOWABLESTRESSMETHODANDCADATFIRST,ICHOSESIZEASSUMABLYTHEN,PROOFREADEDTHESIZEIFTHEPROOFWASNOTPASSED,MUSTCHOOSETHESIZEAGAINUPTOPASSTHEPROOFIFTHEPROOFWASPASSED,ITCOULDCARRYONTHESPECIFICSTRUCTURALDESIGNATLAST,ITSPLOTANDCLEANUPTHECALCULATIONPROCESSDESIGNEDTOMAKEREFERENCETOTHEVARIOUSOFDATAINTHEPROCESS,MAKEUSEOFVARIOUSPATHS,WORKHARDTOMAKEUSEOFTHEVARIOUSOFCONDITIONTOCOMPLETETHISDESIGNINREASONICONSIDEREDVARIOUSDESIGNPROJECTS,DISCUSSEDEARNESTLY,CALCULATEDTIMEAFTERTIME,TRYHARDFORAREASONABLEDESIGNVIACADANDMAKEREFERENCEADVANCEDEXPERIENCES,TRYHARDFORAINNOVATORYDESIGNVIACAD,PLOTINGANDCALCULATIONCANMAKEGOODUSEOFPOWERFULLCOMPUTER,TRYHARDFORAHIGHEFFICIENCYDESIGNIKNEWTHEVARIOUSOFDESIGNMETHODS,NEWESTMACHINEDESIGNMETHODSBOTHHEREANDABROADALSOFOUNDVARIOUSOFGOODDATAKEYWORDSBRIDGECRANE,PROOFREAD,ALLOWABLESTRESS前言此次设计是对桥式起重机双梁桥架进行结构设计。通过这次设计,我对起重机械,特别是金属结构的设计有了更进一步的认识和了解。通过本次设计,加深对桥式起重机各部分功能和设计特点的掌握,学会使用许用应力法设计设计中认真参考各种资料如,运用各种途径如上网,采取计算机辅助设计AUTOCAD2007努力对桥式起重机桥架金属结构进行合理设计桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行构成一矩形的工作范围就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。这种起重机广泛用在室内外仓库厂房码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机3种。物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分,距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大,自动化程度的提高,作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广,作用愈来愈大,对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革。大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统化以及新型化和实用化是这场变革得主题。由于本人还是个即将离校的应届毕业生,介于水平和能力有限,设计中有不少不合理处和错误望各位老师批评指正。第一章桥式起重机金属结构设计参数起重量125T跨度255M工作级别A6起升高度16M小车轮距27M小车轨距25M起升倍率4起升速度13M/MIN小车运行速度45M/MIN小车工作级别M5大车运行速度90M/MIN第二章总体设计桥架尺寸的确定21大车轴距()L()2256375425M0B146146根据小车轨距和偏轨箱型梁宽度以及大车运行机构的设置,取52M端梁全0B长B67M22主梁尺寸高度H()L18211500MM取H1600MM147取腹板高度1500MM0H翼缘板厚度120MM腹板厚度8MM,6MM12主梁总高度21620MMH0H主梁宽度B0405648810MM1腹板外侧间距B760MM425MM且540MM60L13H上下翼缘板不相同,分别为10930及10800MM主梁端部变截面长D3187MM,取D3150MM8图21、双梁桥架结构第三章主端梁截面积几何性质图31、主梁与端梁截面A主梁截面B端梁截面主梁A39700MM200397M2AO75316101212330MM2惯性矩159621010MM4XI4229109MM4YI端梁A21184MM2002118MM223215109MM4XI59215108MM4Y第四章、载荷41固定载荷主梁自重载荷为KAG9811236687NF81903785小车轨道重388698138122N/MG栏杆等重量G100981981N/MLLM主梁的均布载荷5031N/MQFGL42小车轮压起升载荷为G12500NQPM小车自重107910NGX小车自重载荷MG121298110001079102NQX1159042NP1J2J空载轮压335KN1383KN243动力效应系数1112107VQ10713/60115171005811005890/601194HH1MM,接头高度差44惯性载荷大小车都是4个车轮,其中主动轮各占一半,按车轮打滑条件确定大小车运行的惯性力一根主梁上的小车惯性力为827887NXGP27大车运行起制动惯性力(一根主梁上)为827887NHP273594N/MFQ主梁跨端设备惯性力影响力小,忽略45偏斜运行侧向力一根主梁的重量力5031255041262781NQP一根端梁单位长度的重量为1117945N1FQAGK819024785一根端梁的重量为B179456712023NQDP1一组大车运行机构的重量(两组对称配置)为G8039817877NQJJM司机室及设备的重量和为G200098119620NQSP451满载小车在主梁跨中央左侧端梁总静轮压按图41计算图41、端梁总轮压计算1RP21212QGXQGSGJDDPPL(323730107910)12627819620(13/255)787712023379310N由255/534245查得0172LB侧向力379310017326207N1SPR2452满载小车在主梁左端极限位置左侧端梁总静轮压为2R1221QGXQGSGJDEDPPPLL5612755侧向力48270N2SP2R估算大车轮压P18T选取大车车轮直径为800MM,轨道为QU7146扭转载荷中轨梁扭转载荷较小,且方向相反,可忽略。故在此不用计算。第五章主梁计算51内力511垂直载荷计算大车传动侧的主梁。在固定载荷与移动载荷作用下,主梁按简支梁计算,如图所示51图51、主梁计算模型固定载荷作用下主梁跨中的弯矩为()QM428QIGJFLDP1192319602407850312X530455N跨端剪切力为QCF42112QGJSDLPL1145031255787719620(1)3251063075N移动载荷作用下主梁的内力1)满载小车在跨中,跨中E点弯矩为PM421PLB轮压合力与左轮的距离为P2653M21B27059413则70583686NMPM跨中E点剪切力为(1)61788036NPF124P1BL跨中内扭矩为()NT4PHT(11973758571453014)1251645NM2满载小车在跨端极限位置(Z)小车左轮距梁端距离为1E07MM1CL端梁剪切力为()PCF4P1LBC119(255265307)11978987NM5290跨端内扭矩为零主梁跨中总弯距为530455705836861236291NMXMQP主梁跨端总剪切力106307511978982260973NRFCQPC512水平位置1)水平惯性力载荷在水平载荷及作用下,桥架按刚架计算。HPFK3BK1512AK583130B12水平刚架计算模型示表图52图52、水平刚架计算模型小车在跨端。刚架的计算系数为11113421R123ABIL8910258341跨中水平弯矩HM211483HPFRR41533NM跨中水平剪切力为41394NPH12跨中轴力为38755NHN218HFLPABR小车在跨端。跨端水平剪切力为CH1E2L5216325437106523N2)偏斜侧向力。在偏斜侧向力作用下,桥架也按水平刚架分析(如图53)图53、侧向力作用下刚架的分析这时,计算系数为11295SR123ILK小车在跨中。侧向力36883501695326207N1SPR超前力为74196N10SBL528736端梁中点的轴力为3710N1DNP端梁中点的水平剪切力为326207()57864N1D2SSKRA12350主梁跨中的水平弯距为SM11DLPABN32620713578641583678832548993N主梁轴力为26834N11SDNP主梁跨中总的水平弯矩为4153348993464323NMYMHS小车在跨端。侧向力为48270N2SP超前力为10979N20SB端梁中点的轴力为54895NDN12P端梁中点的水平剪切力为()48270()2D2SSKRA1129476385624N主梁跨端的水平弯矩为AB48270138562415877245NMCSM2SPD主梁跨端的水平剪切力为54895NCSF2DN12主梁跨端总的水平剪切力为161418NCHCS小车在跨端时,主梁跨中水平弯矩与惯性载荷的水平弯矩组合值较小,不需计算52强度需要计算主梁跨中截面(如图31所示)危险点、的强度521主腹板上边缘的应力主腹板边至轨顶距离为144MMYH0G主腹板边的局部压应力为4250JIMYPH8195057MPA垂直弯矩产生的应力为01MXYI103596278801012MPA水平弯矩产生的应力为MPA021YXI915029437583惯性载荷与侧应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板的静矩为10930(78365)YS0105B7240980MM4主腹板上边的切应力为02PYNXFSTAI68165473038MPA点的折算应力为1071MPA010222003M468946868MPA175MPA(1)点的折算应力为22MYXI1173MP175MPA(2)点的应力为115225YXII1345MPA175MPA522主梁跨端的切应力主梁跨端截面变小,以便于主端梁连接,取腹板高度等于900MM。跨DH端只需计算切应力1)主腹板。承受垂直剪力及扭矩,故主腹板中点切应力为EF1NTDHC5主梁跨端封闭截面面积为(B7)753910685230MM20A0代入上式8673210914908355115MPA100MPA副腹板中两切应力反向,可不计算2)翼缘板。承受水平剪切力161418N及扭矩95189NMCHF1NT1068523909316458MPA100MPA主梁翼缘焊缝厚度取8MM,采用自动焊接,不需计算FH53主梁疲劳强度桥架工作级别为A7,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力求截面E的最大弯矩和最小弯矩,满载小车位于跨中轮压在E点上则1P2088055NMMAXM空载小车位于右侧跨端时(如图54)图54、主梁跨中(E)最小弯矩的计算左端支反力为4392NR1F22PLBCMINM4R1FQZ530455119439205(2551344)5935804NM531验算主腹板受拉翼缘板焊缝的疲劳强度MAX20XMYI103596481081MPAMINI20XMYI1035964833073MPA图55、主梁截面疲劳强度验算点应力循环特性02840MINAX10873根据工作级别A6,应力集中等级及材料Q235,查得MP,370K19BMPA焊缝拉伸疲劳需用应力为2163MPARL167045BR1081MPA(合格)MAXRL(1)验算横隔板下端焊缝与主腹板连接处MAX210XMYI10359624781016MPAMINI210XYI103596247385502MPA028420MINAX显然,相同工况下的应力循环特性是一致的根据A7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K3,查得71MPA1拉伸疲劳需用应力为RL167045BR1417MPA1016MPA(合格)MAXRL由于切应力很小,忽略不计54主梁稳定性541整体稳定性主梁高宽比3(稳定)HB7601542局部稳定性翼缘板74660,需设置一条纵向加劲肋,不再计算014翼缘板最大外伸部分15(稳定)0B主腹板2000H816024副腹板2667030故需设置横隔板及两条纵向加劲肋,主副腹板相同,其设置如图56腹板间距A1600MM,纵向加劲肋位置02380MM1H201验算跨中主腹板上区格的稳定性。区格两边正应力为(101259)107MPA102I12图56、主梁加劲肋设置及稳定性计算20213Y652MPA061(属不均匀压板)210区格的欧拉应力为11625MPAE2086B(B320MM)1H区格分别受、和作用时的临界压应力为1E1CRK嵌固系数为12,51,屈服系数4912则AB32016K841124912116251CR798MPA075176MPAS需修正,则()1CRS153SCR2352682198MPA腹板边局部压应力5057MPAM压力分布长C25021341050338MMYH53,按A3B计算,AB30376C3区格属双边局部压缩板,板的屈曲系数为MK20718A23620281220281162529686MPA075176MPAMCRKES需修正,则235MCR8629351200MPA区格平均切应力为002PNFTAH681957MPA由51,板的屈曲系数为AB55K24532512551162576725MPACRE1329MPAR76需修正,则3CPA13115MPACR67区格上边缘的复合应力为22113M2275075078632MPA52,区格的临界复合应力为ABCR2211231344MMCRCRCRCR153482057819682190762155MPA11654MPACRRN315221MCR区格的尺寸与相同,而应力较小,故不需再算。主腹板外侧设置短加劲肋,与上翼缘板顶紧以支承小车轨道,间距390MM1A2验算跨中副腹板上区格的稳定性。副腹板上区格只受及的作用,区格两边的正应力为112013X10125974501087MPA212001363YX5778669MPA切应力02PNDFTAH681955MPA区格的欧拉应力为E21086B210683654MPA(属不均匀压板)217089151AB3206屈服系数49K84112496543844MPACRKE075176MPA需要修正,则1RS235CR43852208MPA由51,板的屈曲系数为AB55K2453251255654431MPACRE74755MPAR641需修正,则235(1)3CR5732222MPA1276MPACR1区格上边缘的复合应力为2132570885MPA52,区格的临界复合应力为ABCR212211344CRCRCR20794MPA11866MPACRRN2053121CR区格和跨端应力较小,不再计算3)加劲肋的确定。横隔板厚度8MM,板中开孔尺寸为3401100MM翼缘板纵向加劲肋选用角钢70706,A816MM2,377700MM41XI纵向加劲肋对翼缘板厚度中线(11)的惯性矩为XI21AE2105XIBZ377700816(700510195)2891106MM4XI2308AMB321072745106MM4合格XI主副腹板采用相同的纵向加劲肋63635,A6143MM2,2317001XIMM4纵向加劲肋对主腹板厚度中线的惯性矩为XI21AE2105XIBZ231700614349621742976MM4XI23025AH3281641679360MM4XI15151600831228800MM4合格XI30HXI第六章、端梁计算端梁截面已初步选定,现进行具体计算端梁计算工况取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61载荷与内力611垂直载荷端梁按修改的钢架尺寸计算,58M,A13M,B15M,K2B3M,0BB67M,045M,019M,主梁轴线与主腹板中线距离033M1A2A1X主梁最大支承力356755NRF因作用点的变动引起的附加力矩为零RF端梁自重载荷为17945N/M1Q端梁在垂直载荷作用下按简支梁计算如图61端梁支反力为VDFR412QB356755765943639088N图61、垂直载荷下端梁的计算截面11弯矩1XMVDF02BRK241RMBFQ3639088293567551580276519450479680NM剪力01VF截面22弯矩A2XMVDF241RMQA35368419107052715944770145NM剪力2VFD41QA36390884503215794360129NM截面33弯矩03XM剪力3VFD41QA363908845079362948NM截面44(沿着竖直定位板表面)4XMVDF2A241QA3639088019265079468705NM剪力4VFD412QA3639088640579362542N62水平载荷端梁的水平载荷有、等,亦按简支梁计算,如图所示62HPF2SXGP截面11因作用点外移引起的附加水平力矩为XGP1634303315393NMXGMP1弯矩AY16343132215728NM钢架水平支反力RHF211HFLPCBAR52163425439192358125681N85624N2DFHDFR2SPXGHDFR2SPXG图62、水平载荷下端梁的计算剪切力125681856241HFR2D211305N轴力25133NDCH截面22在、水平力作用下,端梁的水平支反力为HPF2SXGPHDR2SXG125681482701634377181N水平剪切力77181NH2FD弯矩为A771811322YMH1018788NM截面33水平剪切力77181NH3F2其他内力小,不计算截面11的应力计算需待端梁拼接设计合格后方可进行(按净截面)截面22截面角点112YXDMNIA218453092517032549478391575MPA175MPA腹板边缘110362YXDMXYNIIA()218453092517325494783914892MPA175MPA翼缘板对中轴的静矩为8X440(4504)1569920MM3YS1507MPA2VYXFI81035692折算应力为23220715391481512MPA175MP截面33及44端梁支承处两个截面很近,只计算受力稍大的44端梁支承处为安装大车轮角轴承箱座而切成缺口并焊上两块弯板(14MM130MM),端部腹板两边都采用双面贴角焊缝,取8MM,支承处高度FH400MM,弯板两个垂直面上都焊有车轮组定位垫板(16MM90MM440MM),弯板参与端梁承载工作,支承处截面(33及44)如图所示63图63、端梁支承处截面形心1YIA840283719243091996MM惯性矩为34296108MM4XI中轴以上截面静矩S982197MM3上翼缘板静矩688512MM31S下翼缘板静矩703976MM32截面44腹板中轴处的切应力为649MPAF42VXFSI810296375100MPAF因静矩,可只计算靠弯板的腹板边的折算应力,该处正应力为2S1421XMYI83104296875373MPA切应力为465MPA42VXFSI81042963875折算应力为222578876MPA175MP(合格)假设端梁支承水平剪切力只由上翼缘板承受,不计入腹板上翼缘板切应力为329MPAY42015HFB871端梁支承处的翼缘焊缝截面计算厚度(2078MM112MM)比腹板厚度(8MM)大,故焊缝不需验算,截面44的水平弯矩小,忽略不计63疲劳强度端梁疲劳强度计算只考虑垂直载荷的作用631弯板翼缘焊缝验算截面44的弯板翼缘焊缝满载小车在梁跨端时,端梁截面44的最大弯矩的剪切力为68705NMMAXM4362542NF空载小车位于跨中不移动时端梁的支反力为VD011242GXQPBGF276594867850985806N这时端梁截面44相应的弯矩和剪切力为MINMVDF221QAA98580626405794018363NM97432NMINFVD12QA弯板翼缘焊缝的应力为373MPAMAXA214XMYI997MPAINI2XI332MPAMAXMA2407FXFSHI810429638704589MPAININ2FXI根据A6和Q235及弯板用双面贴角焊缝连接,查的48MPA,3704K1BMPA026730MINAXINAXM焊缝拉伸疲劳需用应力为8957MPARL167045BR267304531026860MINAX2398按查的133MPA,取拉伸式0K12348MPARL167045BR1673028145166MPAR2RL8302131122MAXAXRLR29107647632端梁中央拼接截面根据端梁拼接设计,连接螺栓的布置形式已经确定,可只计算受力大的翼缘板拼接截面11的内力为597409NMMAXM1空载小车位于跨中不移动,主梁跨端的支承力为92569NFR0124GXPG819204126781这时的端梁支反力为985806NVD端梁拼接截面11的弯矩为MINMVDF2102BFQKRB9858069256276519428295558NM翼缘板的平均应力(按毛截面计算)为YAX205MI91032549741148MPA翼缘板传递的内力为11488440404096NYNYA端梁拼接处翼缘板面上布置有4MM的螺栓孔,翼缘板净截面积为21(440421)82848MM2F应力1419MPAMAXYFNA02680INAXMIAM59740163可见,在相同的循环工况下,应力循环特性是一致的。根据A7和Q235及带孔板的应力集中等级,查得101MPA2W1翼缘板拉伸疲劳需用应力为2195MPARL167045BR2680374516MAXRL若考虑垂直载荷与水平载荷同时作用,则计算应力要大些腹板应力较小,不再计算64稳定性整体稳定性2393(稳定)HB9076局部稳定翼缘板4560(稳定)0H8腹板110504016故只需对着主梁腹板位置设置四块横隔板,6MM65端梁拼接端梁在中央截面11采用拼接板精制螺栓连接,翼缘用双面拼接板8MM420MM440MM及8MM350MM440MM腹板用单面拼接板8MM440MM860MM,精制螺栓选用M20MM,拼接构造及螺栓布置如图所示64图64、端梁拼接构造651内力及分配满载小车在跨端时,求得截面11的内力为597409NM,剪力01XM1VF26966NM,211305N1YM1HF25133ND端梁的截面惯性矩为232149109MM4XI59251108MM4Y腹板对X和Y轴的总惯性矩为92108108MM4FXI47894108MM4FY翼缘对X和Y轴的总惯性矩为1400408109MM4XI11358108MM4Y弯板分配腹板2370294NM1XMFX1FXI翼缘3603796NMYX1YXI腹板21797NM1YFY1YFI翼缘5196NMYM1YI水平剪切力分配剪力有上下翼缘板平均承受,一块翼缘板所受的剪切力为10565N1F21H轴力分配轴力按截面积分配一块翼缘板受轴力4176NYNYDA一块腹板受轴力83903NFFDA(90016)87072MM2F44083520MM2YA221184MM2FAY652翼缘拼接计算由产生的翼缘轴力为YXM404013NYN0XH89106373一块翼缘板总的轴力为408189NYY拼接缝一边翼缘板上有8个螺栓,一个螺栓受力(剪切力)为510236NYNPN4019由上下翼缘板平均承受,一块翼缘板的水平弯矩为YM2585NMY12Y拼接缝一边翼缘板上螺栓的布置尺寸为3,可按窄式连接计算150HB3011XMM,45021502100000MM2IX翼缘板角点螺栓的最大内应力为38775N1YP2IMX10583角点螺栓顺梁轴的内力和为5102363877554901NNF1YP水平剪切力由接缝一边翼缘上的螺栓平均承受,一个螺栓的受力为113206NS1N8056角点螺栓的合成内力为549169NLYR2NSF22613049选精制螺栓M20MM,孔D21MM,8MM一个螺栓的许用承载力为剪切96981NLJP24LJDN21084承压2181852920NLCLC10555566N(仍属合格)LYRLCP653腹板拼接计算由对腹板产生的轴力为FYM59231NFNFYB836012793一块腹板总轴力为676213NFFF焊缝一边腹板螺栓平均受力,一个螺栓受力为42263NFNPFM16372腹板垂直弯矩由两腹板承受,一块腹板的弯矩为FXM118515NMF2F拼接缝一边腹板上螺栓的布置尺寸为773,属窄式连接770MM,HB7011Y11023302550277021016400MM2IY腹板角点螺栓的最大内力为44892N1FP12FIMY0647853腹板角点螺栓顺梁轴的内力和为4226344892491183NLFFN1F单剪螺栓的许用承载力108175484906NLJP2410550915N(仍属合格)LFLJ654端梁拼接净截面11的强度因拼接处螺栓孔减少了截面惯性矩,需用净截面验算强度同一截面中各板的螺栓孔对X和Y轴的惯性矩为2188(4504)24(552165227523852)4381XDI2IY108MM4107805108MM4YDI22184501684端梁拼接处净截面惯性矩为23215109438110818834108MM40XIXD592511081078051084847108MM4YY全部板材的螺栓孔截面积为2184032MM2DA16拼接处净截面积为A21184403217152MM20DD端梁拼接处强度为1100YXDMNIA175230847269108345597391564MPA(合格)显然,垂直载荷产生的应力是主要的。端梁计算中,载荷齐全,个别取值偏大,如小车运行惯性力仅由一侧端梁承受等,实际上要比计算结果小些。第七章、主梁和端梁的连接主、端梁采用连接板贴角焊缝连接,主梁两侧各用一块连接板与主、端梁的腹板焊接,连接板厚度8MM,高度095095900855MM,取8501HD1HMM,主梁腹板与端梁腹板之间留有2050的间隙,在组装桥架时用来调整跨度。主梁翼缘板伸出梁端套装在端梁翼缘板外侧,并用贴角焊缝(8MM)周边F焊住。必要时可在主梁端部内侧主、端梁的上、下翼缘处焊上三角板,以增强连接的水平刚度,承受水平内力,连接构造示于表图71H1图71、主梁与端梁的连接主梁最大支承力为356755NRF连接板需要的焊缝长度为3922MMFLR1207FH108723561实际(足够)1HFL主、端梁的连接焊缝足够承受连接的水平弯矩和剪切力,故不再计算第八章、刚度计算81桥架的垂直静刚度满载小车位于主梁跨中产生的静挠度为Y2348XPBLEI10523961022737502365MM31875MM8LY82桥架的水平惯性位移X341115488HHPLFLEIREIR3111HIP13425163482059134210294062485133286MM1275MM0LX83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128724KGGM819267GF全桥架中点换算质量为05(2)12872411000238724KG1GMX起升质量32000100033000KG2Q0起升载荷G323730NP起升钢丝绳滑轮组的最大下放长度为162216MRL2QRH桥架跨中静位移为0Y23248QXPBLEI1052396102737571673MM起升钢丝绳滑轮组的静伸长为369MM0QRPLNEA532701684结构质量影响系数为0070392012YM293671348桥式起重机的垂直自振频率为208VF0121GY073913671982HZ(合格)VF84水平动刚度起重机水平动刚度以物品高度悬挂,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0505(1287241100033000)284362KGEM0GXQM半主梁跨中在单位水平力作用下产生的水平位移为00E3148LEIR13421029406248530013432MM/N桥式起重机的水平自振频率为2575HZHZ(合格)HF12EM01342284612HF第九章、桥架拱度桥架跨度中央的标准拱度值为255MM0F1L025考虑制造因素,实取14357MMYF跨度中央两边按抛物线曲线设置拱度,如图所示91204AL图91、桥架的拱度距跨中为的点3347MM1A8L64173521LY距跨中为的点26775MM2422Y距跨中为的点MM3A8L6153因此,桥架结构设计全部合格。总结通过3个月的金属结构毕业设计学习,使我学到了许多非常重要的知识和技术。马上就要结束了现对在3个月的学习进行以下总结首先,在前期的设计计算过程中,温习了以前所学的所有知识,并对其进行了巩固。在计算过程中,发现了一些疑难问题和自己以前没有注意的知识点和方法,通过老师的指导和讲解,自己的复习对其进行了理解和掌握。在规定的时间内完成了前期计算过程。其次,通过应用CAD技术绘图,使我掌握了CAD的使用方法,同时也从中学到了许多绘图方法和技巧,特别是快捷键的应用。使我在比较短的时间内能够完成所要画的图纸。在写设计说明书的过程中,掌握了WORD和公式编辑器的应用。虽然在编写过程中遇到的难题,通过向自己的摸索和同学的帮助都的到了解决。在这次设计过程中,我查阅了大量的相关资料。掌握了许多新方法和新知识。使自己的专业知识的到了大大补充。特别是一些自己平时所学课本上没有介绍的知识。例如翼缘板和腹板加劲肋的选用、计算和校核。4分管的尺寸,还有起重机的一些安全设备的应用和工作过程。同时还了解了目前的起重机的发展情况以及以后的发展,并掌握一些最新技术和设计理论。针对此次的设计,随着对整机的不断深入了解,也发现了设计存在的一些问题。一方面,由于缺乏必要的生产实践知识,我们的设计还局限于一定的想象空间上,实际中不生产或加工比较困难。另一方面,在设计的过程中,缺乏对细节的考虑,只抓住了其中大的框架,后续的工作还有很多。通过这次毕业设计,使我感觉收获颇多。在设计中培养了大家的团队合作精神,遇到问题大家集体讨论进行解决,还有CAD技术的应用,这些对于我们即将走向工作岗位的新人是一个很好的培训和锻炼,同时也是平时所学的理论和实践的一次结合。这次设计将对我们的以后工作和学习奠下重要的理论知识基础和实践经验。参考文献1、大连理工大学杨长,傅东明主编。起重机械。北京机械工业出版社,19922、起重机设计规范编写组主编。国家标准GB381183起重机设计规范。北京国家标准局出版社,19833、张质文等主编。起重机设计手册。北京中国铁道出版社,20014、上海交通大学王殿臣,倪庆兴主编。起重输送图册,上册起重机械。北京机械工业出版社,19925、起重机械教材6、起重机课程设计7、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,19988、材料力学刘鸿文主编高等教育出版社2003致谢我通过三个月的时间,结合了大学四年所学的专业知识,同时查阅了大量起机专业的相关资料,以及起机教研室各位老师的帮助指导。使我对起重机械的设计有了新的较系统的认识。特别是对起重机金属结构有了较深刻的了解。在近两个月的毕业设计即将完成之际,衷心的向帮助过我,鼓励过我的老师同学们表示感谢。首先要感谢在此次设计中给与我全程细心指导的老师。由于本人学识水平和设计经验的缺乏,在设计的开始阶段,遇到了很多棘手的问题,在后来的设计绘图过程中,又暴露很多实际的画图问题,自己毫无经验。秦老师的及时耐心有效的指导,才使我能顺利、如期的完成毕业设计。老师们渊博的知识、严谨的治学态度、高度的责任感和对我们时时刻刻的关怀之心,都深深的感染着我。、感谢同组的同学对我的帮助。最后,向毕业设计评审委员会的各位老师表示崇高敬意和衷心感谢。在增强集装箱装卸起重机负荷摆动的控制MWMG迪萨纳亚克,JWR科茨,D,C阁下楼达兰特怀特,和硕士LOUDA澳大利亚中心的外勤机器人机械和机电一体化工程悉尼大学的2006年新南威尔士州,澳大利亚。摘要本文介绍的是强化集装箱码头起重机的设计,执行和控制。新的起重机是基于一种新型的REEVING安排,这种安排允许快速和准确的运动以及细小的定位。也介绍了机械设计和控制器设计的最小化负荷摆动的重要的理论。该控制器使用测量绳的紧张局势,以提供人工阻尼负载。实验结果从1/15TH缩尺模型的提出。控制策略被认为是极其有效在振荡阻尼吊具内两个或三个周期。1。说明码头集装箱的中率是影响集装箱港口效率独一的,最重要的因素。一个集装箱港口。起重机周期被两个主要的因素限制。首先,容器可能并不总是对齐,不方便装取。第二,负荷,悬吊的绳索长达50米,在作业过程中有摆动的趋势。这些因素可以减少中率约50。增大中率的潜在好处就变的十分重大。持续不断的减少集装箱定位时间可能会使一个码头运营商节省几百万美元左右。本文所述旨在通过提高REEVING刚度和阻尼,并通过增加控制自由度的码头起重机来克服这些问题。码头起重机是用来在港口装卸船上的集装箱。一个典型的码头起重机是如图1所示。集装箱被挂在一个“吊具”上,吊具安装在一个“头块”上。一套钢丝绳(该REEV法)用来从架空铁路式手推车上提升机头部块。那个龙门上运行的小车也可以沿着垂直轴运动的小车,使起重机的三个转变自由度。经营码头起重机是一项艰巨的任务,需要高度熟练司机。第一个步骤,为实现加强起重机操作就要有效控制吊具使负荷摆动减少,从而增加起重机的潜在运行速度。目前的这一领域的工业实践由以下方面组成;依靠起重机司机的技术去避免负荷摆动,在REEVING或控制系统中纳入电力或液压防摇机制。这些装置可以大大提高复杂的起重机,许多设置似乎是在特设的基础上选择和评价的。由吊车司机关掉些防摇机制很常见的。许多吊机操作员在实践中发现对几何对形状的REEVING做一些小的调整,可以对起重机行为产生重大影响。为了量化这些观察意见,对动态行为的起重机的模型示范和理解它的动态行为是很重要的,并确定影响负荷摆动的关键设计参数。这些理解,反过来说可以导致改善REEVING几何尺寸和控制战略,尽量减少负荷摆动。本文研究的是一种模式码头起重机的动态行为它是基于STEWART平台结构的1REEVING安排。该使用的REEVING2和,所报告的3和DAGALAKIS4相似。之一的优势,这个REEVING的安排好处之一是能调整载荷的空间位置和方向而病不移动电车或龙门。这种“微定位”是通过独立绞车电机改变携带头块的长度绳索,或通过其他手段实现的。此外,不像传统的四绳REEVING,这种充分制约的STEWART平台意味着任何负荷摆动都会导致弹性绳索1变形。这种效应大大增加起重机的刚度,从而降低负荷摆动和潜在增加控制带宽。2。REEVING几何在REEVING安排中6个绳索和一套滑轮被用来悬吊一个在平台上沿龙门束运行的电车的头块。那个滑轮的位置装在根尖两个横向的直角梯形上,此梯形是在一个共同的垂直轴的旋转约180时抵消。这种直角梯形是通过插入相同宽度的矩形区域到两个等边三角形的STEWART平台中心。当行动负载惯性力在较低梯形范围内时该REEVING安排只支持负载而又不失去电缆线的张紧。通过增加对插入矩形的宽度,允许的外侧惯性负载力也会增加。图2显示了理想的REEVING,并定义参数和参照基准,用于在以后的章节。图2,该REEVING安排和STEWART平台具有相同的几何特征,但在集装箱上提供了一个更大的“足迹”。获得一个大的梯形足迹是至关重要的,因为它直接影响着起重机的性能潜力,特别是当负载是偏心随着再断层的传播。绳子的长度是相同的当吊具横向。因此,吊装可以通过使用任何一个有效的葫芦鼓或使用6个独立的升降器电机和鼓来实现。与传统的串行机器人相反,逆运动学的斯图尔特平台修改在很相近的形式上可以很容易地获得。三角函数公式的六绳部分长度是通过吊具的位置和方向很容易派生出来的。图5。小车上的模型码头起重机轮平台视图。护理是维护主要机械部件,如束,手推车,头块,滑轮和确的REEVING几何规模。图4是模型码头起重机的视图。根据经营业务理在码头上的起重机通过REEVING是可取的。有部分长度绳索托盘的通过REEVED应用的起重机模型证明龙门束可支持绳索悬链。支持悬链方法是可取的,当精确放置负载,接近起重机极限的工作空间,以维持有效的绳子刚度时,支持悬链方法是可取的,在模型上6绳REEVING安排的是基于修改的STEWART平台,图2,有下列几何参数下圈半径为A735MM上圈半径B1470MM传播距离SP730MM由于相对较为复杂REEVING几何以及需要提供绳子托盘,安排滑轮的小车需要大
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