75t跨度19.5m双梁桥式起重机结构设计说明书

太原科技大学课程设计题目起重量75T跨度195M双梁桥式起重机结构设计姓名学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级指导教师年月日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。关键词双梁桥式起重机校核许用应力目录2主梁尺寸2参考文献38第一章桥式起重机金属结构设计参数表11设计参数起重机类型双梁桥式起重机起重量（主/副T）75小车重量T26跨度（M）195起升高度M16起升速度主/副M/MIN42小车运行速度（M/MIN）28大车运行速度（M/MIN）90小车轮距（M）28小车轨距M3吊钩最小下放距离（M）2大车运行机构质量（KG）1500结构工作级别A6司机室质量T3左侧极限（M）2右侧极限（M）16司机室距左侧距离（M）12第二章总体设计1桥架尺寸的确定1大车轴距2主梁尺寸3端梁尺寸4主，端梁的连接（）L（）2253254875M0B146146根据小车轨距和中轨箱型梁宽度以及大车运行机构的设置，取45M端梁全长B6M02主梁尺寸高度H（）L11471393MM147取腹板高度1350MM0H腹板厚度10MM翼缘板厚度12MM0主梁总高度21374MM1HH0主梁宽度B04055496687MM腹板外侧间距取B730MM325MM且458MM60L13H上下翼缘板相同，为12MM730MM主梁端部变截面长取DL/8L/4243754875MM，取D2500MM图21双梁桥架结构高度1/2687MM，取700MM2H12H考虑大车轮安装，端梁内宽380MM0B总宽460MM，各板厚8MM2B主、端梁采用焊接连接，端梁为拼接式，桥架结构与主、端梁界面示于图21及图3145M0BB5M1350MM0H10MM12MM01374MM1HB1B730MM12MM730MMD2500MM700MM2H460MMB8MM01固定载荷图31主梁与端梁截面第三章主、端梁截面几何性质（图31）A主梁A730121350102004452M26401362087168M20A形心X365MMY687MM惯性矩XI33217027011568121010MM41IY3320705121032687109MM4B端梁A6082（）0023MM2惯性矩XI33255081214641384109MM42IY332850681189839108MM4A004452M2087168M20A121010MM4XI6871091YMM4A0023M21384109MM4XI8391082IYMM42小车轮压3动力效应系数第四章载荷主梁自重载荷KAG981QF1278500044529814114N小车轨道重量（P43）44653981G43804N/M栏杆等重量G100981LFM981N/M主梁的均布载荷QGL553305N/M根据主、副起升机构和运行机构的设计布置起升载荷为GQPM75103981735750N小车自重03575103981257512NGXP额定起升载荷产生的和PO12P01029GQ2613849NP021GQ2352464N小车轮压4966313N012空载轮压677664N1P553305N/MQF4966313NP11144惯性载荷5偏斜运行侧向力609898N2P1112HC211034QV1124100584YH111H1MM,接头高度差大小车都是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354737NXGP27大车运行起制动惯性力（一根主梁上）为354737NH273957N/MFQ主梁跨端设备惯性力影响力小，忽略一根主梁的重量为GP04QFL55330519504105681N一根端梁单位长度的重量1QAGK117850001899811601N一根端梁的重量为BQDP1FQ160158005N一组大车运行机构的重量（两组对称配置）为G1500/298173575NGJJM司机室及设备的重量（按合力计）为354737NXGP354737NHP3957N/MF105681NGP1601N1FQ8005NQDP73573NGJ29430NSP6扭转载荷1内力（1）垂直载荷MSG300098129430NGSP1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1RP21212QGXGSGJDDPPL05（2575125735750）05210568129430112/1957357580056452937N由195/639查得01060LB侧向力1SP2R64529370106342006N2满载小车在主梁左端极限位置左侧端梁总静轮压2RP121QGXGSGJDEDPPPLL10373352N侧向力549788N2SP2R估算大车轮压P2125T选取大车车轮直径为500MM,轨道为QU70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516452937N1RP342006N1SP10373352N2R549788N2SP图51主梁计算模型固定载荷作用下主梁跨中的弯矩（）QM428QIGJFLDP3427299N跨端剪切力QCF42112QGJSDLL1058192N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1326M21PB9051284则25025773NMPM跨中E点剪切力（1）PF124P1BL2754019N跨中内扭矩为0NT2满载小车在跨端极限位置（Z）小车左轮距梁端距离为1E3427299NQM1058192NQCF25025773PMNM2754019NPF0NT（2）水平载荷21307MM1CEB跨端剪切力（）PCF4P1LC5295888N跨端内扭矩为01NT主梁跨中总弯距为XMQP34272992502577328453072NM主梁跨端总剪切力RFCQPC52958881058192635408N1）水平惯性力载荷在水平载荷及作用下，桥架按刚架计算。HPFK3MBK15M2AK4305M10B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中，刚架的计算系数为1R123ABIL1105跨中水平弯矩HM211483HPFRR1021349NM5295888NPCF01NT28453072XMNM635408NRF跨中水平剪切力为1773685NPH12跨中轴力为HN218HFLPABR119445N小车在跨端,跨端水平剪切力为CHF1EP2L356886N2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1SR123ILK98460511421小车在跨中,侧向力1SP2R342006N超前力为10SBL70155N端梁中点的轴力为35078N12DP端梁中点的水平剪切力为1DSSKRA1021349NMHM1773685NP119445NH356886NCHF70155N1P13089N1DP1053420634213089N主梁跨中的水平弯距为SM11DLPAB25328NM主梁轴力为11SDN34200613089211116N主梁跨中总的水平弯矩为YMHS1021349253281046677NM小车在跨端。侧向力为549788N2SP超前力为20SB1099576N端梁中点的轴力为549788ND12P端梁中点的水平剪切力为（）2DSSKRA1055497834221041N主梁跨端的水平弯矩为ABCSM2SPD5497880521041105590505NM主梁跨端的水平剪切力为CSF2DN1P549788N主梁跨端总的水平剪切力为CHFCS25328NMSM211116N1S1046677YMNM549788N2SP1099576N221041N2DP590505NMCSM549788CSFN906674NCH2强度906674N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，不需计算需要计算主梁跨中截面危险点、的强度1主腹板上边缘的应力主腹板边至轨顶距离为14012152MMYH0G主腹板边的局部压应力为425JIMYP8787MPA1963801垂直弯矩产生的应力为01MXYI163MPA水平弯矩产生的应力为02YXI556MPA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YS0105B5311800MM4主腹板上边的切应力为02PYNXFTAI61MPA点的折算应力为010216856MPA122003M26857168573611466MPA3，属窄式连接HB501550MM,1Y1102550230021002414600MM2I腹板角点螺栓的最大内力为1FP12FIMY33000N腹板角点螺栓顺梁轴的内力和为LFP1F3043733000360437N单剪螺栓的许用承载力58137NLJP2108175431HFL635408NRF连接板需要的焊缝长度为FL1207FH635481628MM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为Y2348XPBLEI325109615043945625453MM27857MM97Y2桥架的水平惯性位移X341115488HHPLFLEIREIR3111HIP3594594703826842913751146MM975MM20LX3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107728KGGM105689PG全桥架中点换算质量为YX3腹板拼接05（2）107728266447374175KG1MGX起升质量75000KG2Q0起升载荷G735750NQPM0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0Y23248QXPBLEI2351075945064192130MM起升钢丝绳滑轮组的静伸长为464MM0QRPLNEA结构质量影响系数为2012YM2374513460024桥式起重机的垂直自振频率为VF0121GY98346024275HZ（合格）VF4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05EM0GXQM05（10772826644775000）56288KGVF（4）端梁拼接强度半钢架跨中在单位水平力作用下产生的水平位移为E3148LEIR35990312687420000037MM/N桥式起重机的水平自振频率为HF12EM0568373492HZHZ（合格）12HF第九章桥架拱度桥架跨度中央的标准拱度值为0F1L95195MM考虑制造因素，实取14273MM0YF跨度中央两边按抛物线曲线设置拱度，如图所示2041AL91图91桥架的拱度距跨中为的点1A8LHF255MM0F357MMY3347MM2146357LY距跨中为的点2A26775MM22416357LY距跨中为的点MMA835Y因此，桥架结构设计全部合格。总结通过金属结构课程设计学习，使我学到了许多非常重要的知识和技术。现对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。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