畢業(yè)設(shè)計(jì)-180T六梁橋式鑄造起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)(論文)題目：180T六梁橋式鑄造起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)姓名學(xué)院（系）機(jī)械電子工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（CAD）年級(jí)機(jī)自051207班指導(dǎo)教師2009年6月13日大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(任務(wù))說(shuō)明書(shū)學(xué)院（直屬系）：機(jī)械電子工程學(xué)院時(shí)間：2009年6月13日學(xué)生姓名指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)（論文）題目180噸六梁橋式鑄造起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容載荷分析及其組合；內(nèi)力計(jì)算，按照不同的載荷組合計(jì)算各危險(xiǎn)面的內(nèi)力，簡(jiǎn)化計(jì)算模型是必須考慮主、端梁之間相互約束的影響；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各截面的靜強(qiáng)度、靜剛度、動(dòng)剛度、疲勞強(qiáng)度、局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性的驗(yàn)算，以及主、端梁的連接計(jì)算，最后確定結(jié)構(gòu)的截面工程尺寸。研究方法在滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性以及疲勞強(qiáng)度的情況下，減小結(jié)構(gòu)的尺寸，做到經(jīng)濟(jì)性安全性最優(yōu)組合。主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))工作級(jí)別為A8級(jí)，且為六梁結(jié)構(gòu)。副主梁與副端梁的連接可采用焊接。主要參考文獻(xiàn)[1]徐克晉主編《金屬結(jié)構(gòu)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社1982.[2]徐格寧主編《起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社1995.[3]大連起重機(jī)器廠編《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》沈陽(yáng)：遼寧人民出版社1979.[4]徐格寧主編《機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》普通高等教育‘十一五’國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材2008.9[5]起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社1977.[6]倪慶興、王殿臣主編《起重輸送機(jī)械圖冊(cè)》北京:機(jī)械工業(yè)出版社1992.[7]張質(zhì)文、王金諾主編《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：中國(guó)鐵道出版社1997.[8]陳道楠、盛漢中主編《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》冶金工業(yè)出版社1982.目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要IIAbstractIII前言IV第一章總體方案設(shè)計(jì)-1-§1.1原始參數(shù)-1-§1.2總體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)-1-§1.3材料選擇及許用應(yīng)力-1-§1.4各部件尺寸及截面性質(zhì)-2-第二章橋架分析-10-§2.1載荷組合的確定-10-§2.2橋架假定-10-§2.3載荷計(jì)算-10-§2.4簡(jiǎn)化模型-18-§2.5垂直載荷-19-§2.6水平載荷-22-第三章主主梁計(jì)算-27-§3.1強(qiáng)度校核-27-§3.2主主梁疲勞強(qiáng)度校核-28-§3.3主梁的穩(wěn)定性-30-§3.4剛度計(jì)算-35-第四章副主梁校核-38-§4.1強(qiáng)度校核-38-§4.2副主梁疲勞強(qiáng)度校核-39-§4.3副主梁的穩(wěn)定性-41-§4.4剛度計(jì)算-44-§4.5橋架拱度-46-第五章端梁校核-48-§5.1主主梁端部耳板設(shè)計(jì)-48-§5.2副主梁一側(cè)端梁的校核-51-致謝-57-參考文獻(xiàn)-58-附錄A-59-附錄B-65-摘要六梁鑄造起重機(jī)是橋式起重機(jī)的重要組成部分，是中大型起重設(shè)備，由四根主梁和兩根端梁組成。本設(shè)計(jì)采用偏軌箱型主梁，設(shè)計(jì)過(guò)程中從強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性三個(gè)方面來(lái)計(jì)算，對(duì)于A7工作級(jí)別的起重機(jī)來(lái)說(shuō)還要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核，這就和A6以下工作級(jí)別的起重機(jī)的設(shè)計(jì)有了很大的區(qū)別，在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)靜強(qiáng)度有很大的富余，在計(jì)算局部穩(wěn)定性的時(shí)候還要注意局部輪壓的作用，這時(shí)候需要驗(yàn)算加勁肋的區(qū)格驗(yàn)算，很有可能需要再次驗(yàn)算。設(shè)計(jì)中在滿足剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性的前提下，探討了該機(jī)型金屬結(jié)構(gòu)受力的空間傳遞分配規(guī)律，推導(dǎo)出內(nèi)力計(jì)算公式。本文針對(duì)空間橋架內(nèi)力的傳遞進(jìn)行探討，在一定假定條件下，得出主、副梁及主、端梁間的傳遞規(guī)律。關(guān)鍵詞：鑄造起重機(jī),應(yīng)力,疲勞強(qiáng)度,穩(wěn)定性AbstractCastingsixbeamsoverheadcranesareanimportantcomponentpartofthemediumandlargeliftingequipment,bythefourmaingirderbeamsandtwo-component,thedesignbasedonthepartialtracksboxgirder,thedesignprocessfromthestrength,stiffness,Stabilitythreeaspects,fortheworking-levelA7cranewillrunforcalibration.Thisandthefollowingworking-levelA6cranedesignwithvastlydifferent,inthedesignwhentherearelargestaticstrengthofthesurplusinthecalculationofregionalstabilitybutalsotothepartialpressureoftheround,ThisneedstimecheckingSTIFFENERcheckingthegrid,islikelytobecheckedagain.Thestructureofthecraneiscomposedoftheprimarycentrolgirder,theassistantcentrolgirder,theprimarydead-endgirderandtheassistantdead-endgirderaccordingtothetraitofthecrane.Ontheadvanceoftheintensity,rigidityandstructuresupportingtheloadisstudiedmainly.Atthesametimewealsoincludetheformulatewhichisusedtocalculatetheinternalforce.Somekindsofconditionsareassuredinordertoholdtheinternalrelationbetweenthem.Keywords:rigidity,intensity,fatiguestrength,stability前言本設(shè)計(jì)為180/50t橋式鑄造起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于此橋式鑄造起重機(jī)的起重量大、跨度大、工作級(jí)別高，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)疲勞強(qiáng)度為其首要約束條件。因此在選材時(shí)選用穩(wěn)定性好，對(duì)應(yīng)力集中情況不敏感的Q235-A，降低材料的成本。為減少結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)，改善受力，同時(shí)又方便運(yùn)輸，橋架采用六梁鉸接式結(jié)構(gòu)。主、副小車(chē)的起重量均偏大，故采用偏軌箱型梁橋架。偏軌箱型梁橋架不僅可減小小車(chē)的外形尺寸，同時(shí)也增大了起升空間，有利于鑄造廠間的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)時(shí)，本著滿足疲勞強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，盡可能節(jié)約材料。考慮鑄造起重機(jī)主、副小車(chē)之間有一定得高度差，使副小車(chē)能自如地從主小車(chē)下面通過(guò)，故在設(shè)計(jì)主主梁時(shí)采用大截面、薄鋼板，從而達(dá)到節(jié)省材料、重量輕的要求。同時(shí)采用大截面又提高了梁的剛度和穩(wěn)定性。根據(jù)梁的受力特點(diǎn)，偏軌箱型梁主腹板上側(cè)受局部壓應(yīng)力，將主腹板上側(cè)的板加厚。而其它受力較小的地方則采用較薄的板，以節(jié)約材料。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，全部采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并借鑒了在實(shí)習(xí)時(shí)所參觀的太原重工、大連重工起重同類(lèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)橋架的受力進(jìn)行了較詳盡的分析。整個(gè)設(shè)計(jì)安全、可靠、節(jié)材、耐用，滿足了設(shè)計(jì)要求。第一章總體方案設(shè)計(jì)§1.1原始參數(shù)起重量Q(主/副)180/50t跨度S22m工作級(jí)別AiA8起升高度H(主/副)20/22m起升速度V(主/副)4.5/11.4m/min運(yùn)行速度(主/副/大車(chē))36/33.7/73.5m/min輪距(主/副/大車(chē))4080/1850/9800mm軌距(主/副/大車(chē))8700/3000/22000mm輪壓(主/副/大車(chē))34500/19640/87600kg起重機(jī)重量220t§1.2總體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)根據(jù)已給參數(shù)，此橋式鑄造起重機(jī)噸位、跨度較大，為減少結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)，改善受力，方便運(yùn)輸，選用六梁鉸接式結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)框架如圖(1)圖(1)§1.3材料選擇及許用應(yīng)力根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，鑄造起重機(jī)工作級(jí)別A8為重級(jí)，工作環(huán)境溫度較高，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)疲勞強(qiáng)度為其首要約束條件，選用Q235-A，考慮起重量較大，主/副梁均采用偏軌箱型梁。材料的許用應(yīng)力及性能常數(shù)見(jiàn)表1、表2。表1.1材料許用應(yīng)力板厚正應(yīng)力剪應(yīng)力mm>16370152.0167.9184.487.7696.94106.5370158.8175.4192.691.7101.3111.2表1.2材料性能常數(shù)表彈性模量E剪切彈性模量G密度§1.4各部件尺寸及截面性質(zhì)1.主主梁尺寸初選高度=1294~1571mm考慮大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)安裝在主梁內(nèi)，且主主梁與副主梁的高度差必須滿足一定得要求，故將主主梁取為大截面薄鋼板的形式，以達(dá)到節(jié)省材料、重量輕的要求。因此取腹板高度mm。為了省去走臺(tái)，對(duì)寬型偏軌箱型梁，主主梁腹板內(nèi)側(cè)間距取mm>=440mm。上下翼緣板厚度mm，上翼緣板長(zhǎng)2530mm，下翼緣板長(zhǎng)2326mm，主腹板厚度mm，副腹板厚度mm。上下翼緣板外伸部分長(zhǎng)不相同。有軌道一側(cè)上翼緣板外伸長(zhǎng)度mm，取250mm。其它翼緣外伸部分長(zhǎng)度mm。mm(焊縫厚度)取=50mm。軌道側(cè)主腹板受局部壓應(yīng)力，應(yīng)將板加厚，由局部壓應(yīng)力的分布長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)離上翼緣板350mm的一段腹板板厚取為18mm。主主梁跨中截面尺寸如圖(2)圖(2)2．主主梁跨端截面尺寸高度mm要確定主主梁跨端截面尺寸，只需確定其高度，取=1300mm，跨端下翼緣板厚度為18mm。主主梁跨端截面尺寸如圖(3)3．截面性質(zhì)(1)主主梁跨中建立如圖示的坐標(biāo)系，計(jì)算形心位置=1256.851257mm。=1238.881239mm計(jì)算彎心位置mm彎心近似地在截面對(duì)稱(chēng)形心軸上，其至主腹板中線的距離為1021mm。凈截面面積毛截面面積計(jì)算慣性矩對(duì)形心軸的慣性矩對(duì)形心軸的慣性矩(2)主主梁跨端截面性質(zhì)凈截面面積毛截面面積建立圖示的坐標(biāo)系，計(jì)算形心位置計(jì)算慣性矩，對(duì)形心軸的慣性矩對(duì)形心軸的慣性矩二、副主梁尺寸1.初選梁高=1294~1571mm，取腹板高度，上下翼緣板厚度，腹板厚度：主腹板，副腹板厚度，副主梁總高副主梁寬度，取腹板內(nèi)側(cè)間距且1100，主腹板一側(cè)上翼緣板外伸長(zhǎng)度，取外伸長(zhǎng)，其余懸伸長(zhǎng)大于1.5倍的焊縫厚度，取。其尺寸如下圖圖(4)2.副主梁跨端截面尺寸的確定確定其高度，取腹板高度為800副主梁跨端截面尺寸如圖(5)圖(5)3.截面性質(zhì)(1)跨中建立圖示的直角坐標(biāo)系，求形心位置凈截面面積毛截面面積計(jì)算彎心位置A彎心距主腹板板厚中線的距離為計(jì)算慣性矩對(duì)形心軸的慣性矩：對(duì)形心軸的慣性矩：副主梁跨端截面性質(zhì)建立圖示的坐標(biāo)系，求截面形心位置凈截面面積毛截面面積對(duì)形心軸的慣性矩：對(duì)形心軸的慣性矩：三、端梁截面尺寸考慮大車(chē)車(chē)輪的安裝及臺(tái)車(chē)的形狀尺寸，端梁內(nèi)寬取為600。初設(shè)截面尺寸如下圖圖(6)形心即對(duì)稱(chēng)中心對(duì)形心軸的慣性矩：凈截面面積毛截面面積四、各截面尺寸及性質(zhì)匯總表圖(7)尺寸匯總表1.3單位：mm主主梁跨中181814122530232622002400跨端181814122530232622001264副主梁跨中16161081270118011001500跨端1616108127011801100800端梁12121010660660600776截面性質(zhì)匯總表1.4凈面積毛面積主主梁跨中123912571512085351034跨端12376751216722837066副主梁跨中629782662001681244跨端62442753600904944端梁33040031360480680第二章橋架分析§2.1載荷組合的確定一、動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)的計(jì)算1．起升沖擊系數(shù)0.9對(duì)橋式鑄造起重機(jī)2．起升動(dòng)載系數(shù)主主梁副主梁3．運(yùn)行沖擊系數(shù)為大車(chē)運(yùn)行速度=73.5，為軌道街頭處兩軌面得高度差，根據(jù)工作級(jí)別，動(dòng)載荷用載荷組合進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用運(yùn)行沖擊系數(shù)?！?.2橋架假定為了簡(jiǎn)化六梁鉸結(jié)橋架的計(jì)算，特作如下假定：根據(jù)起重機(jī)的實(shí)際工作情況，以主、副小車(chē)一起工作為最不利載荷工況。主主梁、副主梁的端部與端梁在同一水平面內(nèi)。由于端梁用鉸接分成5段，故副主梁的垂直載荷對(duì)相互間受力分析互不影響。將端梁結(jié)構(gòu)看作多跨靜定梁，主主梁受力作為基本結(jié)構(gòu)對(duì)副主梁無(wú)影響；副主梁受力作為附屬部分對(duì)主主梁有影響。計(jì)算副主梁水平載荷時(shí)，將鉸接點(diǎn)看成剛性連接。§2.3載荷計(jì)算1．主主梁自重由設(shè)計(jì)給出的主小車(chē)輪壓34500kg，選用車(chē)輪材料ZG35CrMnSi，車(chē)輪直徑，軌道型號(hào)QU120，許用值38700kg。由軌道型號(hào)QU120查得軌道理論重量，主小車(chē)軌道重量欄桿等重量主梁的均布載荷2．主小車(chē)布置，兩側(cè)起升機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)布置，重心位于對(duì)稱(chēng)中心。吊具質(zhì)量起升載荷小車(chē)重量因主小車(chē)噸位較大，采用臺(tái)車(chē)形式八個(gè)車(chē)輪，可求實(shí)際主小車(chē)滿載時(shí)的靜輪壓一根主主梁上空載小車(chē)輪壓3．慣性載荷一根主主梁上小車(chē)慣性力主小車(chē)上主動(dòng)輪占一半，按主動(dòng)車(chē)輪打滑條件確定主小車(chē)的慣性力大車(chē)起、制動(dòng)產(chǎn)生的慣性力4．偏斜運(yùn)行側(cè)向力一根主主梁的重量為主主梁跨端焊接上兩塊耳板，與副主梁端梁連接，在計(jì)算時(shí)，按假想端梁截面進(jìn)行計(jì)算。圖(8)與主主梁連接的端梁部分（將超出軌距的一部分所假想而成的端梁截面尺寸）其截面尺寸如下形心對(duì)形心軸的慣性矩：對(duì)形心軸的慣性矩：端梁凈截面積端梁毛截面積一根端梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度重量一組大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)重量司機(jī)室及其電氣設(shè)備的重量主主梁側(cè)假想端梁重滿載小車(chē)在主主梁跨中左側(cè)端梁總靜輪壓由下圖(12)計(jì)算由查圖3-8得，側(cè)向力為滿載小車(chē)在主主梁左端極限位置左側(cè)端梁總靜輪壓為此處省略

NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字起升質(zhì)量起升載荷起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長(zhǎng)度為取，為吊具最小下放距離橋架跨中靜位移為查選用倍率，，由鋼絲繩靜拉力選用型鋼絲繩起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù)橋式起重機(jī)的垂直自振頻率4．水平動(dòng)剛度起重機(jī)水平動(dòng)剛度以物品高位懸掛，滿載小車(chē)位于橋架跨中的水平自振頻率來(lái)表征。半橋架中點(diǎn)的換算質(zhì)量為半剛架跨中在單位水平力作用下產(chǎn)生的水平位移為橋式起重機(jī)的水平自振頻率為§4.5橋架拱度橋架跨度中央的標(biāo)準(zhǔn)拱度值考慮制造因素，實(shí)取跨度中央兩邊按拋物曲線設(shè)置拱度，如下圖(34)距跨中為的點(diǎn)，距跨中為的點(diǎn)，距跨中為的點(diǎn)，第五章端梁校核§5.1主主梁端部耳板設(shè)計(jì)計(jì)算主主梁跨端結(jié)構(gòu)受力，工況：滿載小車(chē)位于主梁跨端，大小車(chē)同時(shí)運(yùn)行起制動(dòng)及橋架偏斜。1．垂直載荷主梁最大支承力因作用點(diǎn)的變動(dòng)引起的附加力矩為按假想端梁計(jì)算自重計(jì)算簡(jiǎn)圖(35)端梁支座反力如圖，截面1-1彎矩剪力截面2-2彎矩剪力2．水平載荷端梁的水平載荷有，，，，亦按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，見(jiàn)圖(36)因作用點(diǎn)外移引起的附加水平彎矩為彎矩截面1-1剪切力截面2-2在，，，水平力作用下，2-2處水平反力3．主梁端部耳板設(shè)計(jì)截面性質(zhì)：建立如圖示坐標(biāo)系校核截面2-2處腹板中軸處切應(yīng)力合格截面1-1處銷(xiāo)軸所受剪應(yīng)力在驗(yàn)算端梁完計(jì)算，見(jiàn)后面。§5.2副主梁一側(cè)端梁的校核1.端梁校核載荷計(jì)算：副主梁與端梁看作是多跨靜定梁的附屬部分；主主梁對(duì)附屬部分無(wú)影響。工況：取滿載小車(chē)位于主梁跨端，大小車(chē)同時(shí)起、制動(dòng)及橋架偏斜。(1)垂直載荷主梁最大支承力因作用點(diǎn)的變動(dòng)引起的附加力矩為端梁自重端梁在垂直載荷作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算端梁支反力截面1-1截面2-2(2)水平載荷端梁的水平載荷有，，，，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。因作用點(diǎn)外移引起的附加水平彎矩為先求支反力：端梁的水平反力水平剪切力彎矩截面1-1剪切力軸向力2．強(qiáng)度校核只需校核2-2截面截面角點(diǎn)①處應(yīng)力腹板邊緣的應(yīng)力翼緣板對(duì)中軸的靜矩為折算應(yīng)力為3．疲勞強(qiáng)度只考慮垂直載荷，工況：滿載小車(chē)位于跨中及跨端截面2-2。滿載小車(chē)在副主梁跨端時(shí)，端梁截面2-2的最大彎矩和剪切力為空載小車(chē)位于跨中時(shí)，端梁支反力下翼緣板焊縫應(yīng)力根據(jù)A8及Q235，下翼緣板采用雙面貼角焊縫，應(yīng)力集中等級(jí)，查得焊縫拉伸疲勞許用應(yīng)力合格按查得取拉伸疲勞許用應(yīng)力合格4．穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性（穩(wěn)定）局部穩(wěn)定性翼緣板（穩(wěn)定）腹板不需設(shè)置橫隔板。5．校核銷(xiāo)軸所受的力如圖(40),耳板與端梁連接處銷(xiāo)軸1、4，所受垂直方向的剪力較大，而2、3受水平方向拉力，其在垂直方向幾乎不受力。只需校核受力較大的1、4銷(xiāo)軸。設(shè)計(jì)銷(xiāo)軸直徑為對(duì)銷(xiāo)軸合格對(duì)支撐板的擠壓應(yīng)力，設(shè)支撐板厚20mm。支撐板的擠壓力合格6．副主梁與端梁的連接副主梁與端梁采用連接板貼角焊縫連接，主梁兩側(cè)各用一塊連接板與端梁的腹板焊接，連接板厚，高度，取主梁腹板與端梁腹板之間留有的間隙，在組裝橋架時(shí)用來(lái)調(diào)整跨度。主梁翼緣板伸出梁端套裝在端梁翼緣板外側(cè)。用貼角焊縫，周邊焊住，必要時(shí)在主梁端部?jī)?nèi)側(cè)，主、端梁的上下翼緣板處焊上三角板，以增強(qiáng)連接的水平剛度，承受水平剪力。副主梁最大支承力連接處需要的焊縫長(zhǎng)度為：（合格）至此橋架設(shè)計(jì)全部合格，橋架結(jié)構(gòu)施工圖見(jiàn)附圖。致謝經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的設(shè)計(jì)，我對(duì)橋式鑄造起重機(jī)的設(shè)計(jì)步驟、內(nèi)容和方法有了更深入的了解，同時(shí)鞏固了已學(xué)的金屬結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，為以后的工作學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這次設(shè)計(jì)橋式鑄造起重機(jī)的突出特點(diǎn)是工作級(jí)別高、起重量大。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)高工作級(jí)別的結(jié)構(gòu)所允許的疲勞強(qiáng)度許用值很低，疲勞強(qiáng)度成為設(shè)計(jì)計(jì)算的首要約束條件，因此要重點(diǎn)校核疲勞強(qiáng)度。另一個(gè)收獲就是要學(xué)會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的特點(diǎn)應(yīng)用材料，將材料用到該用的地方。而受力小的地方就盡可能少用材料。比如主腹板上側(cè)受局部壓應(yīng)力較大，則局部加厚主腹板上側(cè)部分，使其能夠承擔(dān)更大的應(yīng)力。這種有針對(duì)性的設(shè)計(jì)能最大限度地節(jié)省材料，更加合理。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持，尤其是指導(dǎo)老師給了我們很大的幫助，在此對(duì)他們認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神和付出的辛苦表示衷心的感謝。由于時(shí)間較緊，而且我也是第一次完成這樣完整的設(shè)計(jì)，由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺，在設(shè)計(jì)中一定有許多考慮不周的地方。需要在今后的學(xué)習(xí)和工作中總結(jié)提高。希望各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)[1]徐克晉主編《金屬結(jié)構(gòu)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社1982.[2]徐格寧主編《起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社1995.[3]大連起重機(jī)器廠編《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》沈陽(yáng)：遼寧人民出版社1979.[4]徐格寧主編《機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》普通高等教育‘十一五’國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材2008.9[5]起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社1977.[6]倪慶興、王殿臣主編《起重輸送機(jī)械圖冊(cè)》北京:機(jī)械工業(yè)出版社1992.[7]張質(zhì)文、王金諾主編《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：中國(guó)鐵道出版社1997.[8]陳道楠、盛漢中主編《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》冶金工業(yè)出版社1982.[9]徐格寧、智浩編《太原重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)》1993年第4期第14卷《鑄造起重機(jī)橋架空間結(jié)構(gòu)分析與疲勞計(jì)算》1993.[10]劉鴻文主編《材料力學(xué)》高等教育出版社2003.附錄APortalpowerChina’srapideconomicgrowthinthepastdecadehasresultedinabigincreaseinfreighttrafficthroughthecountry’sseaports.OldportsarebeingexpandedandnewportsbuilttohandlethelargegrowthincontainerandbulkcargotrafficallalongtheChinesecoastline.China’sportexpansionprogrammehasprovidedastrongboosttothedomesticportequipmentindustry,whichhasenjoyedastrongincreaseindemandforportcranesofvarioustypes,includingcontainercranesandportalcranesalongwithbulkcargohandlingequipment.State-runChinaHarbourEngineering(group)CorporationLtd,establishedundertherulingStateCouncil,isChina’slargestsupplierofportcranesandbulkcargohandlingequipment.TheorganizationcontrolsbothShanghaiZhenhuaPortMachineryCoLtd(ZPMC),theworld’slargestmanufacturerofquaysidecontainercranes,andShanghaiPortMachineryPlant(SPMP),whichspecializesinthemanufacturerofportalcranesandothercranesusedinportsalongwithdrybulkcargohandlingequipment.SPMP’smainmarketisChina,althoughthecompanyislookingtoexpanditsoverseassales.AlthoughlesswellknownthanitsassociateZPMC,SPMPalsooperateslargemanufacturingfacilities,andisduetomovepartofitsproductionshortlytoChangxingIslandnearShanghaiwhereZPMCalreadyoperatesalargecontainercranefabricationplant.PortalandotherharbourcranesareSPMP’smajorproductionitem.Duringthepasttwoyears,thecorporationhaswoncontractsfor145portalcranesfromportauthoritiesthroughoutChina,bothfromnewportsunderconstructionandportsundergoingexpansion.Inrecentyears,SPMPhasalsosuppliedportalcranestotheUnitedStates,Iraq,andMyanmar.TheportRangoonofMyanmarinhaspurchaseda47m,40tportalcranewhileBIWoftheUnitedStateshaspurchasedthreecranes-15t,150t,and300tportalcranes.Elsewhere,SPMPhassupplied12portalcranestoseveralportsinIraqsincetheendoftheSaddamregime.InChina,SPMP’srecentmajorordersforportalcranesincludeeight40t,45mradiuscranesforTianjinOverseasMineralTerminal,whileYanTaiPortBureauinGuangdonginsouthernChinahaspurchasedsix40t,45mradiuscranes.Otherlargeordersincludeseven10t,25mradiuscranesforZhenjiangPortGroupandanorderof1025t,33mradiuscranesfromFangchengPortBureau,whiletheYingkouPortGrouphasordered1325t,35mradiuscranesalongwithtwo40t,44mradiusportcranes.MANYCRANESBUILTTOORDERSPMPalsosuppliesothercranesusedinportsandharbours,manyofwhicharebuilttoorderforclients.QuaysidecontainercraneshavebeensuppliedtoanumberofforeignclientsincludingBangkokPortinThailand,KaohsiungPortinTaiwan,andPortofVancouverinCanada.InChina,SPMPhassuppliedquaysidecontainercranestoShanghaiPort,TianjinPort,YinKouPort,YanTaiPortandothers.Thecompanyalsosuppliesrubber-tyredcontainergantrycranestodomesticandoverseasclients.CustomersforothercranesusedinportsincludeGuangzhouPortinGuangdong,whichpurchaseda25tfloatingcranewhileZhonggangPorthasboughttwodoubletrolley125/63tgantrycranes,alongwitha700toverheadcrane,In2003ZhonggangPortawardedacontracttoSPMPfora2,600tfloatingcrane,whichiisthelargestcranethecompanyhasmadeinrecentyears.OthercustomersincludeZhongyuanNanytongShipyardofJiangsuProvincehaspurchasedtwo300tgoliathcranesforuseinitsshipyard,whileShanghaiWaigaoqiaoShipyardusestwoofSPMP’s600tgoliathcranesforitsshipbuildingoperations.SPMPhastwofactories.TheShanghaiplantemploys2,000workerswhileafactoryinJiangsuProvinceemploys1,500workers.Thecombinedtotalof3,500workersincludes800technicalandmanagementstaffinvolvedindesigning,developing,andbuildingportalandothercranesalongwithdrybulkcargoloadingandunloadingequipment.Currently,SPMPispreparingtovacateitsShanghaifactorysiteasthecompany’sexistingplotoflandispartofariversideareaearmarkedbytheShanghaiExpoin2010.SPMP’sShanghaifactorywillcloseattheendof2006,andmovetoanewsiteonnearbyChangxingIsland.“Thenewfactorywillbemuchbiggerthanthepresentplant,”Lisaid.“Phase1willbereadyforuswhenwemoveattheendof2006.”InadditiontomovingtheShanghaifactorytoanewsite,SPMPexpectsfuturebusinessoperationwithZPMC.OfficialsatChinaHarbourEngineering(Group)CorporationareunderstoodtohavetoldSPMPofplantsforSPMPandZPMCtoco-operatemoreinbiddingforprojectsinfuture.Bothcompaniesareexpectedtoretaintheirindividualmanufacturingcapability,however,withprecisedetailsoffutureco-operationstillsomewayfrombeingfinalised.Meanwhile,SPMPassociatecompanyZPMCisstrengtheningitspositionastheworld’slargestmanufacturerofship-to-shorecontainercranes,supplyingslightlymorethanhalftheannualinternationalcontainercranemarket.Inadditiontooperatingfourcraneproductioncomplexesforitscranemanufacturingandotherbusinesses.ZPMC’sfullrangeofproductsincludesquaysidecontainercranes,rubber-tyredgantrycranes,bulkmaterialshiploadersandunloaders,bucket-wheelstackersandreclaimers,portalcranes,floatingcranes,andengineeringvessels.Thecompanyhasalsodiversifiedintomanufacturingotherlargesteelstructuresincludinglargesteelbridges.ZPMCEXPANDINGPRODUCTIONZPMC’scranesandotherproductsareinuseatover150shippingterminalsin37countriesandregionsworldwide.BytheendofDecember2005,ZPMChadsupplied705quaysidecontainercranes,andhadordersinhandtodeliveranother128quaysidecontainercranesin2006.Inaddition,attheendof2005ZPMChaddelivered1,148rubber-tyredgantrycranestocustomersworldwideandhadordersinhandtodeliver308rubber-tyredgantrycranestocustomersin2006.ZPMCisexpandingproductionfacilitiesinexpectationthatthevolumeoforderswillgrowinfuture.ThecompanyownsfourcraneproductioncomplexesinShanghaiandthesurroundingareaatJiangyin,Changzhou,ZhangjiangandChangxingIsland.TheChangxingproductionsite,whichwascompletedin2001,coversonemillionsqm,andhasa3.5kmcoastline.Thefacilityiscapableofmanufacturing160quaysideship-to-shorecontainercraneseachyearalongwith300rubber-tyredgantrycranesand200,000metrictonsoflargesteelbridgestructures.Planscallforafuther3millionsqmoflandtobereclaimedatChangxing,whichZPMCwilldeveloptobecomeitslargestproductioncentre.KorealooksinwardInafragmentedglobalportcraneindustry,KoreanmanufacturersarebeingforcedtolookformorebusinessintheirdomesticmarketsSouthKorea’scontainercraneandportcraneequipmentmanufacturingindustryhasbecomemorefocusedonthedomesticmarketinrecentyearsasmanufacturershavefacedtoughpricecompetitionfromZPMCofChinainmajorforeignmarkets.Theproblemisthesameasthatfacedbyotherportcranemanufacturersaroundtheworld,noneofwhichaccountformorethanaboutan8%shareoftheworldcontainercranemarket.AswellasZPMC,competitionfromEuropeanandJapaneseequipmentsuppliersisalsostrong,bothforquaysidecontainercranesandforrubber-tyredgantrycranecontracts.WhileSouthKoreanfirms-includingHyundaiHeavyIndustries,SamsungHeavyIndustries,DoosanHeavyIndustries,andHanjinHeavyIndustries–continuetobidforinternationalcontracts,winninglargeordershasbecomeincreasinglyrare.DoosanHeavyIndustries&ConstructionCoLtdisbelievedtobetheonlySouthKoreanportcranemakertohavewonalargecontainercranecontractduringthepastfewyears,withmostordersbookerbyKoreanmanufacturersbeingforlessthan10craneunits.Doosanrecentlycompleteddeliveryofa42-unitrubber-tyredgantrycrane(RTGC)ordertothePortofSingaporeAuthorityPSNthatwasawardedin2004.Includingarecentcontract.DoosanhasreceivedorderstosupplythePortofSingaporewithatotalof120RTGCssince1997.TherecentbatchofRTGCsisdesignedforincreasedsafety.EschoftheRTGCsisfittedwith16wheelsinsteadoftheusualeight.“Wehavesuppliedcontainercraneslocallyandoverseas.Mostprojectsareoneortwounits,butSingaporehasbeen120units,”commentedasourceinDoosanHeavyIndustries’materialhandlingequipmentdivision.“Containercranescanliftoneortwocontainersdependingontheclient,butthetwinspreaderdesignisnormalnow.OurbiggestcontractbeforewaswithPusanPortforover10containercranes.”BUILDINGPOWERPLANTSDoosanHeavyIndustries’majoractivitiesincludethedesignandconstructionofpowerplants.Apartfromsupplyingprotectionequipment,Doosanalsomanufacturesturbinesandgeneratorsets.Doosanhasalargecastingsandforgingdivision.OthermajoractivitiesincludetheconstructionofdesalinationplantsintheMiddleEast.ContainerporthandlingequipmentisproducedbyDoosan’smaterialhandlingequipmentdivision,whichsuppliescoalhandlingequipmentandbulkcargohandlingfacilitiesforotherindustries.PortofSingaporeAuthorityisthelargestcustomerforRTGCs.OtherrecentclientsincludeSouthernGatewayTerminalsinColombo,SriLanka,andKoreaExpressinthePortofPusan.Doosanalsosuppliesshiptoshorecontainercranes.RecentquaysidegantrycraneclientsincludeJakartaContainerTerminalinIndonesia,JawaharlalNehruPortnearMumbaiinIndia,andFrazerTerminalinVancouver.“Prospectsforourportcranesalesarenotbright.ZPMCisdominatingtheworldmarketduetoprice,”thesourcecommented.“WearelookingforprojectsnotinvovingZPMCastheyarenotconcernedwithallprojects.WegotcontractsinSingaporein2004and2005.Wehadnosuccessanywhereelse,butwearestillbiddingonvarioustenders.”DoosanisexpectedtobeoneofthebiddersforcontainercranestobeinstalledinSouthKorea’splannedKwangyangBayPortexpansion.Thecompany’sR&Ddivisionisinvolveddevelopingnewautomatedcontrolsthatwillberequiredforquaysidecontainercranesinstalledintheportexpansion.“Containercranesarewelldevelopedintechnicalterms.Thereisnothingelsetodevelopexceptforautomation,”thesourcesaid.“Wearedevelopingmoreautomatedcontrols,butthenewfeaturesarenotcommercializedyet.OurgovernmenthasaplanforKwangyangBay3-2terminalproject,whichtheyannouncedwillbedevelopedasanautomatedterminal.Wehavetoadapttothis.Thetenderhasbeenpostponedforaboutsixyears.Weexpecttheprojectwillbetenderedagainin2007or2008.”SouthKorea’sothercontainercranemanufacturersalsoareexpectedtobidfortheKwangyangBayproject,whichislikelytobeawardedtoalocalsupplier.HyundalSamhoHeavyIndustrieswillbeamongthebiddershavingrecentlycommissionedfiveautomatedrailmountedgantrycranes(RMGCs)alsoknownasautomatedtransfercranesatPusanEastContainerTerminal(PECT).TheterminalhasbecomethefirstterminalinKoreatoinstallautomatedcranes,whichareinserviceatnewberthsfourandfive.Thecranesstacknine-widebetweena28.5mrailgauge,andhavedualcantileverscoveringtworoadlanes.Stackheightis1over6by9ft6inhighandoperationalspeedsare150m/minforthegantry,120m/minforthetrolleyand75-80m/minfortheemptyhoist.AmongotherrecentordersthatHyundaihaswonisacontractforfourquaysidecontainercranesfromHutchisonPortHoldingsandoneforUamPort.CompetitionfromZPMCremainsthemainchallengeinwinningoverseascontractsaccordingtoHyundaiHeavyIndustriessalesmanagerLeeYongTae:“Wearetryingtogetmoreprojects,butZPMChasaverylowprice.Wewilltrytocutourpricebutwethinkitwillleadtoabadsituationinfuture.”“ifcustomersthinkthatqualityisimportantthenweareok,butiftheyjustthinkaboutpricewecannotwintheproject.Wehaveexperienceofbuildingcranestoliftoneortwocontainers.WebuythemaincranecontrolssystemfromABBandthenuseaKoreanfabricator.”附錄B港口起重機(jī)中國(guó)經(jīng)濟(jì)在過(guò)去的高速增長(zhǎng)已經(jīng)大幅增加了本國(guó)港口貨流量，以至于不斷擴(kuò)大老港口以及不斷修建新的港口以應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)的集裝箱業(yè)務(wù)以及大宗貨物的流通。中國(guó)的港口擴(kuò)展進(jìn)程對(duì)本國(guó)港口裝備行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了強(qiáng)烈的刺激，這一進(jìn)程強(qiáng)烈需要大量的各種各樣的港口起重機(jī)的迅猛增加，包括集裝箱起重機(jī)、橋門(mén)式起重機(jī)以及其他能夠處理散料貨物的裝卸設(shè)備。由國(guó)資委掌控的中國(guó)港口工程集團(tuán)有限公司是中國(guó)最大的港口起重機(jī)和散料裝卸設(shè)備的供應(yīng)商。該集團(tuán)包括世界最大的港口集裝箱起重機(jī)生廠商振華港口機(jī)械有限公司（ZPMC）和精于生產(chǎn)用于港口的橋門(mén)式起重機(jī)以及干散貨物的裝卸設(shè)備的上海港口機(jī)械廠（SPMP）。上海港口機(jī)械廠主要市場(chǎng)是中國(guó)本地，雖然它在尋求擴(kuò)大海外銷(xiāo)售。盡管它沒(méi)有同行振華港口機(jī)械有限公司出名，上海港口機(jī)械廠擁有很多的大型生產(chǎn)設(shè)施，它計(jì)劃不久將一部分生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移到上海附近的長(zhǎng)興島。振華港口機(jī)械有限公司已經(jīng)在那里建立了一個(gè)大型集裝箱起重機(jī)組裝廠。上海港口機(jī)械廠主要的生產(chǎn)項(xiàng)目是橋門(mén)式起重機(jī)和其它用途的港口起重機(jī)。在過(guò)去的兩年里，該公司已經(jīng)獲得了來(lái)自全國(guó)港務(wù)局的的145份橋門(mén)式起重機(jī)的合同，這其中包括正在建設(shè)的新港口和正在擴(kuò)張的港口。最近幾年，上海港口機(jī)械廠已經(jīng)向美國(guó)，伊拉克以及緬甸提供橋門(mén)式起重機(jī)。緬甸的仰光港口購(gòu)買(mǎi)了一座跨度為47米，起重量為40噸的橋門(mén)式起重機(jī)，然而美國(guó)的BIW購(gòu)買(mǎi)了三臺(tái)起重量分別為15t,150t,和300t起重機(jī)。另外，上海港口機(jī)械廠已向伊拉克的一些港口提供了12臺(tái)起重機(jī)自從薩達(dá)姆下臺(tái)后。在中國(guó)，上海港口機(jī)械廠最近的主要訂單是橋門(mén)式起重機(jī)，這其中包括天津海外礦產(chǎn)航運(yùn)碼頭的8臺(tái)起重量為40t，回轉(zhuǎn)半徑為45m的起重機(jī)，然而，位于中國(guó)南部的廣東鹽田港務(wù)局已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)了6臺(tái)這樣的起重機(jī)。其它一些大的訂單包括鎮(zhèn)江港務(wù)集團(tuán)的7臺(tái)起重量為10t，回轉(zhuǎn)半徑為25m的起重機(jī)和防城港務(wù)局的10臺(tái)起重量為25t，回轉(zhuǎn)半徑為33m的起重機(jī)，而營(yíng)口港務(wù)局已經(jīng)13臺(tái)起重量為25t，回轉(zhuǎn)半徑為35m和2臺(tái)起重量為40t，回轉(zhuǎn)半徑為44m的橋門(mén)機(jī)。許多起重機(jī)按照訂單在建上海港口機(jī)械廠也提供港口和海灣其它用途的起重機(jī)，這些大多數(shù)按照客戶的要求建造。它已經(jīng)向許多國(guó)外客戶提供岸邊集裝箱起重機(jī)，這其中包括泰國(guó)的曼谷港，臺(tái)灣的高雄港和加拿大的溫哥華港。在中國(guó)國(guó)內(nèi)，該公司已向上海港，天津港，煙臺(tái)港以及其他的一些港口提供岸邊集裝箱起重機(jī)。該公司也向國(guó)內(nèi)外客戶提供輪胎式龍門(mén)起重機(jī)。訂購(gòu)其它港口起重機(jī)的公司包括廣東的廣州，它購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)25t的浮吊，而中港港口已購(gòu)買(mǎi)了兩臺(tái)125/63t雙小車(chē)龍門(mén)起重機(jī)和一臺(tái)700t的橋式起重機(jī)。2003年，中港港口與上海港口機(jī)械廠簽訂一臺(tái)2600t的浮吊合同，這是該公司近些年做的最大噸位的起重機(jī)。其它的一些用戶包括江蘇省的中原南通造船廠，它已