10t橋式起重機設(shè)計說明書

河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文IlIl河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文目錄目錄ITOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"序言 1\o"CurrentDocument"第1章橋式起重機的概述 2\o"CurrentDocument"橋式起重機分類及工作特點 2\o"CurrentDocument"橋式起重機的用途 4\o"CurrentDocument"橋式起重機的基本參數(shù) 5橋式起重機主要零部件 71.4.1吊鉤 71.4.2鋼絲繩 8\o"CurrentDocument"1.4.3滑輪和滑輪組 10\o"CurrentDocument"1.4.4滑輪組類型及選配原則 11\o"CurrentDocument"5滑輪組及其滑輪組的倍率 12\o"CurrentDocument"卷筒 13\o"CurrentDocument"位置限位器 13\o"CurrentDocument"緩沖器 14橋式起重機發(fā)展概述 15\o"CurrentDocument".1國內(nèi)橋式起重機發(fā)展動向 15第2章大車運行機構(gòu)的設(shè)計 18大車運行結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本思路及要求 18\o"CurrentDocument"大車運行機構(gòu)傳動方案的確定 18\o"CurrentDocument"大車運行機構(gòu)具體布置時要注意的問題 19\o"CurrentDocument"大車運行機構(gòu)的設(shè)計計算 19\o"CurrentDocument"4.1大車運行結(jié)構(gòu)的傳動方案 202.5輪壓計算及強度驗算 215.1計算大車的最大輪壓和最小輪壓： 21\o"CurrentDocument"5.2強度計算及校核 22\o"CurrentDocument"運行阻力計算 24\o"CurrentDocument"選擇電動機 25\o"CurrentDocument"減速器的選擇 26\o"CurrentDocument"驗算運行速度及實際功率 27\o"CurrentDocument"10驗算啟動時間 27\o"CurrentDocument"起動工況下校核減速器功率 29\o"CurrentDocument"驗算起動不打滑條件 29\o"CurrentDocument"13選擇制動器 32\o"CurrentDocument"14選擇聯(lián)軸器 33\o"CurrentDocument"15低速浮動軸的驗算 33\o"CurrentDocument"16緩沖器的選擇 35第3章起升小車的計算 371確定機構(gòu)的傳動方案 37\o"CurrentDocument"2小車運行機構(gòu)的計算 38\o"CurrentDocument"3選擇車輪與軌道并驗算起強度 38\o"CurrentDocument"4運行阻力計算 40\o"CurrentDocument"5選電動機 41\o"CurrentDocument"6驗算電動機發(fā)熱條件 42\o"CurrentDocument"7選擇減速器 42\o"CurrentDocument"8驗算運行速度和實際所需功率 43\o"CurrentDocument"9驗算起動時間 43\o"CurrentDocument"10按起動工況校核減速器功率 44\o"CurrentDocument"11驗算起動不打滑條件 45\o"CurrentDocument"12選擇制動器 46\o"CurrentDocument"13選擇高速軸聯(lián)軸器及制動輪 47\o"CurrentDocument"14驗算低速浮動軸強度 48\o"CurrentDocument"15起升機構(gòu)的設(shè)計參數(shù) 49\o"CurrentDocument"16鋼絲繩的選擇 50\o"CurrentDocument"17滑輪、卷筒的計算 52\o"CurrentDocument"18根據(jù)靜功率初選電動機 53\o"CurrentDocument"19減速器的選擇 54\o"CurrentDocument"20制動器的選擇 55\o"CurrentDocument"21啟動時間及啟動平均加速度的驗算 55\o"CurrentDocument"22聯(lián)軸器的選擇 56第4章橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計 584.1橋架的結(jié)構(gòu)形式 58\o"CurrentDocument"1.1箱形雙梁橋架的構(gòu)成 58\o"CurrentDocument".2箱形雙梁橋架的選材 58橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 59.2.1主要尺寸的確定 59\o"CurrentDocument".2.2主梁的計算 61\o"CurrentDocument"端梁的計算 67端梁的尺寸的確定 71.4.1端梁總體的尺寸 71河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文IllIll\o"CurrentDocument".4.2端梁的截面尺寸 71第5章端梁接頭的設(shè)計 73端梁接頭的確定及計算 73\o"CurrentDocument"腹板和下蓋板螺栓受力計算 74\o"CurrentDocument"上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計算 75計算螺栓和焊縫的強度 762.1螺栓的強度校核 76\o"CurrentDocument"2.2焊縫的強度校核 77\o"CurrentDocument"第6章焊接工藝設(shè)計 79\o"CurrentDocument"參考文獻 82\o"CurrentDocument"致謝 83河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文序言橋式起重機是橫架于車間和料場上空進行物料調(diào)運的起重設(shè)備。由于它兩端坐落在高大的水泥柱或金屬架上，形狀似橋，所以俗稱"天車”。橋式起重機是現(xiàn)代工業(yè)和起重運輸中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化的重要工具與設(shè)備，可減輕操作者的勞動強度，可大大提高生產(chǎn)率。橋式起重機在工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等部門和場所應(yīng)用的最為廣泛，是人們生產(chǎn)生活不可或缺的一種設(shè)備。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，橋式起重機在結(jié)構(gòu)設(shè)計及自動化程度上相繼出現(xiàn)了一些新的變化和新的特點，在結(jié)構(gòu)上，國內(nèi)起重設(shè)備己采用計算機優(yōu)化設(shè)計，以提高起重機的機械性能，在起重質(zhì)量方面逐步向大型化發(fā)展，大型橋式起重機正在鋼鐵、水利、發(fā)電等行業(yè)不斷出現(xiàn)，令人世人矚目的三峽發(fā)電廠安裝了兩臺1200T/125T的橋式起重機，2007年9月，起重量達2萬噸的橋式起重機在山東煙臺佛士船廠投入使用，它標志這我國起重機行業(yè)以達到世界先進水平。總之，隨著科技的迅速發(fā)展，國內(nèi)各種先進的電氣控制和機械技術(shù)正逐步應(yīng)用到起重機上，起重機的自動化程度越來越高，結(jié)構(gòu)日趨簡單,性能愈加可靠，起重量越來越大，品種也越來越全。對于起重量大、跨距大的起重設(shè)備多采用箱型雙梁式，箱型雙梁橋式起重機有一個由兩根箱型主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架，在橋架上運行小車，可起吊和水平搬運各類物件。它適用于機械加工和裝配車間、倉庫和料場等場所。箱型雙梁結(jié)構(gòu)具有加工零件少、工藝性好、通用性好及安裝檢修方便等優(yōu)點，因而在生產(chǎn)中廣泛使用。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文#驗算運行速度和實際所需功率實際運行速度， / 20VC=VC-?=45“4=40.18m∕min誤差：￡="二工=竺Ξ史世XIOO%=1O7%V15%合適實際所需電動機vc45等效功率N:=N"=2.18竺四=1.95VNe故適合vc45驗算起動時間38.2(mMq-M38.2(mMq-Mj)+(q+g)zΛ?，2,0.〃g式中H1=910φm；ID=I 驅(qū)動電動機臺數(shù)當滿載時靜阻力矩:Mq=1,5M^=1.5×9550——平均起動力矩 0=1.5×9550—=56.25N機

910當滿載時靜阻力矩:Mjg=Q)=Mj(Q=Q)?*7490Mjg=Q)=Mj(Q=Q)?*749022.4x0.924.3Nm空載運行時折算到電動機上的運行靜阻力矩Mj(Q=O)Mj(Q=O)

io?Mj(Q=O)Mj(Q=O)

io?〃14022.4x0.9=6.94Λ^m初步估計制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩(GD2Z)+(GZ)2/卜0.26kg?m2機構(gòu)總飛輪矩C(Go2)=c[(GD2J+(g02z)+(go2∕)]=i.15x(0.142+0.26)=0.486滿軸啟動時間:以Q=Q)=以Q=Q)=91038.2(56.25-24.3)0.466+(IOOOO+4000)x0.315222,42×0-90.466+(IOOOO+4000)x0.315222,42×0-9=264S無載啟動時間tq(Q=0)= 7 ?X八738.2(1x56.25-6.94)0.4664(4O∞)×O.3152

0.4664(4O∞)×O.3152

2Z42×0.9=0.65s有表查的電動機能滿足快速啟動要求按起動工況校核減速器功率啟動狀況減速器傳遞的功率：：N=I式中

10000+4000×10 40.18X 60x2.646010000+4000×10 40.18X 60x2.6460以Q=Q)=3111+=673IN——計算載荷m一—運行機構(gòu)中同一級傳動減速器的個數(shù)m=1.i?irψ??^d^xc 6731×40.18 7因止匕N=—— ,= =5.0‰IOOO77?m1000×60×0.9×1所用減速器N<[N],合適。驗算起動不打滑條件因起重機系室內(nèi)使用，故不計風(fēng)阻及坡度阻力矩，只驗算空載及滿載起動時兩種工況。故在空載起動時，主動車輪與軌道接觸處的圓周切向力：?2=0)=gθθ%(Q=O)P2(k+μg?B+P[k2/2?2=0)=gθθ%(Q=O)P2(k+μg?B+P[k2/24000 40.189.8160x0.652+2000x0.00050.0005+0.02×^^

22+2000x0.00050.315/2式中Pl=P2=車輪與軌道黏著力:

尸(O=O)=Ef=∕χθ?2=4000N>T（Q二0）故無載起動時不會打滑。選擇制動器由⑶查得，對于小車運行機構(gòu)制動時間tz≤3?4s,取tz=3s。因此,所需制動力矩：mc?GD1×1.15×0.466(10000+4000)0.315222..41×1.15×0.466(10000+4000)0.315222..42=13.9Nm由附表15查得選用PWZ200/23其制動轉(zhuǎn)矩Me=Il2Nm

選擇高速軸聯(lián)軸器及制動輪機構(gòu)高速軸上全齒聯(lián)軸器的計算扭矩：Mc=nφ3Me=1.35×1.8×37.5=91?^m式中Me=9550竺=9550—=37.5Mn電動機額定轉(zhuǎn)矩；< 910n--聯(lián)軸器的安全系數(shù)，運行機構(gòu)n=1.35;%一機構(gòu)剛性懂載系數(shù)，%=1?2~2.0取08=1?8由《起重機設(shè)計手冊》"電動機JZR2-12-6兩端伸出軸各為圓柱形d=35mmol=80mm由《起重機設(shè)計手冊》表21-15查得ZSC-400減速器高速軸端為圓柱形4=30mm,∕1=55mm所以選擇GCL鼓式齒式聯(lián)軸器，主動端A型鍵槽d=35mmol=80mm從動端A型鍵槽d2=35mm,Z1=55mm標記為GICLl聯(lián)軸器35×8035x5535×8035x55ZBJ19013-89其公稱轉(zhuǎn)矩Tn630Nm>Mc=91Nm,飛輪矩(GD?)/=0.009kgm2^量(GO?)/=5?9kg高速軸端制動輪：根據(jù)制動器已經(jīng)選定為，由《起重機課程設(shè)計》附表16動輪；根據(jù)制動器已選定YWZ5200/23直徑Dz=200.援助型軸空d=35mml=80mm,標記為制動輪200-y35JB/ZQ4389-86飛輪矩為(gD2)∕=0.2質(zhì)量GZ=IOkg以上飛輪矩估計制動輪和聯(lián)軸器的飛輪矩(go2z)+(go2,=0.209kg與估計值相符所以不需要修改（2）低速軸的計算扭矩低速軸聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，可有錢面得計算轉(zhuǎn)矩MC求出=工此?〃=工X91X22.4x0.9=917.3N根由《起重機設(shè)計手冊》表查的減速器軸端為圓柱形d=65mmol=85mm取浮動軸裝聯(lián)軸器軸徑d≡50mml≡85mm由《起重機設(shè)計手冊》附表42查的選用GlCLZ3式齒式聯(lián)軸器，器主動端Y型軸孔A型鍵槽dl=65mπι從動端，Y型軸孔A型鍵槽d2=601=85驗算低速浮動軸強度1）疲勞計算低速浮動軸的等效扭矩為:Mimax=^.^?t7=1-8×^×22.4×0.9=680.4Λ^m由前面算的直徑為86所以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為^^=電U4=15?75MPα〃W0.2x0.063浮動軸的載荷變化為對稱循環(huán)（因運行機構(gòu)正反轉(zhuǎn)扭矩值相同），許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:U=??^l×?-式中k,nl與起升機構(gòu)浮動軸計算校相同&<RM,疲勞驗算通過2強度驗算M??∣max=牝.％?~^IJ1375=1.6×1-8×-x22.4x0.92=1088-6MPβ式中佬考慮到彈性振動的力矩增大系數(shù)，對倜然啟動的機構(gòu),05=1?5~1?7這里選擇05=1?6最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力_????_1088.6max^丁一0.2X0.063=252MPa許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力[r]#=^=—=120MPan∏1?5CmaX<PL故通過浮動軸直徑dl取70mm起升機構(gòu)的設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)：起重量10噸，工作類別：中級

最大起升高度IOm,起升速度8m∕min起升機構(gòu)傳動簡圖如下所示，圖3-2起升機構(gòu)傳動簡圖1 電動機2 聯(lián)軸器3 傳動軸4 制動器5 減速器6——卷筒7一—軸承座8——平衡滑輪9——鋼絲繩10一—滑輪組11——吊鉤鋼絲繩的選擇根據(jù)起重機的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機構(gòu)滑輪倍率為4,鋼絲繩纏繞方式如下圖所示

(1)式中圖3-3鋼絲繩纏繞方式鋼絲繩所受最大靜拉力：SInaX二歲烏

(1)式中圖3-3鋼絲繩纏繞方式,Q表示額定起重量，Q=IOOOOkgG鉤表TrC吊鉤組質(zhì)量，G鉤=30Okgm表示滑輪組倍率,m=4(2)Smax=IOOOO+300

2×4x0.98鋼絲繩的選擇=1314kg"組表示滑輪組效率，"組=0?98(2)Smax=IOOOO+300

2×4x0.98鋼絲繩的選擇=1314kg所選鋼絲繩的破段拉力應(yīng)滿足:總會繩，S繩=aes繩式中，S繩表示破斷拉力;ZS繩表示鋼絲繩破斷拉力總和;a表示折減系數(shù)，對于鋼絲繩6x19的鋼絲繩，a=0.85n繩表示鋼絲繩安全系數(shù)，對于中級工作類型n繩=5.5所以，ZS繩≥SeI?J314x色=85oa0.85查詢鋼絲繩6x19的ZS繩=18400,因ES繩＞8503,所以滿足要求。選用鋼絲繩6x19-17-17OO-GB1102-74滑輪、卷筒的計算(1)滑輪、卷筒最小直徑的確定為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑應(yīng)滿足：D≥(e-l)d繩對中級工作類型的橋式起重機，一般取e=25D≥(25-1)X17=408所以去卷筒直徑和滑輪直徑為D=500mm⑵卷筒長度和厚度的計算對于雙聯(lián)卷筒其結(jié)構(gòu)如下,L雙=2(Lo+Li+L2)+L光lo^(‰,T+∩)l引式中，HmaX為最大起升高度，HnIaX為10米；n為鋼絲繩安全圈數(shù)，又n三1.5,取n為2;t為線槽間距,t=d繩+(2~4)=19~21,取t=20mm;Li,L2為空余部分和固定鋼絲繩所需要的長度，L1?2=3tDO為卷筒的計算直徑，D0=D+d∣?=500+17=517mm;L光為卷筒左右繩槽之間部分長度，其中L^-L3-2Hmjn?tga其中，L3為吊鉤組兩側(cè)滑輪繩槽中心線之間的距離，L3為415mπi;

Hmin為當?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時，卷筒軸和滑輪軸之間的距離，其中Hmin=I300mm；a為卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對于鉛垂線的允許偏斜角，取tga=0.1所以，L光二415—2χ1300χ0J=I55mπι卷筒半邊的繩槽部分長度L。=(產(chǎn)"?+2)×20=533mm；3-14×517卷筒長度L雙=2(533+6×20)+155=1461mm,取L雙=1500mm,其壁厚可按經(jīng)驗公式確定§=O02D+(6~10)=0.02x500+9=19毫米，取§=22mm(3)卷筒轉(zhuǎn)速n卷=V?mn卷=V?mIoo8×4

3.14x0.517=19?7r∕min根據(jù)靜功率初選電動機起升機構(gòu)及功率的計算，N起升機構(gòu)及功率的計算，N靜=(Q+G)?V6120%式中，%為升降機的總功率，其中%="組〃筒〃傳=0.98x0.98x0.95=0.91(Q+G)?V二0。。。吐300lrg=i5KW6120t70 6120×0.91電動機原則滿足NJRK電?N靜、其中K電為起升機構(gòu)按靜功率初選電動機的系數(shù),因JC爐25,取K電=0.85Njct=O.85x15=12.75,查電動機產(chǎn)品目錄，選用電動機型號YH200L-8,在JC%=25時，功率N=I5KW,轉(zhuǎn)速n=683r∕Inin減速器的選擇(1)起升機構(gòu)總的傳動比：.〃電683I=-= = 34.6"卷19.7根據(jù)傳動比i=34.6,電動機功率N=15K肌電動機轉(zhuǎn)速n=683r/Inin,工作類型中級，從減速器產(chǎn)品目錄中選用ZSY型減速器，傳動比i=35.5.(2)驗算減速器的被動軸的最大扭矩及最大徑向力(a)最大扭矩的驗算MnIaX=O.75e?M額?i?〃≤[m]式中，M額為電動機額定扭矩，M額=9550x-^=210N?m683傳動比i=34.6;7為電動機至減速器被動軸的傳動功率，[=0.775；9為最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，其中e=2.4["]為減速器低速軸上的最大短暫容許扭矩，[m]=12000Nw其中Mmax-O.75×2.4×210×34.6×0.775=10136所以，Mmax=[m](b)實際起升速度的驗算實際起升速度為：V實="°0：3?14*0.517><呼=8.01m?i 4×34.6并且須滿足起升速度偏差應(yīng)小于15%o所以，所=「;實卜8-：01=O,125%<15%滿足要求。

制動器的選擇制動器裝在高速軸上，其制動力矩應(yīng)滿足下式：M制MK制?M制靜式中，K制為制動安全系數(shù)，中級類型K制為1.75；M制靜為滿載時制動軸上的靜力矩；M<Q+G)?DM制靜 〃02?m√式中,%為機構(gòu)總效率，%=0.91(1O∞O+3OO)×0.517M制靜=? ×0.91=17.5N?m2χ4χ34?6K制?M制靜二1.75×17.5=30.625N?m根據(jù)以上計算可選制動器型號JWZ-200/100,制動輪直徑為200毫米，最大制動力矩為40N?mo啟動時間及啟動平均加速度的驗算(1)啟動時間的驗算T起二 M平均T起二 M平均-M靜Q975（0+G）y2+工n% 375?k?（g,式中，n為電動機轉(zhuǎn)速，n=683r∕minV為起升速度，v=8.01m∕min=0.1335m∕s%為起升機構(gòu)效率，%=0.91

K考慮其他轉(zhuǎn)動件飛輪矩影響系數(shù)，換算到電動機軸上時，K=L2；GO2為電動機轉(zhuǎn)子飛輪矩，GD2=3.39；電 電G呢為電動機軸上聯(lián)軸器的飛輪矩，G/=3.15M平起為電動機的平均啟動力矩，M平起=1.6XM額=1.6×210≡33610300x057

2×4×34.6×0.91=21.04N?M靜為電動機軸上的靜力矩,M靜=(寧10300x057

2×4×34.6×0.91=21.04N?T起= 336-21.6πq7-103∞×0-13352683x0.91+-×1,2×(T起= 336-21.6πq7-103∞×0-13352683x0.91+-×1,2×(3.39+3.15375 '=0.75符合起動時間在0~ls之間。(2)啟動加速度的驗算V0.1335 /a平=——= =0.17&%/ST起 0-75根據(jù)起重機手冊查得其規(guī)定a平?0.2m∕s,所以起重機的平均加速度符合要求。聯(lián)軸器的選擇帶制動輪的聯(lián)軸器通常采用齒輪聯(lián)軸器，根據(jù)其所傳遞的扭矩、被連接的軸頸和轉(zhuǎn)速，從系列表中選出具體型號，須滿足，M計≤M式中，M計為聯(lián)軸器傳遞的計算力矩；[m]為聯(lián)軸器的許用扭矩，"計=M等效?】其中n∣相應(yīng)于第I類載荷的安全系數(shù)，nkl?8M等效為聯(lián)軸器的等效力矩，M等效=9等效1?9等效2。"額其中，9等效1為實際起重量變動影響的等效靜載荷系數(shù)，取"等效「10等效2為機構(gòu)啟動、制動時動載荷對傳動零件影響的等效動載荷系數(shù)，9等效2-1?6；"額相應(yīng)于機構(gòu)JC%值的電動機額定力矩傳至計算零件的力矩，〃額=21ON?m；M等效=IXl?6χ210=336N?mM計=336χ1?8=604N?m根據(jù)電機軸連接尺寸和計算扭矩M計，同時考慮制動輪直徑，D制=400mm,選擇帶制動輪聯(lián)軸器，所允許扭矩［m］=604kg?m2,GD^=3?15kg?m2,所以選出LZ3型聯(lián)軸器，其允許扭矩［m］二63Okg?m2,GD∣=0.012kg?m2o因［〃］＞M計,滿足條件。第4章橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計橋架的結(jié)構(gòu)形式橋架的結(jié)構(gòu)主要有箱形結(jié)構(gòu)，空腹桁架式結(jié)構(gòu)，偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)及箱形單主梁結(jié)構(gòu)等，參考《起重機設(shè)計手冊》，5-80噸中小起重量系列起重機一般采用箱形結(jié)構(gòu)，且為保證起重機穩(wěn)定，我選擇箱形雙梁結(jié)構(gòu)作為橋架結(jié)構(gòu)。箱形雙梁橋架的構(gòu)成箱形雙梁橋架是由兩根箱形主梁和端梁構(gòu)成，主梁一側(cè)安置水平走臺，用來安裝大車運行機構(gòu)和走人，主梁與端梁剛性地連接在一起，走臺是懸臂支撐在主梁的外側(cè)，走臺外側(cè)安置有欄桿。在實際計算中，走臺個欄桿均認為是不承受力的構(gòu)件。為了操縱和維護的需要，在傳動側(cè)走臺的下面裝有司機室。司機室有敞開式和封閉式兩種，一般工作環(huán)境的室內(nèi)采用敞開式的司機室，在露天或高溫等惡劣環(huán)境中使用封閉式的司機室。箱形雙梁橋架的選材箱形雙梁橋架具有加工零件少，工藝性好，通用性好等優(yōu)點。橋架結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其工作類型和使用環(huán)境溫度等條件，按照有關(guān)規(guī)定來選用鋼材。為了保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度便于施工和安裝，以及運輸途中不致?lián)p壞等原因，在橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計中有最小型鋼的使用限制：如連接用鋼板的厚度應(yīng)不小于4mmo又如對組合板梁的板材使用，因保證穩(wěn)定性和防止銹蝕后強度減弱等原因，雙腹板的每塊厚度不能小于6mm,單腹板的厚度不小于8mmO作用在橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)上的載荷有，固定載荷，移動載荷，水平慣性載荷及大車運行歪斜產(chǎn)生的車輪側(cè)向載荷等。在設(shè)計計算時候要考慮到這些載荷。橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算421主要尺寸的確定大車輪距K=C-J)L=(I3x16?5=2?0653.3m85 85取K=3m橋架端部梯形高度C=(??)L=(?1)x16.5=1.653.3m105 105取C=3加主梁腹板高度根據(jù)主梁計算高度H=0.92m最后選定腹板高度%=0.9根確定主梁截面尺寸主梁中間截面各構(gòu)件根據(jù)《起重機課程設(shè)計》表7T確定如下:腹板厚b=6根根,上下蓋板厚2=8根根主梁兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面的關(guān)系式來確定:7 "920orob>—— =263mm3.53.5L16500b>—=330加根50 50因止匕取b=350?rnn蓋板寬度：B=b+2^+40=350+2×6+40=402mm取5=400mm主梁的實際高度："="+2名=516根根主梁中間截面和支承截面的尺寸簡圖分別示于圖4-1和4-2圖4-1主梁中間截面尺寸簡圖 圖4-2主梁支承截面尺寸簡圖加勁板的布置尺寸為了保證主梁截面中受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定性，需要設(shè)置一些加勁構(gòu)件。主梁端部大加勁板的間距:akk=0.9mm,取α=0.8根主梁端部（梯形部分）小加勁板的間距:"=二竺=0.4根12 2

主梁中部（矩形部分）大加勁板的間距：a-（1.52）A=I.351.8m,取α=1.6根主梁中部小加勁板的間距，小車鋼軌采用P18輕軌，其對水平重心軸線X-X的最小抗彎截面模數(shù)%『47.7cm3,則根據(jù)連續(xù)梁由鋼軌的彎曲強度條件求得加勁板間距（此時連續(xù)梁的支點既加勁板所在位置，使一個車輪輪壓作用在兩加勁板間距的中央）：q≤θ‰σq≤θ‰σ]- 6×47.7×1700=141cm=l.41m式中Ρ一—小車的輪壓，取平均值。心—一動力系數(shù)，由《起重機課程設(shè)計》圖2-2查得丹=1.15；[b]——鋼軌的許用應(yīng)力，[b]=170MRZ因此，根據(jù)布置方便，取q=?!=0.8an由于腹板的高厚比2=絲=15（X160,所以不需要設(shè)置水平加勁桿。4.2.2主梁的計算計算載荷確定查《起重機課程設(shè)計》圖7-11得半個橋架（不包括端梁）的自重,Gq/2=41KN,則主梁由于橋架自重引起的均布載荷：%Gq/241

ia5=2,5KN∕m%Gq/241

ia5=2,5KN∕m采用分別驅(qū)動，分=%=2.5KN/m查《起重機課程設(shè)計》表7-3得G。=4?41KN

主梁的總均布載荷：q=2.5+2.5-5KN/m主梁的總計算均布載荷：q=knq=1.1×5=5.5KNlm式中⑥=1.1——沖擊系數(shù)，由《起重機課程設(shè)計》表2-6查得。作用在一根主梁上的小車兩個車輪的輪壓值可根據(jù)《起重機課程設(shè)計》表7-4中所列數(shù)據(jù)選用：B=37000N g=36000N考慮動力系數(shù)丹的小車車輪的計算輪壓值為：K=〃［國=1.15X37000=42550N鳥=〃∏B=1?15x36000二4140ON主梁垂直最大彎矩計算主梁垂直最大彎矩：M(G+P)maxq+鳥勺吼）+"+『&_24（M(G+P)maxq+鳥勺吼）+"+『&_24（警+今+?iiG0Z0設(shè)敞開式司機操縱室的重量為9807N,起重心距支點的距離為4=280ɑn將各已知數(shù)值代入上式計算可得:M(G+P)max42550+41400(1650-140

165055x1650+1.1x4500LlXIOooOX2801650yM(G+P)max42550+41400(1650-140

165055x1650+1.1x4500LlXIOooOX2801650y,z42550+4140055、4( +——)1650 2+1.1×10000×280=5.1×105Λ^m=510KNm

主梁水平最大彎矩計算主梁水平最大彎矩:MgmaX爭一力景子）T8c3+4&式中γ=L+xc—3犬Iy2作用在主梁上的集中慣性載荷為:R+MgmaX爭一力景子）T8c3+4&式中γ=L+xc—3犬Iy2作用在主梁上的集中慣性載荷為:R+月二37000+36∞0二730ON22作用在主梁上的均布慣性載荷為：25KNmg1010計算系數(shù)7時，取近似比值Z=2;C=仁3=10OC加;& 2且K=400cm;LXC=200Cmo因此可得：8×1003+2003y=1650+ : x2=1716/ 3×4002MgmaX7300x16.5m16.5、25×16.52 2×16.5 (1 ) + (3 4 2x1716 24 1716=186?9Nm主梁的強度驗算主梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力:σ=σ?+p)M(G+WM■二一i^l-+—^WKWy≤H式中K——主梁中間截面對水平中心軸線X-X的抗彎截面模數(shù)，其近似值:Wχ=(-+Bδ.)h=(90x°6+40×0.8)×90=4500cm33 3%——主梁中間截面對垂直重心軸線y-y的抗彎截面模數(shù)，其近似值：Wy=/%7Q入Wy=/%7Q入z40×0-8

(芋+"亦(^-+90×0.6)×35=2263cm3因此可得:×0.1=121.6MPa/5-1×106×0.1=121.6MPab=( + )4500 2263由《起重機課程設(shè)計》表2-24查得A3鋼的許用應(yīng)力為：[a]l^e0MPa故σ<Hι主梁支承截面的最大剪應(yīng)力：C(G+ρ)S7x0"式中0盟)主梁支承截面所受的最大剪力落f+2—+"^+ZnG。寧式中0盟)主梁支承截面所受的最大剪力落f+2—+"^+ZnG。寧-42000+41400×165。-14O+55χ165O+E45%jχιooooJ65O-28O165021650XO=137420N主梁支承截面對水平重心軸線%-X的慣性矩，其近似值:3網(wǎng)號=仔+即也噂z50×0.6 51.6=(—— F40×0.8)×50×—=54180cm4S一—主梁支承截面半面積對水平重心軸線X-X的靜矩:S=2x”x%+“(％+4)TOC\o"1-5"\h\z2 4 “22’_c50×0-650SCo,500.8、—2X ×F50X0?8χ(1 )2 4 '22’=1266cm3由此可得：13742x1266一。?！?×θ?1=28.16MPQmax51480×2×0-6查得許用剪應(yīng)力為［可I=95MPa故7〈［小由以上計算可知，強度足夠。主梁的垂直剛度驗算主梁在滿載小車輪壓作用下所產(chǎn)生的最大垂直撓度:∣A[1+α(1-6'2+4,2)]48E∕x.,R36000式中 ɑ="=吧"=0.973々37000￡=把濫=°?0δ5TT 6/≈W—=45∞×—=2.061×105cm4

由此可得：3700×16503[1+0.973(1-6×0.0852+4×0.0854)]48x2.1x10648x2.1x106x2.061x105—)L-1.652.36cm允許的撓度：⑺=%—)L-1.652.36cm因此/<[/]主梁的水平剛度驗算主梁在大車運行機構(gòu)起，制動慣性載荷作用下產(chǎn)生的水平最大撓度:4二歲*一匹)+*(5.%)TOC\o"1-5"\h\z48E/J4口384E7/ /式中[=73OON%=2.5Ncm/=1716A 40Iv=Wv-=2263×-=45260cm4yy2 2由此可得：_7300×165Q3-χ<3×16501_25x1650：_狂—g4.8x2.1x106x4526OT(4×171θJ384×2.1×106×452600( 1716=0.823cm水平撓度的許用值:[4]二念[4]二念=0.825cm因此/?/]由上面的計算可知，主梁的垂直和水平剛度均滿足要求。4.3端梁的計算?計算載荷的確定設(shè)兩根主梁對端梁的作用力Q（G+P、相等，則端梁的最大支反力:KA K式中K—大車輪距，K=330cmLXC-小車輪距，Lxc=200cm包一傳動側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，取e=70cmQ黑P）=Il4237N因此RAJI4237?。。t2χ70）???^330.端梁垂直最大彎矩端梁在主梁支反力Q工P）作用下產(chǎn)生的最大彎矩為：MZmaX=RAa尸117699×60=7.06×IO6N①—導(dǎo)電側(cè)車輪軸線至主梁中心線的距離，a]=60emɑ.端梁的水平最大彎矩.端梁因車輪在側(cè)向載荷下產(chǎn)生的最大水平彎矩：MpmaX=Sal式中：S-車輪側(cè)向載荷，SMP；九一側(cè)壓系數(shù)，由圖2-3查得，λ=0.08;P—車輪輪壓，即端梁的支反力P=RA因此：刈2二泣1

=0.08×117699×60=564954N?cm?端梁因小車在起動、制動慣性載荷作用下而產(chǎn)生的最大水平彎矩：-_Pxg憶。+202)MPmaX K ??式中Pxg一小車的慣性載荷：P心二^P1=37000∕7=5290N因此：” 5290×(200+2×70) qq7∩1qntMPE二 ? ^x60=327018N-cm比較"：mc和M:g兩值可知，應(yīng)該取其中較大值進行強度計算。4.端梁的強度驗算端梁中間截面對水平重心線X-X的截面模數(shù):=( +40×1)×48-2380.8cm3端梁中間截面對水平重心線X-X的慣性矩：? ?h八=w/萬=2380.8×-=59520cm42端梁中間截面對垂直重心線Y-Y的截面模數(shù)：Wy=+hδ)b=(40×1+48x0.6)x27.41154.4Wy=+hδ)b=(40×1+48x0.6)x27.41154.4cm2端梁中間截面對水平重心線X-X的半面積矩:h?h+δ^c=2X—X—FBaX 3% 24 1 2=48x0.6x12+40XIX出》1325.6c∕2端梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力：Cmax=???maXMCmax=???maXMMpmaxWy7.06×1065649547.06×106564954 1 2380.8 1154.4=2965+489=3454N∕cm2端梁中間截面的剪應(yīng)力:,maxLT= ; I2δ114237x1325.6m/2=2120N/cm59520x2x0.6端梁支承截面對水平重心線X-X的慣性矩、截面模數(shù)及面積矩的計算如下:首先求水平重心線的位置水平重心線距上蓋板中線的距離:Ci-1.2x12.7(0.5x12.7+0.5)+2x11x1.2(0.5+12.7+0.6)

40×1+2×12-7×0.6+2x11x1.2Ci-=5.74cm水平重心線距腹板中線的距離:C2=5.74-0.5-0.5X12.7=-1.11cm水平重心線距下蓋板中線的距離:C3=(12.7+0.5+0.6)-5.74=8.06cm

端梁支承截面對水平重心線X-X的慣性矩：/=?×40×l3+40×1×5.742+2×?×12.73×0.6+2×12.7×ho12 120.6×1.lΓ+2×11×1.23+2×11×1.2×8.062=3297cm4端梁支承截面對水平重心線X-X的最小截面模數(shù):WxoWxo~IxQX-—a+：=3297X——-——8.06+0.6=406.1cm3端梁支承截面水平重心線X-X下部半面積矩:SXO=2X11X1.2X8.06+(8.06-0.6)×0.6×(8.06-0.6)/2=229.5cm3端梁支承截面附近的彎矩:MrRAd=Il7699X14=1647786NCm式中一端梁支承截面的彎曲應(yīng)力：Mz_1647786=4057.6N∕cm2端梁支承截面的剪應(yīng)力:RA?SxoRA?Sxo"八o?b117699x229.5

2x3297x0.6=6827.4N∕cm2端梁支承截面的合成應(yīng)力:b=Jr+3J=,4057.62+3χ68274=12501.5N∕cm2端梁材料的許用應(yīng)力：[σd]H-(0.80~0.85)[σ]口=(0.80?0.85)16000=12800—13600N∕cm2[τd]H=(0.80~0.85)[τ]π=(0.80?0.85)9500=7600?8070N∕cm2驗算強度結(jié)果，所有計算應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力，故端梁的強度滿足要求。4.4端梁的尺寸的確定端梁總體的尺寸大車輪距的確定：K=(工?1)L=(?-?)X16.5=2.06?3.3m85 85取K=3300mm端梁的高度H0=(0.4?0.6)H主取H°=500mm確定端梁的總長度L=4100mm442端梁的截面尺寸?端梁截面尺寸的確定：上蓋板5尸10mm,中部下蓋板3l10mm頭部下蓋板δ2=12mm按照［1］表19-4直徑為500mm的車輪組尺寸，確定端梁蓋板寬度和腹板的高度時，首先應(yīng)該配置好支承車輪的截面，其次再確定端梁中間截面的尺寸。配置的結(jié)果，車輪輪緣距上蓋板底面為25≡ι;車輪兩側(cè)面距離支承處兩下蓋板內(nèi)邊為10mm,因此車輪與端梁不容易相碰撞；并且端梁中部下蓋板與軌道便的距離為55mmo如圖示4-3圖4-3端梁的截面尺寸第5章端梁接頭的設(shè)計端梁接頭的確定及計算端梁的安裝接頭設(shè)計在端梁的中部，根據(jù)端梁輪距K大小，則端梁有一個安裝接頭。端梁的接頭的上蓋板和腹板焊有角鋼做的連接法蘭，下蓋板的接頭用連接板和受剪切的螺栓連接。頂部的角鋼是頂緊的，其連接螺栓基本不受力。同時在下蓋板與連接板鉆孔是應(yīng)該同時鉆孔。如下圖為接頭的安裝圖下蓋板與連接板的連接采用M18的螺栓，而角鋼與腹板和上蓋板的連接采用M16的螺栓。圖5-1(a)下蓋板與連接板的連接圖5-2(b)連接板和角鋼連接腹板和下蓋板螺栓受力計算?腹板最下一排螺栓受力最大，每個螺栓所受的拉力為:Na= UM ??+^n(H-b-a^λ+4ZQjN?3〃i z?=ι(500-65)x7.06x1()7攻；々"二+12(500-250)2+4(1852+1152+452)=12500N.下腹板每個螺栓所受的剪力相等，其值為:N剪二—-——(4-b)2?5J121

(5δδ?∑5?12500=7200N式中n。一下蓋板一端總受剪面數(shù)；n。=12N剪一下蓋板一個螺栓受剪面所受的剪力：n——側(cè)腹板受拉螺栓總數(shù)；n=12也一腹板上連接螺栓的直徑（靜截面）do一下腹板連接螺栓的直徑；dι=16mmH—梁高；H=500mmM—連接處的垂直彎矩；M=7.06×IO6其余的制 n 尺寸如圖示上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計算.上蓋板角鋼連接焊縫受剪，其值為：^_^.n(H-b-a^ι〃o"25(“—》)險空+衛(wèi)5。。 18； 500=172500N500-652,5(5∞-65)1622?腹板角鋼的連接焊縫同時受拉和受彎，其值分別為:N腹一 拉=6×(500-65-185)χ1250θ人IooN500-65M腹拉=2(1852+1152+452)X[25θθ=2843oooNmin500-655.2計算螺