畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-5t單梁橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（含全套cad圖紙）

1、<p>　　由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，CAD圖紙等，聯(lián)系153893706   </p><p>　　5T單梁橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：該文主要對(duì)橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括其主要尺寸的確定，主梁的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度驗(yàn)算，以及剛度驗(yàn)算等，端梁的計(jì)算載荷的確定、主要焊縫的計(jì)算、接接頭的設(shè)計(jì)，焊接工

2、藝設(shè)計(jì)等等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；金屬結(jié)構(gòu)；主梁</p><p>　　The Design of the 5t sigle bean bridge crane metal structure design</p><p>　　Abstract: This thesis mainly to the bridge crane metal struct

3、ure 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 calcul

4、ation, after welding joint design, welding process design, etc.</p><p>　　Key words: Bridge Crane;Metal Structure; Main beam。</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　橋式起重機(jī)是應(yīng)用非常廣泛的起

5、重機(jī)械。隨著社會(huì)主義建設(shè)的發(fā)展, 橋式起重機(jī)的需要與日俱增, 我國每年的橋機(jī)產(chǎn)量在10萬噸以上。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的重要組成部分, 它的重量占起重機(jī)自重的40%～60% , 要使用大量的鋼材。橋架自重也直接影響廠房建筑承重結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的土建費(fèi)用與材料消耗。在確保產(chǎn)品使用安全及正常使用年限的前提下, 盡最減輕橋架自重是節(jié)約金屬材料的重要途徑。</p><p>　　我國生產(chǎn)的橋式起重機(jī), 不論是通用橋式起重機(jī)

6、或是冶金工廠用特種橋式類型起重機(jī),在1958年以前由于設(shè)計(jì)力量薄弱, 基本上是沿用國外的設(shè)計(jì), 橋架結(jié)構(gòu)以箱型和四桁架型等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式為主。一直到1958年大躍進(jìn)以后, 由于破除迷信, 在群眾性的技術(shù)革新運(yùn)動(dòng)推動(dòng)下, 才試制了一些新型橋架結(jié)構(gòu)的橋式起重機(jī), 其中主要的如偏軌箱型、單主梁結(jié)構(gòu)、三角桁架結(jié)構(gòu)等等。但是由于沒有及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 研究試驗(yàn)工作也做得不夠, 沒有在改進(jìn)與提高以后進(jìn)行推廣, 因此橋架選型工作仍然是我們當(dāng)前迫切要做的工作

7、, 應(yīng)該比較系統(tǒng)的有組織的研究適合我國各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門采用的橋架結(jié)構(gòu)型。</p><p>　　我國在橋式起重機(jī)的產(chǎn)品系列化、通用化和標(biāo)誰化方面雖然也做了一些工作, 但為了使橋架結(jié)構(gòu)定型, 還要做大量的工作。目前生產(chǎn)的基本情況是5～50噸小起重量橋式起重機(jī)仍以箱型結(jié)構(gòu)為主,箱型結(jié)構(gòu)是應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它具有制造簡便、生產(chǎn)工效高、通用性強(qiáng)等一系列的優(yōu)點(diǎn), 因而迄今仍然是國內(nèi)外橋式起重機(jī)的常用橋架形式。在國內(nèi), 在5

8、0年代和60年代初期, 5～50噸的小起重量系列產(chǎn)品和75～250噸的大起重量系列產(chǎn)品都采用箱型結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　1.1總體方案擬定</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)與以往的輸送機(jī)主要有以下幾點(diǎn)的改進(jìn)：</p><p>　　1)噸位標(biāo)注排為5T單梁橋式起重機(jī)。</p><p>　　1-銘牌裝置；2-

9、橫梁；3-電動(dòng)葫蘆；4-噸位牌裝置</p><p>　　圖1 5T單梁橋式起重機(jī)簡圖</p><p>　　Fig.1 5t sigle bean bridge</p><p>　　2) 主梁跨度34m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實(shí)體板梁連接。</p><p>　　3) 端梁部分在起重機(jī)中有著重要的作用，它是承載平移運(yùn)輸

10、的關(guān)鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　（1）主梁的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　主梁跨度34m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實(shí)體板梁連接，主梁橫截面腹板的厚度為6mm,

11、翼緣板的厚度為10mm，主梁上的走臺(tái)的寬度取決于端梁的長度和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)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，主梁和端梁連接處的高度取H0=0.4～0.6H，腹板的穩(wěn)定性由橫向加勁板和，縱向加勁條或者角鋼來維持，縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點(diǎn)焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會(huì)產(chǎn)生下?lián)献冃危庸ず脱b配時(shí)采用預(yù)制上拱。</p><p><b>　　（2）端梁的設(shè)

12、計(jì)：</b></p><p>　　端梁部分在起重機(jī)中有著重要的作用，它是承載平移運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強(qiáng)螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的；大車的運(yùn)行采用分別傳動(dòng)的方案。</p><p>

13、　　在裝配起重機(jī)的時(shí)候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)主要對(duì)單梁橋式起重機(jī)進(jìn)行介紹，確定了其總體方案并進(jìn)行了一些簡單的分析。單梁橋式起重機(jī)具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機(jī)構(gòu)安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中得到廣泛采用。我國在5噸到10噸的中、小起重量系列產(chǎn)品中主要采用這種形式，但這種結(jié)構(gòu)形式也存在一些缺點(diǎn)：自重大、易下?lián)希谠O(shè)計(jì)

14、和制造時(shí)必須采取一些措施來防止或者減少。</p><p>　　2 主要設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算</p><p>　　2.1 大車輪距 </p><p>　　K=（～）L=（～）×34=4.25～6.8m （1）</p><p><b>　　取K=5m</b></p><p&g

15、t;<b>　　2.2 主梁高度</b></p><p>　　H=（理論值） </p><p><b>　　2.3 端梁高度</b></p><p>　　H0=（0.4～0.6）H=0.76～1.13m （2） </p>&

16、lt;p><b>　　取H0=0.8m </b></p><p>　　2.4 橋架端部梯形高度</p><p>　　C=（～）L=（～）×34=3.4～6.8 （3）</p><p><b>　　取C=2m</b></p><p>　　2.5 主梁腹板高度&

17、lt;/p><p>　　根據(jù)主梁計(jì)算高度H=1.89m，最后選定腹板高度h=1.9m</p><p>　　2.6 確定主梁截面尺寸</p><p>　　主梁中間截面各構(gòu)件板厚推薦確定如下：</p><p>　　腹板厚:δ=6mm;上下蓋板厚=8mm</p><p>　　主梁腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面關(guān)系式來決定：</p&

18、gt;<p>　　因此取b=700mm</p><p>　　蓋板寬度：B=b++40=700+26+40=752mm</p><p><b>　　取B=750mm</b></p><p>　　主梁的實(shí)際高度：H=1900+2×8=1916mm</p><p>　　同理，主梁支承截面的腹板高度取，

19、這時(shí)支承截面的實(shí)際高度。</p><p>　　2.7加勁板的布置尺寸</p><p>　　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。</p><p>　　主梁端部大加勁板的間距：</p><p><b>　　，取=2m</b></p><p>　　主梁端部（梯形部分）小加勁板的

20、間距：</p><p>　　主梁中部（矩形部分）大加勁板的間距：若小車鋼軌采用輕軌。其對(duì)水平重心軸線的最小抗彎截面模數(shù)，則根據(jù)連續(xù)梁由鋼軌的彎曲強(qiáng)度條件求得加勁板間距（此時(shí)連續(xù)梁的支點(diǎn)即加勁板所在位置；使一個(gè)車輪輪壓作用在兩加勁板間距的中央）：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 P——小車的輪壓，取平均值，

21、并設(shè)小車自重為=40000N</p><p>　　——?jiǎng)恿ο禂?shù)，查得=1.16</p><p>　　——鋼軌的許用應(yīng)力，=170MPa</p><p>　　因此，根據(jù)布置方便，取=1.5m</p><p>　　由于腹板的高厚比，所以要設(shè)置水平加勁桿，以保證腹板局部穩(wěn)定性。采用角鋼做水平加勁桿</p><p><b

22、>　　3 主梁的計(jì)算 </b></p><p>　　3.1 計(jì)算載荷確定</p><p><b>　　此處已刪除</b></p><p>　　接板鉆孔是應(yīng)該同時(shí)鉆孔。</p><p>　　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。</p><

23、;p>　　6.1.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算</p><p>　?。?）腹板最下一排螺栓受力最大，每個(gè)螺栓所受的拉力為：</p><p><b>　　N拉= </b></p><p><b>　　= (52)</b></p><p>　　=222126.7N</p>

24、<p>　?。?）下腹板每個(gè)螺栓所受的剪力相等，其值為：</p><p><b>　　N剪=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=12621.5N (53)</p><p>　　式中 n0 ——下蓋板一

25、端總受剪面數(shù)；n0=16</p><p>　　N剪——下蓋板一個(gè)螺栓受剪面所受的剪力：</p><p>　　N ——側(cè)腹板受拉螺栓總數(shù)；n=16</p><p>　　d1 ——腹板上連接螺栓的直徑（靜截面） </p><p>　　d0 ——下腹板連接螺栓的直徑；d1=16mm</p><p>　　H

26、——梁高；H=500 mm</p><p>　　M ——連接處的垂直彎矩；M=7.06×106</p><p>　　6.1.2 上蓋板和腹板角鋼的連接焊縫受力計(jì)算</p><p>　?。?）上蓋板角鋼連接焊縫受剪，其值為：</p><p>　　Q (54)</p>

27、<p>　　==412147.8N (55)</p><p>　?。?）腹板角鋼的連接焊縫同時(shí)受拉和受彎，其值分別為：</p><p><b>　　N腹=</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　=99725.8N

28、 (56)</p><p><b>　　M腹=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=10159560.42Nmm (57)</p><p>　　6.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度</p>

29、<p>　　6.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核</p><p>　?。?）.精制螺栓的許用抗剪承載力：</p><p><b>　　[N剪]= </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　=137343.6N (58)

30、</p><p>　?。?）螺栓的許用抗拉承載力</p><p><b>　　[N拉]= </b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=27129.6N (59）</p><p>　　式中[]=13500

31、N/cm2 []=13500N/cm2 </p><p>　　由于N拉<[N拉] ,N剪<[N剪] 則有所選的螺栓符合強(qiáng)度要求</p><p>　　6.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核</p><p>　　（1）對(duì)腹板由彎矩M產(chǎn)生的焊縫最大剪應(yīng)力：</p><p>　　M===7753.02N/ cm2</p><

32、;p><b>　　式中 I≈</b></p><p>　　=5115.06 ——焊縫的慣性矩</p><p>　?。?）由剪力Q產(chǎn)生的焊縫剪應(yīng)力：</p><p><b>　　Q=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>

33、;　　=3931.5N/ cm2</p><p><b>　　折算剪應(yīng)力：</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　=7572.1 N/ cm2<[]=17000 N/ cm2</p><p><b>　　[]由表查得</b></p&g

34、t;<p>　　式中 h——焊縫的計(jì)算厚度取h=6mm</p><p>　　（3）對(duì)上角鋼的焊縫</p><p>　　===138.8N/ cm2<[]</p><p><b>　　由上計(jì)算符合要求。</b></p><p><b>　　7 焊接工藝設(shè)計(jì)</b></p&

35、gt;<p>　　對(duì)橋式起重機(jī)來說，其橋架結(jié)構(gòu)主要是由很多鋼板通過焊接的方法連接在一起，焊接的工藝的正確與否直接影響橋式起重機(jī)的力學(xué)性能和壽命。 角焊縫最小厚度為：</p><p>　　a≥0.3max+1</p><p>　　max為焊接件的較大厚度，但焊縫最小厚度不小于4mm，當(dāng)焊接件的厚度小于4mm時(shí)，焊縫厚度與焊接件的厚度相同。</p><p&g

36、t;　　角焊縫的厚度還不應(yīng)該大于較薄焊接件的厚度的1.2倍，即:</p><p><b>　　a≤1.2min</b></p><p>　　按照以上的計(jì)算方法可以確定端梁橋架焊接的焊角高度a=6mm.</p><p>　　定位板和彎板的焊接時(shí)候，由于定位板起導(dǎo)向作用，在焊接時(shí)要特別注意，焊角高度不能太高，否則車輪組在和端梁裝配的時(shí)，車輪組不能從

37、正確位置導(dǎo)入，焊接中采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=3.2mm,焊接電流160A,焊角高度最大4㎜。 角鋼和腹板、上蓋板的焊接采用的是搭接的方法，在焊好后再將兩段端梁拼在一塊進(jìn)行鉆孔。</p><p>　　由于所用的板材厚度大部分都小于10mm ,在焊接過程中都不開坡口進(jìn)行焊接。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><

38、p>　　[1]張質(zhì)文.等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京􀌹中國鐵道出版社 1998[2]陳道南. 起重運(yùn)輸機(jī)械[M].北京 冶金工業(yè)出版社 1997[3]陳道南.起重機(jī)課程設(shè)計(jì)[M].北京 冶金工業(yè)出版社 1993[4]東北工學(xué)院«機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)»編寫組.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版 .冶金工業(yè)出版社 1987[5]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB3811-83 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范

39、.北京􀌹中國標(biāo)準(zhǔn)出版社1983[6]大連起重機(jī)廠.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].遼寧人民出版社 1979[7]揚(yáng)長骙.起重機(jī)械[M].北京􀌹機(jī)械工業(yè)出版社,1982[8]中國工程機(jī)械網(wǎng).工程起重機(jī)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì). http://www.cpzl.com/news/articleview/2004-5-10/article_view_14225.htm.2003[9]丁中立. 國外工

40、程起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì). http://www.zblw.com/gongxue/jxhg/qushi/200411/3725.html. 2004.11.3[10]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004[1</p><p>　　[16]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編. 焊接手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　[17]徐格寧編 機(jī)械裝備金屬結(jié)構(gòu)

41、設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社 2009</p><p>　　[18]Gordon S．G，Beveridge and Robert S．Schechter,Optimization Theory and Practics[M]．</p><p>　　[19]堂增寶等主編，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）。華中科技大學(xué)出版社，1998</p><p>　　[20]劉鴻文主編.《材料

42、力學(xué)》. 高等教育出版社 ,2003</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先向機(jī)械專業(yè)的全體老師表示衷心的感謝，在這四年的時(shí)間里，他們?yōu)槲覀兊某砷L和進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，有許多老師給予了指導(dǎo)和幫助,尤其是吳老師和全老師，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，給了我們很大幫助,做為我們的輔導(dǎo)老師，盡職盡責(zé)，一絲不茍。</p&g

43、t;<p>　　至此，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也將告以段落，但老師的教誨卻讓人終生難忘，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使我學(xué)到了知識(shí)，也讓我學(xué)到了許多的道理，總之是受益匪淺。</p><p>　　盡管我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處仍在所難免，望老師提出寶貴的意見。</p><p>　　最后，向文中引用到其學(xué)術(shù)論著及研究成果的學(xué)術(shù)前輩與同行們致謝！&