125T22M六梁桥式铸造起重机结构设计

本科毕业设计论文125/30t/22m六梁桥式铸造起重机结构设计摘 要六梁铸造起重机是桥式起重机的重要组成部分,是中大型起重设备,由四根主梁和两根端梁组成。本设计采用偏轨箱型主梁,设计过程中从强度、刚度、稳定性三个方面来计算,对于A8工作级别的起重机来说还要进行疲劳强度校核,这就和A6以下工作级别的起重机的设计有了很大的区别,在设计时会出现静强度有很大的富余,在计算局部稳定性的时候还要注意局部轮压的作用,这时候需要验算加劲肋的区格验算,很有可能需要再次验算。设计中在满足刚度、强度、稳定性的前提下,探讨了该机型金属结构受力的空间传递分配规律,推导出力计算公式。本文针对空间桥架力的传递进行探讨,在一定假定条件下,得出主、副梁及主、副端梁间的传递规律。关键词：铸造起重机 应力 疲劳强度 稳定性AbstractSix-beam casting crane is an important component of the bridge crane,the lifting equipment is medium and large, by the four main girder beams and two side beams. The design uses a bias-rail box-type main girder, the design process from the strength, stiffness, stability, to calculate the three aspects, for the A8-level work crane is also checking for fatigue strength , This and the following A6-level design of the crane has the distinction, in the design of static strength and there will be a great surplus , Local stability in the calculation of the time we must pay attention to the role of the local round of pressure, this time need to check the area stiffening rib grid checked, is likely to be checked again. Design to meet the stiffness, strength, stability, under the premise of the metallic structure of the model space by the force of the law of transmission of the distribution is derived formula for calculating the internal force. In this paper, the space bridge to explore the transmission of internal forces, under certain assumptions, the main draw, the main beams and the Deputy, Vice-side transfer law between beams.Key words：casting crane , stress , fatigue strength , stability- 1 - / 72目录摘要前言第一章 总体方案设计11.1 基本参数11.2 总体结构尺寸 11.3 材料选择设计及许用应力11.4 各部件尺寸及截面性质 21.4.1 主主梁跨中和跨端的截面性质 41.4.2 副主梁尺寸的确定和截面性质 41.4.3 副主梁在跨中截面的性质 61.4.4副主梁跨端截面的几何性质 61.4.5端梁尺寸的确定和截面性质 61.5尺寸性质及数据总汇 6第二章 桥架分析 72.1 载荷组合的确定 72.1.1动力效应系数的计算 72.2 桥架假定 72.3 载荷计算 82.3.1主主梁的载荷计算 82.3.2副主梁的载荷计算 92.4简化模型 112.5 垂直载荷 13 2.6 水平载荷 15第三章主主梁的分析与计算 193.1 强度校核 193.2 主主梁疲劳强度校核213.3稳定性计算 223.4 刚度计算 27 第四章 副主梁的分析计算 294.1 强度校核 294.2 副主梁疲劳强度校核 314.3 副主梁的稳定性 334.4 刚度计算 354.5桥架拱度包括主、副梁 37第五章 端梁分析 395.1 主主梁端部耳板设计 395.2 副主梁一侧端梁的校核 42说明 48参考文献 49致谢 50附录 51摘要六梁铸造起重机是桥式起重机的重要组成部分,是中大型起重设备,由四根主梁和两根端梁组成。本设计采用偏轨箱型主梁,设计过程中从强度、刚度、稳定性三个方面来计算,对于A8工作级别的起重机来说还要进行疲劳强度校核,这就和A6以下工作级别的起重机的设计有了很大的区别,在设计时会出现静强度有很大的富余,在计算局部稳定性的时候还要注意局部轮压的作用,这时候需要验算加劲肋的区格验算,很有可能需要再次验算。设计中在满足刚度、强度、稳定性的前提下,探讨了该机型金属结构受力的空间传递分配规律,推导出力计算公式。本文针对空间桥架力的传递进行探讨,在一定假定条件下,得出主、副梁及主、副端梁间的传递规律。关键词：铸造起重机 应力 疲劳强度 稳定性AbstractSix-beam casting crane is an important component of the bridge crane,the lifting equipment is medium and large, by the four main girder beams and two side beams. The design uses a bias-rail box-type main girder, the design process from the strength, stiffness, stability, to calculate the three aspects, for the A8-level work crane is also checking for fatigue strength , This and the following A6-level design of the crane has the distinction, in the design of static strength and there will be a great surplus , Local stability in the calculation of the time we must pay attention to the role of the local round of pressure, this time need to check the area stiffening rib grid checked, is likely to be checked again. Design to meet the stiffness, strength, stability, under the premise of the metallic structure of the model space by the force of the law of transmission of the distribution is derived formula for calculating the internal force. In this paper, the space bridge to explore the transmission of internal forces, under certain assumptions, the main draw, the main beams and the Deputy, Vice-side transfer law between beams.Key words：casting crane , stress , fatigue strength , stability前言这次设计的为125/30T的铸造型起重机的金属结构部分。由于此起重机起重量大,工作级别高,用于冶金铸造车间,所以采用最新形式的桥式结构。在设计主主梁时,把部分端梁也到主主梁上,做成主主梁的以一部分；在设计付主梁时,把付主梁部分的端梁利用焊接与付主梁做一体。从桥式起重机的出现到在,它的结构形式,设计方法,检测手段都得到了不断改进,各种性能指标也得到了不断提高,因此在国民经济中有了广泛的应用。根据其使用目的,地点等分为桥式起重机,普通桥式起重机,特种桥式起重机,它们基本上都采用箱型结构,其中根据轨道在箱型梁安装的位置不同,又分为中轨,偏轨,半偏轨等形式。根据基本各种参数和现实学习中和重工的产品等原因,特把这次设计为六梁结构的桥式起重机,各梁均采用箱型截面,偏轨,这主要是它可以增大起重机的安全,减少其截面尺寸,便于在炼钢车间的灵活运用。设计中本着满足强度,刚度,稳定性的前提下,尽可能节约材料的原则,采用大截面薄钢板,从而达到省材料,重量轻的原则,同时采用大截面又提高了梁的高度和稳定性。在选材上既考虑了性能上的要求,又兼顾了经济性能。设计过程中全部采用国家标准,并且参照起重重工集团,太重集团的同类产品,在结构上进行了改进,对桥架的受力也进行了简单的分析,因此整个设计安全可靠,节省材料而且耐用,满足要求。由于这次设计容是新结构,没有涉及的经验,且在受力分析等方面还没人做,所以设计中遇到了诸多问题,例如危险点的确定 、自由度的求解、力的求解,等都是以往的设计有很多不同的,同时由于跨度较大工作级别较高,使得主主梁副主梁除了在强度以外刚度和疲劳度也变得很重要,但是在做端梁的时候由于对端梁的疲劳强度不是很了解,所以并无验算但是界面的应力值可以看出疲劳应力不会超过允许值。第一章 总体方案设计1.1 基本参数 起重量Q：125/30T 跨度L:22m 工作级别：A8起升高度H：26/28m 起升速度V：4.66/9.26m/min 运行速度：36.5/42.6/ 87.3m/min轮距：3010mm1040mm轨距：7000主起升2500付起升16000大车运行参考重量：210t1.2 总体结构尺寸 根据已给参数,此桥式铸造起重机吨位、跨度较大,为减少结构的超静定次数,改善受力,方便运输,选用六梁铰接式结构。结构框架如图11.3 材料选择设计及许用应力 根据总体结构：采用箱型梁,主要用板材及型材材料,许用应力及性能见表1.1,表1.2.。图1 连接方式表1.1 材料许用应力板厚正应力剪应力mm16370152.0167.9184.487.7696.94106.5370158.8175.4192.691.7101.3111.2表1.2 材料性能常数表弹性模量E剪切弹性模量G密度1.4 各部件尺寸及截面性质1. 主主梁跨中截面尺寸初选高度=12941571mm考虑大车运行机构安装在主梁,且主主梁与副主梁的高度差必须满足一定得要求,故将主主梁取为大截面薄钢板的形式,以达到节省材料、重量轻的要求。因此取腹板高度h=2100mm。为了省去走台,对宽型偏轨箱型梁,主主梁腹板侧间距取B=1200mm=440mm。上下翼缘板厚度=20mm,上翼缘板长1400mm,下翼缘板长1300mm,主腹板厚度=8mm,副腹板厚度=10mm。上下翼缘板外伸部分长不相同。有轨道一侧上翼缘板外伸长度mm,取250mm。其它翼缘外伸部分长度 mm。mm 取=41mm。轨道侧主腹板受局部压应力,应将板加厚,由局部压应力的分布长度,设计离上翼缘板350mm的一段腹板板厚取为16mm。主主梁跨中截面尺寸如图图2 主主梁跨中截面2主主梁跨端截面尺寸高度H0=H=0.40.62100=1260mm要确定主主梁跨端截面尺寸,只需确定其高度,取=1300mm,跨端下翼缘板厚度为18mm。主主梁跨端截面尺寸如图图3 主主梁在跨端的截面1.4.1 主主梁跨中和跨端的截面性质 1：主主梁在跨中截面的几何性质面积： A=201400+201300+206018=91080mm=579.2mm=1072.8m计算主主梁在跨中位置的惯性矩：主主梁在跨端截面的性质：如前所述分别计算出主主梁在跨端处的截面的几何性质为：面积: A=201400201300+126018=76680mm2形心坐标 X=688mm Y=666.7mm惯性矩 ： 1.4.2 副主梁尺寸的确定和截面性质：1.由于副主梁的起重量较小,根据箱型主梁班厚的推荐值取,选用上下翼缘板厚度=14mm。取腹板的高度为h=1700mm.腹板厚度：主腹板 ,副腹板厚度 ,副主梁总高 =1728mm 副主梁宽度 ,取腹板侧间距b0=782mmL/50=440mm且 782,主腹板一侧上翼缘板外伸长度 ,取外伸长be=150mm,其余悬伸长大于1.5倍的焊缝厚度,取be=50mm。其尺寸如下图图4 付主梁在跨中截面副主梁在跨端处的截面确定其高度取腹板高度为1000副主梁跨端截面尺寸如图图5副主梁在跨端截面1.4.3 副主梁在跨中截面的性质计算副主梁在跨中的截面几何性质面积：A=57200 mm形心坐标: 惯性矩: 1.4.4副主梁跨端截面的几何性质面积：A=52000 mm形心坐标： 惯性矩：1.4.5端梁尺寸的确定和截面性质考虑大车车轮的安装及台车的形状尺寸,端梁宽取为700mm,腹板厚度取8mm,盖板厚度取12mm.面积:A=128002+100082=35200mm由于端梁截面对称,所以形心即为对称中心：X=512mm Y=400mm计算端梁惯性矩=1.22=3.571.5 尺寸性质及数据总汇主主梁跨中20208101400120013002060跨端20208101400120013001300副主梁跨中141481010007829001700跨端1414 81010007829001000端梁1212888007008001000表1各截面尺寸主主梁跨中579.2 1072.8跨端688666.7副主梁跨中472.6885跨端500460.4端梁512400表2各截面性质第二章桥架分析2.1 载荷组合的确定2.1.1动力效应系数的计算1起升冲击系数 桥式铸造起重机: 2起升动载系数: 主主梁：=1+0.7V=1+0.7副主梁: =1+0.7V=1+0.73运行冲击系数: 为大车运行速度 =87.6,为轨道街头处两轨面得高度差 ,根据工作级别,动载荷用载荷组合 进行计算,应用运行冲击系数。2.2 桥架假定 为了简化六梁铰结桥架的计算,特作如下假定：根据起重机的实际工作情况,以主、副小车一起工作为最不利载荷工况。1.主主梁、副主梁的端部与端梁在同一水平面。2.由于端梁用铰接分成5段,故副主梁的垂直载荷对相互间受力分析互不影响。3.将端梁结构看作多跨静定梁,主主梁受力作为基本结构对副主梁无影响；副主梁受力作为附属部分对主主梁有影响。4.计算副主梁水平载荷时,将铰接点看成刚性连接。 2.3 载荷计算2.3.1主主梁的载荷计算1主主梁自重 由设计给出的主小车轮压25500kg,选用车轮材料ZG35CrMnSi,车轮直径,轨道型号QU120,许用值38700kg。由轨道型号QU120查得轨道理论重量,主小车轨道重量 栏杆等重量主梁的均布载荷 2主小车布置,两侧起升机构对称布置,重心位于对称中心。吊具质量:=0.035mQ=0.125=4.375t起升载荷:PQ=g=9.81=1269KN小车重量:PGX=0.35mQg=0.351259.81=429.2KN大车运行机构的重量：PGj=12009.8=11760N司机室及电气设备的重量：PGs=msg=3009.8=29400N估算轮压：静轮压P1=45.5T P2=39T动轮压：3惯性载荷1一根主主梁上小车惯性力主小车上主动轮占一半,按主动车轮打滑条件确定主小车的惯性力 2桥架起制动时产生的惯性力：选取大车主动轮为8个,总轮数为16个3水平均匀惯性力：4跨中扭矩：1弯心至腹板中心线的距离：2主小车轨道顶到弯心的垂直距离为h=H2+扭矩：2.3.2副主梁的载荷计算1自重 ：均布载荷由设计给出的副主梁小车轮压 17890kg,查选用车轮材料ZG50MnMo,车轮直径,轨道型号QU70,许用值21800kg。查得轨道理论重量,副小车轨道重量: 栏杆等重量: 副主梁的均布载荷: 2小车轮压小车布置如图吊具质量:小车重量: 按受载大的AB梁计算小车轮压,见图估算轮压： 静轮压P1=10.75T P2=8.75T 动轮压=3惯性载荷1当小车制动时将产生沿主梁方向的水平惯性载荷,因副小车的吨位较小,采用形式4个车轮,半数主动轮。一根副主梁上小车的惯性力=2桥架起制动时产生的惯性力：取大车主动轮为8个,总轮数为16个3水平均匀惯性力：4跨中扭矩：1弯心至腹板中心线的距离e=b=图弯心至腹板中心线的距离2副小车轨道顶到弯心的垂直距离如图h=g=17282+134=998mm3扭矩：TP=19.59.81000351.56=37183.1Nm TH=PH=10920984=10745.28 Nm2.4简化模型见图大车主主梁端部有两个台车,可简化为一个滑动铰支座：1.2.5.6副主梁端部支撑车轮3.4简化为一个可动铰支座；简化模型见图16进一步简化：主主梁端部采用两个台车,只是增加了支撑装置,减小了轮压。将两个滑动铰支座分别用一个固定铰支座代替,约束一样,只是取消了对扭矩的抵制作用。将滑动铰支座换成固定铰支座。将此端梁结构看成多跨超静定梁,沿处拆分,主主梁基本部分+副主梁附属部分；主主梁受力对副主梁无影响；副主梁受力对主主梁有影响。在计算水平载荷时将铰四个铰点看作刚节点进行计算。将主主梁看作一个单梁桥架,副主梁对其影响在或处相当于加了一个可动铰支座。忽略副主梁对主主梁端部轴受力影响,使主主梁水平面弯矩值偏大,设计可靠性增强,计算偏保守。主主梁水平刚架计算模型如图副主梁水平刚架计算时,主主梁对副主梁相当于固定铰支座。2.5 垂直载荷一、主主梁在固定载荷与移动载荷作用下,主梁按简支梁计算。见图查起重机设计手册得:司机室重GC=1500kg d2=2900mm运行机构Gy=1100kg d1=1600mm电气设备GD=2000kg 12L=6000mmNBL=GD6000+Gy1600+GC2900取 得：NB=8231N所以=NBNm当P1满载作用于跨中时,产生跨中最大弯矩。当P1满载作用在跨中位置时,对主主梁跨中的弯矩为则=6.52106Nm将动载荷和固定载荷在跨中位置叠加得：Mq=6.5106Nm跨中点的剪切力为：左端产生剪力：当满载作用于左极限位置时,左端由集中载荷所产生的剪力最大.式中C=0.94所以忽略副主梁对其影响。从而可以得出主主梁跨端所受最大剪切力为：N(1) 满载小车在跨中,跨中E点弯矩为轮压合力与左侧台车轴线距离 跨中E点的剪切力 跨中扭矩 (2) 满载小车在跨端极限位置小车左轮距梁端距离取为0.7跨端剪切力 跨端扭矩为主主梁跨中总弯矩为 主梁跨端总剪切力为 二、副主梁在固定载荷与移动载荷作用下,主梁按简支梁计算。固定载荷作用下在副主梁跨中的弯矩为跨端剪切2.6 水平载荷如前面模型简化,将主主梁的一根梁看作单梁桥架,副主梁看作双梁桥架。一、主主梁的水平惯性载荷模型如前面图 1小车在跨中,刚架的计算系数为：=1.01跨中水平弯矩跨中水平剪切力 跨中轴力为2小车在跨端,跨端水平剪切力二、偏斜侧向力计算简图如1.小车在跨中,侧向力 超前力为 B处轴力 B处水平剪切力 主梁跨中水平弯矩 主梁轴力 主梁跨中总水平弯矩为 1 小车在跨端侧向力为超前力 B端水平剪切力 主梁跨端水平弯矩 主梁跨端的水平剪切力为 主梁跨端总的水平剪切力为 三、副主梁副主梁求解水平载荷的模型,见图在水平载荷及作用下,桥架按刚架计算,因偏轨箱型梁与端梁连接面较宽,应取两主梁轴线间距代替原小车轨距构成新的水平刚架,这样比较符合实际,于是 1.水平惯性载荷 小车在跨中,刚架的计算系数为跨中水平弯矩跨中水平剪切力 跨中轴力为 小车在跨端,跨端水平剪切力二、偏斜侧向力在偏斜侧向力作用下,桥架也按水平刚架分析,计算简图如计算系数为 其中参考文献2选取得 小车在跨中,侧向力 当小车在跨中时超前力为： 端梁中点的轴力 ：端梁中点的水平剪切力为：副主梁跨中的水平弯矩 副主梁轴力 副主梁跨中总水平弯矩为 小车在跨端侧向力为超前力 端梁中点的水平剪切力 副主梁跨端的水平弯矩 副主梁跨端的水平剪切力为 副主梁跨端总的水平剪切力为 第三章主主梁的分析与计算3.1 强度校核1 需要计算主梁跨中截面危险点、的应力,见图2 当满载小车在跨中时的扭矩为：(1) 主腹板上边缘点的应力主腹板边至轨顶的距离为 主腹板边的局部压应力为 垂直弯矩产生的应力 水平弯矩产生的应力 惯性载荷与侧向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。主梁上翼缘的静矩为主腹板上边的切应力为点的折算应力 满足要求 点的应力满足要求 点的应力下翼缘板与副腹板连接处的外侧表面应力满足要求3主梁跨端的切应力其中：为主主梁上小车满载时在跨端的扭矩1) 主腹板承受垂直剪力及,故主腹板中点切应力为满足要求2) 翼缘板 承受水平剪切力主梁跨端的水平剪切力 其中为满载小车在跨端极限位置的跨端剪切力:端扭矩 3.2 主主梁疲劳强度校核桥架工作级别为A8,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应力求截面E的最大弯矩和最小弯矩,满载小车位于跨中E点,则 空载小车位于右侧跨端时,见图,左端支反力为1验算主腹板受拉翼缘焊缝的疲劳强度,见图 应力循环特性 根据工作级别A8,应力集中等级及材料Q235,查得,焊缝拉伸疲劳许用应力为 合格2验算横隔板下端焊缝与主腹板连接处的疲劳强度应力循环特性 显然,相同工况下的应力循环特性是一致的。由A8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60mm,应力集中等级为,查得疲劳许用应力,拉伸疲劳许用应力为 合格3.3 稳定性计算一、 主主梁高宽比 图3.9 加劲肋设置三、验算区隔I的稳定性主腹板正应力 区格上边缘的复合应力为：四、验算副腹板的稳定性副腹板上区只受的作用切应力 所以=0.7319属于不均等压缩板五、加劲肋的确定横隔板采用,边留下为160mm翼缘板纵向加劲肋为角钢角钢相对于翼缘板中心线的惯性矩为：横截面如图如3.10,镶边采用8x80mm的钢片图3.10 横隔板3.4 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,见图 满足要求2桥架的水平惯性位移小车位于跨中,计算起动工况的跨中位移：3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 全桥架中点换算质量 起升质量 起升载荷 起升钢丝绳滑轮组的最大下放长度为 取,为吊具最小下放距离桥架跨中静位移为查选用倍率 ,由钢丝绳静拉力 选用型钢丝绳 起升钢丝绳滑轮组的静伸长 结构质量影响系数 桥式起重机的垂直自振频率4水平动刚度起重机水平动刚度以物品高位悬挂,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半刚架跨中在单位水平力作用下产生的水平位移为桥式起重机的水平自振频率为3.5 桥架拱度主主梁的桥架拱度与副主梁的一样,见后面副主梁桥架拱度设置第四章 副主梁的分析计算4.1 强度校核1需要计算主梁跨中截面危险点、的应力,见图 主腹板上边缘点的应力主腹板边至轨顶的距离为 主腹板边的局部压应力为 垂直弯矩产生的应力 水平弯矩产生的应力 副主梁上翼缘的静矩为主腹板上边的切应力为点的折算应力 满足要求 点的应力满足要求 点的应力满足要求2副主梁跨端的切应力1 主腹板 其中：承受垂直剪力及,故主腹板中点切应力为满足要求2 翼缘板 承受水平剪切力主梁跨端的水平剪切力 跨端扭矩 主梁翼缘焊缝厚度 ,采用自动焊。4.2 副主梁疲劳强度校核桥架工作级别为A8,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应力求截面E的最大弯矩和最小弯矩,满载小车位于跨中E点,则 空载小车位于右侧跨端时,见图,左端支反力为1验算主腹板受拉翼缘焊缝的疲劳强度,见图 应力循环特性 根据工作级别A8,应力集中等级及材料Q235,查得,焊缝拉伸疲劳许用应力为 合格2验算横隔板下端焊缝与主腹板连接处的疲劳强度应力循环特性 显然,相同工况下的应力循环特性是一致的。由A8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,查得疲劳许用应力,拉伸疲劳许用应力为 合格4.3 副主梁的稳定性一、整体稳定性计算 图4.7 加劲肋的设置三、由主主梁的验算可知,付腹板比主腹板更危险。如果付腹板能通过,则主付板也能通过。验算付腹板区格I的稳定性,区格两边正应力为区格I的欧拉应力其中 ：四、加劲肋尺寸的确定横隔板采用,边留下为160mm纵向加劲肋为角钢图4.8 横隔板图4.4 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,见图 满足要求2桥架的水平惯性位移小车位于跨中,计算起动工况的跨中位移：3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：副主梁质量 全桥架中点换算质量 起升质量 起升载荷 主起升钢丝绳滑轮组的最大下放长度为 取,为吊具最小下放距离桥架跨中静位移为查选用倍率 ,由钢丝绳静拉力 选用型钢丝绳 起升钢丝绳滑轮组的静伸长 结构质量影响系数 桥式起重机的垂直自振频率4水平动刚度起重机水平动刚度以物品高位悬挂,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半刚架跨中在单位水平力作用下产生的水平位移为桥式起重机的水平自振频率为4.5桥架拱度包括主、副梁桥架跨度中央的标准拱度值为 考虑到制作因素,实取跨度中央两边按抛物线设置拱度距跨中为距跨中为距跨中为图4.9 桥架拱度第五章 端梁分析5.1 主主梁端部耳板设计计算主主梁跨端结构受力,工况：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。1垂直载荷主梁最大支承力 因作用点的变动引起的附加力矩为按假想端梁计算自重 计算简图端梁支座反力如图,截面1-1 弯矩 剪力 截面2-2 弯矩 剪力 2水平载荷端梁的水平载荷有,亦按简支梁计算,见图因作用点外移引起的附加水平弯矩为弯矩 截面1-1 剪切力 截面2-2在,水平力作用下,2-2处水平反力3主梁端部耳板设计截面性质：建立如图示坐标系校核截面2-2处腹板中轴处切应力 合格1 截面1-1处销轴所受剪应力在验算端梁完计算,见后面。5.2 副主梁一侧端梁的校核1.端梁校核载荷计算：副主梁与端梁看作是多跨静定梁的附属部分；主主梁对附属部分无影响。工况：取满载小车位于主梁跨端,大小车同时起、制动及桥架偏斜。 垂直载荷主梁最大支承力 因作用点的变动引起的附加力矩为端梁自重 端梁在垂直载荷作用下按简支梁计算端梁支反力 截面1-1 截面2-2 水平载荷端梁的水平载荷有,按简支梁计算。因作用点外移引起的附加水平弯矩为先求支反力：端梁的水平反力 水平剪切力 弯矩 截面1-1剪切力 轴向力 2强度校核只需校核2-2截面截面角点处应力腹板边缘的应力翼缘板对中轴的静矩为折算应力为 2点的应力：3疲劳强度只考虑垂直载荷,工况：满载小车位于跨中及跨端截面2-2。满载小车在副主梁跨端时,端梁截面2-2的最大弯矩和剪切力为空载小车位于跨中时,端梁支反力下翼缘板焊缝应力根据A8及Q235,下翼缘板采用双面贴角焊缝,应力集中等级,查得焊缝拉伸疲劳许用应力 合格按查得取拉伸疲劳许用应力 合格4稳定性整体稳定性 稳定局部稳定性 翼缘板 稳定腹板 只需设置横隔板设置三块横隔板 , 板厚为=6mm。5校核销轴所受的力如图,耳板与端梁连接处销轴1、4,所受垂直方向的剪力较大,而2、3受水平方向拉力,其在垂直方向几乎不受力。只需校核受力较大的1、4销轴。设计销轴直径为对销轴 合格对支撑板的挤压应力,设支撑板厚20mm。支撑板的挤压力 合格6副主梁与端梁的连接副主梁与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端梁的腹板焊接,连接板厚 ,高度 ,取主梁腹板与端梁腹板之间留有的间隙,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。用贴角焊缝,周边焊住,必要时在主梁端部侧,主、端梁的上下翼缘板处焊上三角板,以增强连接的水平刚度,承受水平剪力。副主梁最大支承力 连接处需要的焊缝长度为： 合格至此桥架设计全部合格,桥架结构施工图见附图。说明1在端梁计算设计过程中,参考了重型机械集团起重机分公司的产品。2.在计算过程中由于剪应力很少,在计算中没考虑3.断粮的计算过程是参考课本起重机械金属结构中的水平载荷的计算方法4.由于时间仓促和自我知识的有限似的断粮的计算不完善有待于进一步的分析研究。5.在端梁的中间段由于只受轴向力和水平弯矩,这两个应力较小没有再验算。参考文献：1 鸿文.材料力学.：高等教育.20042 徐格宁.起重运输机金属结构设计.：机械工业3 廉锟.结构力学.：高等教育.19964 起重机厂.起重机设计手册.：人民5 王金诺.起重机设计手册6 徐格宁、智浩.铸造起重机桥架空间结构分析与疲劳计算.重机学院学报.1993年第四期第14卷.19937 倪庆兴、王殿臣.起重运输机械图册.：机械工业8 徐克晋.金属结构.：机械工业9 理工大学工程画教研室.机械制图.：高等教育.200310长睽、傅东明.起重机械.：机械工业致谢通过这次毕业设计和学习,我对桥式起重机的设计步骤,容及方法有了一定的了解同时加深了专业知识的巩固,而且学到了书本上没有的知识。为以后的工作打下了良好的基础。由于这次设计容是新结构,没有涉及的经验,且在受力分析等方面还没人做,所以设计中遇到了诸多问题,例如危险点的确定 自由度的求解。力的求解,等都是以往的设计有很多不同的,同时由于跨度较大工作级别较高,使得主主梁副主梁除了在强度以外刚度和疲劳度也变得很重要,但是在做断梁的时候由于对端梁的疲劳强度不是很了解,所以并无验算但是界面的应力值可以看出疲劳应力不会超过允许值。在设计过程中,得到了指导老师瑞刚老师和同学们的帮助,从中学到了许多的知识,从而顺利完成设计,在此向他们表示衷心的感谢和在崇高的敬意。由于首次做一个完整的设计,且自己的经验和知识都很欠缺,在设计过程中有很多的考虑不足之处,望各位老师批评。 20XX6月附录A 外文翻译Designing a floating crane installationLifting calculations are complicated when the job takes place on water, as David Duerr explainsThe demands of heavy construction occasionally bring the lifting contractor to the waters edge or beyond. This may be part of constructing a structure, such as a bridge, over a body of water or one segment of a marine transportation project, shifting cargo from one vessel to another. Crossing this boundary creates the need for a floating crane or derrick. While existing marine heavy-lift vessels can sometimes be employed, it is often necessary to perform the lifts using barge cranes that consist of temporary installations of mobile cranes. It is this form of the floating crane that is of interest here.The design of a mobile crane installation on a barge can be divided into four tasks. * First is selection of the crane. The cranes normal load charts will not apply on a barge, so the crane selection initially has to be made on some assumed derating. * Second is the selection of the barge. The barge must be strong enough to support the crane, and must possess a certain level of stability afloat.* Third is the design of the crane installation on the barge. This work applies principles from naval architecture and structural engineering.* Fourth is the development of load charts that are applicable to the specific installation. The main crane selection issues sound, on the face of it, exactly like those for selecting a crane for a land-based lift. The crane must have the vertical and horizontal reach to place the load, and it must have the capacity to safely lift the weight. However, the effects of the marine environment alter both of these areas. First, lets consider reach. In addition to the usual concerns about boom interference and the like, the barge itself also impacts on the performance of the crane. The barge crane is almost always lifting its load onto or off of some adjacent structure, such as another vessel or a dock. Thus, the useful radius of the crane is measured from the edge of the barge .The width of the barge figures significantly in the evaluation of the barge with respect to its stability and resistance to listing as the crane operates. This is discussed below. For now, we must just keep in mind that the ability of the crane to do its job is affected by the length and width of the barge. Thus, when checking the layout of the lifts to be made, it is important to consider the likely size of the barge.The useful radius applies to the useful physical reach of the crane only. Lifting capacities are always determined with respect to the normal operating radius of the crane as measured from the centre of rotation.Making the first check of the cranes capacity may be easy or virtually impossible. Some crane manufacturers publish load charts for barge. These charts show lifting capacities for conditions in which the crane is out of level by various angles. If charts are available, then one need only make an estimate of the maximum angle by which the crane will be out of level.If barge load charts are not available, estimating the lifting capac