毕业论文10t电动双梁桥式起重机设计13263.doc

目 录第一章 绪 论11.1 桥式起重机概述11.2 桥式起重机金属结构设计参数3第二章 载荷计算42.1 固定载荷42.2 小车轮压52.3 动力效应系数62.4 惯性载荷62.5 偏斜运行侧向力7第三章 主梁设计计算及校核93.1主梁的设计93.1.1 桥架尺寸93.1.2 主梁尺寸93.2 内力93.2.1垂直载荷93.2.2水平载荷113.3 强度143.4 主梁疲劳强度163.4.1验算主腹板受拉翼缘板焊缝5的疲劳强度173.4.2验算横隔板下端焊缝与主腹板连接183.5 主梁稳定性193.5.1 整体稳定性193.5.2 局部稳定性19第四章 端梁设计计算及校核214.1.端梁尺寸214.2 载荷与内力214.3端梁中央拼接截面244.4稳定性264.5 端梁拼接264.6内力及分配274.6.1满载小车的274.6.2翼缘拼接计算284.6.3腹板拼接计算294.6.4端梁拼接的强度30第五章 主梁与端梁的连接设计32第六章 总结326.1桥架的垂直静刚度336.2桥架的水平惯性位移336.3垂直动刚度336.4水平动刚度346.5桥架拱度35第七章 致谢36参考文献37第一章 绪 论1.1 桥式起重机概述桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。 桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。 起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。 起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。 桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。 箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。 偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较复杂。 四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其它结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。 空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。桥式起重机分类： 1) 普通桥式起重机主要采用电力驱动，一般是在司机室内操纵，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达60米。 2) 简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢或其它型钢和板钢组成的简单截面梁，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上面的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。 3) 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高。主要有五种类型。 4) 铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。 5) 夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。 6) 脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。 7) 加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。 8) 锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件；副小车用来抬起工件。 在设计过程中，结合起重机的实际工作条件，注意了以下几方面的要求：整台起重机与厂方建筑物的配合，以及小车与桥架的配合要恰当。小车与桥架的相互配合，主要在于：小车轨距（车轮中心线间的水平距离）和桥架上的小车轨距应相同，其次，在于小车的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好，小车的撞尺和桥架上的行程限位装置要配合好。小车的平面布置愈紧凑小车愈能跑到靠近桥架的两端，起重机工作范围也就愈大。小车的高度小，相应的可使起重机的高度减小，从而降低了厂房建筑物的高度。小车上机构的布置及同一机构中各零件间的配合要求适当。起升机构和小车平面的布置要合理，二者之间的距离不应太小，否则维修不便，或造成小车架难以设计。但也不应太大，否则小车就不紧凑。小车车轮的轮压分布要求均匀。如能满足这个要求，则可以获得最小的车轮，轮轴及轴承箱的尺寸，并且使起重机桥架主梁上受到均匀的载荷。一般最大轮压不应该超过平均轮压得20%。小车架上的机构与小车架配合要适当。为使小车上的起升、运行机构与小车架配合得好，要求二者之间的配合尺寸相符；连接零件选择适当和安装方便。在设计原则上，要以机构为主，尽量用小车架去配合机构；同时机构的布置也要尽量使钢结构的设计制造和运行机构的要求设计，但在不影响机构的工作的条件下，机构的布置也应配合小车架的设计，使其构造简单，合理和便于制造。尽量选用标准零部件，以提高设计与制造的工作效率，降低生产成本。小车各部分的设计应考虑制造，安装和维护检修的方便，尽量保证各部件拆下修理时而不需要移动邻近的部件。总之，要兼顾各个方面的相互关系，做到个部分之间的配合良好。本次设计为5t电动双梁桥式起重机设计，我在参观，实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在安老师的精心指导下及本组成员的共同努力下完成的。1.2 桥式起重机金属结构设计参数 设计某厂加工车间使用的电动双梁吊钩桥式起重机起重量 5 t跨度S28.5 m工作级别 A5起升高度14 m起升速度 8m/min小车运行速度40 m/min大车运行速度90m/min起重机总重26.7t 小车自重 2.6t小车轮距 1.4 m小车轨距K3 m大,小车工作级别： M 5 M 5第二章 载荷计算2.1 固定载荷（1）梁自重：由 1中公式7-26 （4-1） 式中 h-梁的高度，单位mm -箱形梁的两块腹板厚度，单位 mm -钢材密度，取为Q235钢，密度为7.85×10-3g/ mm3S-梁的 跨度,单位mm -构造系数。没有加劲肋时，=1.0。有横向加劲肋时，=1.2。 所以 a)单根主梁的质量为 =2×1720×16×7.85×10-3×28500×（1.2-） =10713kg 重量 =g=10713×9.81N=105094N b)单根端梁的质量为 =2×900×16×7.85×10-3×5800×（1.0-） =879kg 重量 =g=879×9.81N=8623N； 端梁均布载荷F均=8623/5.8=1487N/m（2）小车轨道质量 查2中 附表22 轨道选用轻轨15（线密度q=15kg/m）。 =Lq=28.510.5=427 kg 重量 =g=427×9.81=4188N（3）走台、栏杆、等质量 参照以往类似跨度双梁桥式起重机的设计，取半桥架上的走台、栏杆等质量= 0.4t 重量 =g=400×9.81N=3924N（4）半桥架总重量113204N 半桥架总质量11540kg 主梁的均布载荷 =113204/28.5=3972N/m（5） 一组大车运行机构的重量：查2中表7-3大车运行机构的估计重量，由前 面知大车运行机构采用分别驱动，则选 单套 =4500N 重心作用位置=1.5m。（6） 选司机室重量：查2表7-3下部知，司机操纵室的重量是固定的集中载荷，初算时1015KN,考虑大车运行机构的电动机和减速器等较沉部件重量。 ，敞开式操纵室， 其中重心作用位置=2.8m。 起重机总重 t 与已知条件29.7t相差不大，因此满足要求。2.2 小车轮压 起升载荷为 =g=5000x9.81=49050N 有题意知小车总质量m=2600kg 小车自重 =25506N 小车轮压：查2表7-4得小车轮压为 空载轮压 其中轮距2.3 动力效应系数 起升冲击系数 起升动载系数 查1综合表3-1和3-2得 式中 =1.10； =0.34； =8m/min ；起升速度； 所以 =1.10+0.34×8/60=1.145 运行冲击系数 式中 =90m/min=1.5m/s；大车运行速度； H=1mm，轨道接头处两轨面高度差； 所以 =1.1+0.0581=1.158 2.4 惯性载荷 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 （1）一根主梁上的小车惯性力： 考虑起升动载系数，则小车轮压为 ； ； 单根主梁上受到的总轮压=83585N（2）大车运行起制动惯性力（一根主梁上） 小车质量和总起升质量产生的水平惯性力 式中 -动力效应载荷系数，查书一表3-4取为1.5； m*=12000kg； -大车起制动平均加速度，为0.15m /s2 ； 由半桥架质量引起的水平惯性力 2596.5N 主梁跨端设备惯性力影响力小，忽略。（3）小车起制动产生的水平惯性力 式中 -小车起制动时平均加速度，为0.098/s2 所以382.2N 2.5 偏斜运行侧向力 由于偏斜运行侧向力与最大轮压之和，有效轴距，跨度有关，下面分两种情况讨论：图2-1 轮压受力分析1.满载小车在主梁跨中央 解得=94426N PR2=67170N 则左侧端梁总静轮压=188852N 由=28.5/5=5.7查得=0.15； 侧向力=1888520.15=5665N2.满载小车在主梁左端极限位置 解得=76440N =99555N 左侧端梁总静轮压为=152880N 侧向力 = =11466N第三章 主梁设计计算及校核3.1主梁的设计3.1.1 桥架尺寸 大车基距=（）L=（）28.5= 4.757.125m取=4800mm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=5000mm端梁全长S=5.8m 3.1.2 主梁尺寸 高度h=（）L=16762036mm 取腹板高度 =1700mm 腹板厚度 =8 mm 翼缘板厚度 =10mm 主梁总高度 =+2= 1720mm 主梁宽度=(0.40.5)= 688860mm 取腹板内侧间距=800 mm>=475 mm 且>=573 mm B1=+2=800+16=816mm 上下翼缘板相同为6 mm850 mm 腹板左右相同为8mmx1700mm 主梁端部变截面长取L1=L2=2850mm3.2 内力 3.2.1垂直载荷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3-1图3-1 主梁计算模型 主梁距左支座x处 a.由固定载荷引起的弯矩为： b.由移动载荷小车轮压的计算值和引起的支反力为： 由移动载荷引起x截面的弯矩为： 综合a，b由移动载荷和固定载荷共同引起距左支座距离x处截面的弯矩为： （5-1） 将公式（5-1）对x求一次导数并使之为0，即 可得 将所得x值代入公式（5-1）后，求 的主梁的最大弯矩为： =1039267Nm 即=1039267Nm 当小车一个车轮轮压作用在左支座处时，主梁跨端截面上有最大剪力，最大剪力为： =159838N 满载小车在跨中时，跨中下翼缘板下侧的剪切力为： =24962N 3.2.2水平载荷作用在主梁跨中的最大水平弯矩为： 式中 -大车起制动时的平均加速度，为0.15； g-重力加速度，为9.81； -主梁在垂直载荷作用下的最大弯矩，但不计算冲击系数 和动力系数；由下式计算得： =980000N 因此可得主梁最大水平弯矩为： =11988N1）水平惯性载荷：在水平载荷及作用下，桥架按刚架计算。 K=3 b=K=1.5 a= (B-K)=1 水平刚架计算模型示图3-2刚架的计算系数为 =1+=1.1171.小车在跨中跨中水平弯矩 = =97105N*m跨中水平剪切力为 =1350 N跨中轴力为 = = =-38136N2.小车在跨端 跨端水平剪切力为 = =8839N2）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3-3）图3-3 侧向力作用下刚架的分析这时，计算系数为 = =1.3 小车在跨中 由前面计算知侧向力为 N 超前力为= N 端梁中点的轴力为=1380.5N 端梁中点的水平剪切力为 = （）=15740（-）=3841N 主梁跨端的水平弯矩为 = a+b=157401+38411.5=21500N.m 主梁跨端的水平剪切力为=-=1380N 主梁跨端总的水平剪切力为=8539+1380.5=9920N 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。3.3 强度需要计算主梁跨中截面（如图所示）危险点1、2、3、4的强度 1点存在最大的自由弯曲正应力，2点存在最大的约束弯曲正应力， 3点存在最大切应力，4点存在最大的局部弯曲压应力 主梁静强度校核 1）翼缘板边缘“1”点应力 =54MPa< =式中 n=1.34，为安全系数，从1表4-11查取； 2）主腹板上边缘点“2”的应力：考虑水平载荷以及走台偏心载荷引起的约束扭转应力和梁的约束弯曲应力，一并采用简化系数法计算(金属结构习题集71页) = 3）跨度点“3“的应力为 4）轨道处点“4“的应力： 翼缘板的实际载荷如图(3-4）所示：根据轨道与翼缘板在力作用点处位移相等的变形协调条件，得接触支撑力： 式中 a=1000mm，为主梁小隔板间距； b=800mm，为主梁腹板间距； =10mm。为主梁翼缘板厚度。=0.155，为计算系数，从1中表7-5查取。=2220000 图3-4 翼缘板实际载荷图 因此 F= =11639N 小车轨道的高度=91mm，轨道底宽=76mm。 取翼缘板压力区长=2×91+50=232mm。 d=mm。 则k=232/76=3.05 ； d/b=244/800=0.3查1表7-6得：=0.885；=1.183； 则翼缘板上表面的局部弯曲应力： 纵向 =-103Pa； 横向 =-138Pa； 箱形梁翼缘板上表面还受整体弯曲应力： =48MPa； 翼缘板受双向弯曲作用，应验算复合应力：= = =170MPa=175MPa 轨道与翼缘板之间的接触压应力不大，一般不需演算。 横隔板是轨道的支承，当小车轮位于横隔板顶上时，隔板受最大轮压，轨道的接头应尽量位于横隔板处。3.4 主梁疲劳强度 桥架工作级别为A5,应按载荷组合计算主梁跨中的最大弯矩截面的疲劳强度，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力，求截面的最大弯矩和最小弯矩，满载小车位于跨中则=1040000空载小车位于右侧跨端时（如图3-5）图3-5 主梁跨中最小弯矩的计算 解得：=56513N =81204N 弯矩分析知中点处弯矩最小，计算得=1632003.4.1 验算主腹板受拉翼缘板焊缝5的疲劳强度 = = =46MPa=7MPa图3-6主梁截面疲劳强度验算点 应力循环特性 =0.160 根据工作级别A5，应力集中等级及材料Q235， 查得MP，=380M Pa 焊缝拉伸疲劳需用应力为 = =208MPa =46M Pa （合格）3.4.2验算横隔板下端焊缝与主腹板连接 6处的验算： =46MPa =7M Pa =0.150显然，相同工况下的应力循环特性是一致的。 根据A5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5 mm，应力集中等级为K3，查得=71MPa =380 M Pa拉伸疲劳需用应力为=132MPa=46M Pa （合格） 由于切应力很小，忽略不计 3.5 主梁稳定性 3.5.1 整体稳定性 主梁高宽比 =1700/800=2.1253 （稳定） 3.5.2 局部稳定性 为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性，需要设置一些加劲构件。参照1。板的宽厚比和加劲肋的设置（210页） a）对于翼缘板：b1/=(25-12)/10=1.3<15，其中b1=0.5×（850-） /=800/10=80>50 在受压翼缘板内侧等间距设置一条，（n=2）纵向加劲肋即可满足 b）对于腹板：b/=1700/8=212.5 大于160但小于240，除设置横向加紧肋（a=2m）外还需在腹板最大受压区设置一条纵向加劲肋 距受压边=176220mm 取200mm。第四章 端梁设计计算及校核4.1.端梁尺寸 高度H2(1/21)h0=8501700mm，取=900mm 取翼缘板厚度=10mm 则腹板高度h=H2-2=880mm 端梁内宽b=（0.405）H2=360450 取b=400mm 取腹板厚度=8mm 总宽=b+2=400+16=416mm 其中端梁长度S=5800mm 主、端梁采用焊接连接，端梁为拼接式. 金属材料取Q2354.2 载荷与内力 端梁按修改钢架尺寸计算，=5m, a=1m, K=2b=3m, S=5.8 m, =0.4 m为计算简化，假设作用在端梁上的主梁支反力相等，取大值，则支承力=105000N ；因作用点的变动引起的附加力矩为零；端梁自重载荷为= 1725N/m,端梁在垂直载荷作用下按简支梁计算如图4-1. 端梁支反力为 =+ =104932+0.5×1.158×1725×5 =109925 N图4-1 垂直载荷下端梁的计算参照2150页：端梁的强度计算。对于所有工作类型的桥架端梁均应按照本书表7-5所列的载荷组合情况或进行强度计算。 1.端梁在支承主梁处截面的应力计算，即2-2截面在支承主梁处图4-1所示，端梁在垂直截面内的最大弯矩为：=109925N*m由于运行偏斜引起的车轮侧向力(取大值),在端梁支承主梁的截面2-2处产生的水平最大弯矩为=19944N*m由于小车起、制动惯性载荷的作用，在端梁支承主梁的截面2-2处产生的水平最大弯矩为：=588N*m因此按照表7-5的端梁载荷组合情况，在截面2-2中产生的最大正应力为： 同理按照表7-5的端梁载荷组合情况，在截面2-2中产生的最大正应力应满足 式中，端梁截面2-2对水平和垂直重心轴线的最小抗弯截面系数，为了保证端梁具有较大的刚性并考虑到端梁的受载复杂，可将端梁的材料许用应力比主梁的取得低一些，因此得：=（0.8-0.85）式中-由1表2-19查材料许用应力值。对Q235钢，取=130MPa图4-2 水平载荷下端梁的计算 端梁支承处为安装大车轮角轴承箱座而切成缺口并焊上两块弯板8mm130mm）,端部腹板两边都采用双面贴角焊缝，取=8mm,弯板两个垂直面上都焊有车轮组定位垫板,弯板参与端梁承载工作，支承处截面如图所示4-3。1）形心= =118mm图4-3 端梁支承处截面惯性矩为 =58.6106mm4中轴以上截面静矩 S=8×184×（205+4）=307648mm3上翼缘板静矩 =8×470×（81.6-4）=291776mm3下翼缘板静矩 =8×260×（118.4-4）=237952mm3腹板中轴处的切应力为= =29.5MPa<=100 M PaA=8784×10-10上翼缘板切应力为 =10.10MPa< 端梁支承处的翼缘焊缝截面计算厚度（20.78mm=11.2 mm）比腹板厚度（8mm）大，故焊缝不需验算，截面3-3的水平弯矩小，忽略不计4.3端梁中央拼接截面根据端梁拼接设计，连接螺栓的布置形式已经确定，可只计算受力大的翼缘板拼接截面1-1的内力为 =113895N. m空载小车位于跨中不移动，主梁跨端的支承力为 = =29192N 这时的端梁支反力为=31882N端梁拼接截面1-1的弯矩为 = =31882.5×1.4/2-29182×0.7-1309.2×1.52 =31113N. m 翼缘板的平均应力（按毛截面计算）为 =35.5 M Pa翼缘板传递的内力为= =35.58470=133480N端梁拼接处翼缘板面上布置有4-mm的螺栓孔，翼缘板净截面积为=（470-421）8=3110 mm2应力=133480/3110=42.9MPa =0.27320 可见，在相同的循环工况下，应力循环特性是一致的。根据A7和Q235及带孔板的应力集中等级，查得=101 M Pa 翼缘板拉伸疲劳需用应力为 = = =219.5 M Pa若考虑垂直载荷与水平载荷同时作用，则计算应力要大些腹板应力较小，不再计算4.4稳定性 1)整体稳定性= 900/400=2.253 （稳定） 2)局部稳定 翼缘板 =450/10=4560 （稳定）腹板 =880/8=110>80 故腹板需要设置加劲肋。4.5 端梁拼接端梁在中央截面1-1采用拼接板精制螺栓连接，翼缘用双面拼接板8mm470mm450mm及8mm470mm440mm腹板用单面拼接板8mm470mm570mm,精制螺栓选用M20mm,拼接构造及螺栓布置如图（4-4）所示图4-4 端梁拼接构造4.6内力及分配 4.6.1满载小车的 满载小车计算在跨端时，截面1-1的内力为 剪力 =0 =52478N.m； =1200N.m； 端梁的截面惯性矩为=0.9719109 mm4=1.7757109 mm4 腹板对x和y轴的总惯性矩为=2.837108 mm4=1.3843108 mm4 翼缘对x和y轴的总惯性矩为 =6.8817108 mm4 =16.372108 mm4 弯板分配 ： 腹板 =N.m 翼缘 =36965.6N.m ： 腹板 = =93.1N.m 翼缘 = =1102.7N.m水平剪切力分配剪力有上下翼缘板平均承受，一块翼缘板所受的剪切力为 = =6915N； =470×6=2720 mm =597×8=4786轴力分配：轴力按截面积分配一块翼缘板受轴力=736N待添加的隐藏文字内容3一块腹板受轴力=579N4.6.2翼缘拼接计算由产生的翼缘轴力为=61100N一块翼缘板总的轴力为=+=579.3+61100=61679N；拼接缝一边翼缘板上有5个螺栓，一个螺栓受力（剪切力）为=10336N由上下翼缘板平均承受，一块翼缘板的水平弯矩为=551.4Nm 拼接缝一边翼缘板上螺栓的布置尺寸为= =3，可按窄 连接计算=150 mm , =4(502+1502)=100000 mm2翼缘板角点螺栓的最大内应力为=827N角点螺栓顺梁轴的内力和为=+=827.1+10335.9=13163N水平剪切力由接缝一边翼缘上的螺栓平均承受，一个螺栓的受力为=1383 N角点螺栓的合成内力为=13235 N选精制螺栓M20mm,孔d=21mm, =8mm一个螺栓的许用承载力为剪切=96981N 承压 =2181.8=52920 N （合格）4.6.3腹板拼接计算由对腹板产生的轴力为=222.7N 一块腹板总轴力为=+=222.7+735.9=968.6N焊缝一边腹板螺栓平均受力，一个螺栓受力为=60.5N腹板垂直弯矩由两腹板承受，一块腹板的弯矩为 =7757N.m拼接缝一边腹板上螺栓的布置尺寸为=5.53，属窄式连接 =550mm； =1102+3302+5502=423500mm2腹板角点螺栓的最大内力为=5037N腹板角点螺栓顺梁轴的内力和为=+=60.5+5037=5097.5N单剪螺栓的许用承载力=10.8175=48490.6 N （仍属合格）4.6.4端梁拼接的强度 拼接截面1-1的强度因拼接处螺栓孔减少了截面惯性矩，需用净截面验算强度 同一截面中各板的螺栓孔对x和y轴的惯性矩为 = =2188（307-4）2+4（552+1652+2752+3852） =2.941108 mm4 =1.07805108 mm4 端梁拼接处净截面惯性矩为 =-=9.719108-2.941108=6.778108 mm4 =-=17.757108-1.078108 =16.679108mm4 全部板材的螺栓孔截面积为=21×8×（8+10）=3024mm2 拼接处净截面积为=A-=470×8×2+597×8×2-3024=14048 mm2 端梁拼接处强度为= =24.2MPa （合格） 显然，垂直载荷产生的应力是主要的。 端梁计算中，载荷齐全，个别取值偏大，如小车运行惯性力仅由一侧端梁承受等，实际上要比计算结果小些。第五章 主梁与端梁的连接设计主、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主、端梁的腹板焊接。连接板厚度=8mm，高度=0.95=0.95613=582mm,取=580mm，主梁腹板与端梁腹板之间留有2050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，并用贴角焊缝（=8 mm）周边焊住。必要时可在主梁端部内侧主、端梁的上、下翼缘处焊上三角板，以增强连接的水平刚度，承受水平内力，连接构造示于表图5-1。图5-1 主梁与端梁的连接 主梁最大支承力为=86180.5N 连接板需要的焊缝长度为 =102.3mm 实际 （足够） 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。第六章 总结6.1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=7.96mmY=13.1mm（符合要求）62桥架的水平惯性位移 = = =0.27 mmX= =5.25mm（符合要求）6.3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 =3283kg； 全桥架中点换算质量为=0.5（2）+=3283+10100=4293 kg 起升载荷 =49050N 起升钢丝绳滑轮组的最大下放长度为=10+2-2=10 m 桥架跨中静位移为= = =4.37mm 起升钢丝绳滑轮组的静伸长为 =4.2mm 结构质量影响系数为 =0.083 桥式起重机的垂直自振频率为 = =2.07Hz（合格）6.4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=0.5=0.5（3283+1010+5000）=4646.5kg 半主梁跨中在单位水平力作用下产生的水平位移为 =0.000068mm/N桥式起重机的水平自振频率为 =8.95HZHZ（合格）6.5桥架拱度 桥架跨度中央的标准拱度值为=10.5 mm考虑制造因素，实取=1.4=23.1 mm跨度中央两边按抛物线曲线设置拱度，如图（6-1）所示图6-1 桥架的拱度1）距跨中为=的点 =21.56mm 2)距跨中为= 的点 =17.3mm3)距跨中为= 的点 =18.8mm(合格)因此，桥架结构设计全部合格。第七章 致谢我在这两个月课程设计的时间，结合了大学三年所学的专业知识，同时查阅了大量起机专业的相关资料，以及起机教研室各位老师的帮助指导，特别是安林超老师的大力指导和帮助。使我对起重机械的设计有了新的较系统的认识。特别是对起重机金属结构有了较深刻的了解