【正文】 100T 八梁橋式鑄造起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計1100T/摘要用估計的橋式起重機各結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)對起重機的強度、疲勞強度、穩(wěn)定性、剛度進(jìn)行粗略的校核計算，待以上因素都達(dá)到材料的許用要求后，畫出橋架結(jié)構(gòu)圖。然后計算出主梁和端梁的自重載荷，再用此載荷進(jìn)行橋架強度和剛度的精確校核計算。若未通過，再重復(fù)上述步驟，直到通過。由于橋架的初校是在草稿中列出，在設(shè)計說明書中不予記錄，僅記載橋架的精校過程。設(shè)計中參考了各種資料, 運用各種途徑, 努力利用各種條件來完成此次設(shè)計. 本設(shè)計通過反復(fù)斟酌各種設(shè)計方案, 認(rèn)真討論, 不斷反復(fù)校核, 力求設(shè)計合本設(shè)計采用許用應(yīng)力法以及計算機輔助設(shè)計方法對橋式起重機橋架金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計過程先理。通過采取計算機輔助設(shè)計方法以及參考前人的先進(jìn)經(jīng)驗, 力求有所創(chuàng)新。通過計算機輔助設(shè)計方法, 繪圖和設(shè)計計算都充分發(fā)揮計算機的強大輔助功能, 力求設(shè)計高效。 關(guān)鍵詞: 八梁橋式鑄造起重機。 校核。 許用應(yīng)力AbstractThis design uses allowable stress method, and puteraided design of metal structures of bridge cranes bridge design. Design process, first with the estimated size of crane structure data of the crane strength, fatigue strength, stability, rigidity for rough checking calculation, these factors have to be allowable material requirements, draw bridge diagram . Then calculate the main beam and side beams weight load, and then this load for bridge strength and stiffness of accurate checking calculation. If not passed, repeat the above steps, until the adoption. As the bridge of the primary sources listed in the draft, not in the design of manual record, record only the essence of the school bridge process. Design a variety of reference materials, using various means, to use a variety of conditions to plete the design of the appropriate design of a variety of designs through repeated, serious discussion, constantly rechecking, and strive to design and reasonable。 through the adoption of puteraided design and reference previous advanced experience, and strive to be innovative。 by puteraided design, drawing and design calculations are a powerful full puter accessibility, and strive to design efficient. Keywords: eight beam bridge founding crane。 verification。 allowable stress 引 言本設(shè)計為100t/。由于此起重機的起重量大，工作級別高，用于冶金鑄造車間，故采用橋式結(jié)構(gòu)是合理的。橋式起重機是生產(chǎn)車間、料場電站廠房和倉庫中為實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化和自動化，減輕體力勞動，提高勞動生產(chǎn)率的重要物品搬運設(shè)備。它通常用來搬運物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等其他用途。建國以來，我國先后試制成功了許多橋式起重機結(jié)構(gòu)。其主要型式有：箱形結(jié)構(gòu)、偏軌箱形結(jié)構(gòu)、偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)、箱形單主梁結(jié)構(gòu)、空腹桁架式結(jié)構(gòu)、四桁架式結(jié)構(gòu)、三角形桁架式結(jié)構(gòu)、單腹板開式結(jié)構(gòu)、曲腹板梁結(jié)構(gòu)、管形桁構(gòu)式單梁和雙梁結(jié)構(gòu)、橢圓形結(jié)構(gòu)以及蒙皮結(jié)構(gòu)等十幾種型式。目前生產(chǎn)較多的有箱形結(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。 從橋式起重機的出現(xiàn)到現(xiàn)在，它的結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計方法均不斷改進(jìn)，各項性能指標(biāo)不斷提高，因此在國民經(jīng)濟中有廣泛的應(yīng)用。橋式起重機的類型較多，常見的有下面三種型式：通用橋式起重機、抓斗式橋式起重機和電磁橋式起重機。它們按用途又可分為梁式起重機、普通橋式起重機和特種橋式起重機。按梁的截面形式又可分為工字鋼、箱型等多種。其中箱型又分中軌、偏軌、半偏軌以及實腹、空腹等多種形式。根據(jù)基本參數(shù)及起重機的使用條件，本結(jié)構(gòu)采用八梁的特種結(jié)構(gòu)型式，各梁均采用箱形截面。 設(shè)計中本著滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，盡可能節(jié)約材料的原則，采用大截面，薄鋼板，從而達(dá)到省材料，重量輕的要求。同時采用大截面又提高了梁的剛度和穩(wěn)定性。 主主梁采用偏軌形式，不僅可減小小車外形尺寸，同時也增大了起升空間，有利于鑄造廠空間的應(yīng)用。 在選材上既考慮性能要求又兼顧經(jīng)濟性，對于蓋板、腹板等主要受力件采用性能好的A3鋼而對于其它不重要的構(gòu)件采用A3F鋼，以降低起重機成本。設(shè)計過程中，全部采用國家標(biāo)準(zhǔn)，并參考了太原重型機械集團和大連重工起重集團同類產(chǎn)品的設(shè)計，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)，對橋架的受力也進(jìn)行了較詳盡的分析，因而整個設(shè)計安全可靠，節(jié)材耐用，滿足了設(shè)計要求。橋式起重機是橋架型起重機的一種，它依靠起升機構(gòu)和在水平面內(nèi)的兩個相互垂直方向移動的運行機構(gòu)，能在矩形場地及其上空作業(yè)，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種起重運輸機械。它具有承載能力大，工作可靠性高，制造工藝相對簡單等優(yōu)點。橋式起重機一般有大車運行機構(gòu)的橋架、裝有起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)的起重小車、電氣設(shè)備、司機室等幾大部分組成。外形像一個兩端支承在平行的兩條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。起升機構(gòu)用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向移動，以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成的三維空間里做搬運和裝卸貨物用。橋式起重機是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運行式起重機，其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機，其他形式的橋式起重機都是在通用吊鉤橋式起重機的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。起重機的產(chǎn)品型號表示為：類、組、型代號 特征代號 主參數(shù)代號 更新代號例如：QD70/20橋式起重機表示為，吊鉤橋式起重機，主鉤70t，副鉤20t。當(dāng)前，國外橋式起重機發(fā)展有四大特征：1．簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本法國Patain公司采用了一種以板材為基本構(gòu)件的小車架結(jié)構(gòu)，其重量輕，加工方便，適應(yīng)于中、小噸位的起重機。該結(jié)構(gòu)要求起升采用行星——圓錐齒輪減速器，小車架不直接與車架相連接，以此來降低對小車架的剛度要求，簡化小車架結(jié)構(gòu)，減輕自重。Patain公司的起重機大小車運行機構(gòu)采用三合一驅(qū)動裝置，結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重較輕，簡化了總體布置。此外，由于運行機構(gòu)與起重機走臺沒有聯(lián)系，走臺的振動也不會影響傳動機構(gòu)。2．更新零部件，提高整機性能法國Patain公司采用窄偏軌箱形梁作主梁，其高、寬比為4～，大筋板間距為梁高的2倍，不用小筋板，主梁與端梁的連接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上蓋板，由此可以降低端梁的高度，便于運輸。3．設(shè)備大型化隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，起重機械設(shè)備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運幅度也有所增大，為節(jié)省生產(chǎn)和使用費用，其服務(wù)場地和使用范圍也隨之增大。國內(nèi)橋式起重機發(fā)展有三大特征：1．改進(jìn)機械結(jié)構(gòu)，減輕自重國內(nèi)橋式起重機多已經(jīng)采用計算機優(yōu)化設(shè)計，以此提高整機的技術(shù)性能和減輕自重，并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。如5～50t通用橋式起重機中采用半偏軌的主梁結(jié)構(gòu)。與正軌箱形相比，可減少或取消加筋板，減少結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省加工工時。2．充分吸收利用國外先進(jìn)技術(shù)起重機大小車運行機構(gòu)采用了德國Demang公司的“三合一”驅(qū)動裝置，吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，使其不受主梁下?lián)虾驼駝拥挠绊?，提高了運行機構(gòu)的性能和壽命，并使結(jié)構(gòu)緊湊，外觀美觀，安裝維修方便。遙控起重機的需要量隨著生產(chǎn)發(fā)展頁越來越大，寶鋼在考察國外鋼廠起重機之后，提出大力發(fā)展遙控起重機的建議，以提高安全性，減少勞動力。3．向大型化發(fā)展由于國家對能源工業(yè)的重視和資助，建造了許多大中型水電站，發(fā)電機組越來越大。特別是長江三峽的建設(shè)對大型起重機的需求量迅速提升。三峽電廠已擁有1200t橋式起重 VII 100T/第1章 總體設(shè)計方案 基本參數(shù)起重量：Q=100/30t； 跨度：L=； 起重機重量：180t工作級別: A8； 起升高度(主/副):H=20/22m起升速度(主/副):； 運行速度(主/副):輪距(主/副/大車):3300/1750/7700mm； 軌距(主/副):7500/2500mm小車輪壓(主/副):50460/10640kg； 大車輪壓:56000kg 總體結(jié)構(gòu)及尺寸根據(jù)已知參數(shù),此橋式冶金鑄造起重機采用八粱框架結(jié)構(gòu)比較合理， 八梁橋架框架結(jié)構(gòu) 材料的選擇及許用應(yīng)力 根據(jù)總體結(jié)構(gòu),采用箱形梁,主要用板材主梁、端梁均采用A3鋼,二者聯(lián)接均采用高強度螺栓聯(lián)接。 、 材料的許用應(yīng)力彈性模量剪切彈性模量比重2．1108．17．85 材料性能常數(shù)表彈性模量剪切彈性模量比重2．1108．17．85 主主梁跨中截面初選高度=1853~2250mm考慮大車運行機構(gòu)安裝在主梁內(nèi)，故將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h=3000mm。為了省去走臺，對寬型偏軌箱型梁H1/B1=~，主主梁腹板內(nèi)側(cè)間距取B1=2800mmL/50=630mm,上下翼緣板厚度δ0=24mm，上翼緣板寬為2930mm，下翼緣板寬為2626mm,主腹板厚度δ1=14mm，副腹板厚度δ2=12mm。上下翼緣板外伸部分長不相同。有軌道一側(cè)上翼緣板外伸長度be≤15δ0mm，取350mm。其它翼緣外伸部分長度be≥=27,且hf=18mm(焊縫厚度)，取be’=50mm軌道側(cè)主腹板受局部壓應(yīng)力，應(yīng)將板加厚，由局部應(yīng)力分布長度，設(shè)計上翼緣板350mm的一段腹板厚取為18mm.高度H2==3000mm=1500mm要確定主主梁跨端截面尺寸，只需確定其高度，取=1500mm，跨端下翼緣板厚度為24mm。 主主梁跨端截面 主主梁截面性質(zhì)(1) 主主梁跨中 建立如圖示的坐標(biāo)系，計算形心位置由組合圖形形心坐標(biāo)計算公式（，）將截面分成五部分，分別為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ部分如圖，每 一矩形的面積及形心位置分別為：矩形Ⅰ：A1=（293024 ）mm2=70320mm2 =1465mm， =3036mm矩形Ⅱ：A2=（262624）mm2=63024mm2 =1617mm =12mm矩形Ⅲ：A3=（3000350）14mm2=37100mm2 =361mm =1349mm矩形Ⅳ：=（300012）mm2=3600mm2 = 2874 mm =1524mm矩形Ⅴ：=(35018)mm2=6300mm2 = 359mm =2849mm 形心的坐標(biāo)為（1523，1584） 計算彎心位置 式中b1－主梁兩腹板的中心距離彎心近似地在截面對稱形心軸上，其至主腹板中線的距離為1160mm。凈截面面積A=A1+A2+A3+A4+A5 =70320+63024+37100+36000+6300 =212744mm2 毛截面面積A0=30242513=7599321mm2計算慣性矩 對形心軸的慣性矩 對形心軸y的慣性矩 (2) 主主梁跨端截面性質(zhì)將主主梁跨端截面分成五部分，分別為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ部分如圖矩形Ⅰ：A1=(293024)mm=70320mm2 =1465mm = 1488mm 矩形Ⅱ：A2=(262624)mm=63024mm2 = 1617mm = 12mm矩形Ⅲ：A3=(110214)mm=15428mm2 = 361mm =575mm矩形Ⅳ：A4=(145212)mm=17424mm2 =2874mm