【正文】 .... 28 結(jié)束語(yǔ) ................................................................................................................................................................ 29 附錄 .................................................................................................................................................................... 30 一、參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................ 30 二、主梁設(shè)計(jì)圖 ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 2 卷首語(yǔ) 橋式起重機(jī)是橫架于車間、倉(cāng)庫(kù)和料場(chǎng)上空進(jìn)行物料吊運(yùn)的起重設(shè)備。橋式起重機(jī)的 橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。所以橋式起重機(jī)在室內(nèi)外工礦企業(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(chǎng)所均得到廣泛的運(yùn)用。 本文主要介紹了跨度 21m,起重量 50t 的通 用橋式起重機(jī)箱型主梁的設(shè)計(jì) 制造，焊縫組織觀察及相關(guān)檢測(cè)等 過(guò)程。由于作者實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，同時(shí)自己的理論知識(shí)有限，書中錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)讀者多多指正！ 作者 2022 年 7 月于 XX 大學(xué) 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 3 第一章 箱型橋式主梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及尺寸 一、橋架的總體構(gòu)造 正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式，主梁由上、下翼緣板和兩側(cè)的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適于成批生產(chǎn) 。 主要技術(shù)要求有： 主梁上拱度：當(dāng)受載后，可抵消按主梁剛度條件產(chǎn)生的下?lián)献冃?，避免承載小車爬坡。 腹板波浪變形：受壓區(qū) ?? ，受拉區(qū) ?? ，規(guī)定較低的波浪變形對(duì)于提高起重機(jī)的穩(wěn)定性和壽命是有利的。 端梁 端梁是橋式起重機(jī)橋架組成部分之一，一般采用箱型結(jié)構(gòu)，并在水平面內(nèi)與主梁剛性連接，端梁按受載情況可分下述兩類： （ 1）、端梁受有主梁的最大支承壓力，即端梁上作用有垂直載荷。 已知參數(shù)： 廠房跨度 L： 21m 額定載荷 Q： 50t 小車自重 xG :2t 橋梁自重 qG ： 11t 起重機(jī)的跨度 S 是根據(jù)裝設(shè)起重機(jī)的廠房跨度 L 確定的。 此處設(shè)計(jì)的為無(wú)安全通道，則 S=。 通用起重機(jī)的界線尺寸標(biāo)準(zhǔn) GB759287 類型 主起升額定起重量t 跨度 S 限界尺寸 mm 安全尺寸 mm 車輪總數(shù)（參考） 高度 H 側(cè)方寬度B 上方間隙Ch 側(cè)方間隙Cb 4 超高型 50 10～ 18 3450 350 400 80 18～ 26 3550 26～ 32 3650 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 5 箱形主梁的主要幾何尺寸 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算要求及過(guò)程 計(jì)算結(jié)果 備注 起重機(jī)的跨度 S S=L－ b 式中： L=21m； b=1500mm(無(wú)通道 )； b=2022mm(有通道 )； S= GB／ T790－ 1995 主梁高度 h 141?Lh ～ 181 ? 即 mmhmm 13931083 ?? 設(shè) mmh 1194? mmh 1194? 端梁高度 1h hh )~(1 ? 設(shè) mmh 6001 ? mmh 6001 ? 端 梁 寬 度02C mmmmChC 450600)~(2 )~(2010 ????即 mmC 4502 0 ? 腹板的壁間距 b0 ~601~50100??bhLb mmb 6000 ? 腹板厚度 δ 0 mm60 ?? mm60 ?? 蓋板寬度 b mmmmbb 652)20(200 ???? ? （自動(dòng)焊） mmb 652? 大隔板 間距 a 靠近端梁處 mmha 11500 ?? 梁中處為 mmha 2 0 0 0)~( 0 ?? 小隔板 間距 a mmha 0 ?? 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 6 小隔板高度h2 mmmmhh 3833115 0302 ??? 縱向加筋角鋼 h3 23 hh? mmh 4003 ? 主梁的形心位置 )(21)(21100000??????hYbX mmY mmX 59730600?? 腹板厚 1? 2? 查表并根據(jù)實(shí)際需要確定 mm222 ?? mm221 ?? 三、主梁的受力分析 a) 由活動(dòng)載荷引起的彎矩和剪力的計(jì)算： 設(shè)小車輪距 mb 21? ，則 mb 121 ? 當(dāng)活動(dòng)載荷 21 PP? ，即小車自重和起重載荷作用在一個(gè)主梁上的兩個(gè)車輪的輪壓相同，其合力在 21b處，合力 tQGKPPR IIxII 21 ???????? 進(jìn)行受力分析可知： ? ?0F ? ?0BM 則 L RbxLFA )2( 1??? 對(duì) L RbxLFA )2( 1??? 進(jìn)行求導(dǎo)，則 LRFA ???\ ，即 AF 為減函數(shù)，則有 當(dāng) 10 bLx ??? 時(shí)， .5170 ??x即 ，則有 當(dāng) 0?x 時(shí) 載荷組合 II 主梁載荷 小車載荷 起重載荷 tGK qII ??? tGxK II ??? tG qII ???? 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 7 tL RbxL )()2(FQ 1Ama x ????????活 對(duì) L RxbxLxF A )2( 1??? 進(jìn)行求導(dǎo)，則有 )22( 1\ xbLLRFA ???? 當(dāng) 4b2 1??Lx 時(shí)，即 1 ????? Lx ， xFA 取得極大值，所以 mtL RxbxL ??????????? )()2(xFM 1Ama x活 同理 ，當(dāng)LxbL ???1 時(shí)，即 x 當(dāng) x= 時(shí)， tL RxL ).(2 )(Q m a x ?? ?????活 mtL RxxL ??? ??????? )(2 )(xFM Am a x活 b) 由固定荷載引起的彎矩和剪力的計(jì)算： 均布荷載，如圖所示： 距支點(diǎn) A 距離為 x 的截面上的固定均布載荷引起的剪力和彎矩分別為 tGKqLFF qIIBA ?????? mNLGKq qII ???? 當(dāng) x=0 時(shí) Am a x ??均 2qxxFM2A?均 ，對(duì)其進(jìn)行求導(dǎo)， qxFA\ ??均M 令 0\ ??均M ，則 x=， 此時(shí) 均M 取得最大值，即 mt ??????? 22Am a x均 通過(guò)對(duì)剪力圖和彎矩圖的分析得出垂直方向的最大剪力和彎矩 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 8 mttQ ?????? ??????? m a xm a xm a xm a x ）（ ）（均活均活 計(jì)算水平方向的彎矩時(shí)，可以認(rèn)為橋架是一個(gè)超靜定剛架結(jié)構(gòu)，最大彎矩為 )23(24)21(4 2m a x ?? llqllFM shshsh ???? 其中 39。 主梁的最大剪應(yīng)力截面的剪應(yīng)力為 kNkgNQ sh 2 3 6 9101 0 0 06 7 22m a xm a xm a x 22 ?????? ?? 主梁截面最大剪應(yīng)力在腹板中部， 0max 2*max ??xdJSQ? 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 9 1h =600mm mmhh 5 5 62226 0 02 110 ??????? ? 主梁端部截面對(duì) x 軸的靜矩為 3101110112225562265242226006)222600()2(422)2(2mhbhhS?????????????????? ????? 主梁端部截面對(duì) x 軸的慣性矩 44233210131300)11556(226522226526155662121)22(2122)2(121mmmhbbhJxd??????????????????? ???? 對(duì)于 Q235 鋼， Mp ][][ ?? ?? 故 ][ 25 63m a x ?? ????? ??? MP a 故選用 235Q 鋼為安全。 i. 整體穩(wěn)定性問(wèn)題 由于 102600/1 1 9 4/ 0 ???bh ； ???bL ，故可以不考慮整體失穩(wěn)問(wèn)題。由于240/160 00 ?? ?h ，需設(shè)置縱向加筋一根，布置在距上蓋板 處。 paE 11102??石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 10 第二章 主梁的制造工藝過(guò)程 橋式起重機(jī)的制造任務(wù)為單梁龍門吊，跨距 21mm，起吊質(zhì)量為 50t。梁的上拱度為 28mm 旁彎 ≤14mm。 材 料 驗(yàn) 收鋼 材 處 理備 料裝 配焊 接修 整 處 理噴 漆 包 裝成 品質(zhì)量檢驗(yàn) 圖 3 主梁的制造工藝過(guò)程 一、材料驗(yàn)收 對(duì)主梁制造所用材料查看標(biāo)簽同時(shí)取試樣在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行強(qiáng)度與剛度的復(fù)檢驗(yàn)。 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 11 二、鋼材處理 鋼結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行組裝焊接前 ，應(yīng)進(jìn)行型材預(yù)處理，清除氧化皮、銹和其它表面污物。 三、備料 蓋板（ 1? = 2? =22mm） （ 1）對(duì)已選定的 Q235 材料上蓋板下料加長(zhǎng)量按加長(zhǎng)量 2L/1000=2 19500/1000=39mm，下蓋板下料加長(zhǎng)量按加長(zhǎng)量 1L/1000=1 19500/1000=20mm，板寬允許偏差小于 2mm，在對(duì)接長(zhǎng)度方向上放 400mm的工藝余量。 （ 2）切割：選用市場(chǎng)上規(guī)格為 22mm 1400mm 的材料，切成兩均等份，對(duì)邊緣進(jìn)行精整切割，對(duì)于蓋板，剪切后出現(xiàn)波浪變形大于 3mm/m；水平彎曲，在 6m 長(zhǎng)內(nèi)彎曲量大于 3mm,應(yīng)采用平板矯正機(jī)矯正。 （ 4）采用 CO2 焊對(duì)板材進(jìn)行拼接至 ＞ 22mm（對(duì)接前先將各板材點(diǎn)固焊住，或采用夾具固定均可；且可采用壓具以防止波浪變形，兩端使用引弧，收弧板）。（在離中心 200mm 處不得有接頭，為避免焊縫集中，上、下蓋板與腹板的接頭應(yīng)錯(cuò)開，距離不小于 200mm。）用火焰切割。用 1m 平尺復(fù)查板材的波浪變形，大于 3mm 應(yīng)重新用平板矯正機(jī)矯正。 （ 3） 下料拱度： fs=（ 1/1000~3/1000） L=（ 20~59） mm 大小隔板（δ =6mm） 石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 12 注意下料時(shí)合理組合尺寸，盡量減少板材的消耗。長(zhǎng)度尺寸可允許有一定的誤 差 (177。肋板的 4 個(gè)角度應(yīng)為 90。按設(shè)計(jì)尺寸對(duì)板材進(jìn)行數(shù)控切割。在地上鋪好已拼接好的上蓋板，在兩端加凸臺(tái)，使其中間向下彎曲，彎曲程度等于預(yù)置的上拱度，即中點(diǎn)處向下?lián)?L/1000。 五．焊接 （一）焊接工藝要點(diǎn) 要保證箱形主梁的焊接質(zhì)量及合理的上拱度，并有效控制其焊接變形 。 (2)、 焊前必須清除坡口及焊縫兩側(cè)各 20mm 范圍內(nèi)的油、污、水、銹及其他雜質(zhì)。 (4)、