畢業(yè)設計（論文）-5t單梁橋式起重機金屬結構設計（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單梁橋式起重機金屬結構設計</p><p>　　摘 要：該文主要對橋式起重機的金屬結構進行了設計。金屬結構的設計包括其主要尺寸的確定，主梁的設計、強度驗算，以及剛度驗算等，端梁的計算載荷的確定、主要焊縫的計算、接接頭的設計，焊接工

2、藝設計等等。</p><p>　　關鍵詞：橋式起重機；金屬結構；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>　　橋式起重機是應用非常廣泛的起

5、重機械。隨著社會主義建設的發(fā)展, 橋式起重機的需要與日俱增, 我國每年的橋機產(chǎn)量在10萬噸以上。橋式起重機的橋架結構是起重機的重要組成部分, 它的重量占起重機自重的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構及基礎的土建費用與材料消耗。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, 不論是通用橋式起重機

6、或是冶金工廠用特種橋式類型起重機,在1958年以前由于設計力量薄弱, 基本上是沿用國外的設計, 橋架結構以箱型和四桁架型等傳統(tǒng)結構型式為主。一直到1958年大躍進以后, 由于破除迷信, 在群眾性的技術革新運動推動下, 才試制了一些新型橋架結構的橋式起重機, 其中主要的如偏軌箱型、單主梁結構、三角桁架結構等等。但是由于沒有及時總結經(jīng)驗, 研究試驗工作也做得不夠, 沒有在改進與提高以后進行推廣, 因此橋架選型工作仍然是我們當前迫切要做的工作

7、, 應該比較系統(tǒng)的有組織的研究適合我國各個產(chǎn)業(yè)部門采用的橋架結構型。</p><p>　　我國在橋式起重機的產(chǎn)品系列化、通用化和標誰化方面雖然也做了一些工作, 但為了使橋架結構定型, 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仍以箱型結構為主,箱型結構是應用最為廣泛的傳統(tǒng)結構。它具有制造簡便、生產(chǎn)工效高、通用性強等一系列的優(yōu)點, 因而迄今仍然是國內外橋式起重機的常用橋架形式。在國內, 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)品都采用箱型結構。</p><p><b>　　1.1總體方案擬定</b></p><p>　　本次設計與以往的輸送機主要有以下幾點的改進：</p><p>　　1)噸位標注排為5T單梁橋式起重機。</p><p>　　1-銘牌裝置；2-

9、橫梁；3-電動葫蘆；4-噸位牌裝置</p><p>　　圖1 5T單梁橋式起重機簡圖</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體板梁連接。</p><p>　　3) 端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸

10、的關鍵部件。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螺栓連接而成。在端梁的內部設有加強筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。</p><p><b>　?。?）主梁的設計：</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，主梁上的走臺的寬度取決于端梁的長度和大車運行機構的平面尺寸，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)點焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會產(chǎn)生下?lián)献冃?，但加工和裝配時采用預制上拱。</p><p><b>　　（2）端梁的設

12、計：</b></p><p>　　端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸?shù)年P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螺栓連接而成。在端梁的內部設有加強筋，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；大車的運行采用分別傳動的方案。</p><p>

13、　　在裝配起重機的時候，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>　　本設計主要對單梁橋式起重機進行介紹，確定了其總體方案并進行了一些簡單的分析。單梁橋式起重機具有加工零件少，工藝性好、通用性好及機構安裝檢修方便等一系列的優(yōu)點，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，但這種結構形式也存在一些缺點：自重大、易下?lián)?，在設計

14、和制造時必須采取一些措施來防止或者減少。</p><p>　　2 主要設計尺寸計算</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>　　主梁腹板內壁間距根據(jù)下面關系式來決定：</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、這時支承截面的實際高度。</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件的局部穩(wěn)定性，需要設置一些加勁構件。</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)梁由鋼軌的彎曲強度條件求得加勁板間距（此時連續(xù)梁的支點即加勁板所在位置；使一個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、并設小車自重為=40000N</p><p>　　——動力系數(shù)，查得=1.16</p><p>　　——鋼軌的許用應力，=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 主梁的計算 </b></p><p>　　3.1 計算載荷確定</p><p><b>　　此處已刪除</b></p><p>　　接板鉆孔是應該同時鉆孔。</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算</p><p>　　（1）腹板最下一排螺栓受力最大，每個螺栓所受的拉力為：</p><p><b>　　N拉= </b></p><p><b>　　= (52)</b></p><p>　　=222126.7N</p>

24、<p>　　（2）下腹板每個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——下蓋板一個螺栓受剪面所受的剪力：</p><p>　　N ——側腹板受拉螺栓總數(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>　　（2）腹板角鋼的連接焊縫同時受拉和受彎，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 計算螺栓和焊縫的強度</p>

29、<p>　　6.2.1 螺栓的強度校核</p><p>　　（1）.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>　　（2）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度要求</p><p>　　6.2.2 焊縫的強度校核</p><p>　　（1）對腹板由彎矩M產(chǎn)生的焊縫最大剪應力：</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>　　（2）由剪力Q產(chǎn)生的焊縫剪應力：</p><p><b>　　Q=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>

33、;　　=3931.5N/ cm2</p><p><b>　　折算剪應力：</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——焊縫的計算厚度取h=6mm</p><p>　?。?）對上角鋼的焊縫</p><p>　　===138.8N/ cm2<[]</p><p><b>　　由上計算符合要求。</b></p><p><b>　　7 焊接工藝設計</b></p&

35、gt;<p>　　對橋式起重機來說，其橋架結構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的力學性能和壽命。 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，當焊接件的厚度小于4mm時，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候，由于定位板起導向作用，在焊接時要特別注意，焊角高度不能太高，否則車輪組在和端梁裝配的時，車輪組不能從

37、正確位置導入，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行焊接。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><

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41、設計，機械工業(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，機械設計課程設計（第二版）。華中科技大學出版社，1998</p><p>　　[20]劉鴻文主編.《材料

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

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