桥式起重机主梁制造工艺与焊接工艺

桥式起重机主梁制造工艺与焊接工艺

设计报告

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1前言

桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大

的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，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。在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用，是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。

本文主要介绍了跨度21m,起重量50t 的通用桥式起重机箱型梁的设计生产过程。所选用的钢材为Q345。

2桥梁的总体结构

主梁为双梁模型，结构简图如下：

主梁 主梁是桥式起重机桥架中主要受力元件，由左右两块腹板，上下两块盖板以及若干大、小隔板及加强筋板组成。

主要技术要求有：

主梁上拱度：当受载后，可抵消按主梁刚度条件产生的下挠变形，避免承载小车爬坡。

主梁旁变：在制造桥架时，走台侧焊后有拉深残余应力，当运输及使用过程中残余应力释放后，导致两主梁向内旁弯；而且主梁在水平惯性载荷作用下，按刚度条件允许有一定侧向弯曲，两者叠加会造成大弯曲变形。

腹板波浪变形：受压区07.0δ<，受拉区02.1δ<，规定较低的波浪变形对于提高起重机的稳定性

和寿命是有利的。

上盖板水平度250/b c ≤，腹板垂直度250/0h h ≤，b 为盖板宽度，h0为上下盖板之间的高度。 端梁 端梁是桥式起重机桥架组成部分之一，一般采用箱型结构，并在水平面内与主梁刚性连接，端梁按受载情况可分下述两类：

（1）、端梁受有主梁的最大支承压力，即端梁上作用有垂直载荷。 （2）、端梁没有垂直载荷，端梁只起联系主梁的作用。

3主梁的尺寸及校核

主梁截面图：

尺寸：

一、箱型主梁截面的主要几何尺寸 起重机的跨度L L=S －b 式中：S=21m ；b=1500mm(无通道)； b=2000mm(有通道)；

L=19.5m 中部高度h 10

1161→=L h 即：1212mm ≤h ≤1950mm h=1300mm

端梁连接处高度h 1 h h 5.01=

=1h 650mm

梯形高度C C=(0.1～0.2)L C=2.925m 端梁宽度C0 C0=288.5mm

C0=288.5mm 腹板的壁间距b 0

0.2~5.1601~50100=≥b h

L b

b0=800mm

腹板厚度δ0 m m 60=δ

δ0=6mm 盖板宽度b

mm b b )20(200++=δ

b=852mm

大隔板间距a 大 靠近端梁处a 大｀=h=1300mm 梁中处a 大=1.5h=1950mm

a 大｀=h=1300mm

a 大=1.5h=1950mm 小隔板高度h 2

3

2

h h =

h2=433.3mm

小隔板间距a 小 靠近端梁处a 小｀=0.5h= 650mm 梁中处a 小=0.5h=650mm a 小｀=0.5h= 650mm a 小=0.5h=650mm 纵向加筋角钢h3

h h 25.03=

h3=325mm

盖板厚1δ 2δ 根据实际情况确定盖板厚1δ 2δ

1δ=2δ=10mm

主梁的受力分析

（1）载荷的计算

a) 由活动载荷引起的弯矩和剪力的计算：

设小车轮距m b 21=，则m b 121=

当活动载荷21P P =，即小车自重和起重载荷作用在一个主梁上的两个车轮的轮压相同，其合力在21

b 处，合力t Gq G K P P R II x II 35.322

5

.622.2221=+=ψ+=+=

进行受力分析可知：

∑=0F ∑=0B

M

则L

R

b x L F A )2(1--=

对L

R

b x L F A )2(1--=

进行求导，则L R F A -='\，即A F 为减函数，则有 当10b L x -〈〈时，.5170〈〈x 即，则有 当0=x 时

t L R b x L 69.305

.1935.32)15.19()2(F Q 1A max

=⨯-=--==活

对L

Rx b x L x F A )2(1--=进行求导，则有)22(1\x b L L R F A --='

小车自重 2t 2t 桥梁自重

11t

11t

载荷组合II

主梁载荷

小车载荷

起重载荷

t G K q II 1.12111.1=⨯= t Gx K II 2.221.1=⨯= t G q II 5.625025.1=⨯=ψ

当4b 21-=

L x 时，即25.94

225.194b 21=-=-=L x ，x F A 取得极大值，所以 m t L Rx b x L ⋅=⨯⨯--=--==95.1415

.1925

.935.32)125.95.19()2(x F M 1A max 活同理，当L x b L 〈〈-1时，即17.5

当x=17.5时，

t L R x L 6.615

.19235.32).5175.19(2)(Q max =⨯⨯-=-=

活

m t L Rx x L ⋅=⨯⨯⨯-=-=

=17.292

5.195

.1735.32)5.175.19(2)(x F M A max 活

b) 由固定荷载引起的弯矩和剪力的计算：

均布荷载，如图所示：

距支点A 距离为x 的截面上的固定均布载荷引起的剪力和弯矩分别为

t G K qL F F q II B A 05.62111.122=⨯===

= m N L G K q q II 6205.05

.19111.1=⨯==

当x=0时 t 05.6qx -F Q A max ==均

2

qx -x F M 2A =均，对其进行求导，qx -F A \

='均M 令0\

='均M ，则x=9.75m ，

此时均M 取得最大值，即

m t ⋅=⨯-⨯==49.292

75.90.620575.905.62qx -x F M 2

2A max 均 通过对剪力图和弯矩图的分析得出垂直方向的最大剪力和弯矩

由于活动载荷和均布载荷引起的最大剪力都是在X=0处产生 所以:Q ⊥max =Q 活max + Q 均max =30.69t+6.05t=36.74t

由于活动载荷和均布载荷引起的最大弯矩不在同一处产生，所以不能直接加减求得 故：M ⊥max =2(L-x-b 1/2)Rx /L -q.x ^2/2