桥式起重机主梁

桥式起重机设计说明书姓名：高伟学院：材料科学与工程学院专业班级：材料成型及控制工程0703班指导教师：王勇日期：2011年1月前言在日新月异的社会中，随着生产的发展忽然科学技术的进步，焊接已成为一门独立的学科，并广泛应用于宇航空、核工业、造船、建筑及机械制造等部门，在我国的国民经济发展中，尤其是制造业的发展中，焊接技术是一门不可缺少的加工手段。

据有关资料介绍，全世界的钢铁产业中约有50%左右时通过焊接加工有原材料变成产品的。

目前许多焊接作业已经机械化、自动化、数控、人工智能化等很多高新技术。

本书主要对桥式起重机中箱型梁的制造过程做了详细说明，由于书中遵循的是广泛通用的大起重量的桥式起重机的制造及设计原则，因此在设计专用起重机时不能完全采用本书的设计原则及数据，又因参考文献比较久远及涉及作者的经验有限，对于本书的一些缺点及不足，还望读者批评指正。

本书具体描述了跨度19米，起重32t的通用桥式起重机箱型主梁的设计及生产过程，并对车间做了简单的设计，在张红霞老师和王勇老师的指导下，同时得到同组人员的大力协作，再次表示感谢。

经验有限，缺点和错误在所难免，恳请读者批评指正。

二〇一一年一月十八日目录前言课程设计任务书第一章箱型梁式桥架结构的构造及尺寸----------------------1第二章主梁的制造工艺过程--------------------------------13第三章焊接车间的设计------------------------------------26第四章焊接工艺卡----------------------------------------30第五章结束语及相关参考文献------------------------------41第一章设计过程箱型梁式桥架结构的构造及尺寸㈠桥架的总体构造①箱型梁式桥架结构是有两根主梁和两根端梁组成的。

㈡桥式起重机由桥架和起重小车两大部分组成，桥架两端通过运行装置，直接支撑在高架轨道上，沿轨纵向运行，其中小车沿在桥架主梁上的小车轨道横向运行。

分类：单（主）梁式起重机：具有一根主梁的桥式起重机。

双（主）梁式起重机：具有两根主梁的桥式起重机。

葫双桥式起重机：采用电动葫芦作为小车起升机构的桥式起重机㈠主梁桥式起重机机架中主要的受力元件，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：①主梁上拱度：当受载后，可抵消按主梁刚度条件下产生的挠曲变形，避免承载小车爬坡。

②主梁旁弯：在制造桥架时，走台侧后有残余的拉伸应力，当运输及使用过程中残余应力释放以后，导致主梁向后弯曲，而且主梁在水平惯性载荷作用下，按刚度条件允许有一定的侧内弯曲，两者叠加会造成过大的弯曲变形。

③腹板波浪变形:受压区＜0.7δ0，受拉曲＜1.2δ0。

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。

④上盖板水平度≤b／250.腹板垂直度≤h0／200，b为盖板宽度，h0为梁高。

㈡端梁端梁是桥式起重机桥架组成的一部分，一般采用箱型结构，并在水平面内于主梁刚性连接。

端梁受载情况分为以下两类：①端梁受有主梁最大的支撑应力，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。

㈢隔板为了使梁的垂直腹板具有局部刚度，将他们用横向肋板从内部加强，肋板又称为隔板，这些隔板被焊接到垂直腹板及盖板上，隔板不焊到下盖板上，因为这样做很困难，而且隔板本身与其腹板相连的焊缝会产生很高的内应力，这是由于四周封闭造成的。

第二章主梁制造工艺过程一、主梁制造工艺简易流程图二、主梁的制造工艺过程㈠备料1、盖板（上下盖板δ=14mm）A、对已选定的Q235材料进行检验等焊前处理；B、切割：选用市场上规格为14×1400L的材料，切成两均等份，对边缘进行精整切割。

C、开坡口：板厚为14mm时，采用单Y型坡口，允许用火焰气割，但坡口面应将熔渣等清除干净。

D、采用CO2焊对板材进行拼接至＞22mm（对接前先将各板材点固焊住，或采用夹具固定均可；且可采用压具以防止波浪变形，两端使用引弧，收弧板）。

E、预置拱度：f s=L/1000=19000/1000=19mm 以上f s为理论值，实际下料时，f s′=（2~3）f sf s′=（50~75）mm上盖板下料的加长量为：2.5L/1000=2.5×19000/1000=47.5mm下盖板下料的加长量为：1.5L/1000=1.5×19000/1000=28.5mmL/2L2腹板（δ=6mm）⑴对已选定的Q235进行校平到喷丸预处理。

⑵切割：选用市场上规格为6×1800L的钢板，切去多余的部分，然后对材料进行精整（气割）。

⑶开坡口：δ=6mm，根据《焊接手册》选用CO2气保焊无需开坡口。

即“I”型坡口。

⑷采用CO2焊进行拼接。

⑸切割示图。

⑹下料拱度：f s=（1/1000~3/1000）L=（19~57）mm2、大小隔板（δ=6mm）按设计尺寸对板材进行切割，注意下料时合理组合尺寸，尽量减少板材的消耗。

㈡检验1、对接焊缝进行100%X射线检验。

质量应达到射线探伤标准GB3323规定的Ⅱ级或超声探伤标准JB1152规定的Ⅰ级。

2、上盖板下料后，毛刺和凹凸不平应铲除，毛刺高度不应大于0.5mm，划痕不得大于1mm。

采用气割下料，气割后气割面与轨制面直偏差不应超过2mm，气割表面不平度不应超过1~1.4mm。

3、对接后要对余高进行机械加工，从而减小应力集中。

4、对于δ≥14mm的下盖板，采用热弯方法进行折弯，加热时应加热到900~1000℃，弯曲完成时温度不低于700℃。

对于Q235等低合金钢应注意缓冷。

㈢装配及焊接1、主梁的焊接顺序⑴上盖板置于支撑平台上，并加压板固定。

在地上铺好已拼接好的上盖板，在两端加凸台，使其中间向下弯曲，弯曲程度等于预置的上拱度，即中点处向下挠L/1000。

⑵装配焊接大隔板和小隔板①在制定的位置上焊接大小隔板，为保证其垂直度及位置的准确，需采用撑住固定或者点固焊对其位置固定。

②为保证旁弯以防止受力时盖板过度向中心弯曲，应从大梁的中部向盖板边缘焊接，先焊隔板的一面，然后再焊另一面(避免结构翘曲)。

⑶腹板的隔板的焊接①将腹板组立点焊于制定位置，由于腹板有预置上挠，装配时需要使盖板与之贴合严密。

（采用楔形垫片）②将点固好的梁旋转90°侧向放置，再对腹板与隔板之间进行焊接。

在焊接过程中，需注意事项c、大隔板断续焊，小隔板连续焊。

d、为方便施焊（由于间距较小），一般采用焊条手工焊或者CO2焊。

e、为保证要求的拱度与旁弯：两个焊接工人同时由大梁的中部开始将隔板焊上，先焊主腹板一侧，每条焊缝由外缘向盖板侧板，最好不立即从两面焊接隔板。

⑷角钢的焊接为了减小变形，从而需减少线能量的输入，角钢采用断续焊，且由于空间较小，采用CO2半自动焊。

⑸装配下盖板及盖板与腹板的焊接①在装配压紧力作用下预弯成所需形状，使用撑具等辅助设备以保证盖板的倾斜度和腹板的垂直度，然后点固焊住。

②测量挠度：在上盖板平面上的两端固定一根细钢丝绳，使其滑移到不同的位置，在这个过程中钢丝绳保持水平，检验大梁的上拱度。

③测量挠度后，若上挠度大于允许值，则：先焊1、2，使焊后产生一定量的下挠，与上挠度有一定的抵消，从而使上挠度符合预置挠度。

若上挠度小于允许值，则：先焊3、4，使焊后产生一定上挠，与原上挠度值相叠加，使上挠度等于预置挠度。

若上挠度正好，则按1→4→2→3的顺序来焊接，可防止扭曲变形。

④四条长角焊缝用埋弧焊⑹对主梁的修整及检验对焊后的焊缝进行表面清理及打磨等工序。

主梁制成后，如有超出规定的挠曲变形，需进行修理，可用锤击法和重击法，但应用最多的是火焰矫正。

再按合同要求对其进行探伤。

⑺主梁装配焊接的一般顺序图腹板加强筋下盖板⑻主梁角焊缝的焊接示意图2、端梁的焊接㈣检验1、上拱度的检验在上盖板平面的两端固定一根细钢丝绳，使其水平，将其滑移到不同位置在此过程中保持水平，检验大梁的上拱度。

2、挠度的检验在垂直腹板的两端一米高的地方，固定一根悬线，检查大梁在水平面内的挠度，在安装大隔板的地方测量大梁挠度，其值不应超过L/2000=9.5mm3、变形量的检验检验各板的变形量：腹板波浪变形受压区<0.7δ0=4.2mm，其余区域<1.2δ0=7.2mm，上盖板水平度≤0.328mm，腹板垂直度≤6mm。

4、焊缝质量检验对主要的工作焊缝进行100%的X射线检验。

其他联系焊缝采用抽检进行超声或磁粉探伤。

㈤整体修整1、防止大梁在水平面内弯曲，将悬臂支撑（即走台支撑）焊上大梁之前给予大梁一定程度的预弯，在它这样的位置上支撑焊到大梁上。

配重3的重量根据实际规定：在大梁的两端没有与部支柱4接触以前，配重可以继续往上加。

2、焊接大梁时，应尽量避免变形。

大梁断面允许的最大扭转（或通常所说的螺线形）可以按比例关系a≦0.02H确定范围。

为满足这个要求，采用下列方法：①在隔板和上盖板装配的时候，所有的隔板应与盖板严格地装成90°，而且在一条直线上；②翼缘焊缝用两台自动电焊机，以同样的速度，同时由大梁中线向边缘施焊，若采用埋弧焊（船型焊），应注意支撑的位置。

③大梁构件在焊接前的装配以及焊接，须在调整后的架子上进行。

3、上拱度的修正若拱度过小，在梁下翼板背面沿纵长用火焰烤两条加热带，或者在梁的腹板下弦区部位，用火焰烤若干个三角形的加热区，同时加热相应部位的下翼缘板，如下图所示：4、焊缝的补焊修整若X-射线检验出未焊透、裂纹、夹杂等缺陷时，若不符合焊接检验Ⅱ级标准。

需对其进行补焊，采用碳弧气刨对缺陷进行彻底的清理、清除，然后再补焊。

5、焊材的保存为防止焊剂的潮湿引起的气孔时，对熔炼型焊剂在150～350℃烘培，烧结型焊剂则可控制在200～400℃。

烘培时间均以一小时为宜。

对焊丝和焊剂的保存应按照材料的牌号、种类标注，避免混乱，焊材贮存库内，应设置温度计、湿度计。

按照焊材质量管理规程（JB3233-83）规定，控制室内温度有相对湿度，允许存放时间不应超过24小时。

第三章焊接车间设计一、布置原则㈠车间组成的原则1、生产部分⑴工段和小组的成立原则：车间生产组织既要简练，又要便于管理。

⑵工段和小组的划分：①按工艺性质划分：A、备料工段：钢材预处理组、切割下料组、成型组、机械加工组等B、装配焊接工段：装配组、焊接组、热处理组、清理组、检验组等②按产品结构对象划分2、辅助和仓库部分辅助和仓库要根据车间规模大小和类型的不同，工艺设备以及协作情况而决定。

一般有：①机房②样板间及样板库③泵房④机电修理间⑤焊接材料库⑥工具室⑦焊接实验室⑧金属材料库⑨半成品库⑩胎夹具库⑪辅助材料库⑫油漆调配室⑬模具库⑭成品库3、服务和生活部分⑴车间办公室⑵生活设施㈡车间布置的基本原则1、车间工艺路线的选择原则⑴物料流向通顺，生产路线最短，无倒流。