桥式起重机主梁设计说明书

桥式起重机设计说明书

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学院：材料科学与工程学院

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指导教师：

日期：2011年1月

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。

本书主要介绍了跨度28m,起重量50t的通用桥式起重机箱型梁的设计生产过程，同时对车间的布置情况作了较为粗略的参考设计。设计过程较为详细地考虑了实际生产与工作中的情况。

本书编写过程中得到XXX副教授、XXX副教授等老师和同学的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。由于作者实际经验不足，理论知识有限，书中错误在所难免，敬请读者多多指正！

作者2010年1月于XX大学

目录

第一章箱型梁式桥架结构的构造及尺寸 (1)

一、桥架的总体构造 (1)

二、主梁的几何尺寸 (2)

1、梁的截面选择和验算 (2)

2、箱形主梁截面的主要几何尺寸 (3)

三、主梁的受力分析 (4)

1、载荷计算 (4)

2、强度验算 (5)

3、主梁刚度的验算 (8)

4、焊缝的设计和验算 (10)

第二章主梁的制造工艺过程 (12)

一、备料 (12)

二、下料 (13)

三、焊接 (13)

四、检验与修整 (18)

第三章主梁焊接车间设计 (21)

一、焊接生产的过程及特点 (21)

二、焊接生产组成部分的确定 (22)

三、车间平面布置 (23)

第四章焊接工艺卡 (25)

结束语 (37)

参考文献 (38)

第一章 箱型梁式桥架结构的构造及尺寸

一、桥架的总体构造

箱型梁式桥架结构主要是两根主梁和两根端梁组成。

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 ≤，腹板垂直度200/0h ≤，b 为盖板宽度，h 0为梁高。 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。

图1 桥梁的构造示意图

二、主梁的几何尺寸

1、梁的截面选择和验算

通常按刚度和强度条件，并使截面积最小（经济条件），满足建筑条件要求（如吊车梁及平台焊接梁最大高度受建筑条件限制），来确定梁的高度，然后初步估算梁的腹板、盖板厚度，进行截面几何特征的计算，然后进行验算，经适当调整，直到全部合格。

图2 主梁的几何尺寸

故][2.586

.023357614688105003max

ττ<=⨯⨯⨯⨯=MPa (16Mn 钢][τ为137.3MPa)故为安全 （二）、主梁稳定性的计算 整体稳定性问题

由于102700/1400/0<==B h ；

6540700/28000/0<==B l ，故可以不考虑整体失稳

问题。

局部稳定性问题

由于s h σδ/2351702286/1368/00>==，故应配置横向和纵向加筋。由于240/16000<<δh ，需设置纵向加筋一根，布置在距上盖板273.6mm 处。

3、主梁刚度的验算

图3 主梁垂直挠度的计算简图

图4 主梁水平挠度计算简图

主梁在满载小车轮压下，在跨中产生最大垂直挠度

x

EJ l F F f 48)(3

21+=

简支梁垂直下挠度的精确计算可按下式进行

x

EJ l F f 48)]

461(1[323'

1ββα+-+=

式中97.061.171/7.166/'1'2===F F α

1375.028000

3850===

l B l β 则

]

[8.31832020

1006.248)]1375.041375.061(97.01[280061.1714323f cm f <=⨯⨯⨯⨯+⨯-+⨯=

16Mn 钢选cm l f 4700/][== 水平刚度按超静定刚架计算

][)45(384)4831(4843sh y sh y sh sh

f l EJ r q l EJ l F f ≤-+-=γ

其中

第二章主梁的制造工艺过程

桥式起重机的制造任务为单梁龙门吊，跨距28mm，起吊质量为50t。由16Mn钢板焊接而成。梁的上拱度为28mm旁弯≤14mm。

一、备料

1、盖板（δ=16mm）

（1）对已选定的16Mn材料进行校平到喷丸等预处理；

（2）切割：选用市场上规格为16mm×1400mm的材料，切成两均等份，对边缘进行精整切割。

（3）开坡口：板厚为16mm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。

（4）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）。

（5）预置拱度：fs=L/1000=28000/1000=28mm 以上fs为理论值，实际下料时，fs′=（2~3）fs ，f s′=（56~84）mm

上盖板下料的加长量为：2.5L/1000=2.5×28000/1000=70mm

下盖板下料的加长量为：1.5L/1000=1.5×28000/1000=42mm

图5 拱度示意图

2、腹板（δ=6mm）

（1）对已选定的16Mn进行校平到喷丸预处理。

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