【2017年整理】造船用门式起重机主梁设计说明书
31页1、 机械结构实践课程设计说明书姓 名 宛敏超 学 号 1310321 学 院 机械与能源工程 专 业 机械电子工程 前 言本次机械结构实践课程中,我的任务是造船用设计门式起重机的主梁结构。由于起重机总体尺寸以及总体重量相当之大,而且它需要承受大的载荷作用,因此需要在满足其强度、刚度等条件的前提下,尽量减小其重量,以节约成本。本设计说明书中主要包括设计依据的数据,主梁的金属材料选取,主梁截面以及尺寸的选取,主梁载荷计算,主梁内力计算,主梁强度、刚度、稳定性验算,加劲肋的设置,主梁翼缘板与腹板的连接等内容。由于在大型起重机的设计上缺乏经验,设计说明书中可能存在不妥之处,恳请读者批评指正。目 录前言一、给定数据 .1二、主梁设计计算 .11. 金属材料选择 .22. 主梁几何尺寸和几何特性 .23. 主梁载荷计算 .54. 主梁内力计算 .105. 主梁强度、刚度、稳定性验算 .166. 主梁翼缘板和腹板的连接 .25参 考 文 献 .28机械结构实践课程设计1一、给定数据起重量 :300t;Qm起升高度 :50m;H跨度 :100m;S悬臂长度 :30m;L支腿轴距 :20m;B额定起升速度
2、 :4.5m/min;qv运行速度:大车 =36m/min,小车 =33m/min;1y2yv工作级别: 。5A造船用门式起重机各结构的质量:主梁: =450t;刚性支腿: =200t;柔性支腿: =200t;zmgmrm下横梁: =100t;小车: =150t;吊具: =7t;司机室:xxcd=3t;行走机构: =150t;电气集中质量: =20t。s z q二、主梁设计计算造船用门式起重机金属结构可以做成箱型实腹结构,也可以做成桁架结构。虽然桁架式结构质量较轻,但是它存在制造工作量大、维修保养不便等缺点,箱型金属结构的门式起重机得到了广泛应用。本设计中采用箱型实腹金属结构,做成单梁结构。机械结构实践课程设计21.金属材料选择由于造船用门式起重机的载重量大、跨度大,为了减轻结自重,同时提高结构的承载能力,选择高强度结构一般选用 Q345 或高强度船用钢板 DH32。Q345 因环境温度不同,分为 B、C 、D 、E等级别,其屈服强度因板厚而异,但是其中等厚度板常存在夹渣、夹层等缺陷。因此此设计中选用高强度船用钢板 DH32(GB712-88)(中国船级社标注为 ZCD32) ,这种材
3、料的屈服强度为315N/mm2,抗拉强度 为 460 590 N/mm2,其对应的焊条牌sb:号为:手工焊 E5015;埋弧自动焊 H10Mn2G(焊丝)+HT331(焊剂) 。2.主梁几何尺寸和几何特性主梁采用组合梁的形式,此设计中选择箱形截面,它由腹板和翼缘板组成,其截面如图 1 所示。 主梁几何尺寸机械结构实践课程设计3图 1 主梁截面造船用门式起重机的主梁高度由静、动刚度条件来确定。通常,梁高取为182hS:( )将 带入上式,得 ,取=10mS(.53)m对于腹板,按经验公式决定板厚: =7+3()h将数据带入上式,可得 8.19m式(2)算出的板厚偏大,设计中取 0箱形梁翼缘板的宽度(两腹板间距)按照整体稳定和水平刚度机械结构实践课程设计4要求确定,取为 ,带入数据得 ,取 ,0/3bh08.3/mb03.4b则翼缘板的总宽度为: ,带入数据,得02445受压翼缘板的厚度按照局部稳定条件确定: 023sb代入数据,得 ,取 。078.m8因此,翼缘板间距 002h代入数据,得 。083814 主梁几何特性截面面积: 02()Sbh2=8+14315cm( )静矩: 00()
4、xSbh3842528c0()ybSh341)256cm惯性矩: 3200 0()x hIhbb机械结构实践课程设计53324118148250()509cm33200 0112()y bIbhh3244858()3120cm抗弯截面系数: max3185409cIWymax320815694cyI3.主梁载荷计算 主梁单位长度重量 02zmgqSL机械结构实践课程设计6345019.8276.N/m=c所以,主梁单位长度重量为 10q式中, 起升冲击系数, ,取 。1,.1.0所以, 。.0275.6.2N/cmq 移动载荷(小车轮压)单主梁小车有两个垂直车轮轮压,即 2()xcQdPg考虑到动力效应以轮压的形式作用在主梁上,小车轮压可按下式计算: 122()xcQdm式中, 起升动载系数, ;2in=+qv额定起升速度,单位为 。qv/s查表 3-1,选择起重机起升状态级别为 ,相应的,3HC,20.5,则 ,代入式中,得min2.5014.91333().09.8(0170)9.84NxcQdPgmg所以,小车轮压 2517P机械结构实践课程设计7 大车制动产生的惯性力A 主梁自
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