机械设计制造及其自动化专业毕业论文180t六梁桥式铸造起重机结构设计.doc

机械设计制造及其自动化专业毕业论文--180T六梁桥式铸造起重机结构设计 大学毕业设计 任务 说明书学院直属系 时间 学 生 姓 名 指 导 教 师 设计论文题目 180吨六梁桥式铸造起重机结构设计 主要研究内容 载荷分析及其组合内力计算按照不同的载荷组合计算各危险面的内力简化计算模型是必须考虑主端梁之间相互约束的影响在此基础上进行各截面的静强度静刚度动刚度疲劳强度局部稳定性和整体稳定性的验算以及主端梁的连接计算最后确定结构的截面工程尺寸 研究方法 在满足结构的强度刚度稳定性以及疲劳强度的情况下减小结构的尺寸做到经济性安全性最优组合 主要技术指标 或研究目标 工作级别为A8级且为六梁结构副主梁与副端梁的连接可采用焊接 主要参考文献 [1] 徐克晋主编 《金属结构》 北京机械工业出版社 1982[2] 徐格宁主编 《起重运输机金属结构设计》 北京机械工业出版社 1995[3] 大连起重机器厂编 《起重机设计手册》 沈阳辽宁人民出版社 1979[4] 徐格宁主编 《机械装备金属结构设计》 普通高等教育十一五国家级规划教材 20089[5] 起重机设计手册编写组 《起重机设计手册》 北京机械工业出版社 1977[6] 倪庆兴王殿臣主编 《起重输送机械图册》 北京机械工业出版社 1992[7] 张质文王金诺主编 《起重机设计手册》 北京中国铁道出版社 1997[8] 陈道楠盛汉中主编 《起重机课程设计》 冶金工业出版社 1982 目 录摘要 IIAbstract III前言 IV第一章 总体方案设计 - 1 -§11 原始参数 - 1 -§12总体结构及设计 - 1 -§13 材料选择及许用应力 - 1 -§14各部件尺寸及截面性质 - 2 -第二章 桥架分析 - 10 -§21 载荷组合的确定 - 10 -§22 桥架假定 - 10 -§23 载荷计算 - 10 -§24简化模型 - 18 -§25 垂直载荷 - 19 -§26 水平载荷 - 22 -第三章 主主梁计算 - 27 -§31 强度校核 - 27 -§32 主主梁疲劳强度校核 - 28 -§33 主梁的稳定性 - 30 -§34 刚度计算 - 35 -第四章 副主梁校核 - 38 -§41 强度校核 - 38 -§42 副主梁疲劳强度校核 - 39 -§43 副主梁的稳定性 - 41 -§44 刚度计算 - 44 -§45 桥架拱度 - 46 -第五章 端梁校核 - 48 -§51 主主梁端部耳板设计 - 48 -§52 副主梁一侧端梁的校核 - 51 -致谢 - 57 -参考文献 - 58 -附录A - 59 -附录B - 65 -摘 要六梁铸造起重机是桥式起重机的重要组成部分是中大型起重设备由四根主梁和两根端梁组成本设计采用偏轨箱型主梁设计过程中从强度刚度稳定性三个方面来计算对于A7工作级别的起重机来说还要进行疲劳强度校核这就和A6以下工作级别的起重机的设计有了很大的区别在设计时会出现静强度有很大的富余在计算局部稳定性的时候还要注意局部轮压的作用这时候需要验算加劲肋的区格验算很有可能需要再次验算设计中在满足刚度强度稳定性的前提下探讨了该机型金属结构受力的空间传递分配规律推导出内力计算公式本文针对空间桥架内力的传递进行探讨在一定假定条件下得出主副梁及主端梁间的传递规律关键词铸造起重机应力 疲劳强度 稳定性AbstractCasting six beams overhead cranes are an important component part of the medium and large lifting equipment by the four main girder beams and two-component the design based on the partial tracks box girder the design process from the strength stiffness Stability three aspects for the working-level A7 crane will run for calibration This and the following working-level A6 crane design with vastly different in the design when there are large static strength of the surplus in the calculation of regional stability but also to the partial pressure of the round This needs time checking STIFFENER checking the grid is likely to be checked again The structure of the crane is composed of the primary centrol girder the assistant centrol girder the primary dead-end girder and the assistant dead-end girder according to the trait of the crane On the advance of the intensity rigidity and structure supporting the load is studied mainly At the same time we also include the formulate which is used to calculate the internal force Some kinds of conditions are assured in order to hold the internal relation between themKey words rigidity intensity fatigue strength stability前 言本设计为18050t桥式铸造起重机金属结构设计由于此桥式铸造起重机的起重量大跨度大工作级别高在设计计算时疲劳强度为其首要约束条件因此在选材时选用稳定性好对应力集中情况不敏感的Q235-A降低材料的成本为减少结构的超静定次数改善受力同时又方便运输桥架采用六梁铰接式结构主副小车的起重量均偏大故采用偏轨箱型梁桥架偏轨箱型梁桥架不仅可减小小车的外形尺寸同时也增大了起升空间有利于铸造厂间的应用在设计时本着满足疲劳强度刚度稳定性的前提下尽可能节约材料考虑铸造起重机主副小车之间有一定得高度差使副小车能自如地从主小车下面通过故在设计主主梁时采用大截面薄钢板从而达到节省材料重量轻的要求同时采用大截面又提高了梁的刚度和稳定性根据梁的受力特点偏轨箱型梁主腹板上侧受局部压应力将主腹板上侧的板加厚而其它受力较小的地方则采用较薄的板以节约材料在设计过程中全部采用国家标准并借鉴了在实习时所参观的太原重工大连重工起重同类产品的设计在结构上进行改进对桥架的受力进行了较详尽的分析整个设计安全可靠节材耐用满足了设计要求第一章 总体方案设计§11 原始参数起重量Q 主副 18050t跨度S 22m工作级别Ai A8起升高度H 主副 2022m起升速度V 主副 45114 mmin运行速度 主副大车 36337735 mmin轮距 主副大车 408018509800 mm轨距 主副大车 8700300022000 mm轮压 主副大车 345001964087600 kg起重机重量 220t§12总体结构及设计根据已给参数此桥式铸造起重机吨位跨度较大为减少结构的超静定次数改善受力方便运输选用六梁铰接式结构结构框架如图 1 图 1 §13 材料选择及许用应力根据总体结构铸造起重机工作级别A8为重级工作环境温度较高设计计算时疲劳强度为其首要约束条件选用Q235-A考虑起重量较大主副梁均采用偏轨箱型梁材料的许用应力及性能常数见表1表2表11 材料许用应力板厚 正应力 剪应力 mm 16 370 1520 1679 1844 8776 9694 1065 370 1588 1754 1926 917 1013 1112 表12 材料性能常数表弹性模量E 剪切弹性模量G 密度 §14各部件尺寸及截面性质1 主主梁尺寸初选高度 12941571mm考虑大车运行机构安装在主梁内且主主梁与副主梁的高度差必须满足一定得要求故将主主梁取为大截面薄钢板的形式以达到节省材料重量轻的要求因此取腹板高度mm为了省去走台对宽型偏轨箱型梁主主梁腹板内侧间距取mm 440mm上下翼缘板厚度mm上翼缘板长2530mm下翼缘板长2326mm 主腹板厚度 mm副腹板厚度 mm上下翼缘板外伸部分长不相同有轨道一侧上翼缘板外伸长度mm取250mm其它翼缘外伸部分长度 mmmm 焊缝厚度 取 50mm轨道侧主腹板受局部压应力应将板加厚由局部压应力的分布长度设计离上翼缘板350mm的一段腹板板厚取为18mm主主梁跨中截面尺寸如图 2 图 2 2．主主梁跨端截面尺寸高度mm要确定主主梁跨端截面尺寸只需确定其高度取 1300mm跨端下翼缘板厚度为18mm主主梁跨端截面尺寸如图 3 3．截面性质 1 主主梁跨中 建立如图示的坐标系计算形心位置 1256851257mm 1238881239mm 计算弯心位置mm弯心近似地在截面对称形心轴上其至主腹板中线的距离为1021mm净截面面积 毛截面面积 计算惯性矩 对形心轴的惯性矩对形心轴的惯性矩 2 主主梁跨端截面性质净截面面积 毛截面面积 建立图示的坐标系计算形心位置计算惯性矩对形心轴的惯性矩对形心轴的惯性矩二副主梁尺寸1 初选梁高 12941571mm取腹板高度 上下翼缘板厚度 腹板厚度主腹板 副腹板厚度 副主梁总高 副主梁宽度 取腹板内侧间距 且 1100主腹板一侧上翼缘板外伸长度 取外伸长 其余悬伸长大于15倍的焊缝厚度取其尺寸如下图图 4 2 副主梁跨端截面尺寸的确定 确定其高度 取腹板高度为800 副主梁跨端截面尺寸如图 5 图 5 3 截面性质 1 跨中 建立图示的直角坐标系求形心位置净截面面积 毛截面面积 计算弯心位置A 弯心距主腹板板厚中线的距离为 计算惯性矩 对形心轴的惯性矩对形心轴的惯性矩副主梁跨端截面性质 建立图示的坐标系求截面形心位置净截面面积 毛截面面积 对形心轴的惯性矩对形心轴的惯性矩。