1、 桥式起重机偏轨箱形双梁桥架结构设计摘 要 本设计是在保证金属结构安全可靠、经济合理的前提下，选择起重机金属结构材料时，通过金属结构的形式、连接形式、承受的载荷的性质以及起重机的工作环境等因素来决定金属结构构件的许用应力。在设计过程中主要采用许用应力法来对桥式起重机桥架金属结构进行设计。首先用估计的桥式起重机各结构尺寸数据对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度进行粗略的校核计算，待以上因素都达到材料的许用要求后，画出桥架结构图。然后计算出主梁和端梁的自重载荷，再用此载荷进行桥架强度和刚度的精确校核计算。在 设计过程中参考了多种资料并且进行了实地考察 ,尽量利用各种条件力求能够更好的来完成此次设
2、计。本设计通过反复斟酌各种设计方案 ,认真讨论 ,不断反复校核 ,力求设计经济合理 ;通过采取参考前人的先进经验 ,力求能够有所创新；通过计算机辅绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能 ,力求使设计更加高效精准。 关键词 : 桥式起重机；校核；许用应力 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 2 Abstract The project designs metal framework of bridge crane in use of allowable stress method and CAD. At first , I chose size assumably. Then, proofr
3、eaded the size. If the proof was not passed, must choose the size again up to pass the proof. If the proof was passed, it could carry on the specific structural design. At last, its plot and clean up the calculation process.Designed to make reference to the various of data in the process, make use o
4、f various paths, work hard to make use of the various of condition to complete this design in reason. I considered various design projects, discussed earnestly, calculated time after time, try hard for a reasonable design;via CAD and make reference advanced experiences, try hard for a innovatory des
5、ign;via CAD, ploting and calculation can make good use of powerfull computer, try hard for a high efficiency design. I knew the various of design methods, newest machine design methods both here and abroad also found various of good data. Key Words: bridge crane； proofread； allowable stress 安徽建筑工业学院
6、毕业设计（论文） 3 目 录 第一章 绪论 - 4 第二章 桥式起重机偏轨箱型双梁桥架 总体设计 - 6 2.1 基本参数 - 6 2.2 大车轴距 - 6 2.3 主梁尺寸 - 6 2.4 端梁尺寸 - 7 2.5 主、端梁的连接 - 7 第三章 主要部分的设计 - 8 3.1 载荷 - 8 3.2 主梁计算 - 11 3.3 端梁计算 - 29 3.4 主梁与端梁的连 接 - 44 第四章 校核计算 - 46 4.1 桥架的垂直刚度 - 46 4.2 桥架的水平刚度 - 47 4.3 桥架拱度 - 48 总结 - 50 参考文献 - 51 致 谢 - 52 第一章 绪论 起重机属于起重机械
7、的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物 装置 从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。 起重机械可以分为桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、流动式起重机、铁路起重机、门座起重机、升降机、缆索起重机、桅杆起重机、旋臂式起重机、轻小型起重机和机械式停车设备。 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。由于它两端坐落在高大的水泥柱上或金属支架上，形状似桥，所以俗称“天车”和“行车”。它是适用范围最广、数量最多 的一种起重机械。 桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化
8、的重要工具和设备，可减轻操作者的劳动强度，提高生产率。桥式起重机在工矿企业、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，它是人们生产活动中不可缺少的一种设备。 桥式起重机的类型很多，其中通用桥式起重机和龙门起重机最为普遍，这两种类型起重机的的结构和操作方法基本相同，不同之处在于大车运行轨道的位置，通用桥式起重机是在高空，龙门起重机是在地面，由此带来支承结构的不同。 我们通常把桥式起重机的主梁与端梁等部件 组成的结构称为桥架。正轨箱型梁桥架由两根主梁和两根端梁构成。主梁外侧分别设有走台。该钢架结构的特点是主梁与端梁通过连接板焊接在一起形成刚性结构，为了运输方便在端梁中间
9、没有接头，通过连接板和角钢使用螺栓连接，这种钢结构运输方便，安装容易；小车轨道通过焊在主梁上的压板固定于盖板中央，故称正轨箱型梁；工艺性好，主梁、端梁等部件可采用自动焊接，生产效率高。偏轨箱形桥架是由两根偏轨箱型梁和两根端梁构成。该钢架结构的特点是小车轨道安装在上盖板边缘主腹顶处，小车轮压直接作用在主腹板上；偏轨箱型梁的高度与正轨箱型梁一样，但 高、宽比很接近 H： B=11.2，这种结构形式主梁的刚度比正轨箱型梁大，主梁在制造过程中，焊接下挠变形量也比较小；由于偏轨箱型梁是宽形梁，可以省掉走台，使制造简化。单主梁桥架采用一根主梁。与小车轮的布置相应，主要有垂直反滚轮单主梁、水平反滚轮单主梁和
10、梯形单主梁。垂直反滚轮单主梁，主梁制造工艺性同偏轨箱型梁一样。用户使用维修方便。但小车垂直轮压较大，适用于起重量较小的起重机。水平反滚轮单主梁，小车的垂直轮压始终等于小车及载荷重，适用于起重量较大的起重机。缺点是吊钩一侧的水平滚轮不便于维修和更换。对称轨道的梯形 主梁，由一根主梁代替两根主梁的作用。虽然梁的截面大些，但比双梁制造成本要低得很多。这种结构形式适用于起重量较大，跨度较大的门式起重机或装卸桥。 随着工业的迅速发展和科学技术的不断进步，桥式起重机在结构设计和自动化程度上相继出现了一些新的变化和新的特点。例如，在结构上，国内起重设备已采用计算机优化设计，以及提高起重机的机械性能，降低自重
11、。在性能上，不断引进国外先进技术，采用了新颖的节能调速系统，如晶闸管串级开环或闭环系统，调速比可达 1:30，随着对调速要求的提高，变频调速系统和微机控制技术也在起重机中得到应用 ，如三峡工程 600t 坝顶门式起重机采用了高频调速系统、微机自动纠偏以及大扬程高精度微机监测系统。许多单位还研制开发了遥控起重机。在起重量方面逐步向大型化发展，起重量为 400t、 600t 的大型起重机正在钢铁、水利、发电等行业中出现，令人注目的三峡大坝发电工程，相继安装了 2台 1200t/125t 桥式起重机， 2007 年 9 月，起重量为 2 万吨的“泰山”号桥式起重机，在山东烟台莱佛士船业有限公司正式投
12、入使用，这是全球起重量最大的起重机，它标志着我国起重机行业已达到了世界先进水平。 总之，随着科技的飞速发展，国内各种先进 的电气控制和机械技术正逐步应用到起重机上，起重机的自动化程度越来越高，结构日趋简单，性能更加可靠，起重量越来越大，品种也越来越齐全。 第二章 桥式起重机偏轨箱型双梁桥架 总体设计 2.1 基本参数 桥架形式为双梁桥架，轨道放置为偏轨， 跨度 L=25.5m，起重量 mQ=32/8t， 由设计手册查的起重量在 3t 50t 范围内起升高度取 Hq=16/18m， 由通用起重机吊钩类型为重级故取吊钩起升速度（主 /副） vq=13/20m/min， 大车运行速度在（ 70 12
13、0） m/min 范围内，取 vd=90m/min， 小车轨距 K=2.5m，小车轨道方钢轨道， 根据起重机的载荷状态和利用等级取其工作级别为 A6， 该起重机在室内工作，工作温度为 -20 40。 2.2 大车轴距 Bo= 25.43 7 5.6L6141 ）（ m 根据小车轨道和偏轨箱型梁宽度以及大车运行机构的设置，取 Bo=5.8m，端梁全长为 6.7m。 2.3 主梁尺寸 高度 h=（ 1114 17 ） L=1821 1500 mm 取腹板高度 h0=1600 mm 翼缘板厚度 0=10mm 腹板厚度 1=8 mm 腹板厚度 2=6 mm 主梁总高度 H1=0h +2 0=1620
14、mm 主梁宽度 b=(0.4 0.5) 1H =648 810 mm 腹板外侧间距 b=760 mm60L =425 mm 且 13H =540 mm，上下翼缘板不相同，分别为 10mm 930mm 及 10mm 800mm，主梁端部变截面长 d=8L =3187.5mm，取 d=3.15m 2.4 端梁尺寸 高度 H2 1H21 =810mm，取 H2=900mm 考虑大车轮安装，端梁内宽 b0=360mm 总宽 B2=440mm，各板厚 0= =8mm 2.5 主、端梁的连接 主、端梁采用焊 接连接，端梁为拼接式。桥架结构与主、端梁截面示意图 图 1 双梁桥架结构 图 2 主梁截面与端梁截
15、面 第三章 主要部分的设计 3.1 载荷 3.1.1 固定载荷 主梁自重载荷 F q=k Ag=1.2 7850 0.0397 1 9.81N/m=3668.7N/m 小车轨道重量 F=mg=38.86 9.81=381N/m 栏杆等重量 Fl=mlg=100 9.81=981N/m 主梁的均布载 荷 Fq=F q+F+Fl=5031N/m 3.1.2 动力效应系数 起升冲击系数 1=1.1 动载系数 2=1+0.7vq=1+0.7 13/60 =1.1517 运行冲击系数 4=1.1+0.058vd h =1.1+0.058 1.5 =1.187 1.9 （ h=1mm）统一取较大值 4=1
16、.19 3.1.3 惯性载荷 大、小车都是 4 个车轮，其中主动轮各占一半，按车轮打滑条件去确定大、小车运行的惯性力 一根主梁上的小车惯性力为 Pxg=14P =16343N 大车运行起、制动惯性力（一根主梁上）为 FH=14P =16343N PH=14qF = 145031 N/m =359.4N/m 主梁跨端设备惯性力影响小可以忽略。 3.1.4 偏斜运行侧向力 一根主梁的重量为 PQ=Fq（ L-0.4） =5031（ 25.5-0.4） N =126278N 一根端梁单位长度的重量为 Fq1=kpAg=1.1 7850 0.021184 9.81N/m =1794.5N/m 一根端梁的重量为 PGd=Fq1B=1794.5 6.7N =12023N 一组大车运行机构的重量（两组对称配置）为 PGj=mjg=803 9.81N=7877N 司机室及设备的重量（按合力记）为 PGs=msg=2000 9.81N=19620N （ 1） 满载小车在主梁跨中央 左侧端梁总静轮压图 3 端 梁总轮压计算
