冶金铸造双梁桥式起重机结构设计
摘要
本设计以冶金铸造双梁桥式起重机结构设计为设计目标，采用许用应力法以及计算机辅助设计方法对桥式起重机桥架金属结构进行设计。内容包括主主梁、副主梁、端梁等结构的设计。首先采用需用应力法和第四强度理论对主主梁、副主梁、端梁等结构进行载荷计算及强度校核。其设计很好的体现了结构力学、材料力学在金属结构件和起重机设计中的重要运用。设计过程先用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、刚度进行初步的校核计算，在以上因素都达到材料的许用要求后，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。若不符合要求，再重复上述步骤，直到满足要求。
关键词: 桥式起重机， 校核， 许用应力
Abstract
This design by metallurgy casting double girder crane structure design for design goal，the project designs metal framework of bridge crane in use of allowable stress method and CAD. Content including main girders, and vice girders, and the beam and other structure design。Use of allowable stress method and the fourth strength theory to the Lord girders, and vice girders, and the structure of the beam and other load calculation and strength check. The design is very good embodies the structural mechanics, material mechanics in a metal structure and the important using crane design。At first , I chose size assumably. Then, proofreaded 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, it’s plot and clean up the calculation process.
Key Words: bridge crane; proofread; allowable stress
目录
摘要 I
Abstract II
前言 IV
1 总体方案设计 1
1.2总体结构及设计 1
1.3 材料选择及许用应力 2
1.4各部件尺寸及截面性质 2
2 桥架分析 13
2.1 载荷组合的确定 13
2.2 桥架假定 13
2.3 载荷计算 13
2.4简化模型 23
2.5 垂直载荷 25
2.6 水平载荷 28
3 主主梁计算 35
3.1 强度校核 35
3.2 主主梁疲劳强度校核 37
3.3 主梁的稳定性 39
3.4 刚度计算 45
4 副主梁校核 49
4.1 强度校核 49
4.2 副主梁疲劳强度校核 51
4.3 副主梁的稳定性 53
4.4 刚度计算 57
4.5 桥架拱度 59
5 端梁校核 61
5.1 主主梁端部耳板设计 61
5.2 副主梁一侧端梁的校核 65
结论 72
致谢 73
参考文献 74
前言
起重机的出现大大提高了人们的劳动效率，以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。双梁桥式起重机作为物料搬运机械中的一种，在各行各业中得到广泛的应用，起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都有很广泛的应用，在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。因此对其进行研究、改进使其结构更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。
桥式起重机小车主要包括起升机构、小车架、小车运行机构、吊具等部分。其中的小车运行机构主要由减速器、主动轮组、从动轮组、传动轴和一些连接件组成。
此次设计的冶金铸造双梁桥式起重机结构设计，安装于冶金工程厂房内，用于冶金过程供吊运铁水注入混铁炉，炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车调运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作，对桥式起重机的载荷要求较高，所以对减速器性能要求较高。
本设计为180/50t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。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。
1 总体方案设计
1.1 原始参数
起重量Q(主/副) 180/50t
跨度S 22m
工作级别Ai A6
起升高度H(主/副) 20/22m
起升速度V(主/副) 4.5/11.4 m/min
运行速度(主/副/大车) 36/33.7/73.5 m/min
轮距(主/副) 4080/1850 mm
轨距(主/副) 8700/3000 mm
参考文献
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