75t,跨度19.5m,雙梁橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書.

1、太原科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目：起重量75T跨度19.5m雙梁橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)姓 名_學(xué) 院機(jī)電工程學(xué)院_專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) _指導(dǎo)教師 _太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書摘要本設(shè)計(jì)采用許用應(yīng)力法以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法對(duì)橋式起重機(jī)橋架金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)過 程先用估計(jì)的橋式起重機(jī)各結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)對(duì)起重機(jī)的強(qiáng)度、 疲勞強(qiáng)度、 穩(wěn)定性、剛度進(jìn)行粗略的校 核計(jì)算，待以上因素都達(dá)到材料的許用要求后， 畫出橋架結(jié)構(gòu)圖。 然后計(jì)算出主梁和端梁的自重載 荷，再用此載荷進(jìn)行橋架強(qiáng)度和剛度的精確校核計(jì)算。若未通過，再重復(fù)上述步驟，直到通過。由 于橋架的初校是在草稿中列出， 在設(shè)計(jì)說明書中不予記錄

2、， 僅記載橋架的精校過程。 設(shè)計(jì)中參考了 各種資料 , 運(yùn)用各種途徑 , 努力利用各種條件來(lái)完成此次設(shè)計(jì) . 本設(shè)計(jì)通過反復(fù)斟酌各種設(shè)計(jì)方 案, 認(rèn)真討論, 不斷反復(fù)校核 , 力求設(shè)計(jì)合理 ;通過采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以及參考前人的先進(jìn) 經(jīng)驗(yàn) , 力求有所創(chuàng)新 ; 通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法 , 繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功 能, 力求設(shè)計(jì)高效。關(guān)鍵詞:雙梁橋式起重機(jī) ; 校核 ; 許用應(yīng)力太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書目錄2.主梁尺寸 .2參考文獻(xiàn) .37計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第1頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容第一章橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表1-1設(shè)計(jì)

3、參數(shù)起重機(jī)類型雙梁橋式起重機(jī)起重量（主/副:T）75小車重量（T）26跨度（m）19.5起升高度（m）16起升速度（主/副：m/min）4.2小車運(yùn)行速度（m/min）28大車運(yùn)行速度（m/min）90小車輪距（m）2.8小車軌距（m）3吊鉤最小下放距離（m）2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)質(zhì)量（kg）1500結(jié)構(gòu)工作級(jí)別A6司機(jī)室質(zhì)量（T）3左側(cè)極限（m）2右側(cè)極限（m）1.6司機(jī)室距左側(cè)距離（m）1.2計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第2頁(yè)共 42 頁(yè)1.大車軸距2.主梁尺寸太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容第二章總體設(shè)計(jì)1橋架尺寸的確定1111B0=（）L=（）22.5=3.254.875 m4646根據(jù)小車

4、軌距和中軌箱型梁寬度以及大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置，取B0=4.5m端梁全長(zhǎng)B=6m2.主梁尺寸1 1高度h=（-）L=11471393mm1417取腹板高度h0=1350mm腹板厚度=10 mm翼緣板厚度0=12 mm主梁總高度H=325 mm且=458 mm603上下翼緣板相同，為12 mm 730 mm主梁端部變截面長(zhǎng)取d=L/8L/4=2437.54875 mm，取d=2500mm290圖2-1雙梁橋架結(jié)構(gòu)B0=4.5 mB=5mh0=1350 mm=10 mm0=12 mmH1=1374 mmB1=b=730mm12mm 730 mmd=2500mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第3頁(yè)共 42 頁(yè)第三章

5、主、端梁截面幾何性質(zhì)（圖3-1）a)主梁A= (730 12+135010) 22= 0.04452m2Ao=640 1362=0.87168m形心x=365mmy=687mm慣性矩33I 101350273012沖2730 122lx=12212681730122104=1.2x10 mm=6.871 09mot3.端梁尺寸4.主，端梁的連接太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容高度H21/2比=687口口，取H2=700mm考慮大車輪安裝，端梁內(nèi)寬b0=38Omm總寬B2=460mm，各板厚0= =8mm主、端梁采用焊接連接，端梁為拼接式，橋架結(jié)構(gòu)與主、端梁界面示于圖2-1及圖3-

6、1圖3-1主梁與端梁截面H2=700mmB2=460mm=8mm10 13503l1=ly=1210 1350 3202730123122A=0.023mA=0.04452m2A=0.87168 m104Ix=1.2x10mm9II=ly=6.87104mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第4頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1. 固定載荷2. 小車輪壓b）端梁A=（460 8 984 8）22=0.023 mm慣性矩8684500832Ix=6842364500 8 212 1294=1.38410 mm,86843250083l2=ly=羅48 684194 2812 12=8.

7、39108mot第四章載荷主梁自重載何1Fq=kpAg 9.81=12X7850X0.04452X9.81=4114 N小車軌道重量（P43）Fg=44.6539.81=438.04 N/m欄桿等重量Fl=mlg=100 9.81=981 N/m主梁的均布載荷Fq=Fq+Fg+Fl=5533.05N/m根據(jù)主、副起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)布置起升載荷為PQ=mQg3=75X10X9.81=735750 N小車自重3PGX=0.35X75X10X9.81=257512NIx=1.384 109mnlI2=Iy=8.39 104mmFq=5533.05 N/m計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第5頁(yè)共 42 頁(yè)太原科

8、技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容3. 動(dòng)力效應(yīng)系數(shù)4.慣性載荷5. 偏斜運(yùn)行側(cè)向力額定起升載何p產(chǎn)生的PO1和PO2PGPQ10P)1=_. _219=261384.9 NPGPQ9P)2=219=235246.4N小車輪壓P=P01+F02=496631.3 N空載輪壓R=67766.4NP2=60989.8 N1=1.12(HG)=1.1+0.34Vq=1.1244=1.+0.058Vy Vh1.11h=1 mm,接頭咼度差大小車都是4個(gè)車輪，其中主動(dòng)輪各占一半，按車輪打滑條件確定大 小車運(yùn)行的慣性力一根主梁上的小車慣性力為PPxg=-=35473.7Ng2 7大車運(yùn)行起制動(dòng)慣性力

9、(一根主梁上)為PPH=- =35473.7 N2 7FqFH= =395.7 N/mP=496631.3 N4=1.11Pg=35473.7 NPH=35473.7 NFH=395.7N/m計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果側(cè)向力第 6 頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主梁跨端設(shè)備慣性力影響力小，忽略一根主梁的重量為PG=FqL 0.4=5533.05(19.5-0.4)=105681 N一根端梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的重量Fqi=k Ag=1.1X7850X0.0189X9.81=1601 N一根端梁的重量為PQd=Fq1B=1601X5=8005 N一組大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量(兩組對(duì)稱配置)為F

10、Gj=mjg=1500/29.8仁7357.5N司機(jī)室及設(shè)備的重量(按合力計(jì))為FGs= msXg=3000X9.81=29430N(1)滿載小車在主梁跨中央左側(cè)端梁總靜輪壓按圖4-1計(jì)算圖4-1端梁總輪壓計(jì)算PG=105681NFq1=1601NFQd=8005NFGj=7357.3NFGS=29430NPR1=645293.7 N11d2PR1=C(PQPGX)(2PG)PGS(1)22L=0.5X (257512.5+735750)(1-1.2/19.5) +7357.5+8005=645293.7 N由L=19.5/6=3.9查得=0.106B。PGjPGd+0.5X(2X105681

11、)+29430X計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第7頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容PS=2 PRI21=645293.72Mq=Mq=342729.9 N=342729.9 N跨端剪切力0.106PS1=34200.6N6.扭轉(zhuǎn)載荷1.內(nèi)力（1）垂直載荷=34200.6NPR2=1037335.2N(2)滿載小車在主梁左端極限位置 左側(cè)端梁總靜輪壓Ie11d2PR2=(PQPGXX1) (2PG)PGS(1)pGjpGdL 2L=1037335.2N側(cè)向力1PS2= PR2=54978.8N2估算大車輪壓P=21.25 t選取大車車輪直徑為500 mm,軌道為QU70.中軌梁扭轉(zhuǎn)

12、載荷較小，且方向相反，可忽略。故在此不用計(jì)算。第五章主梁計(jì)算計(jì)算大車傳動(dòng)側(cè)的主梁。在固定載荷與移動(dòng)載荷作用下，主梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖所示5-1FS2=54978.8N圖5-1固定載荷作用下主梁跨中的彎矩主梁計(jì)算模型第8頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果1d2Fqc4MFqL lGjlGs（ ）2L=105819.2 N移動(dòng)載荷作用下主梁的內(nèi)力1） 滿載小車在跨中，跨中E點(diǎn)彎矩為4PMp（L bj24L輪壓合力P與左輪的距離為,P2 ,190510.2b1 b=-2.8=1.326mp402210則Mp=2502577.3 N m跨中E點(diǎn)剪切力Fp14P

13、（1-E）p24L=275401.9N跨中內(nèi)扭矩為Tn=02）滿載小車在跨端極限位置（z=e）.小車左輪距梁端距離為C1=e- bi =2-1.3=0.7 mm跨端剪切力Fpc=4P（L；G）=529588.8N跨端內(nèi)扭矩為Tn1=0主梁跨中總彎距為Mx=Mq+Mp=342729.9+2502577.3Fqc=105819.2 NMp=2502577.3N.mFp=275401.9 NTn=0Fpc=529588.8N計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第9頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容=2845307.2 N.m主梁跨端總剪切力FR=Fc=Fqc+Fpc=529588.8+1058

14、19.2=635408 N1)水平慣性力載荷在水平載荷PH及FH作用下，橋架按剛架計(jì)算。K=3mK_1 b= K=1.5m211a=(B0-K)= (4-3)=0.5m22=1.105跨中水平彎矩=102134.9 N.m跨中水平剪切力為1PPHPH=17736.85 N2跨中軸力為a bL2abr1(12(2 )水平載荷,尸川i0口i1!l1 11PHPH1 11 1 J l 1 1 1 11 1 HLJ)F RH丄水平剛架計(jì)算模型示表圖5-2圖5-2水平剛架計(jì)算模型小車在跨中，剛架的計(jì)算系數(shù)為1=12abI13(a b)LI2Tn1=0Mx=2845307.2N.mFR=635408 NM

15、HPHL4(12)FHL2計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第10頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容=-119445 N小車在跨端，跨端水平剪切力為匚_FHLFcH-PH（1e1）2L=35688.6 N2）偏斜側(cè)向力。在偏斜側(cè)向力作用下，橋架也按水平剛架分析（如圖5-3）1叫11 :J1FarIs111L圖5-3側(cè)向力作用下剛架的分析這時(shí)，計(jì)算系數(shù)為rs=1+KI13LI24 6.89 10913 19.5 8.39=1.421小車在跨中，側(cè)向力1Ps1=PR12=34200.6N超前力為Ps1BoPiL=7015.5 N端梁中點(diǎn)的軸力為1Nd1P1=3507.8 N端梁中點(diǎn)的水平剪

16、切力為PdTs1（1KJ1081 34200.6（一-）23 10421=13089 N主梁跨中的水平彎距為0.5MH=102134.9 N.mPPH=17736.85 NNH=-119445 NFCH=35688.6 NP1=7015.5 N太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第11頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果Ms=PslaFdibNd1 2=2532.8 Nm主梁軸力為Ns1Ps1Pd1=34200.6-13089=21111.6 N主梁跨中總的水平彎矩為My=MhMs=102134.9+2532.8=104667.7 N.m小車在跨端。側(cè)向力為PS2=54978.8 N超前力

17、為p=p；2B0P22=109957.6 N端梁中點(diǎn)的軸力為1Nd= -P2=54978.8N2端梁中點(diǎn)的水平剪切力為Pd2=PS2（ - 一）2Krs=54978.8（丄一05） 23 10421=21041 N主梁跨端的水平彎矩為Mcs=PS2a+ Pd2b=54978.80.5+21041105=59050.5 N.m主梁跨端的水平剪切力為Fcs=P2-Nd=Ip2P2=54978.8 N主梁跨端總的水平剪切力為Pd1=13089 NMs=2532.8 N.mNs1=21111.6 NMy=104667.7 N.mPS2=54978.8 NP2=109957.6 NPd2=21041NM

18、cs=59050.5 N.m太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第12頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果2.強(qiáng)度FcH=FcHFcs=90667.4 N小車在跨端時(shí)，主梁跨中水平彎矩與慣性載荷的水平彎矩組合值較小， 不需計(jì)算需要計(jì)算主梁跨中截面危險(xiǎn)點(diǎn)、的強(qiáng)度(1)主腹板上邊緣的應(yīng)力主腹板邊至軌頂距離為hy=hg0=140+12=152 mm主腹板邊的局部壓應(yīng)力為4Pjim(2hy50)1.19 261384.9=87.87MPa2 152 5010垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為_Mxy01=I1x=163 MPa水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為MyX02=I1y=5.56 MPa慣性載何與側(cè)應(yīng)力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸

19、向力較小且作用方向相反，應(yīng)力很 小，故不計(jì)算主梁上翼緣板的靜矩為Sy=0B1(y10.50)4=5311800 mm主腹板上邊的切應(yīng)力為FpSyTn=I2A0IX=6.1MPa點(diǎn)的折算應(yīng)力為-L0=01+02Fcs=54978.8 NFcH=90667.4 N01=163 MPa02=5.56 MPa=6.1MPa太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第13頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第14頁(yè)共 42 頁(yè)=168.56MPa1=122321寸0m0 0=J168.56287.872168.56 87.87 3 6.12=146.6MPa=175MPa

20、(2)點(diǎn)的折算應(yīng)力為Mxy2MyX22=lxIy=167.86MP=175MPa(3)點(diǎn)的應(yīng)力為+ Mxy My(x 25)3=1.15“l(fā)xly=160.5 MPa=175MPa(4)主梁跨端的切應(yīng)力主梁跨端截面變小，以便于主端梁連接，取腹板咼度等于hd=700 mm跨端只需計(jì)算切應(yīng)力1)主腹板。承受垂直剪力Fe及扭矩Tm，故主腹板中點(diǎn)切應(yīng)力為1.5FChd主梁跨端封閉截面面積為A=(b-8)(h+0)2=(650-10)X(700+12)=455680 mm代入上式1.5 90667.4=700 (10 10)=68.1MPa =100MPa副腹板中兩切應(yīng)力反向，可不計(jì)算2)翼緣板。承受水

21、平剪切力FCH=37898.4 N及扭矩Tn1=0 N.m0=168.56 MPa1=146.6 MPa2=167.86 MP3=160.5 MPa=68.1MPa計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第15頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1.5FChd=9.71 MPa0max160maxMx(y20)FR1=10721 Nlx2845307.2 (687 12)101.2 10=160MPaMmin=458827.6_Mmin(y20)min=Nmlx458827.6 (687 12)1.2 1010=25.81MPamax=160MPamin=25.81 MPa圖5-5主梁截面疲勞

22、強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第18頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果1.67irl=11 (1L 1)r0.45brl=208.3MPa=1.67 119maxrl1 11190.161合格0.45 3701.67 711711 0 1610.45 370=208.3MPamax=160MPa0max顯然，相同工況下的應(yīng)力循環(huán)特性是一致的根據(jù)A6及Q235,橫隔板采用雙面連續(xù)貼角焊縫連接，板底與受拉翼緣間隙為50 mm,應(yīng)力集中等級(jí)為K3,查得1=71MPa拉伸疲勞需用應(yīng)力為1.6711.67 71rl=1 (1 -1_)r0.45b711 1 0.1610.45 37

23、0rl=130.63MPa=130.63MPamaxrlmax=117.86 MParl（合格）合格太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果第19頁(yè)共 42 頁(yè)4.主梁穩(wěn)定性由于切應(yīng)力很小，忽略不計(jì)(1)整體穩(wěn)定性主梁高寬比h 1824小“ c 啟宀、_=2.28 3(穩(wěn)定)b 800(2)局部穩(wěn)定性翼緣板6 =78=6580J235/ S，不需設(shè)置縱向加勁肋，不再計(jì)算o12翼緣板取大外伸部分 一-=3.33(穩(wěn)疋)o12腹板ho=1800=1808010160故需設(shè)置橫隔板及一條橫向加勁肋，腹板間距a=1564 mm,加勁肋的確定3=6mm板中開孔974X330第六章端

24、梁的計(jì)算端梁截面已初步選定，現(xiàn)進(jìn)行具體計(jì)算。端梁計(jì)算工況取滿載小車位于主梁跨端，大、小車同時(shí)運(yùn)行起、制動(dòng)及橋架偏斜(1)垂直載何端梁按修改的鋼架尺寸計(jì)算，B0=4.5m, a=0.5m, b=1.5 m, K 2b 3m, B=5.0 m,a1=0.45 m,a2=0.19 m,主梁軸線與主腹板中線距離x1=0 m主梁最大支承力FR=635408 N因FR作用點(diǎn)的變動(dòng)引起的附加力矩為零MR=0端梁自重載何為Fq1= 1601 N/m端梁在垂直載荷作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算如圖6-1端梁支反力為1Fd=FR+4Fq21=635408 - 1.19 1601 5穩(wěn)定a=1546 mmMR=0Fvd=640

25、170.96 N計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第20頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容I圖6-1垂直載荷下端梁的計(jì)算截面1-1彎矩B。1K1B2Mx1=Fvd -FR24卜q1()MR222=6401704635408311.19 160125022 22IMx1=594464.3N.m=594464.3 N.m剪力Fv1=0截面2-2彎矩12Mx2=Fvda-4Fqi(aai)MR22=640170.96X0.5-0.5X1.19X1601X(0.5 0.45)=638361 N.m剪力Fv2=Fvd-4Fq1(a ai)=640170.96-1.19X1601X(0.45+0.

26、5)=638361N.m截面3-3彎矩MX3=0剪力Fv3=Fvd-4Fq1a1=640170.96-1.19X1601X0.45=639313.6 N.m截面4-4(沿著豎直定位板表面)Mx2=638361 N.mFv2=638361 N.mFv3=639313.6N.m太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果第21頁(yè)共 42 頁(yè)12Mx4局a2-二4Fqi( a2ai)212=640170.96 0.191.19 1601(0.45 0.19)=121242 N.m剪力Fv4Fd-4Fq1 2a1)=640170.96-1.19X1601X(0.45+0.19)=63

27、8951.6 N端梁的水平載荷有PH、FH、FS2、Pg等，亦按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖所示6-2截面1-1因Fxg作用點(diǎn)外移引起的附加水平力矩為Mxg=pgx1=35473.70=0 N.m彎矩My1=Fxga=35473.70.5=17736.9 N.m鋼架水平支反力lbFHL2PHG(L e1)FRH=a(a b)J 122L=1.5395.2 19.52395.2 2 19.5 20.50.5 1.51.105122 19.51.5 107933.4500 8=17480.9NFd2=F=21041NMX4=121242 N.mFv4=638951.6 NMy1=17736.9N.m計(jì)算項(xiàng)目設(shè)

28、計(jì)結(jié)果第22頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容圖6-2水平載荷下端梁的計(jì)算剪切力FH1FRH+Fd2=38521.9N軸力Nd=FcH=37898.4N截面2-2在PH、FH、FS2、Pxg水平力作用下，端梁的水平支反力為FHd=FRH+ Ps2+ Pxg=107933.4N水平剪切力FH2=FHd=107933.4N彎矩為My2=FH2a=107933.4X0.5=53966.7N.m截面3-3水平剪切力FH3=FH2=107933.4N其他內(nèi)力小，不計(jì)算截面1-1的應(yīng)力計(jì)算需待端梁拼接設(shè)計(jì)合格后方可進(jìn)行（按凈截面計(jì)）截面2-2截面角點(diǎn)FH1=38521.9 NNd

29、=37898.4My2=53966.7N.mFH3=107933.4 N計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第23頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1.載荷和內(nèi)力_Mxy Myx 2Ndlx1yAd=319225.8 10335053966 1032502 90667.4991.384 108.39 1018900=106 MPa =175 MPa腹板邊緣=Mx(y0)My(x26)2Nd=1xIyAd319225.8 103(350 8)53966.7 103(25026)2 90667.4合格J232981.384 108.39 1018900=106 =175 MPa翼緣板對(duì)中軸的

30、靜矩為c3Sy=8 460 496=1825280 mmFv2Sy638361 1400000“杯小2Ix2 1.384 1098折算應(yīng)力為=J232=丁102.923 40.32=124.3 MPa =175 MP截面3-3及4-4端梁支承處兩個(gè)截面很近，只計(jì)算受力稍大的4-4端梁支承處為安裝大車輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板(14mm 130 mm),端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫， 取hf=8 mm,支承處 咼度400 mm,彎板兩個(gè)垂直面上都焊有車輪組定位墊板(16 mm 90mm 460 mn),彎板參與端梁承載工作，支承處截面(3-3及4-4)如圖所示6-3計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第

31、24頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容=98.4MPayi=AwA=8 500 4 2 8 194 372 2 20 130 3908 500 2 8 372 2 20 130=211.1 mmy2=188.9mm慣性矩為313020123283728(211.1 4)2 372122(400 211.1 10)20 1302(21101 186)8 37284=4.1110 mm中軸以上截面靜矩S=1105168 mm上翼緣板靜矩Si =828400 mm下翼緣板靜矩S2=93028 mm3截面4-4腹板中軸處的切應(yīng)力為Fv42Ix3122計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第25頁(yè)共

32、 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容2.水平載荷f =100 MPa因靜矩S2S,，可只計(jì)算靠彎板的腹板邊的折算應(yīng)力，該處正應(yīng)力為Mx4（y214）=IX=1121242 （188.9 14）4.11 108=51.6 MPa切應(yīng)力為=Fv4S2=2Ix_ 638951.6 93028082 8 4.11 10=90.4MPa折算應(yīng)力為=J232=133.14 MPa =175 MP（合格）假設(shè)端梁支承水平剪切力只由上翼緣板承受，不計(jì)入腹板 上翼緣板切應(yīng)力為1.5FH41.5 107933.4 “匸“廠r ny=- =- =40.5 MPaB2 0500 8端梁支承處的翼緣

33、焊縫截面計(jì)算厚度（2 0.7 8 mm=11.2 mm）比腹板厚度（8 mm大，故焊縫不需驗(yàn)算，截面4-4的水平彎矩小，忽略不計(jì)端梁疲勞強(qiáng)度計(jì)算只考慮垂直載荷的作用（1）彎板翼緣焊縫驗(yàn)算截面4-4的彎板翼緣焊縫滿載小車在梁跨端時(shí)，端梁截面4-4的最大彎矩的剪切力為Mmax=M4=121242 N. mFmax=Fv4=638951.6 N空載小車位于跨中不移動(dòng)時(shí)端梁的支反力為FG1BFvd4（mxm）g Fq1 =0.5X105681+0.25X257512.5+1601X5/2f0maxMmax焊縫拉伸疲勞需用應(yīng)力為1.671rl=11 (1)r0.45b_1.67 43=431 (1) 0

34、.18730.45 370y315.62=83.4MPaFvd=121221 N太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第27頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第28頁(yè)共 42 頁(yè)2.-min=0.18730max按K0查的-133 MPa，取拉伸式-1.67irl11(1_ )r0.45b=1.67 1331331 (1) 0.18730.45 370=230.8 MParl230.8r-?JU -=163.2 MPaV2運(yùn)/ max、2/ max、2(rl)(r),51.6、2. 64.6、2-(-)(-)-0.21 0321276.2可見，在相冋的循環(huán)

35、工況下，應(yīng)力循環(huán)特性是一致的。根據(jù)A6和Q235及帶孔板的應(yīng)力集中等級(jí)W2，查得1=122 MPa翼緣板拉伸疲勞需用應(yīng)力為1.671rl=11(1 )r0.45b=214.7 MPamaxrl若考慮垂直載荷與水平載荷冋時(shí)作用，則計(jì)算應(yīng)力要大些腹板應(yīng)力較小，不再計(jì)算整體穩(wěn)定性h 700 , “ c啟宀、=- =1.773(穩(wěn)疋)b 396合格太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第30頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第31頁(yè)共 42 頁(yè)3.疲勞強(qiáng)度局部穩(wěn)定翼緣板b=380=47.5 60（穩(wěn)定）ho8町疋h068480腹板0=85.58160故只需對(duì)著主梁

36、腹板位置設(shè)置四塊橫隔板，-6 mm端梁在中央截面1-1采用拼接板精制螺栓連接，翼緣用雙面拼接板8mm 480 mm 460 mm及8 mm 360 mm 460 mm腹板用單面拼接板8 mm 460 mm960 mm,精制螺栓選用M20 mm,（1）內(nèi)力及分配滿載小車在跨端時(shí)，求得截面1-1的內(nèi)力為Mx1=321276.2 N.m，剪力Fv1=0My1=17736.9 N.m，F(xiàn)H1=38521.9 NNd=90667.4 N端梁的截面慣性矩為94Ix1=1.38410 mmI=8.39108mm4Iy1腹板對(duì)x和y軸的總慣性矩為Ifx=4.27 1 08mni84Ify=4.1210 mm翼

37、緣對(duì)x和y軸的總慣性矩為Iyx=4.79107mm4i74Iyy=1.6710 mm彎板分配Mx1:腹板IfxMfx=Mx1Ix合格合格合格Mfx=205039.N.m太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第32頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第33頁(yè)共 42 頁(yè)翼緣MyxhMb1x=11119.3 N.mIfyMy1:腹板Mfy=My1 1y=87.9.9 N.m翼緣Myy=My1 S|1y=353 N.m水平剪切力分配剪力有上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板所受的剪切力為1F1=一FH1=19261 N2軸力分配軸力按截面積分配一塊翼緣板受軸力AyNy=

38、Nd=19188.9 NA一塊腹板受軸力AfNf=Nd=26250.37 NA.2Af=5472 mmAy=4000 mm2A=18900 mm（2）翼緣拼接由Myx產(chǎn)生的翼緣軸力為MyxN =-ykh0311119.3 10.= -=16068.4 N700 8一塊翼緣板總的軸力為Ny=Ny+Ny=35257.3 NMyx=389424.7 N.mMfy=24818.4 N.mMyy=3973.3 N.mF1=23127.7 NNy=398601.7 N太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第34頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果拼接縫一邊翼緣板上有8個(gè)螺栓，一個(gè)螺栓受力(剪切力)為Ny

39、PyN =n35257.3=4407.3 N8Myy由上下翼緣板平均承受，一塊翼緣板的水平彎矩為1MyMyy=176.5 Ng拼接縫一邊翼緣板上螺栓的布置尺寸為h-300=3,可按窄式連接計(jì)b 100算x1=150 mm ,xi2=4(502+1502)=100000 mm2翼緣板角點(diǎn)螺栓的最大內(nèi)應(yīng)力為MyX1Py1=2Xi3=176.5 10150100000=264.75 N角點(diǎn)螺栓順梁軸的內(nèi)力和為FN=Py1+PyN=4407.2+264.75=4671.95 N水平剪切力F1由接縫一邊翼緣上的螺栓平均承受，一個(gè)螺栓的受力為F119261Fs= 1=八=2407.6 Nn8角點(diǎn)螺栓的合成

40、內(nèi)力為R；=JFN2Fs2=J4671.9斤2407.62=5255 N選精制螺栓M22 mm孔23mm, =8mm一個(gè)螺栓的許用承載力為R；=52884.2 N太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第35頁(yè)共 42 頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書第36頁(yè)共 42 頁(yè)4.穩(wěn)定性d2剪切p；= nj232=20.8 1754=11627.2 N承壓Pcl=dC=23x8x1.8x =57960 NRy3，屬窄式連接b 100y1=550 mm,22 2 2 2 2=110 +550 +300 +100 =414600 mmPC1=57960 NRy1.05Pcl計(jì)算

41、項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第37頁(yè)共 42 頁(yè)5.端梁拼接太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容腹板角點(diǎn)螺栓的最大內(nèi)力為2yi2=33000 N腹板角點(diǎn)螺栓順梁軸的內(nèi)力和為Pf =Pf N+Pf1=3043.7+33000=36043.7 N單剪螺栓的許用承載力2P：=1 230.8 175=58137 NJ4Pf11.05 Pj1=61044 N（仍屬合格）凈截面1-1的因拼接處螺栓孔減少了截面慣性矩，需用凈截面驗(yàn)算強(qiáng)度 同一截面中各板的螺栓孔對(duì)x和y軸的慣性矩為Pf =33000 NP；=58137 NPf11.05Pj1Ixd=dy：2 2 2 2 2=23 8 8(500 4)4 (60 1

42、80300 480)=5.8470108mm4Iyd=23 84(5021502) 16 1842=1.1807108mm4端梁拼接處凈截面慣性矩為Ix0=Ix- Ixd98=1.38410-1.180710=1.2659109mm!Iy0=Iy-1y d8 8=8.3910 -1.1807 10=7.2091 08mm4全部板材的螺栓孔截面積為2A=23X8(8+16)=4416 mm9lx0=1.2659104mm84Iy0=7.20910 mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第38頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容拼接處凈截面積為Ad 0=A-Ad=18900-44162=14

43、486 mm端梁拼接處強(qiáng)度為Mx1y My1x1x0Iy0=63.5 MPa. 2Ad0=14486 mmNdAd0(合格)顯然，垂直載荷產(chǎn)生的應(yīng)力是主要的。端梁計(jì)算中，載荷齊全，個(gè)別取值偏大，如小車運(yùn)行慣性力僅由一側(cè) 端梁承受等，實(shí)際上要比計(jì)算結(jié)果小些。第七章主梁和端梁的連接主、端梁采用連接板貼角焊縫連接，主梁兩側(cè)各用一塊連接板與主、 端梁的腹板焊接，連接板厚度=8 mm，高度h=0.95 g =0.957000=665 mm取h=665 mm主梁腹板與端梁腹板之間留有2050mm的間隙，在組裝橋架時(shí)用來(lái)調(diào)整跨度。主梁翼緣板伸出梁端套裝在端梁翼緣板外側(cè)，并用貼角焊縫(hf=8 mr)i周邊焊

44、住。必要時(shí)可在主梁端部?jī)?nèi)側(cè)主、端梁的上、下翼緣處焊上三角板，以增強(qiáng)連 接的水平剛度，承受水平內(nèi)力，連接構(gòu)造示于表圖7-1圖7-1主梁與端梁的連接主梁最大支承力為lf(足夠)主、端梁的連接焊縫足夠承受連接的水平彎矩和剪切力，故不再計(jì)算第八章剛度計(jì)算1.橋架的垂直靜剛度滿載小車位于主梁跨中產(chǎn)生的靜撓度為Pb2Y=-L3 (3L b)48Elx232=496631195000.5 4500 (3 19500 4500)48 2.06 1 051.2 1 010“rxzi19500=25.453 mm Y-=27.857 mm7002.橋架的水平慣性位移PHL335FHL44X=(1) (1)48EI

45、14r1384EI15r1=PHL3(13)5FHL(14)48EI14r18PH5135473.7 195003“3、5 9(1 - )=48 2.06 1056.87 104 1.1342一45 395.219500(1/)384 2.061 056.871。9(5 1.1342)J=1.46 mmlfYY計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第40頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容3.腹板拼接十濟(jì)擊曰PG105681王梁質(zhì)量mG=G=10772.8 kgg9.81全橋架中點(diǎn)換算質(zhì)量為m=0.5(2mG)+mx=10772.8+26644.7=37417.5 kg起升質(zhì)量m2=mQ+m

46、0=75000 kg起升載何PQ=(mQ+m0)g=735750 N起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長(zhǎng)度為|r=HqHr2=16+2-2=16 m橋架跨中靜位移為PQ3b2y=QL3b(3L b)2 48Elx22735750 195003 4500(3 19500 4500)5102 48 2.06 1051.2 10=21.30mm起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長(zhǎng)為PQ|4640=-=46.4 mmnrErAr結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響系數(shù)為g , y。 、2=( )m2y037417.521.302=( )7500021.30 46.4=0.024橋式起重機(jī)的垂直自振頻率為xX=2.75g(y。0)(1)19810f(21.30 46.4)(1 0.024)fv2HZ(合格)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果第41頁(yè)共 42 頁(yè)太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容(4)端梁拼接強(qiáng)度4.水平動(dòng)剛度起重機(jī)水平動(dòng)剛度以物品高度懸