200t-31.5m八梁橋式鑄造起重機(jī)

1、前言本設(shè)計(jì)為200t/31.5m八梁橋式鑄造起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)部分。由于此起重機(jī)的起重量大，工作級(jí)別高，用于冶金鑄造車間，故采用橋式結(jié)構(gòu)是合理的。橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車間、料場(chǎng)電站廠房和倉(cāng)庫(kù)中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它通常用來搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等其他用途。建國(guó)以來，我國(guó)先后試制成功了許多橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)。其主要型式有：箱形結(jié)構(gòu)、偏軌箱形結(jié)構(gòu)、偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)、箱形單主梁結(jié)構(gòu)、空腹桁架式結(jié)構(gòu)、四桁架式結(jié)構(gòu)、三角形桁架式結(jié)構(gòu)、單腹板開式結(jié)構(gòu)、曲腹板梁結(jié)構(gòu)、管形桁構(gòu)式單梁和雙梁結(jié)構(gòu)、橢圓形結(jié)構(gòu)以及蒙皮結(jié)構(gòu)等十幾種型式。目前生產(chǎn)較多的有箱形

2、結(jié)構(gòu)、空腹桁架式結(jié)構(gòu)、偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)及箱形單主梁結(jié)構(gòu)等。 從橋式起重機(jī)的出現(xiàn)到現(xiàn)在，它的結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)方法均不斷改進(jìn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)不斷提高，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有廣泛的應(yīng)用。橋式起重機(jī)的類型較多，常見的有下面三種型式：通用橋式起重機(jī)、抓斗式橋式起重機(jī)和電磁橋式起重機(jī)。它們按用途又可分為梁式起重機(jī)、普通橋式起重機(jī)和特種橋式起重機(jī)。按梁的截面形式又可分為工字鋼、箱型等多種。其中箱型又分中軌、偏軌、半偏軌以及實(shí)腹、空腹等多種形式。根據(jù)基本參數(shù)及起重機(jī)的使用條件，本結(jié)構(gòu)采用八梁的特種結(jié)構(gòu)型式，各梁均采用箱形截面。 設(shè)計(jì)中本著滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，盡可能節(jié)約材料的原則，采用大截面，薄鋼板，從而達(dá)

3、到省材料，重量輕的要求。同時(shí)采用大截面又提高了梁的剛度和穩(wěn)定性。 主主梁采用偏軌形式，不僅可減小小車外形尺寸，同時(shí)也增大了起升空間，有利于鑄造廠空間的應(yīng)用。 在選材上既考慮性能要求又兼顧經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于蓋板、腹板等主要受力件采用性能好的A3鋼而對(duì)于其它不重要的構(gòu)件采用A3F鋼，以降低起重機(jī)成本。設(shè)計(jì)過程中，全部采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并參考了太原重型機(jī)械集團(tuán)和大連重工·起重集團(tuán)同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)橋架的受力也進(jìn)行了較詳盡的分析，因而整個(gè)設(shè)計(jì)安全可靠，節(jié)材耐用，滿足了設(shè)計(jì)要求。橋式起重機(jī)是橋架型起重機(jī)的一種，它依靠起升機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)的兩個(gè)相互垂直方向移動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，能在矩形場(chǎng)地及

4、其上空作業(yè)，是工礦企業(yè)廣泛使用的一種起重運(yùn)輸機(jī)械。它具有承載能力大，工作可靠性高，制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。橋式起重機(jī)一般有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、裝有起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起重小車、電氣設(shè)備、司機(jī)室等幾大部分組成。外形像一個(gè)兩端支承在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向移動(dòng)，以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成的三維空間里做搬運(yùn)和裝卸貨物用。橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī)，其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本的形式是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其他形式的橋式起重機(jī)都是在通用吊鉤橋式起重機(jī)的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。起重機(jī)的產(chǎn)品型號(hào)表

5、示為：類、組、型代號(hào) 特征代號(hào) 主參數(shù)代號(hào) 更新代號(hào)例如：QD70/20橋式起重機(jī)表示為，吊鉤橋式起重機(jī)，主鉤70t，副鉤20t。當(dāng)前，國(guó)外橋式起重機(jī)發(fā)展有四大特征：1簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減輕自重，降低生產(chǎn)成本法國(guó)Patain公司采用了一種以板材為基本構(gòu)件的小車架結(jié)構(gòu)，其重量輕，加工方便，適應(yīng)于中、小噸位的起重機(jī)。該結(jié)構(gòu)要求起升采用行星圓錐齒輪減速器，小車架不直接與車架相連接，以此來降低對(duì)小車架的剛度要求，簡(jiǎn)化小車架結(jié)構(gòu)，減輕自重。Patain公司的起重機(jī)大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用三合一驅(qū)動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重較輕，簡(jiǎn)化了總體布置。此外，由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)與起重機(jī)走臺(tái)沒有聯(lián)系，走臺(tái)的振動(dòng)也不會(huì)影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2

6、更新零部件，提高整機(jī)性能法國(guó)Patain公司采用窄偏軌箱形梁作主梁，其高、寬比為43.5左右，大筋板間距為梁高的2倍，不用小筋板，主梁與端梁的連接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上蓋板，由此可以降低端梁的高度，便于運(yùn)輸。3設(shè)備大型化隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)械設(shè)備的體積和重量越來越趨于大型化，起重量和吊運(yùn)幅度也有所增大，為節(jié)省生產(chǎn)和使用費(fèi)用，其服務(wù)場(chǎng)地和使用范圍也隨之增大。國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展有三大特征：1改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，減輕自重國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)多已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此提高整機(jī)的技術(shù)性能和減輕自重，并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。如550t通用橋式起重機(jī)中采用半偏軌的主梁結(jié)構(gòu)。與正軌箱形相

7、比，可減少或取消加筋板，減少結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省加工工時(shí)。2充分吸收利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)起重機(jī)大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用了德國(guó)Demang公司的“三合一”驅(qū)動(dòng)裝置，吊掛于端梁內(nèi)側(cè)，使其不受主梁下?lián)虾驼駝?dòng)的影響，提高了運(yùn)行機(jī)構(gòu)的性能和壽命，并使結(jié)構(gòu)緊湊，外觀美觀，安裝維修方便。遙控起重機(jī)的需要量隨著生產(chǎn)發(fā)展頁(yè)越來越大，寶鋼在考察國(guó)外鋼廠起重機(jī)之后，提出大力發(fā)展遙控起重機(jī)的建議，以提高安全性，減少勞動(dòng)力。3向大型化發(fā)展由于國(guó)家對(duì)能源工業(yè)的重視和資助，建造了許多大中型水電站，發(fā)電機(jī)組越來越大。特別是長(zhǎng)江三峽的建設(shè)對(duì)大型起重機(jī)的需求量迅速提升。三峽電廠已擁有1200t橋式起重機(jī)。第1章 總體設(shè)計(jì)方案1.1 基本參數(shù)起重

8、量：Q=200/80t； 跨度：L=31.5m； 起重機(jī)重量：230t工作級(jí)別: A8； 起升高度(主/副):H=20/22m起升速度(主/副):3.8/5.34m/min； 運(yùn)行速度(主/副):28.1/29.1m/min輪距(主/副/大車):3010/1750/9500mm； 軌距(主/副):7500/2500mm小車輪壓(主/副):50460/10640kg； 大車輪壓:56000kg1.2 總體結(jié)構(gòu)及尺寸根據(jù)已知參數(shù),此橋式冶金鑄造起重機(jī)采用八粱框架結(jié)構(gòu)比較合理,如圖1.1所示圖1.1 八梁橋架框架結(jié)構(gòu)1.3 材料的選擇及許用應(yīng)力 根據(jù)總體結(jié)構(gòu),采用箱形梁,主要用板材主梁、端梁均采用A

9、3鋼,二者聯(lián)接均采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接。 材料許用應(yīng)力及性能常數(shù)見表1.1、表1.2表1.1 材料的許用應(yīng)力正應(yīng)力剪應(yīng)力380160180208792410421205表1.2 材料性能常數(shù)表彈性模量剪切彈性模量比重2110817851.4 各部件尺寸及截面性質(zhì)1.4.1 主主梁主主梁尺寸:圖1.2 主主梁跨中截面尺寸圖1.3 主主梁圖1.4 主主梁跨端截面尺寸截面性質(zhì):跨中:圖1.5 跨中截面尺寸建立如圖示坐標(biāo)系，由組合圖形形心坐標(biāo)計(jì)算公式(,)得形心位置=1436.43 =1610.07 故形心坐標(biāo)C為(1436,1610)由平行移軸公式 可得慣性矩:= = =計(jì)算彎心位置：跨端:由圖1.4，

10、建立如圖所示的x軸、y軸，由公式(,)得形心位置:=1568.44mm =525mm由平行移軸公式 可得慣性矩:= = =1.4.2 主端梁及副主梁截面尺寸及性質(zhì): 截面尺寸如圖1.6所示,同上,慣性矩計(jì)算如下:圖1.6 截面尺寸副主梁慣性矩:跨中: 跨端: 則副主梁和主端梁的慣性矩列于表1.4中, 副主梁和主端梁的截面尺寸見表1.3表1.3 單位:mm a bh跨中副主梁 16 16 1010850 780 1800主端梁 14 14 10 101000 700 1200跨端副主梁 16 16 10 10 850780 1200表1.4 慣性矩 單位:mm跨中副主梁3.137.25主端梁1.

11、273.02跨端 副主梁3.845.38副主梁總體尺寸:圖1.7 副主梁主端梁總體尺寸: 圖1.8 主端梁1.4.3副端梁截面尺寸:為了便于與主主梁的連接，副端梁截面形狀如圖1.9所示 圖1.9 副端梁截面截面性質(zhì):如圖1.9建立坐標(biāo)，求解其形心由組合圖形形心坐標(biāo)計(jì)算公式(,)知：易知。 故形心坐標(biāo)為（310.6, 750）由平行移軸公式 可得慣性矩:+=+其扭矩:式中: 為梁封閉截面腹板中線之間的距離和蓋板中線之間的距離;為腹板和蓋板之間的距離。副端梁總體尺寸:圖1.10 副端梁附:表1.5 各梁截面性質(zhì)匯總表主主梁跨中143616102.231.863.0跨端15685265.91.48副

12、主梁跨中3.137.25跨端2.235.38主端梁1.273.02副端梁310.67501.23.66.65注：1.形心坐標(biāo)系如圖1.5(或圖1.9)所示2.在以后的計(jì)算中,由于各公式中的符號(hào)不統(tǒng)一,截面性質(zhì)的值均按公式中的實(shí)際意義根據(jù)此表代入,而與公式中的符號(hào)無(wú)關(guān)。第2章 橋架分析2.1 載荷組合的確定2.1.1 動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算起升沖擊系數(shù):1.01.1起升動(dòng)載系數(shù)主主梁: 式中: =，其中m為結(jié)構(gòu)在其物品懸掛點(diǎn)的換算質(zhì)量，對(duì)于橋式起重機(jī)，取在跨中橋架（不含端梁）質(zhì)量的與小車質(zhì)量之和；為額定起升質(zhì)量，=。=； =2.0；(起升速度);(操作系數(shù))副主梁:式中: =；;；=1+0.75=1.0

13、63, 此值符合實(shí)際,取; 式中: 軌道高度差; 大車運(yùn)行速度=1.10+0.058。2.1.2 確定載荷組合根據(jù)此起重機(jī)的工作情況,動(dòng)載荷適宜用組合II進(jìn)行計(jì)算,應(yīng)用運(yùn)行沖擊系數(shù);但是由于原始參數(shù)只給了輪壓而沒有給小車的自重,所以小車自重?zé)o法確定，且小車各部分重量的偏心距也是未知量，為了安全起見選用、中最大者來計(jì)算動(dòng)載荷。由以上計(jì)算知最大，按組合考慮由代替計(jì)算小車自重的動(dòng)載荷，可不計(jì)算偏斜側(cè)向力，這樣計(jì)算偏安全。2.2 橋架假定為了簡(jiǎn)化八梁橋架的計(jì)算，特作如下假定：1. 以主、副小車單獨(dú)工作為最不利載荷情況。2.在垂直載荷下,主端梁對(duì)橋架工作沒有影響。3.計(jì)算副梁時(shí),可認(rèn)為主主梁剛度相對(duì)于副

14、端梁無(wú)限大，因而副端梁的端頭是剛性嵌固，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。4.計(jì)算主梁時(shí)，則認(rèn)為主、副梁的剛度都是有限的，所有節(jié)點(diǎn)都可轉(zhuǎn)動(dòng)。5.計(jì)算偏心扭矩時(shí)，認(rèn)為主、副端梁同時(shí)受彎，且彎矩按慣性矩正比例分配。6.副端梁的扭轉(zhuǎn)按自由扭轉(zhuǎn)計(jì)算。7.認(rèn)為副梁的水平和垂直載荷不對(duì)主梁產(chǎn)生作用。8.主、副端梁認(rèn)為在同一平面內(nèi)。9.橋架垂直剛度只計(jì)算靜輪壓作用，水平剛度則考慮全部水平載荷作用。10.所有靜載荷（橋架自重、設(shè)備重等）都換算成均布載荷。2.3 載荷計(jì)算2.3.1 主主梁（滿載時(shí)）自重:主梁重: 32.67(由主主梁圖確定); 欄桿導(dǎo)電架重: 2.0(40.34+2.0)1.18=42.7； =集中載荷:靜載荷(靜輪

15、壓): =50.46； =48.46動(dòng)載荷: = =50.461.18=59.54； =48.461.18=57.18水平慣性力:橋架自重:式中: 半個(gè)橋架重=36.43+3.45=39.88; 主動(dòng)輪個(gè)數(shù)=4; 全部車輪個(gè)數(shù)=8； 輪壓產(chǎn)生的慣性力(靜輪壓): 跨中扭矩:圖2.1（單位：mm）由圖2.1可知:=59.541.227+3.61.694=79.51 57.181.227+3.461.694=76.022.3.2 主主梁（空載時(shí)）主主梁:靜載荷: ;輪壓產(chǎn)生的水平慣性力: 扭矩:=0.461.227+0.0331.694=0.62;1.541.227+0.111.694=2.076

16、 副主梁:靜載荷: 水平慣性力: 2.3.3 主端梁自重: 2.3.4 副主梁(滿載時(shí))自重: 副主梁重12.38; 欄桿、導(dǎo)電架重1.32; (12.38+1.32)=16.17; 集中載荷:靜輪壓: 動(dòng)輪壓: = =1.1810.64=12.56;=1.189.64=11.38水平慣性力:橋架自重產(chǎn)生的水平慣性力: =13+3.5=16.5; 小車輪壓產(chǎn)生的水平慣性力: 2.3.5 副端梁自重: 2.4 求解框架根據(jù)本章第二節(jié)假定的條件,將計(jì)算模型簡(jiǎn)化如圖2.2所示圖2.2 計(jì)算模型簡(jiǎn)化圖2.4.1 兩主梁垂直載荷對(duì)橋架的影響根據(jù)假定條件,副主梁在主主梁上為固定端支承,當(dāng)主主梁、副主梁上同

17、時(shí)有輪壓作用時(shí),可得到如下的受力圖。 圖2.3 副主梁載荷圖圖2.4 副端梁受扭圖圖2.5 主主梁載荷圖2以上三圖中,、分別為副端梁對(duì)副主梁的約束彎矩，、分別為副端梁對(duì)主主梁的約束彎矩，、分別為副主梁在A、B支點(diǎn)的轉(zhuǎn)角， 、分別為主主梁在C、D支點(diǎn)的轉(zhuǎn)角。設(shè)使副端梁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角為，則可得 (1) 同理 (2) 因?yàn)楦倍肆壕嘀髦髁褐c(diǎn)的距離與跨度相比非常小(>>,所以取主主梁支點(diǎn)的轉(zhuǎn)角與副端梁兩端產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角、分別相等。即 (3) = (4) 而 (5) 式中： 為副主梁在均布載荷下簡(jiǎn)支梁在端部的轉(zhuǎn)角（端）；為副主梁在集中載荷作用下的轉(zhuǎn)角； 為副主梁在作用下端的轉(zhuǎn)角； 為副主梁在作用下端

18、的轉(zhuǎn)角；根據(jù)材料力學(xué)知識(shí)可得：；其中 (6)同理 (7) ；其中 (8)聯(lián)立（1）（2）（5）（5）（7）（8）式得 ； (9)對(duì)于主主梁，同理有； (10)； (11)式中 ；但當(dāng)主主梁受、作用時(shí)，副主梁同時(shí)也受到此二力的作用。故（3）式中的包括兩項(xiàng)，一項(xiàng)是對(duì)副端梁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角，一項(xiàng)是、對(duì)副主梁支點(diǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角。=+ (12)式中 =； =；同理有： (13) 式中 =； =；聯(lián)立（3）（4）（10）（11）（12）（13）式得 ； (14)將； ； ；代入式（9）（14）得：2.4.2 偏心扭矩對(duì)橋架的影響根據(jù)假定條件，同時(shí)考慮由于橋架變形很小，主主梁的扭矩對(duì)副主梁不產(chǎn)生影響，把橋架簡(jiǎn)化成如圖

19、2.6所示的形式。圖2.6 橋架簡(jiǎn)化圖1.規(guī)定：.彎矩畫在受拉一側(cè) 扭矩方向用右手定則判定，與其所在平面的法線方向一致的扭矩畫在框架內(nèi)側(cè)，反之，則畫在外側(cè)。2.畫彎矩圖,用力法解此框架如圖2.7,在點(diǎn)將框架斷開,增加約束力、圖圖圖圖圖圖2.7 彎矩圖列典型方程;由內(nèi)力圖可知: 代入典型方程得：； (*)總彎矩圖為圖1.8 總彎矩圖圖中:(*)式中,為主主梁的扭矩:；10；當(dāng)小車在左極限（即滿載時(shí)：主、副端梁上受到主梁扭矩的作用最大：主端梁上分到的彎矩：副端梁上分到的彎矩：當(dāng)小車在右極限時(shí)（空載）有，此時(shí)，= 主端梁上分到的彎矩：副端梁上分到的彎矩：2.4.3 水平慣性力的影響（見后面的計(jì)算）第

20、3章 主主梁計(jì)算3.1 內(nèi)力分析3.1.1 彎矩垂直方向:圖3.1 主主梁受力圖查文獻(xiàn)知：司機(jī)室重；運(yùn)行機(jī)構(gòu)重； 電氣設(shè)備重固定載荷產(chǎn)生的彎矩（跨中）:取而主主梁兩端鉸支，跨端彎矩為：集中載荷:當(dāng)滿載動(dòng)作用于跨中時(shí)，產(chǎn)生跨中最大彎矩圖3.2 主主梁跨中彎矩示意圖當(dāng)滿載靜作用于左極限位置時(shí)，產(chǎn)生跨中最小彎矩分析：根據(jù)橋架分析，副端梁對(duì)主梁作用的彎矩最大， 其占主梁的百分比：，可見、 對(duì)主梁影響很小，可忽略不計(jì)。水平方向:跨端水平彎矩很?。ò淬q支處理），忽略不計(jì)，主梁自重 q 產(chǎn)生的水平彎矩（跨中）為，集中載荷P產(chǎn)生的水平跨中彎矩為，式中，如圖3.3所示圖3.3 主梁自重產(chǎn)生的水平彎矩圖同理，當(dāng)滿

21、載動(dòng)作用于跨中時(shí)，有水平最大彎矩：=式中當(dāng)在左極限空載時(shí)，有同種工況下的最小水平彎矩=3.1.2 剪力當(dāng)滿載作用于跨中或空載作用于跨端時(shí)，在跨中截面產(chǎn)生的垂直、水平剪力很小，因而對(duì)跨中截面校核產(chǎn)生的影響可忽略不計(jì)，這里著重求跨端的最大剪力。垂直方向:自重產(chǎn)生（見圖3.1）A端剪力當(dāng)滿載作用于左極限時(shí)，A端由集中載荷產(chǎn)生的剪力最大忽略副端梁的影響，主主梁端部的最大剪力為水平方向:主主梁仍按鉸支簡(jiǎn)化，同時(shí)忽略司機(jī)室等的影響，主主梁自重產(chǎn)生：水平慣性力產(chǎn)生（同垂直剪力時(shí)的工況）：3.1.3 扭矩詳細(xì)計(jì)算過程見第2章2.3節(jié)3.2 強(qiáng)度校核3.2.1 跨中跨中截面主要受彎矩、扭矩作用，根據(jù)應(yīng)力圖可確定

22、截面上的危險(xiǎn)點(diǎn)圖3.4 主主梁跨中截面危險(xiǎn)點(diǎn)1點(diǎn)： 式中 ：擠壓應(yīng)力；最大動(dòng)輪壓；主腹板厚；，為軌頂?shù)津?yàn)算點(diǎn)的距離。式中：為主、副腹板總厚；為兩蓋板厚；、為靜矩；為截面中線圍成的面積；為截面中最薄的板厚；為約束扭轉(zhuǎn)附加剪應(yīng)力（忽略）。故 1點(diǎn)應(yīng)力校核合格2點(diǎn)：；2點(diǎn)應(yīng)力校核合格3點(diǎn)：3.2.2 跨端主主梁跨端主要受剪力作用，偏軌箱形梁受剪力作用時(shí)的危險(xiǎn)點(diǎn)為副腹板角點(diǎn)，如圖3.5圖3.5 跨端截面危險(xiǎn)點(diǎn)圖4點(diǎn)：式中：； ；合成3.3 疲勞強(qiáng)度校核疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)如圖3.6所示，1點(diǎn)為跨中截面的上翼緣板與腹板交接處的主體金屬，此處為受壓區(qū)，2點(diǎn)為跨中截面隔板底部與腹板的交接處，此處為受拉區(qū)。圖3.6

23、 跨中截面危險(xiǎn)點(diǎn)圖時(shí)，；另鋼，；而由前所述， 1點(diǎn)疲勞強(qiáng)度合格2點(diǎn)：查規(guī)范知，受拉區(qū)由于無(wú)擠壓應(yīng)力，故；2點(diǎn)疲勞強(qiáng)度合格3.4 剛度校核3.4.1 靜剛度垂直方向: ； 合格水平方向: ；主主梁靜剛度合格式中：（本章3.1節(jié)已算出）3.4.2 動(dòng)剛度主主梁動(dòng)剛度合格式中：； ；其中：查文獻(xiàn)表12-10知式中鋼絲繩分支數(shù)；鋼絲繩斷面直徑；鋼絲繩縱向彈性模量； 3.5 穩(wěn)定性校核整體穩(wěn)定性校核:由于，故整體穩(wěn)定性已保證。局部穩(wěn)定性校核:主主梁中隔板間距2800mm,其它加勁尺寸如圖3.7所示圖3.7 主主梁加勁框架穩(wěn)定性:故主主梁框架剛度合格上蓋板區(qū)格驗(yàn)算:取距離跨中最近的區(qū)格為驗(yàn)算對(duì)象，如圖3.

24、8所示圖3.8 上蓋板區(qū)格式中：嵌雇系數(shù)；此區(qū)格中故；跨中故上蓋板區(qū)格合格。主腹板區(qū)格:較危險(xiǎn)的區(qū)格在跨中靠近上蓋板處，取區(qū)格如圖3.9所示圖3.9 主腹板區(qū)格及受力圖；合成臨界應(yīng)力為：合成應(yīng)力主主梁局部穩(wěn)定性驗(yàn)算合格此處的計(jì)算忽略了板厚的變化影響，計(jì)算偏安全。3.6 焊縫驗(yàn)算如前所述，主腹板與上蓋板之間的焊縫所受應(yīng)力最復(fù)雜，這里只驗(yàn)算此處焊縫強(qiáng)度。圖3.10 焊縫受力跨中；跨端跨中： 跨端： 焊縫驗(yàn)算合格由于采用的焊縫厚度同板厚的強(qiáng)度相同，焊縫可不驗(yàn)算，下同。第4章 主端梁計(jì)算4.1 內(nèi)力分析（端部）垂直方向：主主梁扭矩分到主端梁上的彎矩為：自重產(chǎn)生的跨端垂直剪力：；若將主端梁簡(jiǎn)化為兩端固定

25、支撐（偏安全）跨端垂直彎矩： 對(duì)跨端垂直方向： ；水平方向：水平慣性力產(chǎn)生的跨端剪力及彎矩：圖4.1 水平載荷計(jì)算簡(jiǎn)圖由公式： 當(dāng)主小車在跨中滿載時(shí)，產(chǎn)生、；當(dāng)主小車反向運(yùn)行時(shí)有：；4.2 強(qiáng)度校核主端梁受力不嚴(yán)重，只需驗(yàn)算一點(diǎn)的強(qiáng)度即可。圖4.2 主端梁強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)4.3 疲勞強(qiáng)度校核圖4.3 主端梁疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)圖中2點(diǎn)受拉，3點(diǎn)受壓，且兩點(diǎn)應(yīng)力大小相同。（偏安全）；對(duì)2點(diǎn)： ； 故2點(diǎn)合格對(duì)3點(diǎn)： ； 故3點(diǎn)合格4.4 主端梁連接計(jì)算采用高強(qiáng)度螺栓，布置形式如圖所示腹板 蓋板圖4.4 主端梁連接布置；向蓋板、腹板分配：向蓋板、腹板分配：可見，主端梁的受力主要由蓋板承擔(dān)，而腹板、蓋板螺栓布置

26、數(shù)目相同，所以只要蓋板的連接驗(yàn)算合格，腹板的連接也一定合格。4.4.1 驗(yàn)算蓋板=；兩夾角余弦： =查文獻(xiàn)，若選的高強(qiáng)螺栓有：安全系數(shù)；摩擦系數(shù)；螺栓預(yù)拉力；傳力摩擦面數(shù)顯然 選用螺栓時(shí)連接合適。注： 計(jì)算中用到的、為主端梁端部的外力，實(shí)際連接處的外力比計(jì)算值要小，所以連接計(jì)算偏安全。4.4.2 連接計(jì)算=式中 為桿件驗(yàn)算截面上的高強(qiáng)螺栓數(shù)目；n為桿件一邊的高強(qiáng)螺栓數(shù)目； 故合格第5章 副主梁計(jì)算5.1 內(nèi)力分析 （同主主梁類似）5.1.1 彎矩 圖5.1 副主梁受力圖跨中最大彎矩：垂直方向：輪壓： 自重： 主主梁承受部分彎矩： ;占副主梁總彎矩的百分比：其中 可見，對(duì)副主梁來說，主豬梁分擔(dān)的

27、彎矩占其總彎矩左右，不可忽略，在對(duì)副主梁及副端梁進(jìn)行校核時(shí)，要考慮、的影響。水平方向：式中 跨中最小彎矩：小車空載左極限（）時(shí)，水平方向： 注：跨中剪力忽略不計(jì)。5.1.2 跨端剪力垂直方向：自重： 輪壓：（小車滿載位于左極限）水平方向：；5.1.3 扭矩副主梁所受扭矩主要為輪壓水平慣性力產(chǎn)生圖5.2 副主梁受扭圖由于此值很小，計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)。5.2 強(qiáng)度校核 圖5.3 副主梁跨中驗(yàn)算點(diǎn)5.2.1 跨中正應(yīng)力1點(diǎn)： 式中：輪壓上蓋板厚隔板間距；查附表21知：軌道慣性矩上蓋板慣性矩； 式中2點(diǎn)：3點(diǎn)：5.2.2 跨端剪力圖5.4 副主梁剪力驗(yàn)算點(diǎn)4點(diǎn)：合格式中：；5.3 疲勞強(qiáng)度校核圖5.5

28、副主梁疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn)1點(diǎn)（壓縮）：；故1點(diǎn)疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算合格。2點(diǎn)（拉伸）：； 此時(shí);故2點(diǎn)疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算合格。5.4 剛度校核5.4.1 靜剛度垂直方向：水平方向： 5.4.2 動(dòng)剛度；式中：查文獻(xiàn)表12-10知鋼絲繩分支數(shù)；鋼絲繩斷面直徑；鋼絲繩縱向彈性模量；故副主梁動(dòng)剛度合格5.5 穩(wěn)定性校核 整體穩(wěn)定性已保證。上蓋板局部穩(wěn)定性：取跨中的區(qū)格如圖38所示圖5.6 副主梁上蓋板跨中區(qū)格此時(shí) ； 合格腹板區(qū)格：圖5.7 腹板區(qū)格的受力由于值很小，在這里可忽略。；合成臨界應(yīng)力為：； 合格第6章 副端梁計(jì)算6.1 內(nèi)力分析自重產(chǎn)生的內(nèi)力（垂直）:根據(jù)前述假定條件，副端梁按兩端固定考慮圖6.1 副端梁

29、自重載荷圖副主梁產(chǎn)生的內(nèi)力（垂直）圖6.2 副端梁外加載荷圖當(dāng)副小車滿載且在近極限位置時(shí)有：同時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)有：當(dāng)副小車空載且位于遠(yuǎn)極限位置時(shí)有：主梁扭矩產(chǎn)生的彎矩： 扭矩： 綜上所述，副端梁在C截面受力最嚴(yán)重，C截面（均忽略自重）：； ；水平慣性力：鑒于副框架的水平慣性力對(duì)副端梁的影響很小，而且其計(jì)算又很煩瑣，這里忽略不計(jì)，其誤差不超過5%。6.2 強(qiáng)度校核圖6.3 副端梁強(qiáng)度驗(yàn)算點(diǎn) 1點(diǎn)：；=；故； 合格2點(diǎn)：； 合格6.3 疲勞強(qiáng)度校核圖6.4 副端梁疲勞驗(yàn)算點(diǎn)1點(diǎn)（壓縮）：；=；故 ； 合格2點(diǎn)（拉伸）： 其受力情況同1點(diǎn)故 ； 合格6.4 副端梁連接計(jì)算 腹板連接 蓋板連接圖6

30、.5 副端梁螺栓連接布置用C截面上的內(nèi)力來計(jì)算跨中連接面的強(qiáng)度，可簡(jiǎn)化計(jì)算，結(jié)果偏安全。6.4.1 螺栓；假設(shè)：剪力都有腹板承擔(dān) 則： ；由于蓋板、腹板在分載相同的情況下，蓋板受力較大，而且腹板上的螺栓比蓋板還多六個(gè)，可見只要蓋板的連接合格，腹板一定合格。；當(dāng)選用高強(qiáng)螺栓時(shí)，；6.4.2 連接件圖6.6 連接板X方向：；Y方向：；合成：； 合格第7章 結(jié)論與展望通過近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在許多方面都有了很大的提高，了解到了很多方面知識(shí)。首先，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)次設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年來進(jìn)行的最綜合、最大型、最全面且用時(shí)最長(zhǎng)的一次設(shè)計(jì)，它幾乎匯聚了我們大學(xué)期間所學(xué)科目的所有知識(shí)點(diǎn)，是把大學(xué)四年來的理論知識(shí)

31、復(fù)習(xí)、總結(jié)并應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，是對(duì)大學(xué)所學(xué)課的一次大總結(jié)，讓我們對(duì)起重機(jī)械有了更深入的了解，從整體結(jié)構(gòu)到各個(gè)部件都有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而使所學(xué)知識(shí)得到鞏固與提高。此次設(shè)計(jì)不但是對(duì)我們以前學(xué)習(xí)的一種深入，更是我們今后工作的一種理論基礎(chǔ)。通過做本次設(shè)計(jì)，我得出如下結(jié)論：與一般的雙梁橋式起重機(jī)相比，八梁橋式鑄造起重機(jī)大部分具有工作級(jí)別高，其起重量大等特點(diǎn)，故設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素也較多，如此次設(shè)計(jì)就應(yīng)該把平時(shí)較易忽略的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算作為強(qiáng)度驗(yàn)算的主要方面，其主要原因就是其工作級(jí)別提高了，疲勞破壞是導(dǎo)致其破壞的主要原因。現(xiàn)在工廠里多用雙梁橋式起重機(jī)，因此我們所能接觸到的關(guān)于此類設(shè)計(jì)方面的資料較多，而本次設(shè)計(jì)的八梁橋式鑄造起重機(jī)，其設(shè)計(jì)過程則主要是先估算各截面的尺寸，然后再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算，通過反復(fù)修改，直至滿足為止，但是，通過本次設(shè)計(jì)我對(duì)此類起重機(jī)設(shè)