包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))論 文 題 目： 5T 單梁橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 院：專 業(yè) 、班 級(jí)：學(xué) 生 姓 名：指導(dǎo)教師（職稱）包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘 要起重機(jī)作為物料搬運(yùn)、裝卸或用于安裝的機(jī)械設(shè)備可以減輕或代替人們的體力勞動(dòng)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。它被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域之中。隨著時(shí)代的發(fā)展制造工廠和裝卸作業(yè)場(chǎng)所開始轉(zhuǎn)向室內(nèi)使橋式起重機(jī)占據(jù)了主導(dǎo)地位。橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于大型加工企業(yè)如鋼鐵、冶金和建材等行業(yè)完成生產(chǎn)過程中的起重和吊裝等工作。設(shè)計(jì)一個(gè)滿足 5T 承載量的鋼體結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計(jì)計(jì)算端梁、橫梁的尺寸，并對(duì)其進(jìn)行校核，對(duì)小車的運(yùn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。完善 CAD 工程圖以及三維圖，使其在實(shí)際生產(chǎn)操作中能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的完成各項(xiàng)工作，提高生產(chǎn)效率，并成功投入到市場(chǎng)，橋式起重機(jī)由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備構(gòu)成。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)布局的典型結(jié)構(gòu)，橋式起重機(jī)是一種提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要物品搬運(yùn)設(shè)備，主要適應(yīng)車間物品搬運(yùn)、設(shè)備的安裝與檢修等用途。起升機(jī)構(gòu)滑輪組采用雙聯(lián)滑輪組，重物在升降過程中沒有水平移動(dòng)，起升過程平穩(wěn)，且鋼絲繩的安裝和更換容易。相應(yīng)的卷繞裝置采用單層卷筒，有與鋼絲繩接觸面積大，單位壓力低的優(yōu)點(diǎn)。在起升機(jī)構(gòu)中還涉及到鋼絲繩、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇等。5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由減速器，運(yùn)行機(jī)構(gòu)，卷筒裝置，吊鉤裝置，聯(lián)軸器，限位器，錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)等部分組成。本文根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，主要對(duì) 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總體方案選擇和確定，然后對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和目的，參考 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)首先對(duì) 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工藝分析，選擇合理機(jī)構(gòu)及裝配方案，然后對(duì)減速器和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行外形設(shè)計(jì)，鋼絲繩的選用及強(qiáng)度驗(yàn)算，卷筒的參數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算，再計(jì)算齒輪的傳動(dòng)比，確定各個(gè)齒輪的參數(shù)，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,選擇合理的軸承、鍵、軸套等各種零部件，畫出總體裝配圖。最后對(duì)齒式彈性聯(lián)軸器作了一些簡明的闡述。關(guān)鍵詞：起重機(jī)，5t 橋式起重機(jī)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，卷筒，吊鉤包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIAbstractCrane for material handling, loading and unloading or for the installation of machinery and equipment can reduce or replace physical labour productivity. It is widely used in various fields of the national economy. With the development of manufacturing facilities and places of loading and unloading operations are turning to indoor cranes occupies a dominant position. Bridge cranes are mainly used in large processing enterprises such as iron and steel, metallurgy and building materials industries in the complete production process of lifting and hoisting work. Design a 5T capacity steel structure dimensions of design computation of main beams and cross beams, and checking, to design the structure of the car. Perfect CAD drawing and the graphic, make it accurate and stable in actual production operations to complete the work, improve productivity, and successfully brought on to the market, crane bridge, crane traveling mechanisms, car running gear and electrical equipment. In the overall system design using the traditional layout of a typical structure, crane is an important goods handling equipment productivity, major adaptation workshop goods handling, installation and maintenance of equipment and other purposes. Lifting unit pulley twin sheave, the weight lifting without horizontal movement, lifting process smooth and easy installation and replacement of wire rope. Corresponding winding device using single-layer reels, and wire rope contact area is large, the advantages of low pressure. Also involved in the hoisting mechanism wire rope, reducer, coupling, the choice of motor and brake, etc. 5T crane cars run mainly by reduction gear, running gear, drum unit, hook device coupling, stopper, conical rotor motor and other components. According to design specification requirements, mainly for 5T crane general scheme of car running gear selection and determination, and then the transmission system design.According to design requirements and purpose, reference 5T bridge type crane car run institutions first on 5T bridge type crane car run institutions for process analysis, select reasonable institutions and the Assembly programme, then on reducer and motor for shape design, wire rope of selection and the strength checking, reel of parameter calculation and the checking,. Finally, gear type flexible couplings are described in brief.Key words: crane 5T overhead traveling crane, car running gear, reels, hooks包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985III目 錄摘 要 ............................................................................................................IAbstract.........................................................................................................II目 錄 .........................................................................................................III第 1 章 緒論 .................................................................................................11.1 課題的研究意義 .............................................................................11.2 起重機(jī)的工作原理 .........................................................................11.3 起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu) .........................................................................21.4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................................2第 2 章 箱形結(jié)構(gòu)主梁和端梁的設(shè)計(jì) .......................................................42.1 箱形梁式橋架的主要尺寸確定 ......................................................42.2 主梁主要尺寸的確定 .....................................................................52.3 端梁截面尺寸的確定 .....................................................................6第 3 章 箱形結(jié)構(gòu)主梁和端梁的校核 .........................................................73.1 主梁斷面幾何特性 .........................................................................73.2 主梁強(qiáng)度的計(jì)算 .............................................................................83.3 剛度計(jì)算 ........................................................................................133.4 端梁設(shè)計(jì)計(jì)算 ...............................................................................143.5 輪距的確定 ...................................................................................153.6 端梁中央斷面幾何特性 ...............................................................153.7 起重機(jī)最大輪壓 ............................................................................163.7.1 起重機(jī)支座及作用 ..............................................................163.7.2 起重機(jī)最大輪壓的計(jì)算 .....................................................173.7.3 最大歪斜側(cè)向力 .........................................................................223.7.4 端梁中央斷面合成應(yīng)力 ............................................................223.7.5 車輪軸對(duì)端梁腹板的擠壓應(yīng)力 ................................................233.8 主、端梁連接計(jì)算 ........................................................................233.8.1 主、端梁連接形成及受力分析 .........................................233.8.2 螺栓拉力的計(jì)算 .................................................................24第 4 章 起重機(jī)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩選擇 ...........................................284.1 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) ................................................................................284.2 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) ................................................................................284.3 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 ................................................................................284.4 鋼絲繩的選用 ................................................................................284.4.1 鋼絲繩的選擇 ......................................................................284.4.3 鋼絲繩直徑的計(jì)算 ..............................................................28第 5 章 起重機(jī)小車的設(shè)計(jì) .......................................................................30包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IV5.1 卷筒幾何尺寸 ................................................................................305.2 卷筒強(qiáng)度計(jì)算 ................................................................................315.3 吊鉤的選擇 ....................................................................................315.4 滑輪結(jié)構(gòu)和材料 ............................................................................315.7 計(jì)算小車部件總傳動(dòng)比 ................................................................315.8 計(jì)算小車部件減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 ............................................315.9 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) ........................................................315.10 起重機(jī)小車第一級(jí)齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................315.11 起重機(jī)小車第二級(jí)齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................315.12 起重機(jī)小車第三級(jí)齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................31第 6 章 焊縫連接分析 ...............................................................................316.1 連接方法 .......................................................................................316.2 焊接 ................................................................................................316.1.2 對(duì)接焊縫 .............................................................................316.1.3 角焊縫 .................................................................................31第 7 章 緩沖器 ...........................................................................................31結(jié) 論 .........................................................................................................31致 謝 .........................................................................................................31參考文獻(xiàn) .....................................................................................................31包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985V包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985VI包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851第 1 章 緒論 1.1 課題的研究意義橋式起重機(jī)是一種重要的物料搬運(yùn)機(jī)械。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍,就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)﹑簡易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī) 3 種[1] 。 物料搬運(yùn)成了人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來越高 [1] 。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。大型化和專業(yè)化、模塊化和組合化、輕型化和多元化、自動(dòng)化和智能化、成套化和系統(tǒng)化以及新型化和實(shí)用化是這場(chǎng)變革得主題 [1] 。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國橋式起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，市場(chǎng)競(jìng)爭也越發(fā)激烈。橋式起重機(jī)行業(yè)在國內(nèi)需求旺盛和出口快速增長的帶動(dòng)下，依然保持高速發(fā)展，產(chǎn)品幾近供不應(yīng)求 [4]。盡管我國起重機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，但是國內(nèi)起重機(jī)仍缺乏競(jìng)爭力。從技術(shù)實(shí)力看，與歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)相比，中國的技術(shù)實(shí)力還有一定差距。目前，過內(nèi)大型起重機(jī)尚不具備大量生產(chǎn)能力。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，由于技術(shù)能力所限，中國起重機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不完善，難以同國外匹敵 [5]。隨生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及自動(dòng)化程度的提高，橋式起重機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，所起的作用也愈來愈大，這樣對(duì)橋式起重機(jī)的要求也越來越高，安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。而目前 CAD 技術(shù)在起重機(jī)行業(yè)應(yīng)用水平參差不齊，很多企業(yè) CAD 技術(shù)的應(yīng)用僅僅停留在繪圖層面上，力學(xué)性能分析還是手工計(jì)算，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。面對(duì)橋式起重機(jī)輕型化智能化發(fā)展大趨勢(shì)，橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式 [4]。1.2 起重機(jī)的工作原理起重機(jī)(Crane)屬于起重機(jī)械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置返回原位，以便進(jìn)行下一次循環(huán)。門式起重機(jī)整體運(yùn)行在一定長度的軌道上，由操縱室控制，由大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852執(zhí)行，可控制起重機(jī)整體的橫向前后移動(dòng)。小車是運(yùn)行在橫梁上的，由操縱室控制，可以實(shí)現(xiàn)小車在主梁上的縱向移動(dòng)。在主梁的小車上，電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)與減速器的高速軸相連。機(jī)構(gòu)工作時(shí)，減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒，將鋼絲繩卷入或放出，經(jīng)過滑輪系統(tǒng)，使吊鉤實(shí)現(xiàn)上升或下降。機(jī)構(gòu)停止工作時(shí)，制動(dòng)器使吊鉤連同貨物懸吊在空中，吊鉤的升降靠電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向來達(dá)到 [11]。1.3 起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)起重機(jī)主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、金屬機(jī)構(gòu)等，起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu) [1]。運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、車輪、聯(lián)軸器等組成 [1]。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型 橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三 合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通龍門起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 1.4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀80 年代在國外，特別是德國，芬蘭，日本，英國，法國及保加利亞等國家的廠家，不禁相繼研制生產(chǎn)出性能新進(jìn)的電動(dòng)單梁，懸掛和5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)橋式起重機(jī)，還派生出先進(jìn)適用的葫蘆門式起重機(jī)，葫蘆式抓斗起重機(jī)，葫蘆吊鉤抓斗兩用起重機(jī)，葫蘆吊鉤抓斗電磁三用起重機(jī)，葫蘆式旋臂起重機(jī)葫蘆式壁行起重機(jī)，葫蘆橋式堆垛起重機(jī)及立體倉庫用葫蘆式巷道堆垛起重機(jī)。葫蘆式起重機(jī)品種，類型，規(guī)格的不斷擴(kuò)展及在起重運(yùn)輸設(shè)備中所占比例的增加，將使各種類型的葫蘆式起重機(jī)形成一種獨(dú)立而重的起重運(yùn)輸設(shè)備體系。國產(chǎn) 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)是從上世紀(jì) 50 年代以仿造形式開始生產(chǎn)與發(fā)展的。1949 年 7 月上海最先試制成功仿德國公司 1.5t 和 3t 一般用途鋼絲繩5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，并投入小批量生產(chǎn)。從上世紀(jì) 70 年代末到 80 年代初，葫蘆式起重機(jī)已進(jìn)入到一個(gè)引進(jìn)開發(fā)的新階段。特別是 5t 橋式起重機(jī)小車包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行小車出現(xiàn)了多種形式的支撐和懸掛方式，大大增加了葫蘆式起重機(jī)的類型，和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。70 年代初我國自行設(shè)計(jì)了鋼絲繩 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)取代 TV 型鋼絲繩 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，至目前為止 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在國內(nèi)生產(chǎn)制造，使用已達(dá) 30 多年歷史。5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)是將電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器和運(yùn)行小車等緊湊地合為一體的起重機(jī)械，由于它輕巧、靈活、成本較低，且安全可靠，零部件通用程度大，互換性強(qiáng)，單重起重能力高，維護(hù)方便等特點(diǎn)，是目前用途廣泛，深受歡迎的輕型起重設(shè)備。 5t 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)可以式固定的也可以通過小車和橋梁組成電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)、簡單雙梁橋式起重機(jī)和簡單龍門式起重機(jī)等，稍加改動(dòng)，還可作卷揚(yáng)作用。4第 2 章 箱形結(jié)構(gòu)主梁和端梁的設(shè)計(jì)2.1 箱形梁式橋架的主要尺寸確定箱形主梁的主要構(gòu)件是上蓋板、下蓋板、和兩塊垂直腹板。主梁的設(shè)計(jì)主要跟端梁和電動(dòng)葫蘆有關(guān)，通常為制造方便，腹板中部為矩形而兩端做成梯形，同時(shí)使下蓋板兩端向上傾斜。這時(shí)梯形的高度取為２～３ｍ。主梁在跨度中部的高度為Ｈ，根據(jù)起重機(jī)橋架剛度的要求和制造的經(jīng)驗(yàn)，一般按跨度計(jì)算（Ｈ＝Ｌ／１７）主梁在端梁連接處的高度 =0.4～0.60H兩腹板的厚度 取相等 6㎜。上下蓋板取同值 ㎜ 為了保證橋架具有足夠的水平剛度，?81??主梁兩腹板內(nèi)壁間距ｂ不能太小，一般規(guī)定：ｂ 且ｂ 本設(shè)計(jì)中取ｂ=400㎜ 然后根?350L據(jù)ｂ值確定上下蓋板寬度 B=b+2(δ+20)為了保持腹板的局部穩(wěn)定性，當(dāng)ｈ/δ 70 時(shí)，需要在主梁腹板內(nèi)布置一些橫向的大加勁板。在靠近端梁處兩塊加勁板的距離ａ≈ｈ取 1ｍ；而在跨中ａ=（1.5～20）ｈ，且ａ≯2.2ｍ。所以取ａ=2ｍ。大加勁板的具體位置還應(yīng)與走臺(tái)上運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)、減速器和傳動(dòng)軸的軸承部分位置相配合，以免這些部件的懸臂重量使腹板發(fā)生局部擾曲變形。為了使電動(dòng)葫蘆的壓力直接傳到腹板上去，并近一步增加腹板的局部穩(wěn)定性，在大加勁板之間腹板受壓縮區(qū)域內(nèi)，增設(shè)一些垂直的小加勁板，其高度約為ｈ/3。取 320㎜，兩個(gè)小加勁板的間距根據(jù)上蓋板的局部應(yīng)力取值。圖 1-1 箱形主梁的構(gòu)造簡圖包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098551—上蓋板 2—下蓋板 3—腹板 4—大加勁板 5—小加勁板6—水平加勁角鋼2.2 主梁主要尺寸的確定主梁高度mLH97.01567?端梁高度582.~3.).~4(0取 9?橋架端部梯形高度mLC3.~65.1*)5~10()( ?取 m6.2?主梁腹板高度根據(jù)主梁計(jì)算高度 ，最后選定腹板高度H97.h954.0確定主梁截面尺寸主梁中間截面各構(gòu)件板厚根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè) 7-1 推薦確定如下：腹板厚 δ=6㎜，上下蓋板厚 m81??主梁兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面的關(guān)系式來決定： Hb275.390??L16因此取 mb40蓋板寬度： mB4520???取 B=450㎜梁的實(shí)際高度： hH9708*1輪距：mLK3.~6.25*)~8()51(??取 m6.2包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709856同理，主梁支撐截面的腹板高度取 ，這時(shí)支撐截面的實(shí)際高度mh50?mhH51620???2.3 端梁截面尺寸的確定由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)表計(jì)算表，選定端梁各構(gòu)件的板厚如下：上蓋板 ＝8mm ，中部下蓋板1?＝ 8mm，頭部下蓋板 ＝12mm，腹板 ＝6mm，輪距 K＝ ～ ）L＝2.0625～3.3m1?2??8(5端梁高度 H0＝450～500mm，考慮到端頭螺母的安裝，高度取 500mm。由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表19－4 500 的尺寸，確定端梁蓋板寬度和腹板高度時(shí)，首先應(yīng)配置好支撐車輪的截面，其次再?zèng)Q?定端梁中間截面尺寸。如圖配置結(jié)果，車輪輪緣距上蓋板底面 30mm，車輪兩側(cè)面距支撐處兩下蓋板內(nèi)邊為 10mm，因此車輪與端梁不致摩擦。同時(shí)腹板中線正好通過車輪軸承箱的中心平面。檢查端梁中部下蓋板與軌道的距離，此距離為 60mm，合適。圖 2-1 端梁截面尺寸簡圖包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857第 3 章 箱形結(jié)構(gòu)主梁和端梁的校核3.1 主梁斷面幾何特性根據(jù)系列產(chǎn)品資料，粗布給出主梁的斷面尺寸如圖示： l1=40yx xl2=5y2y1 h1=40H=97σ 15σ 25β =47??x' x'F1h2=80l3=05b1241-壓 制 成 型 的 U形 槽 鋼 ； -加 勁 隔 板 ；3斜 側(cè) 板 ； 4-工 字 鋼 ； 補(bǔ) 強(qiáng) 鋼 板σ 10圖 8-1 主梁斷面尺寸主梁跨中斷面圖根據(jù)系列產(chǎn)品資料，查得 28a 普型工字鋼（GB706-65 ） 的尺寸參數(shù)：h= 280mm b=122mm d=8.5mmt=13.7mm F1=55.45 q=43.4 公斤/m主梁斷面面積Jx=7114cm2 Jy=345cm2F=0.5（l1-2×δ1）+2δ1×h1+2×δ2×l2+F1+δ×l3=0.5×（40-2×0.5）+2 ×0.5×40+2×0.5×25.5+55.45+1×10.5包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709858= 151cm2主梁斷面水平形心軸 x-x 位置y1= 1xFy??式中：∑F1—主梁面的面積（cm2）.∑F1 y1x-各部分面積對(duì) x-x′軸的距離（cm 3） y1x-各部分面積形心至 x′-x′軸的距離(cm)則：y1=〔0.5×（40-2×0.5）×79.75+2×0.5×40×60+2×0.5×25.5×31.5+55.45×15+1×10.5×0.5〕÷151=37cmy2 =4cm結(jié)果：F=151cm 2y1=37cm y2 =4cm主梁斷面慣性矩 Jx=ΣJxi+ΣFi y1 2=(39×0.5 3) ÷12+39×0.5×42.75 2+ 2×0.5×40 3÷12+2×0.5×40×23 2+（2× 0.5×17.4 3）÷12cos47°+2×0.5×25.5×5.7 2+7114+55.45×22 2+(10.5×1 2) ÷12+10.5×1×36.5 2=111545 4cmJy=ΣJyi+ΣFi y1 2=(0.5×39 3) ÷12+2×40×0.53÷12+2×0.5×40×19.752+2 ×0.5×193÷12sin47°+2×0.5×25.5×102+345+1×10.53÷12=21849 4cm結(jié)果：Jx=111545 Jy=21849 4 4cm3.2 主梁強(qiáng)度的計(jì)算根據(jù)這種起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)，可以不考慮水平慣性對(duì)主梁造成的應(yīng)力及其水平面內(nèi)在和對(duì)主梁的扭轉(zhuǎn)作用也可以忽略不計(jì)。該主梁的強(qiáng)度計(jì)算按第Ⅱ類載荷進(jìn)行組合，對(duì)活動(dòng)在和由于小車的論據(jù)很小，可近似的按集中載荷計(jì)算。跨中斷面彎曲正應(yīng)力包括：梁的整體彎曲應(yīng)力和由小車；輪壓在工字鋼下翼緣引包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709859起的局部彎曲應(yīng)力兩部分，合成后進(jìn)行強(qiáng)度校核。梁的整體彎曲在垂直平面內(nèi)按簡支梁計(jì)算，在水平面內(nèi)按剛度的框架計(jì)算：圖 8-2 簡支梁受力分析垂直載荷在下翼緣引起的彎曲應(yīng)力根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》計(jì)算：σx= 單位：公斤/厘米221xykG(+)48PLqL??操式中：P=ψⅡQ+KIIG 葫=5000×1.2+500×1.1=6550其中：Q-額定起重量,Q=5000 公斤；G 葫-電動(dòng)葫蘆自重,G 葫=500 公斤；ψⅡ-動(dòng)力系數(shù)，對(duì)于中級(jí)工作類型,ψⅡ=1.2；kⅡ-沖擊系數(shù)，對(duì)于操縱室操縱時(shí) ,kⅡ=1.1；y1-主梁下表面距斷面形心軸 x-x 的距離,y1=37 厘米 ；yx-主梁跨中斷面對(duì) x-x 軸慣性力矩，yx=111545 ；4cml-操縱室重心到支點(diǎn)的距離，l=100cm；G 操-操縱室的重量，G 操=400 公斤；G 葫 –電動(dòng)葫蘆的自重， G 葫=500 公斤；q-橋架單位長度重量（公斤／米） ； q= 1000×F×γ+q′=1000×0.0151×7.85+7.5=126kg／m其中： F-主梁斷面面積，F(xiàn)=0.0151 m2γ-材料比重，對(duì)鋼板，γ=7.85t／m2包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098510q′-材料橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷，q′=7.5 t／m；所以：σx=37÷111545×〔(1.2×5000+1.1×500) ÷4×1650+1.1×400×100÷2+1.1×1.26×1650 2÷8〕=1060 公斤/厘米 2結(jié)果：σx=1060 公斤／厘米主梁工字鋼下翼局部彎曲計(jì)算 p輪 Ldac R圖 6b圖 8-3 工字鋼下翼輪壓局部計(jì)算輪壓作用點(diǎn)位置 i 及系數(shù) ζi=a+c-e 式中：i-輪壓作用點(diǎn)與腹板表面的距離（cm） ；c-輪緣同工字鋼翼緣邊緣之間的間隙，取 c=0.4 cm； a= =(12.2-0.85) ÷2=5.675cmb-d2e=0.164R（cm）對(duì)普型工字鋼，翼緣表面斜度為 .16R-為葫蘆定輪踏面曲率半徑，由機(jī)械手冊(cè) 31.84 查得 R=17.5 cm則： e=0.164×17.5=2.87 cm所以：i=5.675 ＋0.4-2.87=3.205ξ= =3.205÷5.675=0.57ia結(jié)果：i=3.205 ξ=0 .57工字鋼下翼緣局部曲應(yīng)力計(jì)算：包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098511圖 8-4 主梁工字鋼如上圖所示 L 點(diǎn)橫向（在 xy 平面內(nèi)） ，局部彎曲應(yīng)力 σ1 由下式 計(jì)算：σx=± 12akP輪0t式中：a1-翼緣結(jié)構(gòu)形成系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)取 a1=0.9；k1-局部彎曲系數(shù)，由圖可得：k1=1.9圖 8-5 局部彎曲系數(shù)其中：t-工字鋼翼緣平均厚度 包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098512δ-補(bǔ)強(qiáng)板厚度 t0=t+δδ=1 cmt=1.37 cmt02=（1.37+1）2=2.372=5.61 cm 2所以：σ1=±(0.9×1.9×1900÷5.61)=579 公斤/厘米2結(jié)果：σ1=579 公斤／厘米2如圖，1 點(diǎn)縱向（在 yz 平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為 σ2 由下式計(jì)算：σ2=± 12akP輪0t式中：k2 由圖得：k2=0.6所以：σ2= =183 公斤／厘米2.9651??如圖中得 α′點(diǎn)縱向（yz 平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為 σ3，由下式計(jì)算：σ3= ± 23akP輪t0式中：K3-局部彎曲系數(shù)，查圖得：k3=0.4a2-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí) a2=1.5所以：σ3=±（1.5×0.4×1900÷5.61）=203 公斤／厘米2主梁跨中斷面當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算圖中的 1 點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為σ 當(dāng)= 221x1x+-(+)??（= 2579(8306)5798306????=1077 公斤／厘米2＜[σ]=1800 公斤／厘米2αˊ點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為 α 當(dāng) αˊ，由下式計(jì)算：α 當(dāng) i=αx+α3=1060+203=1263 公斤／厘米2＜[σ]=1800 公斤／厘米2包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985133.3 剛度計(jì)算垂直靜鋼度計(jì)算f= ≤[f]= 3xPL48EJ?70式中：f-主梁垂直靜撓度（cm）P-靜載荷（公斤）P=Q+G=5000+500=5500 公斤L(fēng)-跨度 L=1100 厘米E-材料彈性衡量，對(duì) 3 號(hào)鋼 E=2.1×103×103公斤/厘米2Jx-主梁斷面垂直慣性矩（ ）4cmJx=111545 4c[f]-許用垂直靜撓度（cm） ，取[f]= 厘米L70所以： f= =2.2cm365014.8254?[f]=1650÷700=2.36cmf＜[f] 所以滿足要求結(jié)果水平靜剛度計(jì)算f 水= ≤[f 水]= 13yPL48EJ?L20式中: f 水-主梁水平靜撓度，cm；P′-水平慣性力，公斤；P′= =（5000+500）÷20=275 公斤；20QG?Jy-主梁斷面水平慣性矩；Jy=21849 ；4cm[f 水]-許用水平靜撓度，取[f 水]= 厘米。L20[f 水]=1650÷200=0.825cm；f 水= =0.56cm36275104.8849?包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098514f 水＜[f 水]= =0.825 厘米 滿足要求16502注：系數(shù) 的選取是按 P 慣= a 平=(Q+G)/9.8×0.5≈ (Q+G)20pg120P 慣-水平慣性力，公斤；g-重力加速度，取 g=9.8m/s2；a 平-起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的加速度，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪為總數(shù)的?時(shí)，取 a=0.5 m/s2。動(dòng)剛度計(jì)算在垂直方向的自振周期：T=2π ≤[T] ＝0.3sMK式中：T-自振周期（秒）M-起重機(jī)和葫蘆的換重量， M= (0.5qlk+G)1g其中：g-重力加速度，g=980cm/s 2；L-跨度， L=16.5m；q-主梁均布載荷，q=1.26 公斤/厘米；G-電動(dòng)葫蘆的重量，G=500 公斤。所以：M= (0.5×1.26×1650＋500)=1.75 公斤· 秒2／厘米1980K= = =5006 公斤／厘米36JzEL632.1054?則：T= =0.1112 秒.574T＜[T]=0.3s3.4 端梁設(shè)計(jì)計(jì)算本產(chǎn)品的端梁結(jié)構(gòu)采用鋼板冷壓成 U 形槽鋼，在組焊成箱形端梁，見下圖，端梁通過車輪將主梁支承在軌道上，端梁同車輪的聯(lián)接形成是將車輪通過心軸安裝在端梁包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098515的腹板上。 y20385Zc=147C9圖 8-6 端梁3.5 輪距的確定= ～ 即 k=( ～ )LkL157157=( ～ ) ×16.5=2.357～3.3m取 k=2.5m=250 厘米3.6 端梁中央斷面幾何特性(1) 斷面總面積參數(shù)見中央斷面圖，則：F=2×30×0.5+2×21×0.5+28.5×1=79.5cm(2) 形心位置(相對(duì)于 z′-z′)則：y1=(2×30×0.5×15+21×0.5×29.75+21×0.5×1.25+28.5×1×15.75) ÷79.5=15.4cm所以：y2=30-15.4=14.7cmAKBC1圖包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098516(相對(duì)于 y′-y′)則：z1=(30×0.5×22.75+30×0.5×1.25+28.5×1×0.5+2×21×0.5×12) ÷79.5=7.9cm所以：z2=23-z1=15.1cm(3) 斷面慣性矩Jx=2×1/12×0.5×30 3+2×30×0.5×0.4 2+1/12×1× 28.5 3+1×28.5×0.35 2+1/12×21×0.5 3+21×0.5×14.5 2+1/12×21×0.5 3+21×0.5×14.15 2=8452.34 4cmJy=2×1/12×0.5×213+2×21×0.5×4.12+1/12×30×0.53+30×0.5×14.852+1/12×30×0.53+30×6.652×0.5+1/12×28.5×13+28.5×7.42=6659.6 4c以上的計(jì)算公式均出自《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P146平行移動(dòng)軸公式：Iz1=Iz+a2AIz=3bh12(4) 斷面模數(shù)Wx=Jx/y1=8452.34÷15.4=751cm3 Wy=Jy/Z2=6659.6÷15.1=441cm33.7 起重機(jī)最大輪壓一般的單梁橋式起重機(jī)是由四個(gè)車輪支承的，起重載荷通過這些支承點(diǎn)傳到軌道道上。3.7.1 起重機(jī)支座及作用起重機(jī)支座反力作用見下圖： G輪 主 G驅(qū)G橫 G載G室G輪 從 圖 12 G輪 主G驅(qū) G橫G載 G輪 從A L1 L2LK/2SlDK1K G橋 BC124.3包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517圖 8-7 起重機(jī)支反力作用3.7.2 起重機(jī)最大輪壓的計(jì)算帶額定載荷小車分別移到左、右兩端極限位置時(shí)，按第Ⅱ類載荷計(jì)算最大輪壓。（1）操縱室操縱，當(dāng)載荷移到左端極限位置時(shí)，各車輪輪壓Na= ·(1+ )+ + + KⅡG 輪主+ KⅡG 驅(qū)+ Q+kG4??12Lkql4?G2端·(L-l)?操 1Nb= ·(1- )+ + + KⅡG 輪主+ KⅡG 驅(qū)+ +k412kql4?2端·GlL?操 ?Nc= ·(1- )+ + + KⅡG 輪從+ KⅡG 驅(qū)+ Q+k4?12kql4?G2端·l?操 1-Nd= ·(1+ )+ + + KⅡG 輪從++kG412Lkql4?2端KⅡG 驅(qū)+ ·(-l)?操 1式中：Q-額定起重量，Q=5000 公斤；G-電葫蘆重量，G=500 公斤；KⅡ-沖擊系數(shù)，對(duì)有操縱室的單梁吊取 kⅡ=1.1；ψⅡ-動(dòng)力系數(shù)，對(duì)中級(jí)工作類型單梁吊取 ψⅡ=1.2；G 端-端梁重，G 端=165kg；G 輪主-主動(dòng)輪裝置重，G 輪主=65.5；G 輪從-從動(dòng)輪裝置重，G 輪從=46 公斤；G 驅(qū)-驅(qū)動(dòng)裝置，G 驅(qū)=497 公斤；G 操-操縱室重量，G 操=400 公斤；q-主梁單位長度的重量.q=126 公斤/m=1.26 公斤/cm；L-跨度，L=1650 厘米；k-輪距，k=250cm；包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098518L2=694cm，L1=740cm；Ki=25cm，l=100cm；s1=841.5cm s2=1310cm 均出自《起重機(jī)計(jì)算實(shí)例》 。所以：Na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×740÷1650)+1.1× 1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1650-100）÷1650×25÷250=3936 公斤=3936NNb=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×465.85÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.149+ 1.1×400×100 ÷1650×25÷250 = 169+571+91+72+54+2.7 =960 公斤=9600NNc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×740÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1650×(250-25)÷200=906 公斤=9060NNd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×740÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×46+1.1×400×（ 1650-100）÷1650×(250-25) ÷250= 3024+381+85+51+350=4192 公斤=41920N⑵ 操縱室操縱包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098519當(dāng)載荷移到右端極限位置時(shí)各車車輪輪壓：Na= ·(1- )+ + + KⅡG 輪主+ KⅡG 驅(qū)+ Q+kG4??2Lkql4?G2端·(L-l)?操 1Nb= ·(1+ )+ + + KⅡG 輪主+ KⅡG 驅(qū)+ ·+k42kql4?2端 GlkL?操 1Nc= ·(1+ )+ + + KⅡG 輪從+ KⅡG 驅(qū)+ ·QG??2Ll?G端 l?操1k-Nd= ·(1- )+ + + KⅡG 輪從+ KⅡG 驅(qū)+ +k4?2Lkql4?2端·G(L-l)?操 1式中：l2=694cm所以：Na=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1650-100）÷1650×25÷250=1089 公斤=10890NNb=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×100÷1650×25÷250=3805 公斤=38050NNc=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1+2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+1.1×46+ 1.1×400×100÷1100×(250-25)÷250=3752 公斤包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098520=37520NNd=(1.2×5000+1.1×500) ÷4×(1-2×694÷1650)+1.1×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×46+1.1×400×（ 1650-100）÷1650×(250-25) ÷250=1345 公斤=13450N當(dāng)起重機(jī)滿載時(shí)，無論在左端或右端NA=ND NB≈NC都相差不大，因此，計(jì)算均通過。⑶ 當(dāng)起重機(jī)空載時(shí)a.操縱室操縱起重機(jī)各輪的輪壓（運(yùn)行到左側(cè)時(shí)）Na 空= ·(1+ )+ + + KⅡG 輪主+ KⅡG 驅(qū)+ ·kG4?12Lkql4?G2端 G(L-l)k?操 1kNb 空= ·(1- )+ + + KⅡG 輪主+ KⅡG 驅(qū)+ ·1l?端 l操 1Nc 空= ·(1- )+ + + KⅡG 輪從+ KⅡG 驅(qū)+ ·k4?1Lkql42端 lkL?操 1-Nd 空= ·(1+ )+ + + KⅡG 輪從+ KⅡG 驅(qū)+ ·G?12l?G端 G(-l)?操1k-式中的各參數(shù)與前面所表示的一樣則：Na 空=1.1×500÷4×(1+2×740÷1650)+1.1 ×1.26×1650÷4+1.1×165÷2+ 1.1×65.5+ 1.1×49+ 1.1×400×（1650-100）÷1650 ×25÷250=261+571+91+72+54+41=1090 公斤=10900NNb 空=1.1×500÷4×(1-2