10030T四梁桥式铸造起重机结构设计_本科毕业设计(论文).doc
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1、太原科技大学本科毕业设计(论文)100/30T 通用桥式起重机结构设计 10030T General bridge crane machine design学 院(系): 机械电子工程系 专 业: 机械设计制造及其自动化完 成 日 期: 2013 年6月10号 太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology100/30T 通用桥式起重机结构设计摘要 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
2、和刚度的精确校核计算。若未通过,再重复上述步骤,直到通过。由于桥架的初校是在草稿中列出,在设计说明书中不予记录,仅记载桥架的精校过程。设计中参考了各种资料, 运用各种途径, 努力利用各种条件来完成此次设计. 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, 力求设计合本设计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。设计过程先理;通过采取计算机辅助设计方法以及参考前人的先进经验, 力求有所创新;通过计算机辅助设计方法, 绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能, 力求设计高效。 关键词: 通用桥式起重机; 校核; 许用应力10030T General
3、bridge crane machine designAbstractFirst with the estimated size of crane structure data of the crane strength, fatigue strength, stability, rigidity for rough checking calculation, these factors have to be allowable material requirements, draw bridge diagram . Then calculate the main beam and side
4、beams weight load, and then this load for bridge strength and stiffness of accurate checking calculation. If not passed, repeat the above steps, until the adoption. As the bridge of the primary sources listed in the draft, not in the design of manual record, record only the essence of the school bri
5、dge process. Design a variety of reference materials, using various means, to use a variety of conditions to complete the design of the appropriate design of a variety of designs through repeated, serious discussion, constantly re-checking, and strive to design and reasonable; through the adoption o
6、f computer-aided design and reference previous advanced experience, and strive to be innovative; by computer-aided design, drawing and design calculations are a powerful full computer accessibility, and strive to design efficient.Keywords:Bridge crane ; verification; allowable stress 目 录第一章 总体设计方案.1
7、1.1 基本参数11.2 总体结构尺寸11.3 材料的选择及许用应力11.4 各部件尺寸和截面性质.2 1.4.1 主梁尺寸.2 1.4.2 端梁尺寸.3 1.4.3 主梁截面性质.4 1.4.4 端梁截面性质.5第二章 桥架分析.62.1 载荷组合的确定.62.2 主梁载荷计算.6 2.2.1 主梁自重.6 2.2.2 主小车布置.7 2.2.3 惯性载荷.7 2.2.4 偏斜运行侧向力.7 2.2.5 扭转载荷.9第3章 主梁计算.93.1 内力分析.93.1.1 垂直载荷.93.1.2 水平载荷.123.2 强度校核.17 3.3 疲劳强度校核.20 3.4 稳定性校核.23第四章 端梁
8、计算.304.1 垂直载荷.304.2 水平载荷.314.3 强度校核.33 4.4 疲劳强度校核.35 4.5 稳定性校核.38 4.6 端梁的拼接.39第五章 刚度计算.44 5.1 桥架的垂直静刚度.45 5.2 桥架的水平惯性位移.45 5.3 垂直动刚度.45 5.4 水平动刚度.46第六章 桥架拱度.47第七章 结论与展望.49参考文献.50致 谢.51外文翻译.52- V -100/30T 通用桥式起重机结构设计 第一章 总体设计方案1.1 基本参数起重量:Q=100/30t;跨度:L=31.5m; 起重机重量:180t工作级别: A6; 起升高度(主/副):H=20/22m起升
9、速度(主/副):5.02/9.34m/min; 运行速度(主/副):36.1/78.5m/min轮距:6.0mm; 轨距(主/副):2.0m小车轮压:50460kg; 大车轮压:56000kg;1.2 总体结构及尺寸根据已知参数,此桥式冶金铸造起重机采用四粱框架结构比较合理,如图1.1所示 图1.11.3 材料的选择及许用应力 根据总体结构,铸造起重机工作级别为A6,工作环境温度较高,起重量大,频繁起吊,设计计算时疲劳强度为其首要条件,选用对应力集中不敏感的Q235-A,考虑起重量较大,主梁采用偏轨箱型梁。 材料许用应力及性能常数见表1.1、表1.2 板厚 正应力 剪应力 mm 1637015
10、2.0167.9184.487.7696.94106.5 16370158.8175.4192.691.7101.3111.2表1.1 材料的许用应力表 表1.2 材料的性能常数表弹性模量剪切弹性模量比重206107.94 78501.4 各部件尺寸及截面性质 1.4.1 主梁尺寸初选高度=18532250mm考虑大车运行机构安装在主梁内,故将主梁取为大截面薄钢板的形式,以达到节省材料、重量轻的要求,取腹板高度。上、下翼缘板厚度取腹板厚度主梁总高度:主梁宽度:腹板外侧间距离取上下翼缘板外伸长部分不相同,分别为主梁尺寸如图1.2所示 图1.2 1.4.2 端梁尺寸大车轴距:根据小车轨距和偏轨箱形
11、梁宽度以及大车运行机构的设置,取, 端梁全长8m 高度取考虑大车轮安装,端梁内宽总宽翼缘板厚,腹板厚8mm端梁尺寸如图1.3所示 图1.3 1.4.3 主梁截面性质 如图所示1.4 图1.4 主梁主截面形心:惯性矩计算: 1.4.4 端梁截面性质如图1.5所示 图1.5端梁:截面面积:形心: 惯性矩计算: 第二章 桥架分析2.1 载荷组合的确定 1起升冲击系数:,对桥式铸造起重机 2 起升动载系数:3 运行冲击系数: 其中,为大车运行速度 =78.5,为轨道街头处两轨面得高度差 ,根据工作级别,动载荷用载荷组合 进行计算,应用运行冲击系数。4.确定载荷组合根据此起重机的工作情况,动载荷适宜用组
12、合II进行计算,应用运行冲击系数;但是由于原始参数只给了轮压而没有给小车的自重,所以小车自重无法确定,且小车各部分重量的偏心距也是未知量,为了安全起见选用、中最大者来计算动载荷。由以上计算知最大,按组合考虑由代替计算小车自重的动载荷,可不计算偏斜侧向力,这样计算偏安全。2.2 主梁载荷计算 2.2.1 主梁自重查表得主小车轮压55000kg,选用车轮材料2G35GrMnSi,车轮直径,轨道型号QU120,许用值38700kg,由轨道型号QU120查得轨道理论重量.主小车轨道重量:栏杆等重量:主梁的均布载荷: 2.2.2 小车轮压小车布置:两侧起升机构对称布置,重心位于对称中心吊具重量:起升载荷
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