3320 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計,橋式起重機(jī),主體,結(jié)構(gòu)設(shè)計 華 東 交 通 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題 目: 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計 Design of main body structure of bridge-type hoist crane學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計與制造 班 級: 01 機(jī)設(shè)（1）班 學(xué)生姓名: 陳向城 學(xué) 號: 20010310010807 指導(dǎo)教師: 范士娟 完成日期: 2005-6-13 畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。就我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫的研究成果，也不包含為獲得華東交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。如在文中涉及抄襲或剽竊行為，本人愿承擔(dān)由此而造成的一切后果及責(zé)任。本人簽名 導(dǎo)師簽名 2005 年 6 月 13 日華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書姓 名 陳向城 學(xué) 號 20010310010807 畢業(yè)屆別 2005 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計指導(dǎo)教師 范士娟 學(xué) 歷 碩 士 職 稱 講 師具體要求：一、設(shè)計參數(shù)1．起重量：Q=10t,工作級別為 A5（中級 JC=25%） ；2．跨度 L=16.5m,大車輪距 B=4.5m,小車輪距 b=1.6m；3．大車運行機(jī)構(gòu)重 Gy=2200kg,小車自重 Gx=4800kg；4．小車運行速度 u=40m/min，大車運行速度 v=90m/min；二、任務(wù)要求1．進(jìn)行橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算；2．編制詳細(xì)的設(shè)計計算說明書；3．繪制主梁結(jié)構(gòu)圖、端梁結(jié)構(gòu)圖、橋式起重機(jī)總圖。進(jìn)度安排：4.16~4.20 做好各項準(zhǔn)備，查閱相關(guān)的文獻(xiàn)及書籍4.21~5.15 完成所有的設(shè)計計算5.16~5.30 畫出設(shè)計要求的圖紙：主梁結(jié)構(gòu)圖、端梁結(jié)構(gòu)圖、橋式起重機(jī)總圖；6.1~6.10 打出計算說明書及畢業(yè)總結(jié)（含英文摘要）6.11~6.18 為畢業(yè)論文答辯作準(zhǔn)備6.20~6.22 畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師簽字：年 月 日教研室意見：教研室主任簽字：年 月 日題目發(fā)出日期 設(shè)計（論文）起止時間附注：華東交通大學(xué)學(xué)生開題報告書課題名稱 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計課題來源 課題類型 AY 導(dǎo) 師 范士娟學(xué)生姓名 陳向城 學(xué) 號 20010310010807 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計開題報告內(nèi)容：起重機(jī)是在建筑工地、工廠等場所廣泛使用的一種機(jī)械裝置，它的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代化生產(chǎn)特點的標(biāo)志，它將人們從繁重是體力勞動中解放出來，提高生產(chǎn)率。這次設(shè)計是橋式起重機(jī)的主體結(jié)構(gòu)部分，主要包括橋式起重機(jī)的主梁和端梁的設(shè)計計算。通常把橋式起重機(jī)的主梁與端梁等部件組成的結(jié)構(gòu)稱為橋架，本次設(shè)計采用正軌箱形梁橋架，正軌箱形梁橋架由兩根主梁和端梁構(gòu)成。主梁外側(cè)分別設(shè)有走臺。主梁與端梁通過連接板焊接在一起形成剛性結(jié)構(gòu)。為了運輸方便在端梁中間設(shè)有接頭，通過連接板和角鋼使用螺栓連接。這種結(jié)構(gòu)運輸方便、安裝容易。小車軌道通過焊接在主梁上的壓板固定于蓋板中央，故稱正軌箱形梁。橋式起重機(jī)是廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房里的一種起重運輸裝置。設(shè)計一個結(jié)構(gòu)合理、使用方便、工作可靠的橋式起重機(jī)在實際生產(chǎn)中具有積極的現(xiàn)實意義。方法及預(yù)期目的：方法：（1）確定起重機(jī)的總體方案，主梁采用正軌箱形結(jié)構(gòu)； （2）確定起重機(jī)的各個參數(shù)，初定跨度 L=16.5m；（3）計算橋架主梁結(jié)構(gòu)，初步確定主梁的各個尺寸；（4）在確定主梁的初定尺寸后，對所選參數(shù)進(jìn)行驗算，然后合理調(diào)整尺寸；（5）對橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，使之符合基本設(shè)計要求；（6）用 AUTOCAD 繪制主梁、端梁以及總體結(jié)構(gòu)圖；（7）編輯論文預(yù)期目的：主體結(jié)構(gòu)設(shè)計符合基本要求，功能實現(xiàn)合理、結(jié)構(gòu)簡單使用、工作可靠。指導(dǎo)教師簽名： 日期：課題類型：（1）A—工程設(shè)計；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；（2）X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題 （1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱書(1)姓 名 陳向城 學(xué) 號 20010310010807 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計與制造畢業(yè)設(shè)計(論文)題目 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽字：年 月 日評閱人評語：評閱人簽字：年 月 日得分得分等級華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱書(2)姓 名 陳向城 學(xué) 號 20010310010807 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計與制造畢業(yè)設(shè)計(論文)題目 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計答辯小組評語：等級組長簽字：年 月 日答辯委員會綜合評語： 等級答辯委員會主任簽字：年 月 日（學(xué)院公章）注：答辯小組根據(jù)評閱人的評閱簽署意見、初步評定成績，交答辯委員會審定，蓋學(xué)院公章?！暗燃墶庇脙?yōu)、良、中、及、不及五級制（可按學(xué)院制定的畢業(yè)設(shè)計(論文) 成績評定辦法評定最后成績） 。華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄姓 名 陳向城 學(xué) 號 20010310010807 畢業(yè)屆別 2005 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計題目 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計 答辯時間答辯組成員（簽字）：答辯記錄：記錄人（簽字）：年 月 日答辯小組組長（簽字）：年 月 日附注：橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要起重機(jī)的用途是將物品從空間的某一個地點搬運到另一個地點。為了完成這個作業(yè)，起重機(jī)一般具有使物品沿空間的三個方向運動的機(jī)構(gòu)。橋式類型的起重機(jī)是依靠起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)的組合運動使所搬運的物品在長方形平面內(nèi)作運動。起重機(jī)是現(xiàn)代生產(chǎn)不可缺少的組成部分，借助起重機(jī)可以實現(xiàn)主要工藝流程和輔助作業(yè)的機(jī)械化，在流水線和自動線生產(chǎn)車間中，起重機(jī)大大提高了生產(chǎn)效率。本文主要完成了橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計及主梁和端梁的校核計算。采用正軌箱形梁橋架，正軌箱形梁橋架由兩根主梁和端梁構(gòu)成。主梁外側(cè)分別設(shè)有走臺，并與端梁通過連接板焊接在一起形成剛性結(jié)構(gòu)。為了運輸方便在端梁中間設(shè)有接頭，通過連接板和角鋼使用螺栓連接，這種結(jié)構(gòu)運輸方便、安裝容易。小車軌道固定于主梁的壓板上，壓板焊接在蓋板的中央。本文正確選擇了起重機(jī)橋架鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式和構(gòu)件截面，以保證其在使用過程中的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計時，同時還注意了起重機(jī)的結(jié)構(gòu)制造工藝性、省料、安裝以及維修方便等問題。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；主體結(jié)構(gòu)；橋架Design of main body structure of bridge-type hoist crane AbstractThe usage of hoist crane is to transport goods from some place to another one. In order to accomplish this job, there is mechanism in the hoist crane which makes the goods move along the space in three directions. The bridge type hoist crane carries the goods to move in the rectangular plane depending upon the combination of the hoist crane movement mechanism and the car movement.The hoist crane plays an important role in the modern age. It is possible to realize the mechanization of main technical process and assistance work with the help of the hoist crane. The hoist crane can improve the production efficiency greatly in the assembly line and production workshop.This paper mainly completes the design of main-body structure and checking up calculation of the bridge-type hoist crane. Box-girder bridge type is adopted which is made up of two main beams and end girders. The main beams have walking platform on outside plates and welded with end girders to form rigid structure. For transportation convenience, joints are adopted in the middle of the end girders, and connected together with junction panels, angle-steels and bolts, which brings about transportation convenience and easy fixing. The car rails are fixuped on up-plates of the main beams which are welded in the middle of the up-plates.The hoist crane bridge types and the structural cross sections are chosen correct to ensure their intensity, the rigidity and the stability in the use process. Meanwhile, the structure manufacture technology capability, materials saving, fixing and convenience of maintenance and so on are paid attention to.Key word: Bridge-type hoist crane; main body structure; bridge目 錄第 1 章 緒言……………………………………………………………………………………………11.1 起重機(jī)的概述‥…………………………………………………………………………11.2 起重機(jī)發(fā)展趨勢………………………………………………………………………‥1第 2 章 起重機(jī)總體方案設(shè)計……………………………………………………………………32.1 起重機(jī)參數(shù)確定…………………………………………………………………………32.2 起重機(jī)總體方案……………………………………………………………………………32.3 橋架主體結(jié)構(gòu)方案…………………………………………………………………………3第 3 章 起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………………53.1 起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)載荷情況…………………………………………………………………53.2 橋架金屬結(jié)構(gòu)計算…………………………………………………………………………53.2.1 主梁計算載荷………………………………………………………………………53.2.2 主梁截面尺寸的選擇………………………………………………………………7第 4 章 主體結(jié)構(gòu)各承載部分的計算與校核………………………………………………94.1 主梁主要截面計算……………………………………………………………………94.2 主梁支承附近截面計算………………………………………………………………104.3 端梁計算…………………………………………………………………………………16總結(jié)…………………………………………………………………………………………………………20參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………………21附錄 A：英文原文………………………………………………………………………………………22附錄 B：英文譯文………………………………………………………………………………………25謝辭…………………………………………………………………………………………………………28華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書姓名 陳向城 學(xué)號 20010310010807 畢業(yè)屆別 2005 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計及 制造畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計指導(dǎo)教師 范士娟 學(xué) 歷 碩士 職 稱 講師具體要求：一、設(shè)計參數(shù)1．起重量：Q=10t, 工作級別為 A5（中級 JC=25%） ；2．跨度 L=16.5m,大車輪距 B=4.5m,小車輪距 b=1.6m；3．大車運行機(jī)構(gòu)重 Gy=2200kg,小車自重 Gx=4800kg；4．小車運行速度 u=40m/min，大車運行速度 v=90m/min；二、任務(wù)要求1．進(jìn)行橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算；2．編制詳細(xì)的設(shè)計計算說明書；3．繪制主梁結(jié)構(gòu)圖、端梁結(jié)構(gòu)圖、橋式起重機(jī)總圖。三、進(jìn)度安排：4.16~4.20 做好各項準(zhǔn)備，查閱相關(guān)的文獻(xiàn)及書籍4.21~5.15 完成所有的設(shè)計計算5.16~5.30 畫出設(shè)計要求的圖紙：主梁結(jié)構(gòu)圖、端梁結(jié)構(gòu)圖、橋式起重機(jī)總圖；6.1~6.10 打出計算說明書及畢業(yè)總結(jié)（含英文摘要）6.11~6.18 為畢業(yè)論文答辯作準(zhǔn)備6.18~6.21 畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師簽字：2005 年 月 日教研室意見：教研室主任簽字：2005 年 月 日題目發(fā)出日期 設(shè)計（論文）起止時間附注：華東交通大學(xué)學(xué)生開題報告書課題名稱 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計課題來源 模擬課題 課題類型 AY 導(dǎo) 師 范士娟學(xué)生姓名 陳向城 學(xué) 號 20010310010807 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計及制造開題報告內(nèi)容：起重機(jī)是在建筑工地、工廠等場所廣泛使用的一種機(jī)械裝置，它的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代化生產(chǎn)特點的標(biāo)志，它將人們從繁重是體力勞動中解放出來，提高生產(chǎn)率。這次設(shè)計是橋式起重機(jī)的主體結(jié)構(gòu)部分，主要包括橋式起重機(jī)的主梁和端梁的設(shè)計計算。通常把橋式起重機(jī)的主梁與端梁等部件組成的結(jié)構(gòu)稱為橋架，本次設(shè)計采用正軌箱形梁橋架，正軌箱形梁橋架由兩根主梁和端梁構(gòu)成。主梁外側(cè)分別設(shè)有走臺。主梁與端梁通過連接板焊接在一起形成剛性結(jié)構(gòu)。為了運輸方便在端梁中間設(shè)有接頭，通過連接板和角鋼使用螺栓連接。這種結(jié)構(gòu)運輸方便、安裝容易。小車軌道通過焊接在主梁上的壓板固定于蓋板中央，故稱正軌箱形梁。橋式起重機(jī)是廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房里的一種起重運輸裝置。設(shè)計一個結(jié)構(gòu)合理、使用方便、工作可靠的橋式起重機(jī)在實際生產(chǎn)中具有積極的現(xiàn)實意義。方法及預(yù)期目的：方法：（1）確定起重機(jī)的總體方案，主梁采用正軌箱形結(jié)構(gòu)； （2）確定起重機(jī)的各個參數(shù)，初定跨度 L=16.5m；（3）計算橋架主梁結(jié)構(gòu)，初步確定主梁的各個尺寸；（4）在確定主梁的初定尺寸后，對所選參數(shù)進(jìn)行驗算，然后合理調(diào)整尺寸；（5）對橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，使之符合基本設(shè)計要求；（6）用 AUTOCAD 繪制主梁、端梁以及總體結(jié)構(gòu)圖；（7）編輯論文預(yù)期目的：主體結(jié)構(gòu)設(shè)計符合基本要求，功能實現(xiàn)合理、結(jié)構(gòu)簡單使用、工作可靠。課題類型：（1）A—工程設(shè)計；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；（2）X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題（1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要起重機(jī)的用途是將物品從空間的某一個地點搬運到另一個地點。為了完成這個作業(yè)，起重機(jī)一般具有使物品沿空間的三個方向運動的機(jī)構(gòu)。橋式類型的起重機(jī)是依靠起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)的組合運動使所搬運的物品在長方形平面內(nèi)作運動。起重機(jī)是現(xiàn)代生產(chǎn)不可缺少的組成部分，借助起重機(jī)可以實現(xiàn)主要工藝流程和輔助作業(yè)的機(jī)械化，在流水線和自動線生產(chǎn)車間中，起重機(jī)大大提高了生產(chǎn)效率。本文主要完成了橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計及主梁和端梁的校核計算。采用正軌箱形梁橋架，正軌箱形梁橋架由兩根主梁和端梁構(gòu)成。主梁外側(cè)分別設(shè)有走臺，并與端梁通過連接板焊接在一起形成剛性結(jié)構(gòu)。為了運輸方便在端梁中間設(shè)有接頭，通過連接板和角鋼使用螺栓連接，這種結(jié)構(gòu)運輸方便、安裝容易。小車軌道固定于主梁的壓板上，壓板焊接在蓋板的中央。本文正確選擇了起重機(jī)橋架鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式和構(gòu)件截面，以保證其在使用過程中的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計時，同時還注意了起重機(jī)的結(jié)構(gòu)制造工藝性、省料、安裝以及維修方便等問題。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；主體結(jié)構(gòu)；橋架Design of main body structure of bridge-type hoist crane AbstractThe usage of hoist crane is to transport goods from some place to another one. In order to accomplish this job, there is mechanism in the hoist crane which makes the goods move along the space in three directions. The bridge type hoist crane carries the goods to move in the rectangular plane depending upon the combination of the hoist crane movement mechanism and the car movement.The hoist crane plays an important role in the modern age. It is possible to realize the mechanization of main technical process and assistance work with the help of the hoist crane. The hoist crane can improve the production efficiency greatly in the assembly line and production workshop.This paper mainly completes the design of main-body structure and checking up calculation of the bridge-type hoist crane. Box-girder bridge type is adopted which is made up of two main beams and end girders. The main beams have walking platform on outside plates and welded with end girders to form rigid structure. For transportation convenience, joints are adopted in the middle of the end girders, and connected together with junction panels, angle-steels and bolts, which brings about transportation convenience and easy fixing. The car rails are fixuped on up-plates of the main beams which are welded in the middle of the up-plates.The hoist crane bridge types and the structural cross sections are chosen correct to ensure their intensity, the rigidity and the stability in the use process. Meanwhile, the structure manufacture technology capability, materials saving, fixing and convenience of maintenance and so on are paid attention to.Key word: Bridge-type hoist crane; main body structure; bridge 橋式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計第 1 章 緒言1.1 起重機(jī)的概述工程起重機(jī)是各種工程建設(shè)廣泛使用的重要起重設(shè)備，它對減輕勞動強(qiáng)度，節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。起重機(jī)作業(yè)是使物品沿空間的三個方向運動。其中作上下移動的起升機(jī)構(gòu)是不可缺少的。平面運動可以用兩種不同的運動組合來實現(xiàn)。按照這種組合方式不同，起重機(jī)可分為兩大類型：橋式起重機(jī)和回轉(zhuǎn)類型起重機(jī)。橋式類型起重機(jī)就依靠起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)的組合使所搬運的物品在長方形平面內(nèi)運動。驅(qū)動起重機(jī)運動的是起升機(jī)構(gòu)、運行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)。為了實現(xiàn)這些運動、安放這些機(jī)構(gòu)并承受載荷，起重機(jī)必須有足夠的強(qiáng)度和剛度的金屬結(jié)構(gòu)，有驅(qū)動機(jī)構(gòu)運動并實現(xiàn)運動控制的動力控制系統(tǒng)；以及，為保證起重機(jī)安全并可靠運轉(zhuǎn)的安全和信號指示裝置。起重機(jī)的特點是：短周期的循環(huán)作業(yè)。一個工作循環(huán)包括：取物，起升并運行靠卸貨點，下降，卸料，然后空車返回原地。一個工作循環(huán)的時間一般只要幾十秒種到幾分鐘，最長的也不會超過一、二十分鐘。這一特點對它的動力裝置的選擇及電氣設(shè)備容量的計算有較大的影響。經(jīng)常起動、制動引起傳動機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈沖擊和振動，導(dǎo)致產(chǎn)生較大的動載荷，由于這種載荷是非常平穩(wěn)的，這使得強(qiáng)度和疲勞計算變得較為復(fù)雜。此外，對于裝卸散裝物料的起重機(jī)，生產(chǎn)效率是一個很重要的性能指標(biāo)， 它不僅取決于各機(jī)構(gòu)的運動速度，而且也依賴裝卸物料的輔助時間的大小。因此對于速度、加速度值，運動的重疊程度，取物及卸貨的自動化程度的選擇等都應(yīng)仔細(xì)考慮。雙梁橋式起重機(jī)尤其適合室內(nèi)重物的起升和搬運，所以廣泛被工廠所采用。橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計好與壞對起重機(jī)的性價比（性能與價格的比）提高有很重要的意義。長期以來，機(jī)械設(shè)計工作者沿用類比的設(shè)計方法。這種設(shè)計過程可概括為“設(shè)計—分析—再設(shè)計”的過程。即首先根據(jù)設(shè)計任務(wù)及要求進(jìn)行調(diào)查研究和收集有關(guān)資料，參照相同或類似任務(wù)現(xiàn)有的、已經(jīng)完成的較為成熟的設(shè)計方案。憑借設(shè)計者的經(jīng)驗輔以必要的分析計算。確定一個合適的設(shè)計方案，并通過估算初步確定有關(guān)參數(shù)，然后對初定方案進(jìn)行必要的分析及校核計算；如果某些設(shè)計要求得不到滿足。則可進(jìn)行設(shè)計方案的修改。設(shè)計參數(shù)的調(diào)整，并再次的進(jìn)行分析計算。如此多次反復(fù)，直到獲得滿意的設(shè)計方案為止。此方法不僅需要花費較多的時間，增加設(shè)計周期，而且只限于在少數(shù)方案中進(jìn)行分析比較。隨著電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以線性規(guī)劃與非線性規(guī)劃為主要內(nèi)容的新的數(shù)學(xué)規(guī)劃應(yīng)用于工程設(shè)計問題。雙梁橋式起重機(jī)橋架設(shè)計應(yīng)用該優(yōu)化方法，將迅速得到一對相對很合理的截面參數(shù)。這不僅降低了設(shè)計者的工作強(qiáng)度，而且與提高了設(shè)計方案的可行性。使得起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，對減輕起重機(jī)自重，提高起重性能，節(jié)約鋼材，提高起重機(jī)的可靠性都有重要意義。2.2 起重機(jī)發(fā)展趨勢對工程起重機(jī)，特別是大功率的工程起重機(jī)的需要量日以增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝在工程起重機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。所有這些因素都有里地促進(jìn)了工程起重機(jī)的發(fā)展。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有工程起重機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)資料的分析，近年來工程起重機(jī)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）廣泛采用液壓技術(shù)液壓傳動具有體積小、重量輕、機(jī)構(gòu)緊湊、能無級調(diào)速、操縱簡便、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和工作安全的優(yōu)點。（2）通用型起重機(jī)以中小型為主，專用起重機(jī)向大型大功率發(fā)展為了提高建設(shè)工程的裝卸和安裝作業(yè)的機(jī)械化程度，工程起重機(jī)的發(fā)展，仍然是以輕便靈活的中小型起重機(jī)為主。（3）重視“三化” ，逐步過渡采用國際標(biāo)準(zhǔn)三化是指：標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化（4）發(fā)展一機(jī)多用產(chǎn)品為了充分發(fā)揮工程起重機(jī)的作用，擴(kuò)大其使用范圍，有的國家在設(shè)計起重機(jī)是重視了 產(chǎn)品的多用性。（5）采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝為了減輕起重機(jī)的自重，提高起重機(jī)的性能，保證起重機(jī)可靠地工作，現(xiàn)在都多采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝。第 2 章 起重機(jī)總體方案設(shè)計2.1 起重機(jī)參數(shù)確定（1）室內(nèi)工作（2）額定起重量：Q = 10 噸（3）起升高度：H = 12 米（4）起升速度：v 升 = 8 米/分 （5）小車運行速度：v 小 = 40 米/分（6）大車運行速度：v 大 = 90 米/分選跨度 L = 16.5 米，機(jī)構(gòu)工作類別 — 中級（JC = 25%）2.2 起重機(jī)總體方案對于起重量為 10 噸的橋式起重機(jī)，可以設(shè)計成電動單梁葫蘆式，即橋式起重機(jī)采用單主梁結(jié)構(gòu)，在主梁的下端焊接有工字鋼來作為電動葫蘆的運行軌道，起吊貨物直接通過電動葫蘆完成；還可以采用雙梁小車式方案，即采用雙主梁結(jié)構(gòu)，小車運行于安裝在主梁上的軌道上，起吊貨物由小車起升機(jī)構(gòu)來完成。對這兩種方案都是可行的，同時也是現(xiàn)在比較通用的兩個設(shè)計方案，經(jīng)過認(rèn)真比較，決定采用雙梁小車式。首先，雖然現(xiàn)在起重量為 10 噸的電動葫蘆已經(jīng)大量生產(chǎn)，但還沒有實行標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，設(shè)計資料相對殘缺和稀少；而運行小車式橋式起重機(jī)設(shè)計資料相對多一點，有利于進(jìn)一步的設(shè)計和優(yōu)化。其次，這次設(shè)計的起重機(jī)選用跨度為 16.5 米，如果采用單梁電動葫蘆式，勢必使主梁結(jié)構(gòu)龐大，由于主梁大都采用箱形焊接結(jié)構(gòu)，尺寸增大就會增加焊接難度，且增大焊接變形。再次，采用雙梁小車式，設(shè)計制造安裝方便，設(shè)備維護(hù)和維修簡單。雙梁橋式起重機(jī)傳動系統(tǒng)的設(shè)計，主要包括起升機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)的設(shè)計、小車運行機(jī)構(gòu)設(shè)計及大車運行驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計。主要采用電力驅(qū)動，通過聯(lián)軸器和減速器再把動力傳遞到工作機(jī)構(gòu)，對于這種傳遞系統(tǒng)，由于電動機(jī)、聯(lián)軸器及減速器均以標(biāo)準(zhǔn)化，因而可以選用標(biāo)準(zhǔn)件而簡化設(shè)計。2.3 橋架主體結(jié)構(gòu)方案（1）主梁采用正軌箱形結(jié)構(gòu)（如圖 1 a） a — 正軌箱形梁；b — 偏軌箱形梁；c — 半偏軌箱形梁圖 1 正軌箱形結(jié)構(gòu)圖（2）橋架為焊接結(jié)構(gòu)（如圖 2）圖 2 箱形梁焊接圖第 3 章 起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)載荷情況作用在起重機(jī)上的外載荷有：起升載荷、自重載荷、動載荷和風(fēng)載荷等。（1）起升載荷起升載荷就是由起升機(jī)構(gòu)吊起的貨物和取物裝置以及其它隨同升降的裝置重量之總合。對起升高度很大的鋼絲繩起升機(jī)構(gòu)，起升載荷應(yīng)包括掛著的鋼絲繩重量。（2）自重載荷起重機(jī)本身重量包括機(jī)械部分、金屬結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備等的重量。如果起重機(jī)上裝有運輸機(jī)，則應(yīng)考慮運輸機(jī)及其上的貨物的重量。自重在設(shè)計前一般是未知的，可參考同類型參數(shù)接近的起重機(jī)的自重做初步選定。有些手冊上列有各類起重機(jī)依照起重量或載重力矩而定的自重表可供參考。自重的分配根據(jù)結(jié)構(gòu)情況而定。機(jī)械及電氣設(shè)備一般可看作是集中載荷，箱形結(jié)構(gòu)和連續(xù)運輸機(jī)上的貨物可看作是連續(xù)分布的。（3）動載荷動載荷是由運動速度改變而引起的質(zhì)量力，即慣性力。在啟動與制動期間，剛體做平移運動時，它的質(zhì)量產(chǎn)生加速或減速慣性力。（4）風(fēng)載荷由于本設(shè)計是屬于室內(nèi)工作，故不存在風(fēng)載荷。3.2 橋架金屬結(jié)構(gòu)計算所計算是起重機(jī)橋架由兩根用鋼板焊接是箱形主梁組成，主梁固定在裝有大車輪的端梁上。此外，裝有大車運行機(jī)構(gòu)的輔助橫梁和縱梁也固定在橋架上。橋架上設(shè)有欄桿和走臺在端梁頭部裝有緩沖器。橋架跨度 L = 16.5 米初定起重機(jī)輪距 B = 4.5 米初定小車軌距 K 小車 =2 米初定小車輪距 b= 1.6 米橋架為正軌箱形焊接結(jié)構(gòu)。橋架材料選用 Q215 鋼（GB700-88）3.2.1 主梁計算載荷假定小車車輪輪壓相等，則起重機(jī)在額定載荷下每一個車輪到軌道上的移動載荷為：P = K + = 1.2 + = 4200 公斤1動 4Q小 車G?4108式中 K 動 — 動力系數(shù)，考慮貨物提升或下降時的慣性力，K 動 = 1.1 ；1.2 ；1.3 — 相應(yīng)于輕級、中級和重級工作類型，本設(shè)計采用中級工作類型。假定大車運行機(jī)構(gòu)的重量均勻地作用在一根梁上，則雙梁橋架半邊的重量和運行機(jī)構(gòu)自重所產(chǎn)生的均布載荷為：q = 公斤/米梁 4801.5.6205.0?????cKLG機(jī)橋式中 — 半邊焊接箱形雙梁橋架自重（不包括端梁） ， 近似為 = 5000 公斤橋G5.0 橋G5.（如圖 3） ；— 大車運行機(jī)構(gòu)重量，近似為 = 2200 公斤；機(jī) 機(jī)G— 考慮起重機(jī)運行時振動的系數(shù)；cK當(dāng) v 時， = 1.0；起 秒米 /1?cK當(dāng) 1.5 米/秒 v 時， = 1.1；?起 秒米 /1c當(dāng) 3 米/秒 v 時， = 1.2。?起 秒米 /5.1cK圖 3 雙梁橋架焊接箱形重量曲線圖司機(jī)室和電氣設(shè)備重量產(chǎn)生的集中載荷為：p = G = 1.1 2000 = 2200 公斤2cK司 ?式中 G 司 — 司機(jī)室和電氣設(shè)備的重量，G 司 = 2000 公斤 集中驅(qū)動的大車運行機(jī)構(gòu)裝在與主梁相連的懸臂橫梁上，其扭矩為：M = e = 2200 0.75 = 1650 公斤 米1機(jī)G??式中 e — 為大車運行機(jī)構(gòu)重心至主梁截面中心的水平距離。M根據(jù)計算經(jīng)驗，當(dāng)起動和制動時起重機(jī)的加速度為 0.25 米/秒 和 0.5 米/秒 ，而當(dāng)22猛烈起動或制動時，假定加速度增加一倍，即 0.5 米/秒 和 1.0 米/秒 。根據(jù)車輪和軌2道的粘著條件，最大加速度為：0.98 米/秒????48.920max總驅(qū)ng?2因此，猛烈制動時 = 0.98 米/秒 。橋架猛烈制動時在水平面內(nèi)引起的橫向均布ax制 2慣性載荷為： maxmax5.0制機(jī)橋制慣 gLGLq??公斤/米498..168925?猛烈制動時，由司機(jī)室重量在水平面內(nèi)引起的橫向集中慣性載荷為：200 公斤??.0max1制司慣 gGp猛烈制動時，小車自重和吊重在水平面內(nèi)引起的橫向集中慣性載荷為：740 公斤???98..21482ax制小 車慣 Q根據(jù)計算經(jīng)驗，起動和制動時，小車的加、減速度為 0.1 米/秒 和 0.25 米/秒 ，當(dāng)22猛烈起動和制動時，小車的加速度可為 0.2 米/秒 和 0.5 米/秒 。根據(jù)車輪和軌道的粘著條件加速度值可達(dá) 0.98 米/秒 。因此，小車猛烈制動時 a 制 max= 0.5 米/秒 。當(dāng)負(fù)載2小車猛烈制動時，在水平面內(nèi)的縱向集中慣性載荷為：378 公斤??????5.08.9214max3制小 車慣 gQGp3.2.2 主梁截面尺寸的選擇橋架中部箱形主梁的高度：H =（ ）L = （ ） 16500201~6201~6=1030 ~ 825 毫米取 H = 900 毫米支承處的梁高為：H =（0.6 ~ 0.7）H =（0.6 ~ 0.7） = 540 ~ 630 毫米1 90?取 H = 600 毫米1變截面傾斜長度：L =（0.1 ~ 0.2）L =（0.1 ~ 0.2） = 1650 ~ 3300 毫米c 1650?取 L = 2000 毫米c上、下翼緣板寬度：B =（0.5 ~ 0.33）H =（0.5 ~ 0.33） = 450 ~ 297 毫米90?此外，翼緣寬度應(yīng)滿足條件：B 毫米?35160?L取 B = 350 毫米初算時取腹板厚度 毫米，而上、下翼緣板厚度 毫米（圖 4）61?? 82?a — 跨中；b — 支承附近圖 4 橋架主梁橫截面第 4 章 主體結(jié)構(gòu)各承載部分的計算與校核4.1 主梁主要截面計算上、下翼緣的截面積： F = 2 厘米1568.03??2腹板的截面積 F = 2 厘米1.4截面總面積： F = F + F = 56 + 106 = 162 厘米12 2對 x — x 軸的截面慣性矩：翼緣：I ????????????231 4.08.52.0x= 111400 厘米 4腹板：I = 厘米x26801.03??4截面總慣性矩：I I I = 111400 + 68080?X?x12= 180480 厘米 4對 x — x 軸的截面模數(shù)：W = 厘米x01581?ZI3對 y — y 軸的截面慣性矩翼緣：I = 厘米y171238.0??4腹板：I ???????????232 3.056.481.y= 26483 厘米截面總慣性矩：I I I = 5717 + 26483?y1?y2= 32200 厘米 4對 y — y 軸的截面模數(shù)：W = 厘米y 1840352??BIy 34.2 主梁支承附近截面的計算上、下翼緣的截面積： F = 56 厘米12腹板的面積 ： F = 2 厘米706.458??2截面總面積： F = F + F = 56 + 70 = 162 厘米12對 x — x 軸的截面慣性矩：翼緣：I ????????????231 4.098.52.0x= 49068 厘米 4腹板：I = 厘米x2198.5603??4截面總慣性矩：I I I = 49068 + 19918?X?1x2= 68986 厘米 4對 x — x 軸的截面模數(shù)：W = 厘米x2306891??HI 3對 y — y 軸的截面慣性矩：翼緣：I = 厘米y1571238.0??4腹板：I ???????????232 3.06.481.5y= 17496 厘米截面總慣性矩：I I I = 5717 + 17496?y1?y2= 23213 厘米 4對 y — y 軸的截面模數(shù)：W = 厘米y 132652??BIy 3按額定載荷時橋架和小車同時猛烈制動的最不利載荷情況計算主梁。此外，也考慮由大車運行機(jī)構(gòu)和司機(jī)室重量對梁引起的載荷。對主梁 0 — 0 軸（如圖 5）的扭矩圖 5 扭矩計算圖M 35740160215.64213 ?????????hpMlpLeq慣慣慣扭= 33490 公斤 厘米?當(dāng)改變力 和 的方向時，對主梁 0 — 0 軸的扭矩為：慣 2慣 16025.1645374311 ??????????lpLeqhp慣慣慣扭= -490 公斤 厘米?取最大值（ = 33490 公斤 厘米）作為扭矩計算值。求由固定載荷和移動載荷在扭M?垂直和水平內(nèi)產(chǎn)生的主梁最大彎矩。當(dāng)跨度中心至載荷 p 的距離與跨度中心至合力 R 的1 '距離相等時，即主梁跨中至載荷 p 之間的距離為 時，兩個移動載荷在左邊車輪下面的14b梁截面內(nèi)產(chǎn)生最大彎矩。在垂直面內(nèi)主梁的支承反力：由固定載荷的作用（如圖 6a）圖 6 主梁計算圖a 和 b — 分別為由固定載荷和移動載荷在垂直面內(nèi)的作用；c 和 b — 分別為有固定載荷和移動載荷的慣性力在水平面內(nèi)的作用；e — 由于扭矩的作用。 ????公 斤梁 58605.162.480.202' ????????LqlpRkB 公 斤梁 4.22' ?lKA由活動載荷的作用（如圖 6b） 公 斤3965.164.24021" ??????????????????LbpRB公 斤4035.16.24021" ??????????????????LbpRA= 2.25 米 ， b = 1.6 米Kl彎矩值：= 3996 = 31369 公斤 米"1BM???????42b???????4.2?"'1R?L22 4???????bLqlbpK梁= 5860 ???????46.15 246.152805.61.0?????????????= 18892 公斤 米?由垂直載荷在截面 1— 1 引起的最大彎矩：公斤 米502613982"' ????M?在水平面內(nèi)主梁的支承反力 （圖 6c、d）：公斤????5365.16.4.021' ?????LqpRKB慣慣水公斤90.221' ????lKA慣慣水公斤35.1647045.022 ?????????????????LbpRB慣“水公斤8.2.2 ???????????????A慣”水彎矩值：= 352 = 2763 公斤 米“水BRM?"2???????4bL???????46.125?‘水'2 21 4???????bLqlbpK慣慣= 536 ???????46.25 246.152..6125.0????????????= 1732 公斤 米?