5010t,跨度28m,双梁桥式起重机结构设计正式说明书
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(论文)论文题目: 50/10T,跨度28m,双粱桥式起重机结构设计姓名学院(系)专业年级指导教师年月日摘要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: 桥式起重机; 校核; 许用应力AbstractThe project designs metal framework of bridge crane in use of allowable stress method and CAD. At first , I chose size assumably. Then, proofreaded the size. If the proof was not passed, must choose the size again up to pass the proof. If the proof was passed, it could carry on the specific structural design. At last, it’s plot and clean up the calculation process. Designed to make reference to the various of data in the process, make use of various paths, work hard to make use of the various of condition to complete this design in reason. I considered various design projects, discussed earnestly, calculated time after time, try hard for a reasonable design;via CAD and make reference advanced experiences, try hard for a innovatory design;via CAD, ploting and calculation can make good use of powerfull computer, try hard for a high efficiency design. I knew the various of design methods, newest machine design methods both here and abroad also found various of good data.Key Words: bridge crane; proofread; allowable stress目录第一章桥式起重机金属结构设计参数................................... . (1)第二章 .总体设计 (2)2.1 大车轴距 (2)2.2 主梁尺寸 (2)第三章主端梁截面积几何性质 (3)第四章、载荷 (4)4.1 固定载荷 (4)4.2 小车轮压 (4)4.3 动力效应系数 (5)4.4 惯性载荷 (5)4.5 偏斜运行侧向力 (6)第五章主梁计算 (8)5.1 内力 (8)5.2 强度 (13)5.3 主梁疲劳强度 (16)5.4 主梁稳定性 (19)第六章、端梁计算 (24)6.1 载荷与内力 (24)6.2 水平载荷 (25)6.3 疲劳强度 (30)6.4 稳定性 (33)6.5 端梁拼接 (33)第七章、主梁和端梁的连接 (40)第八章、刚度计算 (40)8.1 桥架的垂直静刚度 (40)8.2 桥架的水平惯性位移 (40)8.3 垂直动刚度 (41)8.4 水平动刚度 (42)第九章、桥架拱度 (44)总结 (45)参考文献 (46)致谢 (47)英文资料 (48)计算项目设计计算内容设计结果第一章桥式起重机金属结构设计参数表1-1 设计参数起重机类型通用工作级别A6轨道放置中轨桥架形式双梁50/10t×28m起升机构主起升副起升额定起重量(吨)50 10起升高度(米) 12 18起升速度(米/分) 12.1-1.21 10.3工作级别M6 M5运行结构大车小车轮距(米) 3.7 5轨距(米) 2.5 28速度(米/分) 4.02-40.2 8.53——85.3工作级别M6 M5轮压(MPa)441 179.7轨道型号QU80 P43计算项目设计计算内容设计结果1)大车轴距2)腹板尺寸3)翼缘板尺寸4)主梁尺寸第二章总体设计1.桥架尺寸的确定B=(11~46)L=(11~46)⨯22.5=6.375~4.25 m根据小车轨距和中轨箱型梁宽度以及大车运行机构的设置,取B=5 m端梁全长B=5.916m2.主梁尺寸高度h=(11~1417)L=1821~1500 mm取腹板高度h=1600 mm腹板厚度1δ=6 mm翼缘板厚度δ=24 mm主梁总高度1H=h+2δ=1648 mm主梁宽度b=(0.4~0.5)1H=648~810 mm字腹板外侧间距b=760 mm>60L=425 mm 且>13H=540 mm上下翼缘板相同为24 mm⨯600 mm主梁端部变截面长取d=2350 mm.B=5 mB=5.916mh=1600 mm1δ=6 mmδ=24 mm1H=1648 mmB1=b=552 mm24 mm⨯600 mmd=2350 mm计算项目设计计算内容设计结果1)截面尺寸第三章主端梁截面积几何性质图3-1 主梁与端梁截面a) 主梁截面A=(600⨯24+1600⨯6)⨯2=0.04512m2惯性矩xI=2.8164160.425436160⨯⨯⨯+⨯)(=2.13053⨯1010 mm4yI=2.250491616033454⨯⨯⨯+⨯)(=1.71202⨯109 mm4b)端梁截面A=2876020600⨯⨯+⨯)(=36160 mm2=0.03616m2xI=762802603.876⨯⨯⨯+⨯)(=4.2641⨯109 mm4yI=60237.6760.83632⨯+⨯⨯⨯()=6.8221⨯108 mm4A=0.04512m2xI=2.130⨯1010 mm4yI=1.712⨯109 mm4A1=0.03616m2xI1=4.264⨯109 mm4计算项目设计计算内容设计结果1) 固定载荷2) 小车轮压第四章载荷主梁自重载荷'F =kρAg⨯9.81=1.281.9104512.07850⨯⨯⨯⨯=4165.3 N小车轨道重'gF=38.86⨯9.81=381.22 N/m栏杆等重量lF=lm g=100⨯9.81=981 N/m主梁的均布载荷qF='F+'gF+lF=5527.52 N/m起升载荷为Qp=Qm g=.89100050⨯⨯=49000 N小车自重GXp=8.917390⨯=170422 N小车自重载荷Q xp=mg=12.12⨯9.81⨯1000=107910.2 N小车重力QXP产生的静轮压X1P和X2PX1P=()gbk-+)(e.5bPQXyI1=6.822⨯108 mm4'F=4165.3 NqF=5527.52 N/m计算项目设计计算内容设计结果3)动力效应系数 =()()1704220.30.5 3.7 1.92.53.7+-=50666 NX2P=2QX Le.5bP)(k+=53480.38 N额定起升载荷aP产生的O1P和O2PP01=()bcb2P1Q-=125810.8 NP02=b2P1Q⨯l=119189.1 N1Pj=O1P+X1P=175476.8 N2jP= P02+X2P=172669.8 N小车轮压P∑=1j P+2j P=349146.68 N空载轮压'1P=33.5k N'2P=38.3k Nϕ1=1.1ϕ2=1+0.7Vq=1+0.7⨯12.1/60=1.14114ϕ=1.+0.058h=1.1+0.058⨯75.3/60=1.18h=1 mm,接头高度差大小车都是4个车轮,其中主动轮各占一半,按车轮打滑条P∑=349146.68 N计算项目设计计算内容设计结果4) 惯性载荷5)偏斜运行侧向力件确定大小车运行的惯性力一根主梁上的小车惯性力为xgP=27P⨯∑=24939.05 N大车运行起制动惯性力(一根主梁上)为HP=27P⨯∑=24939.05 NHF=27qF⨯=359.82 N/m主梁跨端设备惯性力影响力小,忽略一根主梁的重量力Qp=5527.52⨯(28-0.4)=152559.5 N一根端梁单位长度的重量1Fq=Agkρ=1.181.936160.07850⨯⨯⨯=3059.97 N一根端梁的重量为QdP=1Fq B=1794.5⨯6.46⨯3059.97=18714.76 N一组大车运行机构的重量(两组对称配置)为QjP=jm g=5623/2⨯9.81=27552.7 N4.5.1满载小车在主梁跨中央左侧端梁总静轮压按图4-1计算xgP=24939.05 NHP=24939.05 NHF=359.82 N/mQp=152559.5 N1Fq=3059.97 NQdP=18714.76 NQjP=27552.7 N计算项目设计计算内容 设计结果6)左侧端梁总静轮压图4-1 端梁总轮压计算1R p =211()(2)(1)22Q GX Q Gs Gj Gd d p p p p p p L+++-++=12(490000+170422)+152559.5+27552.7+113714.76=529037.46 N由2LB =28/5=5.6查得λ=0.1345 侧向力1S P =121R P λ=12⨯529037.96⨯0.1345=35577.8 N4.5 满载小车在主梁左端极限位置左侧端梁总静轮压2R P =121()(1)(2)(1)2Q GX Q Gs Gj Gd e d p p p p p p L L+-++-++=812075.96侧向力2S P = 122R P λ=54612.1 N估算大车轮压P=18 t选取大车车轮直径为∅800 mm,轨道为QU80.4.6 扭转载荷中轨梁扭转载荷较小,且方向相反,可忽略。