单梁箱形桥式起重机主梁设计Word格式文档下载.docx

1、跨距桥架主梁形式大车不大于21.8t起升速度大车运行速度中级22.5m箱形梁8m/min90m/min表1-1 箱形梁设计给定条件1.2 箱形梁的构造和主要尺寸确实定1.2.1 箱形梁的构造箱形梁的构造尺寸示意图如图1-1所示。1.2.2 箱形梁的主要尺寸确定1、筋板及腹板的相关设计1主梁端部长度C确实定2主梁盖板厚度与腹板厚度确实定给出推荐值如表1-2起重量Qtf5，81012.5151620303250腹板厚66，8盖板厚8，1010， 1212，141622表1-2 箱形主梁腹板和盖板厚度的推荐值mm注：表中所列板厚较大者用于跨度较大者据表1-2选出跨度为22.5m的盖板厚，腹板厚。3主

2、梁中部高度H和盖板间距h确实定当17L20mm420mm2140mm4160mm240230220380400410430440470表2-3 16Mn的机械性能钢号钢材厚度或直径mm抗拉强度（MPa）延伸率%161组17252组26363组375055100的方圆钢520500480350330310290280210190表2-4 类载荷组合情况时钢材的许用应力应力种类符号许用应力MPa第1组第2,3组第2组第3组拉，压，弯剪切1609514085130205120本次设计的是类载荷组合的设计，所以可以根据表2-1选出Q235的，16Mn的。根据表2-2和表2-3选出Q235的，。16Mn

3、的，。所以，Q235和16Mn的许用应力可以从表2-4中选用，即2.1.2 强度校核主梁自重确实定给定如图2-1的曲线图。据图2-1可知，起重量为10t，跨距为22.5米的梁的重量，小车重量。1、主梁自重引起的均布载荷q2、梁的自重在处引起的最大弯矩为：3、额定载荷P在处引起的最大弯矩为：4、危险截面最大弯矩为：5、主梁跨中截面对水平重心轴x-x的抗弯截面模量主梁跨中截面对水平重心轴x-x的惯性矩主梁跨中截面的一半6、危险截面处的最大正应力的计算：所以Q235和16Mn钢都可以用来制造箱形梁。2.2 主梁跨端截面的最大剪切应力的计算1、各参数及其含义梁自重引起的剪力N，最大载荷移至跨端时引起的

4、剪N，主梁跨端最大剪力N，主梁端部支承截面对水平重心轴x-x的惯性矩，S主梁端部支承截面半面积对水平重心轴x-x的静矩。2、各参数的计算所以应该选择16Mn钢进展箱形梁的制造。2.3 主梁的静刚度计算1、挠度许用值确实定选取严格的挠度许用值。2、挠度计算主梁中部截面对水平重心轴x-x的惯性矩E为弹性模量，对于钢可取自重引起的最大挠度额定载荷引起的最大挠度第3章焊脚尺寸的设计及校核3.1 主梁的角焊缝据焊接工艺简明手册4表7-6知，当7mm=10mm18mm时，焊脚尺寸选K=4mm。据焊接构造学5中表4-12和表4-13知，16Mn钢的焊缝剪切应力许用值。所以，即选用4mm焊脚高度适宜。据起重机

5、计设计手册3表2-2-2选出筋板的焊脚尺寸。3.2 主梁与端梁的角焊缝据起重机计设计手册3，主梁与端梁以角焊缝焊接，有公式。式中为角焊缝切应力、为主梁最大支反力、为焊缝长度之和、为焊缝剪切强度许用应力。据起重机计设计手册3中表2-2-2选，据表2-2-3可以得出所以所选焊缝形式及焊脚尺寸强度校核合格。第4章装焊工艺4.1 根本要求4.1.1 对焊工的要求受力构件应由持证焊工施焊。从事制造、安装、修理起重机的受力构件的焊工必须进展考试，对考试合格者发给焊工合格证（已取得锅炉、压力容器焊工合格证的可不再另行考试），凡考试不合格者不得从事起重机受力构件的焊接起重机的主要受力构件指：主梁、端梁、支腿、

6、塔架、臂架等。4.1.2 对设备的要求要根据焊接方确选择焊接设备。据MAG焊选择NBC-630直流型焊机。4.1.3 对材料的要求1、根据使用条件确定母材种类、厚度。根据市售钢板尺寸确定拼板时共有多少条拼接焊缝。2、确定焊接材料的种类和规格焊接材料应选用性能高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。还保证力学性能，且需控制抗拉强度上限。选用熔化极气保护焊，那么应确定保护气体种类和气体流量，焊丝牌号和直径。4.1.4 坡口和焊缝形式的选择拼板采用对接焊缝，根据板厚、焊接方法和加工能力，坡口形式选择I型坡口。箱形梁的角接头通常采用角焊缝。根据焊缝的受力情况、部位、焊接方法及装焊顺

7、序，角焊缝选择单面连续角焊缝以及双面连续角焊缝。4.1.5 对环境的要求桥式箱形梁一般制造时都在室，所以对环境要求较小。只有湿度和温度要求。一般要求湿度小于90%，温度大于-10。4.2 焊前准备4.2.1 焊接方法主梁的上下盖板及腹板的对接采用MAG焊，腹板的下料采用微机控制，筋板用剪板机进展下料。为了保证主梁的几何尺寸，在盖板、筋板、腹板定位焊完成后，按照工艺确定的电流、电压、焊接顺序、焊接方向、焊缝的分布进展二人、四人对称焊接，确保构造受热均匀，变形在控制围，然后在平台上进展桥架起吊翻转焊接。在构造件的生产过程中，根据生产过程的检测结果，采取变换支撑点，变换焊接顺序，采用定位工装，配合火

8、焰矫正等方法来控制和修复构造的变形，保证起重机的上拱度，同一截面上下差，垂直度等几何参数到达标准要求。1、主梁下料采用自动火焰切割方法。a、盖板下料将上、下盖板校正后在对接长度方向上放400mm的工艺余量。b、腹板下料腹板矫平后首先在长度方向上拼接，然后左右两侧腹板对称气割，以防主梁两侧腹板尺寸不同，引起主梁的扭曲变形。为使主梁有规定的上拱度，腹板下料时，需放22.5mm的拱度，并且在离中心处不得有接头，为防止焊缝集中，上下盖板与腹板的接头应错开，距离不小于200mm，腹板下料后长度误差为10mm。2、坡口制备所有对接焊缝均采用坡口，间隙为2mm。角焊缝也不开破口。上盖板与腹板的角接采用双面焊

9、，下盖板月腹板的焊接采用单面焊。4.2.2 备料及下料1、气割零件的边缘和气割焊接坡口面应去除挂渣飞溅，对重要的焊接接头如上盖板对接焊缝，其坡口面必须用砂轮打磨光亮。2、应对焊件坡口两侧10mm围进展油、锈、漆、垢、毛刺等去除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。3、盖板=10mm1对已选定的16Mn材料进展校平、喷丸等预处理。2上盖板重846.62Kg，下盖板重850.56Kg。3切割：选用宝钢钢板规格可自定，定制长宽为8500490mm，使用数控氧乙炔火焰切割加工成两块7010490mm和一块8020490mm的三块板，对边缘进展精打磨，每边打磨量不超过2mm。4选用MAG焊对板材进展拼接对接前

10、采用夹具固定，且采用压具以防止波浪变形，两端使用引弧，收弧板，并对焊缝外表进展清理，使形成平角焊缝。5预置拱度：腹板拱度要求焊切割伤、下拱度曲线，应同时同向切割。上盖板下料的长度方向的加工余量为：下盖板下料的长度方向的加工余量为：4、腹板=6mm1对已选定的16Mn进展校平到喷丸预处理。2腹板单重1224.8Kg，总重2449.6Kg。1230mm，使用数控氧乙炔切割腹板，上下弦为预置上拱，号板切成长宽为83001230mm的板和两块号板切成长宽为69001230mm的板。号板的一端切成直角梯形，上底+下底高为750+12302225mm的板。然后对材料进展精整打磨。4开坡口：=6mm，据简明

11、焊工手册6知板厚小于10mm无需开坡口。即“I型接头。5与盖板一样采用MAG焊进展拼接。6下料拱度：在腹板两侧到中心的位置需要有渐升式的拱度，拱度最大处为22.5mm。5、大小筋板=5.5mm1主梁大筋板单重23.7Kg，总重237Kg；纵向筋条单重9.2Kg，总重165.6Kg。主梁端部大筋板单重19.14Kg，总重38.28Kg；纵向筋条单重5.24Kg，总重41.92Kg。小筋板单重5.83Kg，总重460.57Kg。2大筋板切割成1220450mm的板12块，小筋板切割成300450mm的板79块。注意下料时将宽度方向两角切出88mm的等腰三角形，为使盖板能与腹板焊接成型。6、纵向筋条

12、采用标准件利用带锯进展大批量切割方法下料。7、桥式起重机各部件所用钢材需要做防锈处理。8、主梁上、下盖板和腹板下料时，要保证使焊缝在组成箱形梁后不再同一截面，而且相互错开；主梁跨度中心左右2000mm不允许有拼接焊缝。9、上、下盖板用刨边机下料。4.3 焊接工序采用随装随焊的焊接工艺。本次焊接过程中全程采用MAG焊，据起重机计设计手册第二版上卷3中表1-8-24选用气体80%Ar+20%CO2，据焊接手册6表7-12焊丝采用型焊丝。4.3.1 定位焊缝焊接定位焊缝时必须注意以下几点： 1、定位焊焊缝应与最终焊缝有一样的质量要求，焊接材料不能随意选择，必须与以后正式焊接时一样； 2、定位焊缝余高

13、不宜过高，必须保证熔合良好，与母材平缓过渡，防止正式焊接时出现未焊透缺陷；3、为防止未焊透等缺陷，定位焊时焊接电流应比正式焊接时大10一15，定位焊缝不能焊在焊缝穿插处或焊接方向发生急剧变化的地方，通常至少离开这些位置50mm以上，定位焊缝应填满弧坑；4、假设定位焊缝出现缺陷，必须铲除缺陷，重新进展定位焊；定位焊缝要有足够的强度且不能开裂，为防止焊接过程中开裂，应尽量防止强制装配，必要时可增加定位焊缝的长度，并减小定位焊缝的间距。4.3.2 装焊顺序装配焊接顺序如图4-1所示。图4-1 装配焊接顺序1、上盖板置于支撑平台上，并加压板固定。在地上铺好已拼接好的上盖板，在两端加凸台，使其中间向下弯

14、曲，弯曲程度等于预置的上拱度，即中点处向下挠22.5mm。盖板对接MAG焊焊接工艺如表4-1或附录1。表4-1 盖板对接焊工艺电流A电压V焊速m/min焊丝直径mm气体流量L/min电流种类和极性45032421.625负极性2、在上盖板加装大筋板和小筋板并对其进展定位及焊接。3、加装腹板，定位焊其与盖板、筋板。焊接时需两侧同时对称焊接其与盖板的焊缝。盖板、腹板与筋板的角接MAG焊工艺如表4-2或附录2。表4-2 盖板、腹板与筋板角接工艺4、加装筋条并对腹板和筋条进展定位焊，然后进展大小筋板、筋条与腹板的焊接。5、加装下盖板，并两侧同时进展对称焊接。盖板与腹板的角接MAG焊工艺如表4-3或附录

15、3。表4-3 盖板、腹板与筋板角接工艺4206、测量挠度：在上盖板平面上的两端固定一根细钢丝绳，使其滑移到不同的位置，在这个过程中钢丝绳保持水平，检验大梁的上拱度。4.4检验1、对焊缝进展探伤检测首先去除焊缝外表污垢、油脂、氧化皮、焊接药皮、焊渣和飞溅等。对于上盖板的对接焊缝，用干粉法磁粉检测，探伤标准符合GB/T 2695-2021，对于单面或双面角焊缝进展超声波检测，探伤标准符合1152规定的级。上盖板下料后，毛刺和凹凸不平应铲除，毛刺高度不应大于0.5mm，划痕不得大于1mm。采用气割下料，气割后气割面与轨制面直偏差不应超过2mm，气割外表不平度不应超过11.4mm。对接后要对余高进展机

16、械加工，从而减小应力集中。对于下盖板，采用机械压弯方法进展折弯。2、上拱度的检验在上盖板平面的两端固定一根细钢丝绳，使其水平，将其滑移到不同位置在此过程中保持水平，检验大梁的上拱度。3、挠度的检验在垂直腹板的两端一米高的地方，固定一根悬线，检查大梁在水平面的挠度，在安装大隔板的地方测量大梁挠度，其值不应超过2.25mm。4、变形量的检验检验各板的变形量：腹板波浪变形受压区0.7=0.76=4.2mm，其余区域1.2=1.26=7.2mm，上盖板水平度0.328mm，腹板垂直度6mm。5、焊缝质量检验对主要的工作焊缝进展超声检验或磁粉检验。箱形主梁的质量检验主要是制造过程中的工序检验及制造完成后

17、的专检。箱形主梁焊接完毕，经质检部门联检，其几何尺寸、上拱度及焊缝质量均符合质量要求才可涂装、标记，交付出厂。对于大型桥式起重机的箱形主梁的制造，在不具备大型吊装设备的情况下，作者采用合理的装焊顺序及工艺措施，成功地弥补了设备方面的缺乏，防止了对箱形梁的反复翻转，保证了箱形梁的焊接质量并满足了尺寸要求。总结经过了为期三周的课程设计，终于完成了?桥式起重机主梁?的设计及说明。从开场接到设计题目到系统的实现，再到说明书的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的又一工程。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受。从对专业知识的重新学习，以及用于实践；从对起重机一无所知

18、，到对工艺卡的制作、对焊接车间的设计等相关技术的了解；从一个只会书本知识，到现在成为学会独立学习和实践；从一开场不会使用工具书，到现在可以迅速查找相关的资料和书籍。这些学习让我头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己的作品从稚嫩，一步一步走向完善。每一次改良都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋。从中我也充分认识到了做工程设计的艰辛。由于本人理论知识有限，查找的资料较为旧，说明书的一些容不是很成熟，还有很多缺乏之处，在今后的设计中应对此加以改良。这次做设计的经历也会使我终身受益，我感受到做工艺是要真真正正用心去做的一件事情，马虎不得。他是真正使自己学习和研究的过程，没有学习就不可能有实践的能力；没有自己的研究，就不会有所突破。希望这次的经历能让我在以后学习中鼓励我继续进步。参考文献1 中华人民国标准GB/T 3811-2021.起重机设计规2 宗武,徐履冰,石来德.非标准机械设计手册.:机械工业,2002,93 质文,王金诺,程文明,等.起重机计设计手册第二版上卷.:中国铁道,2021,64 徐峰,焊接工艺简明手册.:科学技术,2021,15 方洪渊,焊接构造学.:机械工业,2021,46 武将,周国萍,焊接手册.:机械工业,2001,87 简明焊工手册编写组,简明焊工手册.:机械工业,2000