焊接結構課程設計指導書匯總

1、焊接結構與生產工藝課程設計指導書通用橋式起重機金屬結構和生產工藝設計曹永勝李慕勤曹麗杰佳木斯大學材料工程學院通用橋式起重機金屬結構和生產工藝課程設計指導書一、 設計目的1. 培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的技能 . 通過對典型焊接結構和生產工 藝的設計 , 使學生能針對產品使用性能和使用條件，制定焊接結構的設計方 案及生產工藝方案。在具體的設計過程中，應根據結構的特點和技術要求 , 提出問題 ,分析問題產生的原因 , 并找到解決問題的途徑和具體措施 ,制定合 理的結構設計方案和生產工藝方案 , 從而得到一次解決實際工程問題的鍛煉2. 培養(yǎng)學生自學能力 .使學生熟悉工具書 , 參考書的查找與使用方法

2、, 在學習前人的設計經驗的基礎上 ,發(fā)揮主觀能動性 , 有所創(chuàng)新 .3. 了解焊接工程技術人員的主要任務 , 工作內容和方式方法 .二、 設計內容與計劃（一）設計內容1. 5 50T通用橋式起重機主梁箱型結構設計。2. 5 50T 通用橋式起重機主梁生產工藝指定。3550T通用橋式起重機主梁結構生產圖紙繪制。（二）設計計劃 1接受設計任務、查閱資料和制定設計方案。（2 天）2主梁結構設計計算；（7 天）3主梁結構生產圖紙繪制；（1 天）4主梁結構生產工藝分析；（2 天）5主梁生產工藝規(guī)程制定。（2 天）6總結和考核。（ 1 天）（三）任務完成課程設計完成后，學生應交付以下材料：1 主梁結構設計

3、計算說明書；2 主梁結構生產工藝分析報告；3 主梁結構生產用施工圖紙 ;4 主梁生產工藝規(guī)程 .通用橋式起重機主梁結構及生產工藝設計1 通用橋式起重機簡介通用橋式起重機是指用吊鉤或抓斗（有的也有用電磁盤）吊取貨物的 一般用途的橋式起重機，它橋架（大車）和起重小車兩大部分組成，橋架 橫跨于廠房或露天貨物上空，沿吊車梁上的起重機軌道縱向運行。通用橋 式起重機有大車運行機構（裝在橋架上），起升機構和小車運行機構（裝 在小車上）等三種工作性機構，皆為電動。通用橋式起重機的起重量可達 500噸，跨度 5060 米。1.1 通用橋式起重機的基本組成主梁 橋架大車 端梁通用橋式起重機大車運行機構小車架小車

4、起升機構小車運行機構圖 1 通用橋式起重機組成1.2 通用橋式起重機的基本參數1 額定起重量 Q（ tf ）2 跨度 L（ m）3 大車運行速度（ m/min）4 小車運行速度（ m/min ）5 起升高度（ m）6 起升速度（ m/min）7 接電持續(xù)率 JCJC = 100ti/T %ti 在起重機的一個工作循環(huán)中該機的總運轉時間T - 起重機一個工作循環(huán)所需的時間。T = 360/Ns）Nh起重機每小時吊運貨物的次數。1.3 通用橋式起重機主梁的結構箱形梁結構如圖 1 所示，主要由上下蓋板、兩側腹板和筋板組成。a b 圖 3 主梁截門基本形式a- 正軌箱形梁 b- 偏軌箱形梁圖 2 通用

5、橋式起重機主梁結構圖箱形梁的特點：（1）制造工藝簡單，可采用自動焊；（2）適于批量生產；（3）剛性大，比桁架式大；（4）安裝檢修方便。一般 Q 80tf 時，采用偏軌梁；Q 63tf 時，采 用正軌梁或單 梁。2 通用橋式起重機主梁結構設計2.1 確定主梁的截面形式確定主梁的截面形式的依據： 1 起重量， 2跨度，3 作業(yè)環(huán)境。2.2 主梁結構主要參數1 已知參數（1）起重量 Q （tf ）（2）跨度 L（m）（ 3）小車輪距 blj2 其他參數（1）主梁高度 h：h=（1/14 1/18 ）L （m）（2）腹板間距 bo：bo=（1/501/60 ）L （m）bomin 約h/b o 3 L

6、/b o 50 以便進行焊接。工藝要求的最小間距 為 300 毫米，此時梁高不宜超過 650 毫米。（3）蓋板寬度 b手工焊 b=b o+2（10+ o）（ mm）自動焊 b=b o+2（20+ o）（ mm）（4）腹板厚度 o 為考慮銹蝕和控制波浪度，主梁腹板一般取當 Q=5 63tf 時， o6mmQ=80 100tf時，o 8mmQ=125 200tf時，o 10mmQ=250tf時，o 12mm5）蓋板厚度1受壓蓋板厚度1：b 1/ 160受拉蓋板厚度2：o2 1（6）端梁的高度和寬度 端梁的高度 h 端=（0.4 0.6 ）h（m） 端梁的寬度 b 端=（0.5 0.8 ）h端（m）

7、 主梁端部過度距離 C：C= （1/5 1/10 ）L（m）（7）腹板高度 ho=h- 1- 22.3 主梁筋板的配置 為保證主梁在受力后腹板、蓋板不產生局部失穩(wěn)，必須配置橫向筋 板，必要時還需要配置縱向筋桿。筋板配置見表 1。圖 4 筋板配置方案 12.4 主梁的計算載荷及載荷組合載荷3qg銖）5JO15/32Q/S90/550/107S/20100/30申、重馥ip. mta中級flft級中級.級中刼中級ft級中S310.5300x8x6600戀350 x 8 x fl 600xG400x10x10TSOxfi400x10x10750x6400 X12 X10750x0400x12x107

8、50x64&0X12X 20850 k 6450x153x10050x0450 x IB x 16 825x6450x16x16825x6!i.13-5850x8x6750 xfi400x8x6 TSOxfiJ00 x 10x10750x6400x1x1050x0JOO x 12 x J 2750x0450 x 14K 14750xfi450x14x14850 x 6450x18x10650x6450X1BX1G1000x6450 X 18 X ISKXWxfl700XSX&1550xSOOxlOx B1700X315.54OQ X & x & 50x6450x8x6B50x6450x10x1

9、0S5Qx6iSOxJJxIO 850x6450X12XJ2450x14x14 &Mx6500 X 14 x 14lOWxfi500x16x10 iowxe50022x22 1000 xfl500 x 24 x S1J(XWx6x8x8170OX8800 X12 X 1017(?Ox8T9.&450x &k e1000x6500x8x61000 X fl500X10X101000x6500X 12x 101000 X fl500-X12XI21000x0500x14x141000x6550X 14X 14 1150x6550x：exH51150x3550x22x221150X6500 x 24

10、x24J190X6800x12x12 1700 xs800x14x141700x822.55ODx &x 61150X6550 X 8 X 6 iisoxe550x10x81150 kC550x10x101150x6550x12x10 1150X6550X14X121150x65WX14X1413WXG550x16x16 1300X0550 x 22x22550 X 4 X 241300 K 6Wx 14x141700x8800x18x18S0.S5&0x &x61300x6550 xflx8 1300x6550x10x8 1300xa000x10x10 1300X6550xl2xlt1300

11、x6550 x 14 x 12 1900 k ft600x14X141450 x 900QX16X1S 1450x6C00k22x22 1450 k 6flOO X 24 X 241450X6800x14x142000 耳 g800x20x182000x8GOOx&xG1450x6000 x 3 X U50xG000x10x8UVOxdWOxlOxlO H5CxGOOxISwIO1450x0SUOX14X121450x6600X14X141000x6&OOxlGxl1500x6eOOx20X?21600x660(J x 24 X 241600 X flBOOXlfiXlfl2000X8800x

12、2ax202000x831.5i&OOxSxS1600x6GDOXSxS1000?C000 X 10 X B icooxgcoo x in x io6OTX12X10 ltJOOXG600x14x121000x6650xUxl4 IJJOxU6f50x 16 X 19 lTOOxfl050 X2BX221700X3654)X24x24 lTOOxfi&OOX18M18 aoooxaoo X 34 X 24 200OX8注：喪列尺;r肯犬丼超匾機廠陽z年嬌用轎就垣並機系列產品的主漿嚴面尺寸*圖 6 均布載荷計算圖跨度 L ，米圖 7 雙梁起重機橋架自重曲線表 1 腹板常用的加筋板配置原則腹板高度

13、 h0與腹板厚度 o 之比 h0/ o腹板受壓區(qū) 同時有直接作用的集中 輪壓（如一般簡支的工 字形主梁，偏軌箱形 梁）腹板受壓區(qū)沒有直接作 用的集中輪壓（如正軌 箱形梁截面的主梁等）腹板受拉 區(qū)直接作 用有集中 輪壓（如 懸臂梁）h0/ o 70（ 60）可不設筋板或僅按構造 需要設筋板可不設保證局部穩(wěn)定性 的筋板，但需加短筋板 或承軌梁以承受鋼軌設橫向筋 桿70（60）h0/ o 160（ 135）沿梁全長設置橫向筋板 a 2h， a2.2m采用如圖 4 的橫向筋板 a 2h，h2=0.3h160（135）h0/ o240 （200）沿梁全長設置橫向筋 板，并同時在受壓區(qū)設一道或兩道縱向筋桿

14、采用如圖 5 縱橫筋板240（200）h0/ o320 （270）應配置橫向筋板機兩道 縱向筋桿h0/ o320（ 270）按高腹板梁的局部穩(wěn)定性處理，配置多根縱向及橫向筋注 16Mn 鋼用括號內的數， A3 鋼用括號外的數值。1 垂直載荷（1）垂直固定載荷a均布載荷橋架自重 G（包括主梁、走臺、欄桿、 滑電線）.在起重機的初步設計時，可參考同類型 產品的有關數據，來初步確定橋架自 重。當無合適的參考數據時，中級類 型的 Q=5 250tf 的箱形雙梁橋架的 自重 Gq 可按圖 3 估計，重級工作類 型起重機的橋架自重應將圖中數據增 加 5%。橋架單位長度的重量（單根梁） q=Gq/2L tf

15、/m當大車運行機構為集中驅動時， q 還應增加（ 0.1 0.2 ）tf/m ，以考 慮傳動軸的重量 .b集中固定載荷集中固定載荷及其作用位置見表 2G1 運行機構重量G2 司機室重量G1 G2 G3G1表2 大車為分別驅動時作用在主梁上的垂直方向固定集中載荷極其作用位置起重量 Q載荷 tf作用 位 置 mtfG1G2G3L1L2L350100.451.050.151.52.84.515200.51.10.21.52.85.030500.81.10.61.52.85.9751000.871.11.21.52.85.9G3電氣設備重量（2） 垂直活動載荷（包括起升載荷 Q、小車自重 Gx） 起升

16、載荷 Q 小車自重可參考同類型產品的有關數據選取，或按下式初步估算 Gx=Q tf 確定小車自重的系數 Q=5 100tf 的吊鉤小車 =0.352 水平慣性力 大車起動或制動時的水平慣性力指當起重機起動或制動時由大車 （ 包 括橋架、大車運行機構及裝在橋架上的司機室、電器設備等 ） 的質量引起的 慣性力 Fdg, 其值為:Fdg= Pxqdg=qPx- 一根主梁上小車輪壓的代數和 kgfq 橋架一根主梁的每米長度的自重 kgf/m 系數,當大車總輪數的 1/2 為驅動輪時 , 取=0.1; 當總輪數的 1/4 為驅動輪時 , 取=0.052.4.2 載荷組合 對于不同的計算情況應取不同的載荷

17、作用的組合來進行起重機橋架的 金屬結構的計算，橋式起重機的載荷組合見表 3。2.5 主梁的設計計算主梁的內力分析表 3 橋式起重機橋架結構的計算載荷組合載荷情況載荷種類主梁大車不動 , 小車在規(guī)定位置起升 或下降載荷 .大車平穩(wěn)制動 , 小車在跨中 , 滿 載下降制動 .橋架自重GqK Gq小車自重GxKGx起升載荷 Qx Qq大車起制動時的慣性力Fdg,q dg1 垂直方向 ( 按靜定簡支梁計算 )(1) 由活動載荷引起的彎矩和剪力 當活動載荷 P1=P2時, 其合力位置在 b1j/2 合力 R=P1+P2=( KGx+ Qq).求 A 點的支反力 , 對 B 點取矩F=0MB=0V A=(

18、L-x-b lj /2)R/L處,b1j /2圖 8 活動載荷計算圖注:K - 沖擊系數 , 取 K=1.1; - 動力系數 , 取 =1.15距支點 A 距離為 x 的截面上的由活動載荷產生的剪力和彎矩分別為 當 0xL- b 1 時Q活max=VA=(L-x-b lj /2)R/LM 活max=VA.x=(L-x-b lj /2)xR/L 當 L- b 1xL 時V A=P(L-x)/LQ 活max= VA=P(L-x)/LM 活max=VA.x= P(L-x)x/L(2) 由固定載荷引起的彎矩及剪力 均布載荷距支點 A距離為 x 的截面上的由固定均布載荷產生的剪力和彎矩分別為:V A=q

19、L.(L/2)/L=qL/2Q 均=VA-qxM 均=VA. x-qx(x/2)2= VA. x-qx /2q= K Gq/2L 集中載荷確定支反力VV0a.當Qb.當L1QA= G1（L-L 1） + G1L1+G2（L-L2）+ G3（L-L 3） K /L B= （2G 1-G2-G3） K -V A xL1集 = VAM集 = VA.xxL2集= VA-KG1L1xL2L3G1 G2 G3AMc. 當 L2QMd.當 L3QMe.當（ L- L 1）集= VA.x-KG1（x- L 1） xL3集= VA-K （G1+ G2） 集= VA.x -K G1（x- L 1） x（L- L 1） 集 = VB-K G1集= VB.X-KG1（X- L 1） xLG1L1圖 10 集中載荷計算圖+ G2（ x- L 2）Q 集= VB M 集= VB.X先確定最大彎矩點） 先確定最大剪力點） 垂直方向上的總彎矩和總剪力 M