焊接结构课程设计指导书汇总

1、焊接结构与生产工艺课程设计指导书通用桥式起重机金属结构和生产工艺设计曹永胜李慕勤曹丽杰佳木斯大学材料工程学院通用桥式起重机金属结构和生产工艺课程设计指导书一、 设计目的1. 培养学生综合运用所学知识的技能 . 通过对典型焊接结构和生产工 艺的设计 , 使学生能针对产品使用性能和使用条件，制定焊接结构的设计方 案及生产工艺方案。在具体的设计过程中，应根据结构的特点和技术要求 , 提出问题 ,分析问题产生的原因 , 并找到解决问题的途径和具体措施 ,制定合 理的结构设计方案和生产工艺方案 , 从而得到一次解决实际工程问题的锻炼2. 培养学生自学能力 .使学生熟悉工具书 , 参考书的查找与使用方法

2、, 在学习前人的设计经验的基础上 ,发挥主观能动性 , 有所创新 .3. 了解焊接工程技术人员的主要任务 , 工作内容和方式方法 .二、 设计内容与计划（一）设计内容1. 5 50T通用桥式起重机主梁箱型结构设计。2. 5 50T 通用桥式起重机主梁生产工艺指定。3550T通用桥式起重机主梁结构生产图纸绘制。（二）设计计划 1接受设计任务、查阅资料和制定设计方案。（2 天）2主梁结构设计计算；（7 天）3主梁结构生产图纸绘制；（1 天）4主梁结构生产工艺分析；（2 天）5主梁生产工艺规程制定。（2 天）6总结和考核。（ 1 天）（三）任务完成课程设计完成后，学生应交付以下材料：1 主梁结构设计

3、计算说明书；2 主梁结构生产工艺分析报告；3 主梁结构生产用施工图纸 ;4 主梁生产工艺规程 .通用桥式起重机主梁结构及生产工艺设计1 通用桥式起重机简介通用桥式起重机是指用吊钩或抓斗（有的也有用电磁盘）吊取货物的 一般用途的桥式起重机，它桥架（大车）和起重小车两大部分组成，桥架 横跨于厂房或露天货物上空，沿吊车梁上的起重机轨道纵向运行。通用桥 式起重机有大车运行机构（装在桥架上），起升机构和小车运行机构（装 在小车上）等三种工作性机构，皆为电动。通用桥式起重机的起重量可达 500吨，跨度 5060 米。1.1 通用桥式起重机的基本组成主梁 桥架大车 端梁通用桥式起重机大车运行机构小车架小车

4、起升机构小车运行机构图 1 通用桥式起重机组成1.2 通用桥式起重机的基本参数1 额定起重量 Q（ tf ）2 跨度 L（ m）3 大车运行速度（ m/min）4 小车运行速度（ m/min ）5 起升高度（ m）6 起升速度（ m/min）7 接电持续率 JCJC = 100ti/T %ti 在起重机的一个工作循环中该机的总运转时间T - 起重机一个工作循环所需的时间。T = 360/Ns）Nh起重机每小时吊运货物的次数。1.3 通用桥式起重机主梁的结构箱形梁结构如图 1 所示，主要由上下盖板、两侧腹板和筋板组成。a b 图 3 主梁截门基本形式a- 正轨箱形梁 b- 偏轨箱形梁图 2 通用

5、桥式起重机主梁结构图箱形梁的特点：（1）制造工艺简单，可采用自动焊；（2）适于批量生产；（3）刚性大，比桁架式大；（4）安装检修方便。一般 Q 80tf 时，采用偏轨梁；Q 63tf 时，采 用正轨梁或单 梁。2 通用桥式起重机主梁结构设计2.1 确定主梁的截面形式确定主梁的截面形式的依据： 1 起重量， 2跨度，3 作业环境。2.2 主梁结构主要参数1 已知参数（1）起重量 Q （tf ）（2）跨度 L（m）（ 3）小车轮距 blj2 其他参数（1）主梁高度 h：h=（1/14 1/18 ）L （m）（2）腹板间距 bo：bo=（1/501/60 ）L （m）bomin 约h/b o 3 L

6、/b o 50 以便进行焊接。工艺要求的最小间距 为 300 毫米，此时梁高不宜超过 650 毫米。（3）盖板宽度 b手工焊 b=b o+2（10+ o）（ mm）自动焊 b=b o+2（20+ o）（ mm）（4）腹板厚度 o 为考虑锈蚀和控制波浪度，主梁腹板一般取当 Q=5 63tf 时， o6mmQ=80 100tf时，o 8mmQ=125 200tf时，o 10mmQ=250tf时，o 12mm5）盖板厚度1受压盖板厚度1：b 1/ 160受拉盖板厚度2：o2 1（6）端梁的高度和宽度 端梁的高度 h 端=（0.4 0.6 ）h（m） 端梁的宽度 b 端=（0.5 0.8 ）h端（m）

7、 主梁端部过度距离 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 为保证主梁在受力后腹板、盖板不产生局部失稳，必须配置横向筋 板，必要时还需要配置纵向筋杆。筋板配置见表 1。图 4 筋板配置方案 12.4 主梁的计算载荷及载荷组合载荷3qg銖）5JO15/32Q/S90/550/107S/20100/30申、重馥ip. mta中级flft级中级.级中刼中级ft级中S310.5300x8x6600恋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：丧列尺;r肯犬丼超匾机厂阳z年娇用轿就垣並机系列产品的主漿嚴面尺寸*图 6 均布载荷计算图跨度 L ，米图 7 双梁起重机桥架自重曲线表 1 腹板常用的加筋板配置原则腹板高度

13、 h0与腹板厚度 o 之比 h0/ o腹板受压区 同时有直接作用的集中 轮压（如一般简支的工 字形主梁，偏轨箱形 梁）腹板受压区没有直接作 用的集中轮压（如正轨 箱形梁截面的主梁等）腹板受拉 区直接作 用有集中 轮压（如 悬臂梁）h0/ o 70（ 60）可不设筋板或仅按构造 需要设筋板可不设保证局部稳定性 的筋板，但需加短筋板 或承轨梁以承受钢轨设横向筋 杆70（60）h0/ o 160（ 135）沿梁全长设置横向筋板 a 2h， a2.2m采用如图 4 的横向筋板 a 2h，h2=0.3h160（135）h0/ o240 （200）沿梁全长设置横向筋 板，并同时在受压区设一道或两道纵向筋杆

14、采用如图 5 纵横筋板240（200）h0/ o320 （270）应配置横向筋板机两道 纵向筋杆h0/ o320（ 270）按高腹板梁的局部稳定性处理，配置多根纵向及横向筋注 16Mn 钢用括号内的数， A3 钢用括号外的数值。1 垂直载荷（1）垂直固定载荷a均布载荷桥架自重 G（包括主梁、走台、栏杆、 滑电线）.在起重机的初步设计时，可参考同类型 产品的有关数据，来初步确定桥架自 重。当无合适的参考数据时，中级类 型的 Q=5 250tf 的箱形双梁桥架的 自重 Gq 可按图 3 估计，重级工作类 型起重机的桥架自重应将图中数据增 加 5%。桥架单位长度的重量（单根梁） q=Gq/2L tf

15、/m当大车运行机构为集中驱动时， q 还应增加（ 0.1 0.2 ）tf/m ，以考 虑传动轴的重量 .b集中固定载荷集中固定载荷及其作用位置见表 2G1 运行机构重量G2 司机室重量G1 G2 G3G1表2 大车为分别驱动时作用在主梁上的垂直方向固定集中载荷极其作用位置起重量 Q载荷 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电气设备重量（2） 垂直活动载荷（包括起升载荷 Q、小车自重 Gx） 起升

16、载荷 Q 小车自重可参考同类型产品的有关数据选取，或按下式初步估算 Gx=Q tf 确定小车自重的系数 Q=5 100tf 的吊钩小车 =0.352 水平惯性力 大车起动或制动时的水平惯性力指当起重机起动或制动时由大车 （ 包 括桥架、大车运行机构及装在桥架上的司机室、电器设备等 ） 的质量引起的 惯性力 Fdg, 其值为:Fdg= Pxqdg=qPx- 一根主梁上小车轮压的代数和 kgfq 桥架一根主梁的每米长度的自重 kgf/m 系数,当大车总轮数的 1/2 为驱动轮时 , 取=0.1; 当总轮数的 1/4 为驱动轮时 , 取=0.052.4.2 载荷组合 对于不同的计算情况应取不同的载荷

17、作用的组合来进行起重机桥架的 金属结构的计算，桥式起重机的载荷组合见表 3。2.5 主梁的设计计算主梁的内力分析表 3 桥式起重机桥架结构的计算载荷组合载荷情况载荷种类主梁大车不动 , 小车在规定位置起升 或下降载荷 .大车平稳制动 , 小车在跨中 , 满 载下降制动 .桥架自重GqK Gq小车自重GxKGx起升载荷 Qx Qq大车起制动时的惯性力Fdg,q dg1 垂直方向 ( 按静定简支梁计算 )(1) 由活动载荷引起的弯矩和剪力 当活动载荷 P1=P2时, 其合力位置在 b1j/2 合力 R=P1+P2=( KGx+ Qq).求 A 点的支反力 , 对 B 点取矩F=0MB=0V A=(

18、L-x-b lj /2)R/L处,b1j /2图 8 活动载荷计算图注:K - 冲击系数 , 取 K=1.1; - 动力系数 , 取 =1.15距支点 A 距离为 x 的截面上的由活动载荷产生的剪力和弯矩分别为 当 0xL- b 1 时Q活max=VA=(L-x-b lj /2)R/LM 活max=VA.x=(L-x-b lj /2)xR/L 当 L- b 1xL 时V A=P(L-x)/LQ 活max= VA=P(L-x)/LM 活max=VA.x= P(L-x)x/L(2) 由固定载荷引起的弯矩及剪力 均布载荷距支点 A距离为 x 的截面上的由固定均布载荷产生的剪力和弯矩分别为: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 集中载荷确定支反力VV0a.当Qb.当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. 当 L2QMd.当 L3QMe.当（ 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图 10 集中载荷计算图+ G2（ x- L 2）Q 集= VB M 集= VB.X先确定最大弯矩点） 先确定最大剪力点） 垂直方向上的总弯矩和总剪力 M