桥式起重机主梁结构设计论文毕业设计论文

长春科技学院 毕业论文第第2页共35页引言桥式起重机主梁是应用在起重装置中的焊接钢结构制件，承受起重过程的主要载荷，常采用低合金高强钢板材和型材组焊而成（参见图1）。具体焊接方法可根据材料壁厚采用不同的焊接方法，一般壁厚小于10mm时采用CO2气体保护焊：当壁厚大于12mm时也可常采用埋弧焊，以便提高生产效率。这两种焊接方法都是生产中常用的较先进和适用的加工方法，主要用于薄板和中厚板材的焊接。一些次要焊缝，如起重机主梁内部的角焊缝，也可采用手弧焊。焊缝形式为对接焊缝（BW）和角焊缝（FW）两种。主要有上下盖板或腹板的主要对接焊缝（都采用双面焊）；上下盖板和腹板之间的角焊缝，在具体应用时可根据实际焊缝的尺寸大小选择恰当的工艺参数，特别是通过工艺试验来准确地制定焊接工艺。这些角焊缝大多数采用单道焊。必要时也可采用双面角焊缝。这些焊缝的焊接次序不同会引起主梁的各种焊接变形，进而影响主梁的上拱度。主梁的上拱度是该结构的主要技术指标(>LK/1000).本次论文工作的主要任务就是根据桥式起重机主梁(图1)结构的变形分析，合理安排各焊缝的焊接顺序，及合理安排矫正工艺，综合控制其焊接变形，最终达到技术要求的上拱度。进行工艺设计时，需综合考虑：下料反变形、装配反变形、焊接顺序调节等工艺措施，即并选择恰当的焊接方法和工艺参数，进而制定合适而完整的生产工艺。桥式起重机主梁性能要求及应用概述（一）桥式起重机主梁性能要求1.根据其中及设计规范（GB3811-83)规定，主梁采用须用应力法计算。必须进行强度，稳定性和刚性计算，并满足规定要求。计算式一般不考虑材料塑性的影响。对工作级别为A6，A7，A8级的主梁。应进行疲劳强度计算，并满足规定的要求。许用应力法，即在强度计算中以材料的屈服线，在稳定性计算中以稳定临界应力，在疲劳强度计算中以一定的安全系数，分别得到强度，稳定性和疲劳强度的许用应力，构件的计算应力不得超过其相应的许用值。刚性要求是指结构在载荷作用下生产的变形量，不超过需用的变形值。许用应力又在和组合的类别及材料决定。2.主梁在起重机工作过程中直接承受工作载荷，要求有较高的强度，同时跨距比较大，工作时要求有较好的稳定性，这就要求具有较好刚度#而自重则尽可能地小，所以起重机主梁一般都设计成桁架式或箱形结构。3.起重机的用途是将物品从空间的某一个地点搬运到另一个地点。为了完成这个作业，起重机一般具有使物品沿空间的三个方向运动的机构。桥式类型的起重机是依靠起重机运行机构和小车运行机构的组合运动使所搬运的物品在长方形平面内作运动。4.通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。5.起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支拖和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。6.起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法，来降低轮压，当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使得起重机的载荷均布的分布在各车轮上。7.桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类，单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由。8.两根主梁和端梁组成。桥架主梁的结构类型较多，比较典型的有箱型结构、四桁架结构和空腹桁结构。9.箱型结构又可分为正轨箱型双梁、偏轨箱型单主梁几种。正轨箱型双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心在线，它的结构简单，制造方便，造于成批生产，但自重较大。（二）桥式起重机的应用概述1.本文主要完成了桥式起重机主体结构部分的设计及主梁和端梁的校核计算。采用正轨箱形梁桥架，正轨箱形梁桥架由两根主梁和端梁构成。主梁外侧分别设有走台，并与端梁通过连接板焊接在一起形成刚性结构。为了运输方便在端梁中间设有接头，通过连接板和角钢使用螺栓连接，这种结构运输方便、安装容易。小车轨道固定于主梁的压板上，压板焊接在盖板的中央。2.起重机是现代生产不可缺少的组成部分，借助起重机可以实现主要工艺流程和辅助作业的机械化，在流水线和自动线生产车间中，起重机大大提高了生产效率。

3.本文主要完成了桥式起重机主体结构部分的设计及主梁和端梁的校核计算。采用正轨箱形梁桥架，正轨箱形梁桥架由两根主梁和端梁构成。主梁外侧分别设有走台，并与端梁通过连接板焊接在一起形成刚性结构。为了运输方便在端梁中间设有接头，通过连接板和角钢使用螺栓连接，这种结构运输方便、安装容易。小车轨道固定于主梁的压板上，压板焊接在盖板的中央。4.起重机属于起重机械的一种，是一种做循环、间歇运动的机械。通常起重机械由起升机构（使物品上下运动）、运行机构（使起重机械移动）、变幅机构和回转机构（使物品作水平移动）、再加上金属机构、动力装置、操纵控制及必要的辅助装置组合而成。5.在建桥工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备，桥式类型起重机械和臂架类型起重机三大类。桥式起重机是横架与车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，所以又称“天车”或者“行车”。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。6.桥式起重机广泛应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。7.桥式起重机的特点是可以使拴在吊钩或是其它取物装置上的重物在空间实现垂直升降或水平运移。8.起重机的用途是将物品从空间的某一个地点搬运到另一个地点。为了完成这个作业，起重机一般具有使物品沿空间的三个方向运动的机构。桥式类型的起重机是依靠起重机运行机构和小车运行机构的组合运动使所搬运的物品在长方形平面内作运动。

9.起重机是现代生产不可缺少的组成部分，借助起重机可以实现主要工艺流程和辅助作业的机械化，在流水线和自动线生产车间中，起重机大大提高了生产效率。

桥式起重机主梁的结构组成及焊缝分布（一）桥式起重机主梁的结构组成1.本论文主要介绍了跨度28米，起重量50吨的通用桥式起重机机箱型梁的设计生产过程，同时对车间的布置情况情况作了较为粗略的参考设计，设计过程较为详细的考虑了实际生产与工作中的情况。箱型梁式桥架结构主要是两根主梁和两根端梁组成。主梁主梁是桥式起重机桥架中主要受力元件，由左右两块腹板，上下两块盖板以及若干大小隔板及加强筋板组成。2.主要技术要求有：主梁上拱度：当受载后，可抵消按主梁刚度条件产生的下挠变形，避免承载小车爬坡。主梁旁变：再制造桥架时，走台侧焊后有拉伸残余应力，当运输及使用过程中残余应力释放后，导致两主梁向内旁弯；而且主梁在水平惯性载荷和作用下，按刚度条件允许有一定侧向弯曲，两者叠加会造成打大弯曲变形。腹板波浪变形：受压区＜0.7δ,受拉区＜1.2δ,规定较低的波浪变形对于提高起重机的稳定性和寿命是有利的。上盖板水平度≤b/250，腹板垂直度≤h/200，b为盖板宽度，h为梁高。端梁端梁是桥式起重机桥架组成部分之一，一般采用箱型结构，并在水平面内与主梁刚性连接，端梁按照受载情况可分为下属两类：（1）端梁受有主梁的最大支撑压力，即端梁上作用有垂直载荷。（2）端梁没有垂直载荷，端梁只起联系主梁的作用。（二）梁的几何尺寸1、梁的截面选择和验算通常按刚度和强度条件，并使截面积最小（经济条件），满足建筑条件要（如吊车梁及平台焊接梁最大高度受建筑条件限制），来确定梁的高度，然后初步估算梁的腹板、盖板厚度，进行截面几何特征的计算，然后进行验算，经适当调整，直到全部合格。图3中部高度h端梁连接处高度h1梯形高度c端梁宽度腹板的壁间距b0腹板厚度δ0盖板宽度b大隔板间距a小隔板高度h2小隔板间距a1纵向加筋角钢h3腹板厚均布载荷集中固定载荷移动载荷每个轮子的轮压F1、F2小车自重Gx水平均布载荷qsh水平集中载荷Fsh集中载荷均布载荷2、箱形主梁截面的主要几何尺寸靠近端梁处跨中为查表并根据实际需要确定（三）梁的受力分析1、载荷计算桥梁自重Gq=19.3t,自重均布载荷q1=Gq/L=68N/cm局部重量q2=0.12t/m=12N/cm,集中重量为2t则均布载荷为q=q1+q2=80N/cm运行机构重量G1，间距L1司机室重量G2，间距L2电气设备重量G3，间距L3其中为确定小车自重的系数，Q=5~100t的小车，=0.35，动力系数取1.2Gx==172kN由于起重机运行轨道不平造成桥梁和主梁的震动，从而引起集中的和分布的固定载荷产生动力加载作用，也应估计在固定载荷中。动力加载作用可按一个冲击系数k来考虑，k取1.12、强度验算（一）、支座反力Ra包括两部分：固定集中载荷引起的支座反力则主梁距左支座x处由固定载荷引起的弯矩为移动载荷F1、F2引起的支座反力为移动载荷在x截面的弯矩为由移动载荷和固定载荷共同作用引起距支座x处的截面弯矩为①将上式对x求导并令解得将此x值代入①得当小车的一个车轮处于左支座上时，主梁截面上最大剪力为，并且x=0，则计算水平方向的弯矩时，可以认为桥架是一个超静定刚架结构，最大弯矩为其中可简化计算，令尺寸确定后惯性矩的计算中性轴至梁最外边缘距离惯性矩惯性矩抵抗矩抵抗矩由产生的主梁跨中截面的正应力分别为故水平和垂直弯矩同时作用时，在主梁上下盖中引起最大正应力为16钢为225.5MPa故为安全主梁截面最大剪应力在腹板中部，主梁端部截面对x轴的静矩为主梁端部截面对x轴的惯性矩故(16钢为137.3MPa)故为安全（二）、主梁稳定性的计算整体稳定性问题由于；，故可以不考虑整体失稳问题。局部稳定性问题由于，故应配置横向和纵向加筋。由于，需设置纵向加筋一根，布置在距上盖板273.6mm处。3、主梁刚度的验算图4主梁垂直挠度的计算简图图5主梁水平挠度计算简图主梁在满载小车轮压下，在跨中产生最大垂直挠度简支梁垂直下挠度的精确计算可按下式进行式中则16Mn钢选水平刚度按超静定刚架计算其中4、焊缝的设计和验算（1）、盖板和腹板的连接角焊缝通常不开坡口，平角焊缝，焊脚K不大于腹板厚，如取K=6mm，则角焊缝计算厚度K0=4.2cm，如为气体保护焊或自动焊K0=（0.8~1）K=0.48~0.6cm.。则剪力作用下，角焊缝最大剪应力式中则集中载荷产生的剪应力可用下式计算验算折合应力大小横加筋在纵加筋以上部分与腹板的焊缝，大小横加筋与上盖板的焊缝，全部采用K=6mm连续角焊缝。（2）、验算支承加筋与盖板焊缝时，可假定全部集中载荷由加筋与盖板，以及加筋两端各长的腹板与盖板角焊缝传递，则有（3）、验算支承加筋与腹板的连接焊缝是假定它承担全部支座反力与集中载荷，并且在焊缝全长上均匀分布上式中，只包含了小隔板与腹板的焊缝长度，省略了大隔板与腹板的焊缝长度，安全系数更高（4）、验算盖板拼接焊缝时，主梁在起吊货物时，受到向下的拉力，从而使上盖板受压而下盖板受拉，故上盖板焊缝不必校核，只需校核下盖板对接焊缝1.4m0.7m2.8m0.35m700mm6mm750mm1970mm2050mm450mm680mm480mmG1=0.8tL1=1.5mG2=1.3tL2=2.8mG3=0.6tL3=5.9m（四）桥式起重机主梁的焊缝分布（1）从焊缝分布来看，断面重心左右基本对称，焊接后产生旁弯的可能性较小，而且比较容易控制；断面水平轴线上下是不对称的，梁内部有大量筋板，横向大筋板（隔板)与下盖板不焊接，而小筋板基本部在水平轴线以上，因此，焊缝大部分分布在水平轴线上部，这样极易造成主梁下挠，这和技术上要求上挠正好相反。（2）腹板上下边缘的角焊缝后，将在其中部产生参与压应力。腹板较薄时容易失稳而产生角变形，这些角变形也是构成腹板的波浪变形。若它和焊缝压应力共同作用，会产生较大的波浪变形，甚至使梁发生扭曲。减少腹板焊后残余应力比较困难，因为应力主要是在最后从外面焊接4条纵向角焊缝之后产生的。第三章桥式起重机主梁焊接工艺分析组焊顺序1.分别拼接上下盖板和腹板。盖板和腹板各拼接焊缝应错开200mm以上,且长度方向应留焊接收缩余量。为获取前述的上挠度,腹板在划线时上挠度应预先作出,腹板跨中预制上拱度为跨度的1.6‰,制作的上挠度应具有圆滑的抛物线形状。采用焊后用火焰加热梁的下部来获得上挠度的方法是不合理的,不应使用。因为火焰加热下部后,就在下部存在很大不应使用。因为火焰加热下部后,就在下部存在很大不应使用。因为火焰加热下部后,就在下部存在很大不应使用。因为火焰加热下部后,就在下部存在很大挠也因之消失。2.组焊上盖板和隔板。上盖板划中线,隔板线,腹板双线和外形线。隔板宽度尺寸要一致,要求用等离子弧切割或刨边加工。上盖板平放于平台上,然后组焊隔板。焊接顺序从内侧向外侧(走台侧)施焊,以便造成所需要的旁弯。这种装焊方式,使可能造成下挠的大小筋板与上盖板的焊缝先行施焊,从而焊接变形只有盖板的自由收缩,而不会产生挠曲。3.组焊腹板。腹板划中线,隔板双线和外形线。采用压紧夹具,保证腹板与上盖板和隔板都贴合严密后定位焊,然后将上盖板两端用槽钢垫起,支点位置在两端第1块大隔板处。!形梁的焊接,先焊腹板与隔板,再焊腹板与上盖板两内侧角焊缝,2名焊工同时同向从中间向两头施焊。要减小腹板与隔板焊缝的角变形,只能严格控制焊脚尺寸和用小的焊接热输入,以及采用交错焊等,这有利于防止腹板的波浪变形。4.组焊下盖板。下盖板划中线,腹板线和外形线。采用压紧夹具,保证下盖板与腹板贴合严密后定位焊,下盖板两端弯角处用大号割炬烤热后弯曲到位并点固。由于腹板预制了较大的上挠量,下盖板的压紧力会使主梁的上挠度减小,从而在水平轴线以上造成残余压应力,这使先前!形梁焊接时在水平轴线以上造成的残余拉应力减小,有利于防止腹板的波浪变形。5.焊腹板与上盖板外侧2条纵向角焊缝。2名焊工同时同向从一端向另一端施焊,注意2人焊接速度要一致,对称焊接,避免焊后产生旁弯。6.翻转180°,将下盖板中间用槽钢垫起,支点位置在中间2块大隔板处。焊腹板与下盖板外侧2条纵向角焊缝。2名焊工同时同向从一端向另一端施焊。此时,应该对主梁进行工序检查,并根据检查结果制定相应解决方案。7.组焊连接板。先将连接板与端梁配钻孔后用螺栓把合,用4个千斤顶支起2个端梁,以车轮轴顶面作为测量基准调平,对角线相等。然后将主梁落在连接板上,调平,对角线相等。再将连接板与主梁焊接在一起,腹板和上盖板切头,焊接主梁两端堵头板及筋板。8.组焊附件。焊接主梁外侧走台,小车横行滑线支架及小车轨道等。（二）工艺参数1.主梁的上下盖板和腹板拼接的对接焊缝均采用X形坡口,平焊,用砂轮或碳弧气刨清根。主梁的上下盖板和腹板连接的角焊缝均采用V形坡口,平焊,采用3层或多层焊。隔板和腹板连接的角焊缝不开坡口,横焊和立焊。2.采用CO2气体保护焊(半自动焊),NBC500晶闸管弧焊整流器,直流反接(工件接阴极),药芯焊丝THY-51B,!1.2mm。打底焊焊接电流180~220A,电弧电压22~26V,短路过渡;其余各层焊接电流220~260A,电弧电压26~30V,细颗粒过渡。横焊和立焊焊接电流160~200A,电弧电压20~24V。焊丝伸出长为焊丝直径的10倍左右,气体流量为15~20L/min,焊速为5~8mm/s(18~28m/h)。注意焊接热输入不要过大,在焊接速度一定的条件下,焊接电流不要超过300A,防止造成梁的整体扭曲变形;焊接电流不要低于100A,防止造成焊缝金属的未熔合、未焊透等缺陷。（三）检测1.用经纬仪测量主梁的上拱度符合桥式起重机的拱度标准。2.测量主梁水平旁弯,主梁腹板的垂直度和局部平面度,主梁上翼缘板的水平度等符合标准。3.下盖板和腹板受拉区的对接焊缝经X射线检测符合RTⅡ-GB3323。桥式起重机主梁焊接变形的综合控制措施（一）焊接要求(1)箱型主梁的隔板、翼腹板焊缝焊接，应尽量采用对称焊接(2)对于比较长的焊缝，采用分段退焊的焊接方法；(3)焊接尽量采用小的线能量，多人、多机同时操作时，尽量分散对称进行，以避免热量集中；(4)焊接时注意根部的坡口，若根部坡口不能满足焊接要求，必须在修理合格后进行焊接，以尽量减少和避免根部的焊接缺陷；(5)埋弧焊、手工电弧焊多层多道焊时，层间的焊渣、缺陷必须清理干净。（二）箱型主梁的焊接工艺根据箱型主梁的结构组成，分析其制造成型过程，主要包括拼板、筋板、腹板、Ⅱ形梁、下翼板、主梁纵缝等部件的焊接与拼装。1.腹板上拱度的制备。考虑到主梁的自重和焊接变形的影响，为满足技术规定的主梁上拱要求，腹板应预制出数值大于技术要求的上拱度，具体可根据生产条件和所用的工艺程序等因素来确定，上拱沿梁跨度对称跨中均匀分。2.筋板的制造。筋板是一个长方形，长筋板中间也有减轻孔。筋板采用平板，如有翘曲变形，要经板料校平机矫正。由于筋板尺寸影响到装配品质，要求控制其对角线偏差不大于1mm，并保证筋板的4个角应为90o，尤其是筋板与上盖板接触处的两个角，更应该严格保证直角，这样才能保证箱形主梁装配后腹板与上盖板垂直，并且使箱形主梁在长度方向不会产生扭曲变形。3.腹板、翼缘板的加工。由于隔板的数量比较多，在翼腹板下料时，要考虑横向焊接的收缩变形余量；翼缘板、腹板在下料时，要根据翼腹板4条焊缝焊接的方法、坡口的几何尺寸考虑其纵向焊接收缩变形余量；考虑到箱形柱抗层状撕裂的要求，采用翼腹板均开坡口的形式，加工坡口时要力求均匀一致。4.装焊Ⅱ形梁。Ⅱ形梁由上翼板，腹板和筋板组成。该箱形主梁的组装定位焊，分为机械夹具组装和平台组装两种，目前应用较广的是采用平台组装工艺，又以上翼板为基准的平台组装居多。平台组装上盖板、筋板和腹板以及内部焊缝的焊接，均应以最小挠曲焊接变形为依据，组装焊接角钢，工艺扁钢应以对梁的整体变形影响为原则。采用上翼板与筋板先组装焊接，在腹板或翼板上组装焊接纵向角钢或扁钢，然后再组装成Ⅱ形梁，这样可以减少梁在最后整体焊接时的变形。5.拼板对接焊工艺。主梁长度为22．5m，腹板与上下翼板要用多块钢板拼接而成，所有拼缝均要求焊透，并要求通过超声波或者X射线检验，其品质应满足起重机技术条件中的规定。为避免应力集中，保证梁的承载能力，上下翼板与腹板的拼板接头不应布置在梁同一截面上，错开距离不得小于200mm；同时，上下翼板、腹板尽量减少拼接接头，避免拼接接头安排在主梁的中心附近。6.下翼板的装配。下翼板的装配，关系到主梁最后成型品质。装配时先在下翼板上划出腹板的位置线，将玎形主梁吊装在下翼板上，两端用双头螺杆将其压紧固定。然后用水平仪和线锤检验梁中部和两端的水平和垂直度及拱度。下翼板与腹板的间隙应不大于1mm。点焊时应该从中间向两边同时进行。7.主梁矫正。箱形主梁装焊完毕，应进行检查，每根箱形主梁在制造时均应达到技术要求，如果变形超过规定值，应进行矫正。矫正时，应该根据变形情况选择好加热的部位与加热方式，一般采用火焰矫正法。（三）焊接注意事项1.尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置。这种焊缝位置对称于截面重心，焊后能使弯曲变形控制在较小的范围：2.尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量：3.必须有利于减少应力集中。应力集中不仅是降低材料塑性和引起结构脆断的主要原因，而且对结构强度有很坏的影响。为了减少应力集中，应尽量使结构表面平滑，截面改变的地方应平缓和有合理的接头形式；4.尽量避免焊缝过于集中。尽量避免各条焊缝相交。尽量使焊接接头形式合理，减小应力集中，尽量避免构件截面的突变，在截面变化的地方，必须采用圆滑过渡，不要形成尖角；5.在不影响结构的强度与刚度的前提下，尽可能的减小(5)在不影响结构的强度与刚度的前提下，尽可能的减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝，减小了焊缝截面尺寸和长度，能减少塑性变形区的范围，使焊接应力与变形减少。（四）防止焊接变形措施1.采用反变形法四。根据生产中发生变形的规律，预先把焊件人为地制成一个变形，为使这个变形与焊后发生的变形方向相反而数值相等，以达到防止产生残余变形的方法。至于反变形值，应根据材料性质、厚度、坡口型式与大小、焊接方法等来确定。2.焊后处理。构件发生焊接变形，可用火焰矫正法和机械矫正法进行矫正。火焰矫正法是利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。矫正的工具，是气焊焊矩。机械矫正是利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，也可用锤击来延展焊缝金属及其周围压缩塑性变形区域的金属，达到消除焊接变形的目的。3.采用对称焊接和非对称焊接。焊接结构中很多焊缝以中性轴对称的，为了防止对称焊缝的变形，采用对称焊抵消焊接变形的方法进行焊接。在实践中，非对称焊缝的结构十分常见，对此，应先焊焊缝少的一侧，后焊焊缝多的一侧。使多焊缝的一侧所造成的变形，抵消前一侧的变形，达到总体变形减小。具体方法可根据变形经验法，确定变形量的大小和方向来解决。第五章结论起重机主粱结构的制造和焊接品质，对起重机械的寿命和安全运行起关键作用。研究其焊接特性及制造工艺，对实现主梁制造的系列化、提高起重机制造品质、促进起重机生产的技术进步有着积极的作用。桥式起重机主梁的焊接变形是起重机制造中的一大难点,通过选择合理的组焊顺序和工艺参数可以有效地控制主梁的焊接变形。此工艺不仅满足了设计要求、保证了质量,而且大大地提高了工作效率,研究其焊接特性及制造工艺，对实现主梁制造的系列化、提高起重机制造品质、促进起重机生产的技术进步有着积极的作用。本文从工艺设计角度出发，严格规范装焊工艺，采用合理的组装顺序和焊接工艺，为有效控制桥式起重机主梁焊接变形提供了有益的参考。致谢在论文结束之际，首先应当感谢我的导师李贵忠教授。在做毕业设计期间，我遇到了很多的困难，李贵忠教授给予了我悉心的指导。他严谨的科学态度、渊博的学识使用深受感染，使我知道应该如何对待工作和学习。特别感谢他教会我如何发现实际工作中的问题，如何解决这些问题。在这里我要向李教授表达最诚挚的感谢。毕业设计是大学四年所学知识的一个考察，它兼顾了四年中所学的基础和专业知识，因此不同于以前的课程设计，毕业设计是课程设计的一个质的飞跃，认识到这点，我对待毕业设计的态度也不敢懒散，一直抱以认真谨慎的学习态度。在接到毕业设计课题后首先要做的就是搜集各方面的资料，以前的课程设计都是有范例的，模仿一下就可以，不用自己烦恼。但是毕业设计就不同了，它是一个综合设计，很多资料，数据都需要自己通过各种途径搜集得到。因此经常跑图书馆。但是很多资料找遍整个图书馆都找不到。然而我的设计很多是依据有些图书馆没有的资料，没有资料绝对是一个沉重的打击。幸好，在指导老师李贵忠教授的指引和帮助下有些问题得以解决。在这里我要向在毕业设计中帮助过我的老师和同学们致谢，因为他们在整个毕业设计中给予了我很多帮助和动力。特别是我的指导老师，他不惜劳苦，在百忙之中抽出时间来指导我的毕业设计，因此毕业设计中的很多问题都能及时的得到解决。总的来讲，整个毕业设计给我留下了深刻的印象，不仅仅是由于涉及时间长，更多的是在毕业设计中我尝到了辛、酸、苦、甜，它会在我人生道路上留下不可抹杀的一页。在要离开学校时，我要向所有关心过我、帮助过我的朋友表示最诚挚的感谢和祝福 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【20】贾安东.《焊接结构及生产设计》[M]，天津大学出版社.1989AutomobileBrakeSystemThebrakingsystemisthemostimportantsystemincars.Ifthebrakesfail,theresultcanbedisastrous.Brakesareactuallyenergyconversiondevices,whichconvertthekineticenergy(momentum)ofthevehicleintothermalenergy(heat).Whensteppingonthebrakes,thedrivercommandsastoppingforcetentimesaspowerfulastheforcethatputsthecarinmotion.Thebrakingsystemcanexertthousandsofpoundsofpressureoneachofthefourbrakes.Twocompleteindependentbrakingsystemsareusedonthecar.Theyaretheservicebrakeandtheparkingbrake.Theservicebrakeactstoslow,stop,orholdthevehicleduringnormaldriving.Theyarefoot-operatedbythedriverdepressingandreleasingthebrakepedal.Theprimarypurposeofthebrakeistoholdthevehiclestationarywhileitisunattended.Theparkingbrakeismechanicallyoperatedbywhenaseparateparkingbrakefootpedalorhandleverisset.Thebrakesystemiscomposedofthefollowingbasiccomponents:the“mastercylinder”whichislocatedunderthehood,andisdirectlyconnectedtothebrakepedal,convertsdriverfoot’smechanicalpressureintohydraulicpressure.Steel“brakelines”andflexible“brakehoses”connectthemastercylindertothe“slavecylinders”locatedateachwheel.Brakefluid,speciallydesignedtoworkinextremeconditions,fillsthesystem.“Shoes”and“pads”arepushedbytheslavecylinderstocontactthe“drums”and“rotors”thuscausingdrag,which(hopefully)slowsthecar.Thetypicalbrakesystemconsistsofdiskbrakesinfrontandeitherdiskordrumbrakesintherearconnectedbyasystemoftubesandhosesthatlinkthebrakeateachwheeltothemastercylinder(Figure).Basically,allcarbrakesarefrictionbrakes.Whenthedriverappliesthebrake,thecontroldeviceforcesbrakeshoes,orpads,againsttherotatingbrakedrumordisksatwheel.Frictionbetweentheshoesorpadsandthedrumsordisksthenslowsorstopsthewheelsothatthecarisbraked.Inmostmodernbrakesystems(seeFigure15.1),thereisafluid-filledcylinder,calledmastercylinder,whichcontainstwoseparatesections,thereisapistonineachsectionandbothpistonsareconnectedtoabrakepedalinthedriver’scompartment.Whenthebrakeispusheddown,brakefluidissentfromthemastercylindertothewheels.Atthewheels,thefluidpushesshoes,orpads,againstrevolvingdrumsordisks.Thefrictionbetweenthestationaryshoes,orpads,andtherevolvingdrumsordisksslowsandstopsthem.Thisslowsorstopstherevolvingwheels,which,inturn,sloworstopthecar.Thebrakefluidreservoirisontopofthemastercylinder.Mostcarstodayhaveatransparentrreservoirsothatyoucanseethelevelwithoutopeningthecover.Thebrakefluidlevelwilldropslightlyasthebrakepadswear.Thisisanormalconditionandnocauseforconcern.Iftheleveldropsnoticeablyoverashortperiodoftimeorgoesdowntoabouttwothirdsfull,haveyourbrakescheckedassoonaspossible.Keepthereservoircoveredexceptfortheamountoftimeyouneedtofillitandneverleaveacamofbrakefluiduncovered.Brakefluidmustmaintainaveryhighboilingpoint.Exposuretoairwillcausethefluidtoabsorbmoisturewhichwilllowerthatboilingpoint.Thebrakefluidtravelsfromthemastercylindertothewheelsthroughaseriesofsteeltubesandreinforcedrubberhoses.Rubberhosesareonlyusedinplacesthatrequireflexibility,suchasatthefrontwheels,whichmoveupanddownaswellassteer.Therestofthesystemusesnon-corrosiveseamlesssteeltubingwithspecialfittingsatallattachmentpoints.Ifasteellinerequiresarepair,thebestprocedureistoreplacethecompeteline.Ifthisisnotpractical,alinecanberepairedusingspecialsplicefittingsthataremadeforbrakesystemrepair.Youmustneverusecoppertubingtorepairabrakesystem.Theyaredangerousandillegal.Drumbrakes,itconsistsofthebrakedrum,anexpander,pullbacksprings,astationarybackplate,twoshoeswithfrictionlinings,andanchorpins.Thestationarybackplateissecuredtotheflangeoftheaxlehousingortothesteeringknuckle.Thebrakedrumismountedonthewheelhub.Thereisaclearancebetweentheinnersurfaceofthedrumandtheshoelining.Toapplybrakes,thedriverpushespedal,theexpanderexpandstheshoesandpressesthemtothedrum.Frictionbetweenthebrakedrumandthefrictionliningsbrakesthewheelsandthevehiclestops.Toreleasebrakes,thedriverreleasethepedal,thepullbackspringretractstheshoesthuspermittingfreerotationofthewheels.Diskbrakes,ithasametaldiskinsteadofadrum.Aflatshoe,ordisk-brakepad,islocatedoneachsideofthedisk.Theshoessqueezetherotatingdisktostopthecar.Fluidfromthemastercylinderforcesthepistonstomovein,towardthedisk.Thisactionpushesthefrictionpadstightlyagainstthedisk.Thefrictionbetweentheshoesanddiskslowsandstopsit.Thisprovidesthebrakingaction.Pistonsaremadeofeitherplasticormetal.Therearethreegeneraltypesofdiskbrakes.Theyarethefloating-calipertype,thefixed-calipertype,andthesliding-calipertype.Floating-caliperandsliding-caliperdiskbrakesuseasinglepiston.Fixed-caliperdiskbrakeshaveeithertwoorfourpistons.Thebrakesystemassembliesareactuatedbymechanical,hydraulicorpneumaticdevices.Themechanicalleverageisusedintheparkingbrakesfittedinallautomobile.Whenthebrakepedalisdepressed,therodpushesthepistonofbrakemastercylinderwhichpressesthefluid.Thefluidflowsthroughthepipelinestothepowerbrakeunitandthentothewheelcylinder.Thefluidpressureexpandsthecylinderpistonsthuspressingtheshoestothedrumordisk.Ifthepedalisreleased,thepistonreturnstotheinitialposition,thepullbackspringsretracttheshoes,thefluidisforcedbacktothemastercylinderandbrakingceases.Theprimarypurposeoftheparkingbrakeistoholdthevehiclestationarywhileitisunattended.Theparkingbrakeismechanicallyoperatedbythedriverwhenaseparateparkingbrakinghandleverisset.Thehandbrakeisnormallyusedwhenthecarhasalreadystopped.Aleverispulledandtherearbrakesareapproachedandlockedinthe“on”position.Thecarmaynowbeleftwithoutfearofitsrollingaway.Whenthedriverwantstomovethecaragain,hemustpressabuttonbeforethelevercanbereleased.Thehandbrakemustalsobeabletostopthecarintheeventofthefootbrakefailing.Forthisreason,itisseparatefromthefootbrakeusescableorrodsinsteadofthehydraulicsystem.Anti-lockBrakeSystemAnti-lockbrakesystemsmakebrakingsaferandmoreconvenient,Anti-lockbrakesystemsmodulatebrakesystemhydraulicpressuretopreventthebrakesfromlockingandthetiresfromskiddingonslipperypavementorduringapanicstop.Anti-lockbrakesystemshavebeenusedonaircraftforyears,andsomedomesticcarwereofferedwithanearlyformofanti-lockbrakinginlate1990’s.Recently,severalautomakershaveintroducedmoresophisticatedanti-locksystem.InvestigationsinEurope,whereanti-lockbrakingsystemshavebeenavailableforadecade,haveledonemanufacturetostatethatthenumberoftrafficaccidentscouldbereducedbysevenandahalfpercentifallcarshadanti-lockbrakes.Sosomesourcespredictthatallcarswillofferanti-lockbrakestoimprovethesafetyofthecar.Anti-locksystemsmodulatebrakeapplicationforceseveraltimespersecondtoholdthetiresatacontrolledamountofslip;allsystemsaccomplishthisinbasicallythesameway.Oneormorespeedsensorsgeneratealternatingcurrentsignalwhosefrequencyincreaseswiththewheelrotationalspeed.Anelectroniccontrolunitcontinuouslymonitorsthesesignalsandifthefrequencyofasignaldropstoorapidlyindicatingthatawheelisabouttolock,thecontrolunitinstructsamodulatingdevicetoreducehydraulicpressuretothebrakeattheaffectedwheel.Whensensorsignalsindicatethewheelisagainrotatingnormally,thecontrolunitallowsincreasedhydraulicpressuretothebrake.Thisrelease-applycycleoccursseveraltimepersecondto“pump”thebrakeslikeadrivermightbutatamuchfasterrate.Inadditiontotheirbasicoperation,anti-locksystemshavetwootherthingsincommon.First,theydonotoperateuntilthebrakesareappliedwithenoughforcetolockornearlylockawheel.Atallothertimes,thesystemstandsreadytofunctionbutdoesnotinterferewithnormalbraking.Second,iftheanti-locksystemfailinanyway,thebrakescontinuetooperatewithoutanti-lockcapability.Awarninglightontheinstrumentpanelalertsthedriverwhenaproblemexistsintheanti-locksystem.ThecurrentBoschcomponentAnti-lockBrakingSystem(ABSⅡ),isasecondgenerationdesignwildlyusedbyEuropeanautomakerssuchasBWM,Mercedes-BenzandPorsche.ABSⅡsystemconsistsof:fourwheelspeedsensor,electroniccontrolunitandmodulatorassembly.Aspeedsensorisfittedateachwheelsendssignalsaboutwheelrotationtocontrolunit.Eachspeedsensorconsistsofasensorunitandagearwheel.Thefrontsensormountstothesteeringknuckleanditsgearwheelispressedontothestubaxlethatrotateswiththewheel.Therearsensormountstherearsuspensionmemberanditsgearwheelispressedontotheaxle.Thesensoritselfisawindingwithamagneticcore.Thecorecreatesamagneticfieldaroundthewinding,andastheteethofthegearwheelmovethroughthisfield,analternatingcurrentisinducedinthewinding.Thecontrolunitmonitorstherateochangeinthisfrequencytodetermineimpendingbrakelockup.Thecontrolunit’sfunctioncanbedividedintothreeparts:signalprocessing,logicandsafetycircuitry.Thesignalprocessingsectionistheconverterthatreceivesthealternatingcurrentsignalsformthespeedsensorsandconvertsthemintodigitalformforthelogicsection.Thelogicsectionthenanalyzesthedigitizedsignalstocalculateanybrakepressurechangesneeded.Ifimpendinglockupissensed,thelogicsectionsendscommandstothemodulatorassembly.ModulatorassemblyThehydraulicmodulatorassemblyregulatespressuretothewheelbrakeswhenitreceivescommandsfromthecontrolutuit.Themodulatorassemblycanmaintainorreducepressureoverthelevelitreceivesfromthemastercylinder,italsocanneverapplythebrakesbyitself.Themodulatorassemblyconsistsofthreehigh-speedelectricsolenoidvalves,twofluidreservoirsandaturndeliverypumpequippedwithinletandoutletcheckvalves.Themodulatorelectricalconnectorandcontrollingrelaysareconcealedunderaplasticcoveroftheassembly.Eachfrontwheelisservedbyelectricsolenoidvalvemodulatedindependentlybythecontrolunit.Therearbrakesareservedbyasinglesolenoidvalveandmodulatedtogetherusingtheselect-lowprinciple.Duringanti-brakingsystemoperation,thecontrolunitcyclesthesolenoidvalvestoeitherholdorreleasepressurethebrakelines.Whenpressureisreleasedfromthebrakelinesduringanti-brakingoperation,itisroutedtoafluidreservoir.Thereisonereservoirforthefrontbrakecircuit.Thereservoirsarelow-pressureaccumulatorsthatstorefluidunderslightspringpressureuntilthereturndeliverypumpcanreturnthefluidthroughthebrakelinestothemastercylinder.汽车制动系统制动系统是汽车中最重要的系统。如果制动失灵，结果可能是损失惨重的。制动器实际就是能量转换装置，它将汽车的动能（动量）转化成热能（热量）。当驾驶员踩下制动踏板，所产生的制动力是汽车运动时动力的10倍。制动系统能对四个刹车系统中的每个施加数千磅的力。

每辆汽车上使用两个完全独立的制动系统，即行车制动器和驻车制动器。行车制动器起到减速、停车、或保持车辆正常行驶。制动器是由司机用脚踩、松制动器踏板来控制的。驻车制动器的主要作用就是当车内无人的时候，汽车能够保持静止。当独立的驻车制动器—踏板或手杆，被安装时，驻车制动器就会被机械地操作。制动系统是由下列基本的成分组成:位于发动机罩下方，而且直接地被连接到制动踏板的“制动主缸”把驾驶员脚的机械力转变为液压力。钢制的“制动管路”和有柔性的“制动软管”把制动主缸连接到每个轮子的“制动轮缸”上。制动液,特别地设计为的是工作在极端的情况，填充在系统中。“制动盘”和“衬块”是被制动轮缸推动接触“圆盘”和“回转体”如此引起缓慢的拖拉运动,(希望)使汽车减慢速度。

典型的制动系统布置有前后盘式，前盘后鼓式，各个车轮上的制动器通过一套管路系统连接到制动主缸上。基本上讲，所有的汽车制动器都是摩擦制动器。当司机刹车时，控制装置会迫使制动蹄，或制动衬片与车轮处的旋转的制动鼓或制动盘接触。接触后产生的摩擦使车轮转动减慢或停止，这就是汽车的制动。在最基本的制动系统中，有一个制动主缸，这个主缸内部填充制动液，并包含两个部分，每个部分里都有一