60t造船龙门起重机支腿结构设计

1XXXX大学本科毕业设计（论文）学院机械工程学院专业机械制造设计及自动化学生姓名班级学号指导教师二零年月2完整的毕业设计过程CAD装配总图以及各个部件的零件图（图中直接去部分）3该毕业设计成果经过严格而完整的毕业答辩过程，并取得优秀。如有需要可以联系球球9830912934第一章绪论1.1学术背景及其理论与实际意义1.1.1学术背景及其理论起重机械是用来对物料进行其重、运输和安装作业的机械。它与我们的生活密切相关，它能减轻体力劳动，提高工作效率、实现安全生产的传统而重要的辅助机械。且起重机在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域和部门中得到了广泛的应用。随着生产规模日益扩大、特别是现代化、专业化生产的要求各种专门用途的起重机相继产生，许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是一种循环的、间歇动作的、短程搬运物料的机械，一个工作循环一般包括上料、运送、卸料及回到原位的过程。起重机工作时，各机构经常是处于起动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态之中。在高层建筑、冶金、华工及电站等建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此，必须选用一些大型起重机进行诸如锅炉及厂房设备的吊装工作。在道路、桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件、安装电站设备、吊运浇筑混凝土、摸板、开挖矿渣及其他建筑材料等，均需使用起重机，尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强，工程本身有很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机种类和数量就更多。二十世纪以来，由于钢铁、机械制造业和铁路、港口及交通运输业的发展，促进了起重运输机械的发展。对起重运输机械的性能也提出了更高的要求。现代起重运输机械担当着繁重的物料搬运任务，是工厂、铁路、港口及其他部门实现物料搬运机械化的关键。因而起重机的金属结构都用优质钢材制造，并用焊接代替柳接，不仅简化了结构，缩短了工期，而且大大地减轻了自重，焊接结构是现代金属结构的特征。我国是应用起重机械最早的国家之一，古代我们祖先采用杠杆几辘轳取水，就是用起重设备节省人力的列子。几千年的封建统治年代，工业得不到发展，我国自计制造的起重机很少，绝大多数起重运输设备主要依靠进口。解放以后，随着冶金、钢铁工业的发展，起重运输机械，获得了飞速的发展，全国刚解放就建立了全国最大的大连起重机械厂，1949年10月，在该厂试制成功我国第一台起重量为50吨、跨度为22.5m的桥5式起重机。为培养起重运输机械专业的专门人才，在上海交通大学等多所高等工业学校中，创办了起重运输机械专业。到目前为止，我国通用门式类型起重机和工程起重机（汽车起重机、轮胎起重机、塔式起重机）已从过去的仿制渡到了自行设计制造的阶段。有些机种和产品，无论从结构形式，还是性能指标都达到了较高水平。1.1.2实际意义我国起重运输机械行业从上世纪五六十年代开始建立并逐步发展壮大，并已形成了各种门类的产品范围和庞大的企业群体，服务于国民经济各行各业。随着我国经济的快速发展，起重运输机械制造业也取得了长足的进步。2005年起重运输机械行业销售额达到1272亿元，“十五”期间平均每年增长超过30％，2006年依然保持着持续增长的态势，目前的市场前景非常好。70年代以来，起重机的类型、规格、性能和技术水平获得了很大的发展，除了满足国内经济建设对起重机日益增长的需要外，还向国外出口各种类型的高性能、高水平的起重机。由此可见，起重机的设计制造，从一个侧面反映了一个国家的工业现代化水平。1.2研究现状及存在问题上个世纪70年代以来，随着生产和科学技术的发展，起重机械无论在品种及质量上都得到了极其迅速的发展。随着国民经济的快速发展，特别是国家加大基础工程建设规划的实施，建设工程规模日益扩大，起重安装工程量越来越大，需要吊装和搬运的结构件和机器设备的重量也越来越大，特别是大型水电站、石油、化工、路桥、冶炼、航天以及公用民用高层建筑的安装作业的迫切需要，极大的促进了起重机、特别是大型起重机的发展，起重机的设计制造技术得到了迅速发展。随着起重机的使用频率、起重量的增大，对其安全性能、经济性能、效率及耐久性等问题，也越来越引起人们的重视，并对设计理念、方法及手段的探讨也日趋深入:由于在起重机设计中采取常规设计方法时，许多构件存在不合理性，进而影响整个设备性能。计算机技术的应用在很大范围内解决了起重机的设计问题，尤其是有限元分析方法与计算机技术的结合，为起重机结构的准确分析提供了强力的有效手段，在实际工程已日益普及，且今后的结构分析从孤立的单独构件转变到结构系统的整体空间分析。6第二章设计任务说明书2.1选题意义随着国民经济的快速发展，特别是国家加大基础工程建设规划的实施，建设工程规模日益扩大，起重安装工程量越来越大，需要吊装和搬运的结构件和机器设备的重量也越来越大，且对起重机的安全性能、效率及耐久性的要求`愈来愈高。按照普遍的构造形式，及造桥用龙门吊应满足工艺性好、通用性好及机构安装检修方便，以便加快施工速度，缩短施工周期的特点，龙门架采用箱形双梁结构，支腿分别采用刚性支腿和柔性支腿，这种结构能够比较处理好功能和技术的要求。通过这次60t门吊设计，了解钢结构设计的基本过程，巩固大学四年以来所学的专业知识，为以后工作坚固的基础。2.2设计任务本次毕业设计题目为60t门吊设计，龙门吊的主要设计参数为：跨度35、最大起升高度20、主起升为60t、副起升30t。工作状态风压：w0=0.25kN/m2，非工作状态风压：w0=1.0kN/m2。要求:（a）、简化结构的力学模型，荷载计算，设计和验算支腿，大车等构件；（b）、所有图纸均用AUTOCAD软件绘制；包括三维的proe造型;根据设计要求作出起重机的总装图，支腿的总装图，大车行走机构的部件图，车轮组的部件图，及其一些零件的零件图，满足使用功能要求的措施。龙门吊应力计算，支腿机构设计计算，大车行走机构的计算，包括电动机的选择、减速器的选择等。72.3结构设计依据的主要现行设计及施工规范（1）.《起重机设计规范》（GB3811-83）（2）.《起重机安全规程》（GB6067-85）（3）.《通用门式起重机》（GB/T14406-93）（4）.《钢结构设计规范》（GB50017—2003）（5）.《起重设备安装工程施工及验收规范》（JBJ31-96）8第三章总体计算与主梁参数3．1总图及主要技术参数3.1.1主要技术参数箱形双梁龙门造船起重机，由一个两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，在桥架上运行起重小车，可起吊和水平搬运各类物件。箱形双梁结构具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列优点。他的主要组成部分有小车（主、副起升机构、小车运行机构和小车架））、桥架（主梁、支腿）、大车运行机构和电气设备。起重量：主钩Q主=2×30t，副Q=30t；跨度：L=35m；起升高度：H=20m；工作制度：主起升：中级副起升：中级小车运行：中级大车运行：中级工作速度：主起升速度：v=6m/min；副起升速度：v=6m/min；小车运行速度：v=39m/min；大车运行速度：v=37.5m/min；小车轨距：3m；大车轮距:35m；工作级别：M593.1.2总图及结构图3-160t龙门起重机总图103-2起重机结构图3.2主梁小车计算参数主梁结构采用箱形双主梁结构形式，箱形桥架见简图图3-3主梁结构形式梁自重载荷1=1280×1.0=1280KN材料：Q345上小车自重：240KN9.828.5P上下小车自重：KN1209.825.14P下工作级别:M5运行速度：39m/min吊具自重载荷：0.5t水平惯性载荷MmaPH小车制动时，产生的水平载荷：小=226.2KN大车制动时，产生的水平载荷：大梁=62.4KN起重机偏斜运行时对龙门结构产生的附加载荷：∑KNpPs7.688812156.0211第四章支腿设计计算4.1支腿计算4.1.1载荷计算（1）.自重载荷由《机械工程手册》12卷，箱形双梁龙门吊支腿单位长度自重取0.2-0.4倍的主梁单位长度自重，则：刚性支腿单位长度自重为：mKNP35.74.0支腿柔性支腿单位长度自重为：mKNP5.15.72.0支腿（2）水平惯性载荷MmhaPH式中M——考虑起重机驱动力突加或突变时，对金属结构的动力影响，通常取M=1.5；m——支腿的质量（kg）,a——加速度，2小车/12.0sma；2大车/15.0sma大车制动时，产生的水平载荷：KNH5.1315.02035.1P钢支腿_大75.615.0205.15.1柔支腿_大PHKN(3)风载荷12qACKhWP式中C——风力系数，由《起重机设计规范GB3811-2005》表5-6插值得C=1.55Kh——风压高度变化系数，工作状态时Kh=1，非工作状态时ahhK10，由《起重机设计规范》知Kh=1.54；q——风压，工作状态时q工作=250N/m2,非工作状态时21000mNq非工作A——迎风面积，A钢=（3+1.2）*20/2=42m2A柔=19*0.6=11.4m2刚性支腿：工作状态时：4225054.155.1qACKhWP=25.1KN非工作状态时：42100054.155.1qACKhWP=100.3KN柔性支腿：工作状态时：4.1125054.155.1qACKhWP=6.82KN非工作状态时：4.11100054.155.1qACKhWP=27.2KN4.1.2内力计算内力计算分龙门架平面内和支腿平面内两种情况讨论，见表4-1、表4-.213表4-1龙门架平面支腿内力计算名称计算简图和内力图内力值备注A.由自支腿梁和qq引起的内力0CM0DMKNQQBDAC0计算简图14KNNAC640KNNBD640KNVVBA640弯矩图剪力图名称计算简图和内力图内力值备注15轴力图B.起升载荷Q2小车自重小车G（跨中）引起的内力0CM0DMKNQQBDAC0KNN.6959-刚KNN851-柔计算简图16弯矩图名称计算简图和内力图内力值备注KNVA.6959KNVB851剪力图轴力图17C.起升载荷Q2小车自重小车G（端支座）引起的内力计算简图0CM0DMKNQQBDAC0.3KN1766AVKNVB.354KNNAC.31766弯矩图剪力图18D.由小车惯性力小HP引起的内力mKNMC7919.3158BAVVKNKNHA2.226BDACNN158.3kn计算简图弯矩图剪力图名称计算简图和内力图内力值备注19轴力图E.由风载荷wq引起的内力mKNMC.51102计算简图弯矩图名称计算简图和内力图内力值备注20KNVVBA1.22KNHA63剪力图轴力图表4-2支腿平面的支腿内力计算21名称计算剪图和内力图支座反力V或轴力和弯矩MA.由起升载荷、自重载荷GP1、小车自重小车P引起的内力KNVA.32256KNVB.3554KNVA.61459KNVB1351Q222刚性支腿KNVE.21128KNVF.21128mKNMO.96768刚性支腿23柔性支腿KNMA.752mKNMMHG4.734KNVG2.1128KNVH2.112824名称计算简图和内力图支座反力V或轴力和弯矩M柔性支腿KNNNAHAG3.1167KNNGH6.299B.大车制动时产生的水平惯性力大HP引起的内力刚性支腿mKNM.65340KNVE8.44KNHE6.33KNVF8.4425名称计算简图和内力图支座反力V或轴力和弯矩M柔性支腿mKNMG0mKNMH3.44KNVG4.18KNHE6.