桥式起重机主梁设计说明书

桥式起重机设计说明书姓名：胡会会学号：20082091学院：材料科学与工程学院专业班级：材0802-2指导教师：朱浩日期：2011年7月目录第一章桥式起重机箱型主梁截面尺寸一、主梁的几何尺寸.............................................11、梁的截面选择和验算......................................12、箱形主梁截面的主要几何尺寸..............................2二、主梁的受力分析.............................................31、载荷计算................................................32、强度验算................................................33、主梁刚度的验算..........................................5第二章主梁的制造焊接工艺过程.....................................6一、备料.......................................................6二、下料.......................................................7三、焊接.......................................................7第三章焊缝外观评定及焊接无损检测.................................9一、焊接外观质量评定...........................................9二、无损检测...................................................9第四章焊接工艺卡................................................10第五章焊接接头微观组织及显微硬度................................11一、微观组织观察..............................................11二、显微硬度测试..............................................12结束语......................................................16第一章桥式起重机箱型主梁截面尺寸一、主梁的几何尺寸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），满足建筑条件要求（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1起重机的结构图中部高度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腹板厚均布载荷移动载荷F每个轮子的轮压F1、F22、箱形主梁截面的主要几何尺寸靠近端梁处mmhha1272210跨中为mmha2000)0.2~5.1(0查表并根据实际需要确定二、主梁的受力分析1、载荷计算由起重机主梁自重曲线得桥梁自重Gq=11t,自重均布载荷q1=Gq/L=55N/cm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=Q=172kN2、强度验算（1）、垂直弯矩包括两部分：移动载荷引起的弯矩：mNFLMF63107.35.198.9105.774141均布载荷引起的弯矩：(2)水平弯矩包括两部分：1300mm700mm2000mm3500mm700mm6mm752mm1272mm2000mm424mm636mm318mm查资料查资料172kN5.5N/cm38kN小车自重Gx水平均布载荷qsh水平集中载荷Fsh水平集中载荷引起的弯矩：水平均布载荷引起的弯矩：（3）尺寸确定后惯性矩的计算对x轴的惯性矩对y轴的惯性矩462000303110308.0212122cmbhhbIy（4）截面弯曲系数由水平垂直和MM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][52.20252.1201MPa水平垂直16Mn钢][为225.5MPa故为安全主梁截面最大剪应力在腹板中部，0max2xdsISF主梁端部NqLFFs813252主梁端部截面对x轴的静矩为311111011468821627001675241627006)162700()22(422)2(2cmhbhhS主梁端部截面对x轴的惯性矩411110113125442)2)()2(31[cmhhbhIxd故][64.1016.023125444688813125maxMPa(16Mn钢][为137.3MPa)故为安全3、主梁稳定性的计算由于sh/2351702126/1272/00，故应配置横向和纵向加筋。由于240/16000h，需设置纵向加筋一根，布置在距上盖板273.6mm处。4、主梁刚度的验算由挠度计算公式得忽略小车轮距，即B=0时：则相对挠度为10001131011950488.1L符合条件第二章主梁的制造焊接工艺过程一、备料1、盖板（δ=16mm）（1）对已选定的16Mn材料进行校平到喷丸等预处理；（2）切割：选用市场上规格为16mm×1600mm的材料，切成两均等份，对边缘进行精整切割。（3）开坡口：板厚为16mm时，采用单V型坡口，允许用火焰气割，但坡口面应将熔渣等清除干净。（4）采用CO2焊对板材进行拼接至＞22mm（对接前先将各板材点固焊住，或采用夹具固定均可；且可采用压具以防止波浪变形，两端使用引弧，收弧板）。（5）预置拱度：fs=L/1000=19500/1000=19.5mm以上fs为理论值，实际下料时，fs′=（2~3）fs，fs′=（39~58.5）mm上盖板下料的加长量为：2.5L/1000=2.5×19500/1000=49mm下盖板下料的加长量为：1.5L/1000=1.5×19500/1000=30mmfsxL/2L图5拱度示意图2、腹板（δ=6mm）（1）对已选定的16Mn进行校平到喷丸预处理。（2）切割：选用市场上规格为6mm×1800mm的钢板，切去多余的部分，然后对材料进行精整（气割）。（3）开坡口：δ=6mm，根据《焊接手册》选用CO2气保焊无需开坡口。即“I”型坡口。（4）采用CO2焊进行拼接。（5）下料拱度：fs=（1/1000~3/1000）L=（19.5~58.5）mm3、大小按设计尺寸对板材进行切割，注意下料时合理组合尺寸，尽量减少板材的消耗。二、下料采用自动火焰切割方法下料。(a)、盖板下料将上、下盖板矫平后。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，在腹板下料时必须有相应的上拱度，且上拱度应大于主梁的上拱度。腹板下料时，需放1.5L／1000，即30mm的余量，并且在离中心200mm处不得有接头，为避免焊缝集中，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。(c)、长短肋板下料主梁的长短肋板的宽度尺寸只能小不能大(1mm左右)。长度尺寸可允许有一定的误差(±2mm以内)。肋板的4个角应为90。，尤其是肋板与上盖板联接处的2个角更应严格保持直角，以使装配后主梁的腹板与上盖板垂直，同时主梁在长度方向上不会发生扭曲变形。三、焊接1、焊接材料与16Mn匹配的焊接材料是H08MnA焊丝和HJ431焊剂。焊接前，必须将焊丝表面的油污、铁锈等污物清除干净，为防止氢侵入焊缝，对焊剂必须严格烘干，HJ431焊剂要求250C、2h烘干。2、接头形式上、下盖板及腹板的拼接采用对接接头形式，组合时采用T型接头形式3、坡口制备上、下盖板和腹板的对接，可采用单面焊双面成形工艺，坡口角度为30。～40。，单面V形坡口，以减小开坡口和焊后翻转的工作量。4、装配一焊接（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，使其中间向下弯曲，弯曲程度等于预置的上拱度，即中点处向下挠L/1000。（2）装配焊接大隔板和小隔板①在制定的位置上焊接大小隔板，为保证其垂直度及位置的准确，需采用撑住固定或者点固焊对其位置固定。②为保证旁弯以防止受力时盖板过度向中心弯曲，应从大梁的中部向盖板边缘焊接，先焊隔板的一面，然后再焊另一面(避免结构翘曲)。（3）腹板的隔板的焊接①将腹板组立点焊于制定位置，由于腹板有预置上挠，装配时需要使盖板与之贴合严密。（采用楔形垫片）②将点固好的梁旋转90°侧向放置，再对腹板与隔板之间进行焊接。（4）角钢的焊接为了减小变形，从而需减少线能量的输入，角钢采用断续焊，且由于空间较小，采用CO2半自动焊。（5）装配下盖板及盖板与腹板的焊接①在装配压紧力作用下预弯成所需形状，使用撑具等辅助设备以保证盖板的倾斜度和腹板的垂直度，然后点固焊住。②四条长角焊缝用埋弧焊图7起重机主梁焊接的一般顺序图8主梁角焊缝的焊接（6）组对间隙上、下盖板及腹板在对接时，均应留有一定的间隙，板厚16mm，间隙为34mm，以保证单面焊双面成形。两腹板与下盖板在组对时，应尽量减小组焊间隙。间隙量1.0mm，以减小焊接变形。长短肋板在与上盖板进行组对时，也同样应将各组件压紧，以尽量减小组焊间隙。5.焊接工艺要保证箱形主梁的焊接质量及合理的上拱度，并有效控制其焊接变形。(1)、施焊前，先检查坡口及组对质量，如发现尺寸超差．应及时处理后再施焊。(2)、焊前必须清除坡口及焊缝两侧各20mm范围内的油、污、水、锈及其他杂质。(3)、焊接顺序：先焊上、下盖板及腹板的对接焊缝．再焊两腹板与下盖板的2条纵缝；焊接过程中，应尽量采用2名或4名焊工同时、对称地进行焊接，以防止主梁发生扭曲变形。(4)、选用合理的焊接工艺参数：焊接方法采用埋弧焊。第三章焊缝外观评定及焊接无损检测一、焊缝外观质量评定项次项目质量标准（mm）检验记录1裂纹一、二、三类焊缝均不允许2表面夹渣一、二类焊缝不允许三类焊缝深不大于0.1，长不大于0.33咬边一、二类焊缝深不超过0.5，连续长度不超过100，两侧咬边累计长度不大于10%全长焊缝三类深不大于1，长度不限4未焊满一、二类焊缝不允许三类焊缝不超过0.2+0.02，且不超过1，每100焊缝内缺陷总长不大于255表面气孔一类焊缝不允许6焊缝余高h手工焊一、二类焊缝三类焊缝埋弧焊一、二类焊缝0~4，三类焊缝0~57飞溅清除干净8焊瘤不允许二、无损检测1.射线检测采用x射线或射线照射焊接接头检查内部缺陷的无损检验法，叫射线探伤。当被透视的焊件厚度小于50mm时，应采用x射线探伤。原理：应用最广泛的是照相法。当射线通过金属材料时，其部分能量被吸收使射线发生衰减，如果透过金属材料的厚度不同（如焊缝内部有裂纹、气孔、未焊透等缺陷时，该处发生空穴，使材料变薄）或密度不同（如焊缝内部有夹渣等缺陷时）产生的衰减也不同，透过较厚或较大的物体时衰减大，因此射线底片上的强度就较弱，底片的感光度就较小，经过显影后得到的黑度就浅，反之，黑度就深，根据底片上黑度深浅不同的影像，就能将缺陷清楚的显示出来。方法：射线照相前，焊缝及其热影响区得表面质量应先经外观检查合格，被检区域和照相底片