前言
本设计为180/50t桥式铸造起重机金属结构设计，由于此桥式铸造起重机的起重量大、跨度大、工作级别高，在设计计算时疲劳强度为其首要约束条件。因此在选材时选用稳定性好，对应力集中情况不敏感的Q235-A，降低材料的成本。
为减少结构的超静定次数，改善受力，同时又方便运输，桥架采用六梁铰接式结构。主、副小车的起重量均偏大，故采用偏轨箱型梁桥架。偏轨箱型梁桥架不仅可减小小车的外形尺寸，同时也增大了起升空间，有利于铸造厂间的应用。
在设计时，本着满足疲劳强度、刚度、稳定性的前提下，尽可能节约材料。考虑铸造起重机主、副小车之间有一定得高度差，使副小车能自如地从主小车下面通过，故在设计主主梁时采用大截面、薄钢板，从而达到节省材料、重量轻的要求。同时采用大截面又提高了梁的刚度和稳定性。
根据梁的受力特点，偏轨箱型梁主腹板上侧受局部压应力，将主腹板上侧的板加厚。而其它受力较小的地方则采用较薄的板，以节约材料。
在设计过程中，全部采用国家标准，并借鉴了在实习时所参观的太原重工、大连重工起重同类产品的设计。在结构上进行改进，对桥架的受力进行了较详尽的分析。整个设计安全、可靠、节材、耐用，满足了设计要求。
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第一章 总体方案设计
§1.1 原始参数
起重量Q(主/副) 180/50t 跨度S 22m 工作级别Ai A8 起升高度H(主/副) 20/22m 起升速度V(主/副) 4.5/11.4 m/min 运行速度(主/副/大车) 36/33.7/73.5 m/min 轮距(主/副/大车) 4080/1850/9800 mm 轨距(主/副/大车) 8700/3000/22000 mm 轮压(主/副/大车) 34500/19640/87600 kg 起重机重量 220t
§1.2总体结构及设计
根据已给参数，此桥式铸造起重机吨位、跨度较大，为减少结构的超静定次数，改善受力，方便运输，选用六梁铰接式结构。结构框架如图(1)
图(1)
§1.3 材料选择及许用应力
根据总体结构，铸造起重机工作级别A8为重级，工作环境温度较高，设计
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计算时疲劳强度为其首要约束条件，选用Q235-A，考虑起重量较大，主/副梁均采用偏轨箱型梁。
材料的许用应力及性能常数见表1、表2。
表1.1 材料许用应力
板厚 mm >16 ?16正应力??N/mm2? ?b 剪应力??N/mm2? ?Ⅲ ?Ⅰ ?Ⅱ ?Ⅰ ?Ⅱ ?Ⅲ 370 370 152.0 158.8 167.9 175.4 184.4 192.6 87.76 91.7 96.94 101.3 106.5 111.2 表1.2 材料性能常数表
弹性模量E 2.06?10MPa5剪切弹性模量G 7.94?10MPa4密度? 7850kg/m3
§1.4各部件尺寸及截面性质
1. 主主梁尺寸 初选高度H1???1?14?1??S17?=1294~1571mm
考虑大车运行机构安装在主梁内，且主主梁与副主梁的高度差必须满足一定得要求，故将主主梁取为大截面薄钢板的形式，以达到节省材料、重量轻的要求。因此取腹板高度h?2400mm。
为了省去走台，对宽型偏轨箱型梁H1/B1?1.0?1.5，主主梁腹板内侧间距取B1?2200mm>
L50=440mm。
上下翼缘板厚度?0?18mm，上翼缘板长2530mm，下翼缘板长2326mm，主腹板厚度 ?1?14mm，副腹板厚度 ?2?12mm。上下翼缘板外伸部分长 不相同。有轨道一侧上翼缘板外伸长度be?15?0?270mm，取be?250mm。其它翼缘外伸部分长度 be?1.5hf?27mm。
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hf??0?18mm (焊缝厚度) 取be'=50mm。
轨道侧主腹板受局部压应力，应将板加厚，由局部压应力的分布长度，设计离上翼缘板350mm的一段腹板板厚取为18mm。
主主梁跨中截面尺寸如图(2)
图(2)
2．主主梁跨端截面尺寸 高度H2?12H1?12?2436?1218mm
要确定主主梁跨端截面尺寸，只需确定其高度H2，取H2=1300mm，跨端下翼缘板厚度为18mm。
主主梁跨端截面尺寸如图(3)
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3．截面性质
(1) 主主梁跨中 建立如图示的坐标系，计算形心位置
y??Ay?Aiii?2326?18?9?2400?12?1218?2050?14?1043?350?18?2243?2530?18?24272326?18?2400?12?2050?14?350?18?2530?18 =1256.85?1257mm。
Ay?x??Aiii?2400?12?56?2326?18?1163?2530?18?1265?2050?14?2269?350?18?22692400?12?2326?18?2530?18?2050?14?350?18 =1238.88?1239mm 计算弯心位置
e??2?1??2b1?1212?14?1021.38?1021mm
弯心近似地在截面对称形心轴x上，其至主腹板中线的距离为1021mm。 净截面面积 A??2530?2326??18?2400?12?2050?14?350?18?151208mm2 毛截面面积 A0?2418?2213?5351034mm2
计算惯性矩 对形心轴x的惯性矩
Ix?2530?18123?2530?18?1170?222326?181223?2326?18??1257?9??14?2050123212?24001223?12?2400?39??1.590?10mm10418?350123?350?18?986??2050?14?214
对形心轴y的惯性矩
Iy?18?2326123?2326?18?76?2218?2530123?2530?18?26?222400?121233?2400?212??1239?56???1.209?10mm1142050?14123?2050?14??1087?57??350?1812?350?18?1032
(2) 主主梁跨端截面性质
净截面面积 A??2326?2530??18?1264?12?350?18?914?14?121672mm2 毛截面面积 A0?2213?1282?2837066mm2
建立图示的坐标系，计算形心位置
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