造船用门式起重机主梁设计说明书

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1、机械结构实践课程设计说明书姓名宛敏超学号1310321学院机械与能源工程专业机械电子工程前言本次机械结构实践课程中，我的任务是造船用设计门式起重机的主梁结构。由于起重机总体尺寸以及总体重量相当之大，而且它需要承受大的载荷作用，因此需要在满足其强度、刚度等条件的前提下，尽量减小其重量，以节约成本。本设计说明书中主要包括设计依据的数据，主梁的金属材料选取，主梁截面以及尺寸的选取，主梁载荷计算，主梁内力计算，主梁强度、刚度、稳定性验算，加劲肋的设置，主梁翼缘板与腹板的连接等内容。由于在大型起重机的设计上缺乏经验，设计说明书中可能存在不妥之处，恳

2、请读者批评指正。目录前言一、给定数据1二、主梁设计计算11.金属材料选择22.主梁几何尺寸和几何特性23.主梁载荷计算54.主梁内力计算105.主梁强度、刚度、稳定性验算166.主梁翼缘板和腹板的连接25参考文献28机械结构实践课程设计一、给定数据起重量：300t；起升高度：50m；跨度：100m；悬臂长度：30m；支腿轴距：20m；额定起升速度：4.5m/min；运行速度：大车=36m/min，小车=33m/min；工作级别：。造船用门式起重机各结构的质量：主梁：=450t；刚性支腿：=200t；柔性支腿：=200t；下横梁：=100t

3、；小车：=150t；吊具：=7t；司机室：=3t；行走机构：=150t；电气集中质量：=20t。二、主梁设计计算造船用门式起重机金属结构可以做成箱型实腹结构，也可以做成桁架结构。虽然桁架式结构质量较轻，但是它存在制造工作量大、维修保养不便等缺点，箱型金属结构的门式起重机得到了广泛应用。本设计中采用箱型实腹金属结构,做成单梁结构。28机械结构实践课程设计1.金属材料选择由于造船用门式起重机的载重量大、跨度大，为了减轻结自重，同时提高结构的承载能力，选择高强度结构一般选用Q345或高强度船用钢板DH32。Q345因环境温度不同，分为B、C、D

4、、E等级别，其屈服强度因板厚而异，但是其中等厚度板常存在夹渣、夹层等缺陷。因此此设计中选用高强度船用钢板DH32（GB712-88）（中国船级社标注为ZCD32），这种材料的屈服强度为315N/mm2,抗拉强度为460590N/mm2，其对应的焊条牌号为：①手工焊E5015；②埋弧自动焊H10Mn2G（焊丝）+HT331（焊剂）。2.主梁几何尺寸和几何特性主梁采用组合梁的形式，此设计中选择箱形截面，它由腹板和翼缘板组成，其截面如图1所示。①主梁几何尺寸图1主梁截面28机械结构实践课程设计造船用门式起重机的主梁高度由静、动刚度条件来确定。通

5、常，梁高取为将带入上式，得，取对于腹板，按经验公式决定板厚：将数据带入上式，可得式（2）算出的板厚偏大，设计中取箱形梁翼缘板的宽度（两腹板间距）按照整体稳定和水平刚度要求确定，取为，带入数据得，取，则翼缘板的总宽度为：，带入数据，得受压翼缘板的厚度按照局部稳定条件确定：代入数据，得，取。因此，翼缘板间距28机械结构实践课程设计代入数据，得。①主梁几何特性截面面积：静矩：惯性矩：抗弯截面系数：28机械结构实践课程设计3.主梁载荷计算①主梁单位长度重量所以，主梁单位长度重量为式中，——起升冲击系数，，取。所以，。②移动载荷(小车轮压)单主梁小

6、车有两个垂直车轮轮压，即28机械结构实践课程设计考虑到动力效应以轮压的形式作用在主梁上，小车轮压可按下式计算：式中，——起升动载系数，；——额定起升速度，单位为。查表3-1，选择起重机起升状态级别为，相应的，，，则，代入式中，得所以，小车轮压②大车制动产生的惯性力A．主梁自重引起的惯性力式中，——车轮沿轨道的静摩擦系数，一般取；——图中所示的尺寸。将数据带入上式，得化为均布载荷，有28机械结构实践课程设计B.货物和小车自重引起的惯性力假设此力作用在支腿的处，那么其大小为C.支腿自重引起的惯性力同样假设支腿自重产生的惯性力作用在支腿的处，则

7、其值为②小车制动时由于货重和小车自重引起的惯性力28机械结构实践课程设计式中，——小车主动轮静轮压之和，在此设计中，有。将各数据带入式中，得②风载荷假设设计的造船用门式起重机工作在沿海地区。A．作用在起重机吊运物品上的工作状态最大风载荷式中，——起重机工作状态最大风压，查表3-9，得；——吊运物品的最大迎风面积，查表3-10确定，。将数据带入上式，得B．作用在主梁上的风载荷（沿轨道运行方向）式中，——风力系数，由表3-11确定，；——主梁沿轨道运行方向的迎风面积，。将数据带入上式，得28机械结构实践课程设计将作用在主梁上的风载荷化为均布载

8、荷，有C．作用在主梁端部的风载荷式中，——风力系数，由表3-11确定，；——主梁沿轨道运行方向的迎风面积，。将数据带入上式，得D．作用在支腿上的风载荷式中，——风力系数，由表3-11确定，；—