10020t—225m桥式起重机箱型主梁的结构和焊接工艺设计及WCAPP系统浅析.docx

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1、郑州大学毕业设计（论文）题 目：100/20t桥式起重机箱型主梁的结构和焊接工艺设计及WCAPP系统浅析The Structure and Welding Process Design for TheBox-main-beam of 100t-22.5m Overhead Craneand a Brief Analysis for The WCAPP System指导教师：李老师 职称： 教授学生姓名：XXX 学号：200XXXXXXX专 业：材料成型与控制院（系）：材料科学与工程学院完成时间：2013年5月30日摘要本文以许用应力法为准则，通过严谨的计算完成了 100/20-m桥式起重机箱型

2、主梁的结构设计和焊接工艺设计，并初步分析、设计了桥式起重机箱型主梁的WCAPP系统的总体结构。主梁的结构设计部分，主要是通过对载荷和内力的计算分析，确定主梁的基本尺寸长X宽X高=22500?mX700?mX l6Q0mm,再根据基本尺寸得到几何特性，最后来验算主的AbstractUsing the principe of the allowable stress method, the structure design and the weldingprocess design for the box-main-beam of 100t一22.5m overhead crane have be

3、en completed yourigorous calculation in this paper, and the overall structure framework of the WCAPP system forthe box-main-beam of overhead crane has been preliminary design .In the part of structure design of main-beam, the load on the main-beam and the internalforce have been calculated and analy

4、zed, then designed the basic size of main-beam, identifiedthe L W H=22500n 700mm 1600/n/n , The thickness of the cover-plate is =22mm,and the thickness of the web-plate is t= 10mm. then we can calculate the geometriccharacteristics of the basic dimensions of the main-beam , and completed checking th

5、e strengthand stiffness and stability of main-beam. Calculate the main beam stability, simply set transversereinforcement, the number of large ribs are fifteen and the small ribs are thirty But also on theweld design calculations, Finalize the web-plate and cover-plates four longitudinal seam fillet

6、size is K = 8mm, the ribs and webs and cover fillet size is Ki = 5mm .In the part of welding manufacturing technology design, completed the technology designfor series of process form blanking to welding, choose the CNC plasma cutting machine to cut.At first we should assembleddoor shape, and then i

7、nstall the under the cover-plate. Select thesubmerged arc welding for web-plate and cover-plate splicing. In addition, the tendons panelwelding selection of CO2 gas shielded arc welding. Choosing automatic submerged arc weldingfor four longitudinal weld, Gantry two-head welder while welding two long

8、itudinalwelds.Choice of diameter = 4rnm H08MnA wire, equipped with flux HJ431, welding currentis 480 600A, Welding voltage is 32 36 V.Elaborated the WCAPP system design ideas, System uses the C/S mode. And design of theoverall structure of the system module, then expansion to improve the database, i

9、t makessmarter of the WCAPP system and better adapted to the production Keywords: box-main-beam of overhead crane; structure design; Welding process design;WCAPP摘要AbstractI1绪论01.1 桥式起重机及箱型主梁的简介01.2 桥式起重机箱型主梁的结构设计和工艺设计在生产中的重要性01.3 桥式起重机箱型主梁机构和工艺设计的主要内容01.3.1 主梁的结构设计内容01.3.2 主梁的工艺设计内容11.4 WCAPP系统的简介12

10、桥式起重机箱型主梁的结构设计22.1 主梁结构设计的原则及基本参数22.1.1 箱型主梁结构设计计算的原则22.1.2 主梁结构设计基本参数22.2 主梁在和分析32.2.1 算分析32.2.2 算分析42.2.3 水平惯性载荷52.2.4 载荷组合52.2.5 材料及许用值52.3 主梁的内力分析62.3.1 主梁的支座反力72.3.2 求主梁截面内的剪力和弯矩72.4 主梁的基本尺寸设计122.4.1 确定主梁的高度122.4.2 主梁腹板厚度132.4.3 盖板的尺寸132.4.4 主梁跨端截面尺寸142.5 主梁的刚度验算162.5.1 最大正应力验算162.5.2 最大剪应力验算16

11、2.5.3 变截面处符合应力验算162.6 主梁的刚度验算172.7 稳定性计算及加筋设计172.7.1 关于加筋设计的有关规定172.7.2 加筋的设计计算172.7.3 主梁的稳定性验算182.8 钢轨选择及上翼板应力验算202.8.1 钢轨的选择202.8.2 钢轨正应力验算212.8.3 上翼板局部弯曲应力计算222.9 主梁拱度设计232.10 焊缝的设计与计算232.10.1 主梁盖板和腹板的连接焊缝232.10.2 筋板与盖板、腹板的焊缝242.11 主梁制造材料表242.12 本章小结253桥式起重机主梁的制造工艺263.1 技术分析263.1.1 技术要求263.1.2 工艺

12、分析28281.1.1 原材料和焊接材料的检验及管理281.1.2 结构材料的预处理281.1.3 下料291.1.4 盖板、腹板及横向筋板的拼接323.3 组焊工艺333.3.1 主梁的装配方案333.3.2 主梁的焊接工艺及过程343.3.3 焊后检测373.4 主梁制造过程中的主要问题分析383.4.1 主梁的水平旁弯383.4.2 主梁扭曲变形381.1.3 主梁盖板变形381.1.4 腹板失稳变形393.5 起重小车轨道焊接413.6 本章小结434桥式起重机箱型主梁WCAPP系统的浅析434.1 桥式起重机箱型主梁WCAPP系统开发的背景434.2 桥式起重机主梁WCAPP系统的基

13、本要求和主要功能444.3 桥式起重机箱型主梁WCAPP系统总体结构分析454.4 WCAPP系统总体结构设计464.4.1 产品信息模块474.4.2 工艺自动生成模块494.4.3 档案管理模块494.4.4 数据库的设计494.5 WCAPP软件系统的运行环境514.6 系统工艺推理流程524.7 本章小结555总结566参考文献577附件588外文翻译639外文原文7010致谢781绪论1.1 桥式起重机及箱型主梁的简介桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备。能够降低劳动强度并提高生产效率，所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口

14、码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用，在国民经济重扮演者重要角色。桥式起重机是横架于车间、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。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，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。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，主梁由上下翼缘板和两侧垂直的腹板构成箱型，箱内通常加有筋板。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。在桥架上运行起重小车,可起吊和水平搬运各类物体，它适用于机械加工和装配车间料场等众多场合。主梁与端

15、梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行“气1.2 桥式起重机箱型主梁的结构设计和工艺设计在生产中的重要性主梁的结构设计和工艺设计是主梁生产过程中的重要环节，其真确性和合理性直接关系到起重机的质量和使用寿命以及企业的经济效益。正确合理的结构和工艺设计不仅要达到主梁的各项指标要求，还要尽可能的降低生产成本，减轻制造难度，防止主梁在生产过程中出现变形、裂纹等缺陷，提高主梁的质量，避免安全事故，同时提高生产效率，获取更高利益。总之，结构设计和工艺设计直接关乎着主梁直至起重机的生产和使用，只有合理的结构和工艺设计才能保证起重机使用性和安全性，保证质量同时获得高的经理效益。1.3 桥式起重机箱型主梁机构和工艺设计的主要内容1.3.1 主梁的结构设计内容主梁的结构设计就是要确定主梁的结构形式和基本尺寸，主要包括以下内容： 主梁的载荷分析，包括固