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。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。

桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现实现生产过程 机械化、自动化得重要工具和设备。 所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。

2. 课题关键问题和重难点

1、箱形主梁的构造和主要尺寸的确定

通过查阅资料，根据设计起重机的要求来确认一部分基本尺寸，然后通过这部分尺寸通过计算或者经验来得出其他的尺寸。

2、主梁上各种力的计算及强度验算

3. 国内外研究现状（文献综述）

1、桥式起重机简介及构成部件

桥式起重机是在固定的跨间内吊装重物的机械设备，被广泛用于车间、仓库或露天场地（图1）。桥式起重机的大梁横跨于跨间内一定高度的专用轨道上，可沿轨道在跨间的纵向移动，在外观上布置有起升装置，大多数起升装置采用起重小车，起升装置可沿大梁在跨间横向移动，外观像一条金属的桥梁，所以人们称它为桥式起重机。桥式起重机俗称天车、行车。

桥式起重机的种类较多，可按不同方法分类。根据吊具不同，可分为吊钩式起重机、抓斗式起重机、电磁吸盘式起重机。根据用途不同，可分为通用桥式起重机、专用桥式起重机两大类。专用桥式起重机的形式较多，主要有:锻造桥式起重机、铸造桥式起重机、冶金桥式起重机、电站桥式起重机、防爆桥式起重机、绝缘桥式起重机、挂梁桥式起重机、两用(三用)桥式起重机、大起升高度桥式起重机等。按主梁结构形式可分为箱形结构桥式起重机、桁架结构桥式起重机、管行结构桥式起重机。还有型钢(工字钢)和钢板制成的简单截面梁的起重机，称为梁式起重机。梁式起重机多采用电动葫芦作为起重小车。

4. 研究方案

设计参数：

1. 额定起重量（T） 12 2. 跨度（m) 17.5

3. 起升高度（m） 16 4. 起升速度（m/min） 12

5. 小车运行速度（m/min) 50 6. 大车运行速度（m/min) 70

7. 整机工作级别均为 A5 8. 机构工作级别 M5

箱形梁式桥架结构是国内外桥式起重机中应用最普遍的一只桥架结构型式。因为箱形梁式桥架具有设计简单、制造工艺好等优点，而这些有利条件对于尺寸规格多、生产批次量较大的桥式起重机标准化系列产品来说，就显得更加重要。由于小车轨道正中铺设的正轨型箱形梁式桥架结构至今仍然是我国成批生产的、最常用的、最典型的一种桥架。因此，在此次桥式起重机主梁设计中，我选择设计正轨型箱形主梁。

箱形主梁的主要构件是上盖板、下盖板和两块垂直腹板。如果为了减轻自重做成等强度梁，则腹板的下边和下盖板应做成抛物线，但通常为了制造方便，腹板中部为矩形而两端做成梯形，同时使下盖板两端向上倾斜。（图3）

图3 箱形主梁的构造简图

1-上盖板；2-下盖板；3-腹板；4-大加劲板；5-小加劲板；6-水平加劲角钢

1、 根据确定的主梁构造，来初步确定主梁的截面尺寸。

接上文，梯形高度为C=（1/5～1/10）L，一般C等于2～3m。

主梁在跨度中部的高度H=（1/14～1/18）L。当小跨度是取较大值，大跨度时取较小值，相同跨度时，大起重量又比小起重量的高度取的大一点。

主梁在端梁连接处的高度H0=（0.4～0.6）H。当跨度较大而起重量较小时，宜取较小值，否则取较大值。

上下盖板和腹板厚度按表1来取

表1 箱形主梁板厚的荐用值（mm）

主梁两腹板内壁的间距b的取值为：b≥H/3且b≥L/50。同时，根据焊接施工条件的需要，这个距离还必须大于350mm。

上下盖板的宽度B的取值为：B=b 2（δ 10）mm（手工焊） B=b 2（δ 20）mm（自动焊）

2、主梁垂直方向弯矩和剪力的计算

分析主梁在各种外载荷组合作用下引起的内力（弯矩和剪力）时，必须注意下面这一情况：从结构力学的分析方法可知，对其中的移动载荷部分，应该以该载荷的最不利位置来分别确认其造成的主梁弯矩和剪力最大值，作为主梁强度验算的依据。而其余的外载荷均属于固定载荷，按照材料力学的方法便可以确定其相应截面上的弯矩和剪力。

3、主梁水平方向的弯矩计算。

主梁水平方向的弯矩是由大车突然启动或制动产生的水平惯性载荷所引起的。作用在桥架上的水平惯性载荷由两部分组成：满载起重小车重量引起的集中惯性载荷；桥架自重引起的均布惯性载荷。

4、主梁的强度计算。

对于各种工作类型的桥架结构均按照大车平稳制动，小车在跨中，满载下降制动的情况进行强度计算：①弯曲正应力的计算；②主梁跨端截面最大剪应力的计算；③主梁截面合成应力的计算

5、主梁的疲劳强度计算。

对于重级和特重级工作类别的桥架结构应该按照大车不动，小车在规定位置起升或下降载荷的情况来验算主梁的疲劳强度。验算部位由实际设计情况确定。

6、主梁的局部稳定性计算。

为保证主梁在受力后，其腹板和盖板不会发生局部失稳，必须适当配置一些加劲板和加劲杆。而在配置了加劲构件后需要进行局部稳定性计算。

7、主梁的刚度计算。

桥架结构主梁的刚度计算包括静刚度和动刚度两部分。

静刚度：主梁的静刚度要求是用主梁在小车轮压作用下产生的垂直和水平方向的最大挠度不超过规定的许用值来表示的。

动刚度：在起重机起重小车卸载是，主梁在垂直方向将衰减振动。这种振动对结构强度影响不大，但是对起重机的正常工作，以及司机的工作条件是不利的，缓慢的衰减过程会影响到起重机的生产效率。因此，从现代化生产要求出发，起重机的桥架结构应保证一定的动刚度。

8、主梁的上拱度的确定。

为了减少主梁在受载工作时的实际下挠变形，以利于起重小车和大车运行机构的正常工作，制造时主梁被做成向上弯曲的弧线型。这种向上弯曲的弧线型就叫做主梁的上挠。与下挠变形一样，将主梁上拱弧线中的最大变形值称为最大上拱度。

5. 工作计划

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。

第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至毕业设计管理系统。完成总体方案布置设计。

第3周 完成开题报告审核。开始毕设课题的计算。完成总体方案图。