前言本設計為180/50t橋式鑄造起重機金屬結構設計，由於此橋式鑄造起重機的起重量大、跨度大、工作級別高，在設計計算時疲勞強度為其首要約束條件。因此在選材時選用穩定性好，對應力集中情況不敏感的q235-a，降低材料的成本。
為減少結構的超靜定次數，改善受力，同時又方便運輸，橋架採用六梁鉸接式結構。主、副小車的起重量均偏大，故採用偏軌箱型梁橋架。偏軌箱型梁橋架不僅可減小小車的外形尺寸，同時也增大了起公升空間，有利於鑄造廠間的應用。
在設計時，本著滿足疲勞強度、剛度、穩定性的前提下，盡可能節約材料。考慮鑄造起重機主、副小車之間有一定得高度差，使副小車能自如地從主小車下面通過，故在設計主主梁時採用大截面、薄鋼板，從而達到節省材料、重量輕的要求。同時採用大截面又提高了梁的剛度和穩定性。
根據梁的受力特點，偏軌箱型梁主腹板上側受區域性壓應力，將主腹板上側的板加厚。而其它受力較小的地方則採用較薄的板，以節約材料。
在設計過程中，全部採用國家標準，並借鑑了在實習時所參觀的太原重工、大連重工起重同類產品的設計。在結構上進行改進，對橋架的受力進行了較詳盡的分析。整個設計安全、可靠、節材、耐用，滿足了設計要求。
第一章總體方案設計
§1.1 原始引數
起重量q(主/副180/50t
跨度s22m
工作級別aia8
起公升高度h(主/副20/22m
起公升速度v(主/副4.5/11.4 m/min
執行速度(主/副/大車36/33.7/73.5 m/min
輪距(主/副/大車4080/1850/9800 mm
軌距(主/副/大車8700/3000/22000 mm
輪壓(主/副/大車34500/19640/87600 kg
起重機重量220t
§1.2總體結構及設計
根據已給引數，此橋式鑄造起重機噸位、跨度較大，為減少結構的超靜定次數，改善受力，方便運輸，選用六梁鉸接式結構。結構框架如圖(1)
圖(1)
§1.3 材料選擇及許用應力
根據總體結構，鑄造起重機工作級別a8為重級，工作環境溫度較高，設計計算時疲勞強度為其首要約束條件，選用q235-a，考慮起重量較大，主/副梁均採用偏軌箱型梁。
材料的許用應力及效能常數見表1、表2。
表1.1 材料許用應力
表1.2 材料效能常數表
§1.4各部件尺寸及截面性質
1. 主主梁尺寸
初選高度=1294~1571mm
考慮大車執行機構安裝在主梁內，且主主梁與副主梁的高度差必須滿足一定得要求，故將主主梁取為大截面薄鋼板的形式，以達到節省材料、重量輕的要求。因此取腹板高度mm。
為了省去走臺，對寬型偏軌箱型梁，主主梁腹板內側間距取mm>=440mm。
上下翼緣板厚度mm，上翼緣板長2530mm，下翼緣板長2326mm ，主腹板厚度 mm，副腹板厚度 mm。上下翼緣板外伸部分長
不相同。有軌道一側上翼緣板外伸長度mm，取250mm。其它翼緣外伸部分長度 mm。
mm (焊縫厚度) 取=50mm。
軌道側主腹板受區域性壓應力，應將板加厚，由區域性壓應力的分布長度，設計離上翼緣板350mm的一段腹板板厚取為18mm。
主主梁跨中截面尺寸如圖(2)
圖(2)
2．主主梁跨端截面尺寸
高度mm
要確定主主梁跨端截面尺寸，只需確定其高度，取=1300mm，跨端下翼緣板厚度為18mm。
主主梁跨端截面尺寸如圖(3)
3．截面性質
(1) 主主梁跨中建立如圖示的座標系，計算形心位置
1256.851257mm。
1238.881239mm
計算彎心位置
mm彎心近似地在截面對稱形心軸上，其至主腹板中線的距離為1021mm。
淨截面面積
毛截面面積
計算慣性矩對形心軸的慣性矩
對形心軸的慣性矩
(2) 主主梁跨端截面性質
淨截面面積
毛截面面積
建立圖示的座標系，計算形心位置
計算慣性矩，對形心軸的慣性矩
對形心軸的慣性矩
二、副主梁尺寸
1. 初選樑高 =1294~1571mm，取腹板高度，上下翼緣板厚度，腹板厚度：主腹板，副腹板厚度，副主梁總高
副主梁寬度，
取腹板內側間距且 1100，主腹板一側上翼緣板外伸長度，取外伸長，其餘懸伸長大於1.5倍的焊縫厚度，取。其尺寸如下圖
圖(4)
2. 副主梁跨端截面尺寸的確定
確定其高度，取腹板高度為800
副主梁跨端截面尺寸如圖(5)
圖(5)
3. 截面性質
( 1) 跨中建立圖示的直角座標系，求形心位置
淨截面面積
毛截面面積
計算彎心位置a
彎心距主腹板板厚中線的距離為
計算慣性矩對形心軸的慣性矩：
對形心軸的慣性矩：
副主梁跨端截面性質建立圖示的座標系，求截面形心位置
淨截面面積
毛截面面積
對形心軸的慣性矩：
對形心軸的慣性矩：
三、端梁截面尺寸
考慮大車車輪的安裝及台車的形狀尺寸，端樑內寬取為600。初設截面尺寸如下圖
圖(6)
形心即對稱中心
對形心軸的慣性矩：
淨截面面積
毛截面面積
四、各截面尺寸及性質彙總表
圖(7)
尺寸彙總表 1.3 單位：mm
截面性質彙總表1.4
第二章橋架分析
§2.1 載荷組合的確定
一、動力效應係數的計算
1．起公升衝擊係數 0.9 對橋式鑄造起重機
2．起公升動載係數主主梁
副主梁3．執行衝擊係數
為大車執行速度 =73.5，為軌道街頭處兩軌面得高度差，根據工作級別，動載荷用載荷組合進行計算，應用執行衝擊係數。
§2.2 橋架假定
為了簡化六梁鉸結橋架的計算，特作如下假定：
1． 根據起重機的實際工作情況，以主、副小車一起工作為最不利載荷工況。
2． 主主梁、副主梁的端部與端梁在同一水平面內。
3． 由於端梁用鉸接分成5段，故副主梁的垂直載荷對相互間受力分析互不影響。
4． 將端梁結構看作多跨靜定梁，主主梁受力作為基本結構對副主梁無影響；副主梁受力作為附屬部分對主主梁有影響。
5． 計算副主梁水平載荷時，將鉸接點看成剛性連線
§2.3 載荷計算
1．主主梁自重
由設計給出的主小車輪壓34500kg，選用車輪材料zg35crmnsi，車輪直徑，軌道型號qu120，許用值38700kg。由軌道型號qu120查得軌道理論重量，主小車軌道重量
欄杆等重量
主梁的均布載荷
2．主小車布置，兩側起公升機構對稱布置，重心位於對稱中心。
吊具質量
起公升載荷
小車重量
因主小車噸位較大，採用台車形式八個車輪，可求實際主小車滿載時的靜輪壓
一根主主梁上
空載小車輪壓
3．慣性載荷
一根主主梁上小車慣性力
主小車上主動輪佔一半，按主動車輪打滑條件確定主小車的慣性力
大車起、制動產生的慣性力
4．偏斜執行側向力
一根主主梁的重量為
主主梁跨端焊接上兩塊耳板，與副主梁端梁連線，在計算時，按假想端梁截面進行計算。
圖(8)
與主主梁連線的端梁部分（將超出軌距的一部分所假想而成的端梁截面尺寸）
其截面尺寸如下
形心對形心軸的慣性矩：
對形心軸的慣性矩：
端梁淨截面積
端梁毛截面積
一根端梁單位長度重量
一組大車執行機構重量
司機室及其電氣裝置的重量
主主梁側假想端梁重
(1) 滿載小車在主主梁跨中
左側端梁總靜輪壓由下圖(12)計算
由查圖3-8得，側向力為
滿載小車在主主梁左端極限位置
左側端梁總靜輪壓為
側向力6． 扭**荷
偏軌箱型梁由和的偏心作用而產生移動扭轉，其它載荷，產生的扭矩較小且作用方向相反，故不計算。偏軌箱型梁彎心a在梁截面的對稱形心軸上（不考慮翼緣外伸部分），由前計算可知，彎心至主腹板中線的距離為，查可知軌高
移動扭矩
二、副主梁
1．自重
由設計給出的副主梁小車輪壓 19640kg，查選用車輪材料zg50mnmo，車輪直徑，軌道型號qu70，許用值21800kg。查得軌道理論重量，副小車軌道重量
欄杆等重量
副主梁的均布載荷
2．小車輪壓
小車布置如圖(13)
主鉤鉛垂線中心通過小車中線的e點（按比例布置作用點位置）
小車重心f點位置
起公升載荷為
吊具質量
小車重量
按受載大的ab梁計算小車輪壓，見圖(14)
滿載小車的靜輪壓
空載小車輪壓為
3．慣性載荷
一根副主梁上小車的慣性力
副小車上主動輪佔一半，按主動車輪打滑條件確定副小車的慣性力
大車起、制動產生的慣性力
4．偏斜執行側向力
一根副主梁的重量為
一根端梁單位長度的重量
與副主梁焊接端梁重量
(1) 滿載小車在副主梁跨中見圖(15)
左側端梁總靜輪壓為
由，查圖3-8得
(2) 滿載小車在副主梁左端極限位置
左側端梁總靜輪壓
側向力5．扭**荷
偏軌箱型梁由和產生，彎心，查可知軌高 ，
移動扭矩
§2.4簡化模型
見圖(16)
大車主主梁端部有兩個台車，可簡化為乙個滑動鉸支座：（1.2.5.6）副主梁端部支撐車輪（3.4）簡化為乙個可動鉸支座；簡化模型見圖（16）
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