《焊接结构》课程设计指导书2013

《焊接结构》课程设计指导书

开课单位：材料成型及控制教研室

开课对象：材料10-3,4

前言

1.课程设计的性质、目的

《焊接结构》课程设计是在完成焊接结构理论教学课程后，进行的综合运用所学基本知识和技能的一个非常重要的教学环节。通过课程设计，可以培养学生解决焊接生产实际问题的能力，检验学生对所学基本知识的综合运用能力；使学生进一步了解典型焊接结构的基本知识及相关焊接工艺，掌握焊接结构的整体设计、焊接工艺规程、焊接工艺卡的编制要领；最终使学生具有根据生产实际独立制定焊接结构焊接工艺的能力。

2. 课程设计的主要内容和基本任务

本课程设计以简化的桥式起重机主梁及储罐为研究对象，要求设计箱形梁及储罐的结构形式与尺寸，并其进行强度刚度校核，画出焊接箱型梁和储罐的图纸，最后制定焊接工艺文件。

3. 课程设计的基本要求

1) 要充分认识课程设计对培养自己的重要性，认真做好设计前的各项准备工作；在设计过程中，要严格要求自己，树立严肃、严密、严谨的科学态度；既要虚心接受老师的指导，又要充分发挥主观能动性。结合课题，独立思考,努力钻研，勤于实践，勇于创新；

2) 认真阅读设计任务书，独立按时完成规定的工作任务，不得弄虚作假，不准抄袭他人内容，否则成绩以不及格计；

3）焊接结构装配图用A1纸绘制或打印，必须符合国家有关标准的规定；

4）编写课程设计说明书，说明书要求文字通顺，简炼。

5）无论在校外、校内，都要严格遵守学校和所在单位的学习和劳动纪律、规章制度，学生有事离校必须请假。课程设计期间，无故缺席按旷课处理；缺席时间达四分之一以上者，其成绩按不及格处理；

4. 课程设计的基本步骤

1）搜集资料：根据任务书进行系统调查，搜集资料；

2）分析设计、画装配图：根据搜集的资料，进行分析，了解焊接结构的基本构造和工作原理，并绘制装配图；

3）制定焊接工艺，撰写课程设计说明书：制定相关部件的制造工艺流程，并对其中的焊接部件编写相应的焊接工艺规程卡和焊接工艺卡。

4）验收与评分：指导教师对每人选定的课题（焊接结构），及设计的焊接工艺及工艺规程，结合课程设计说明书，根据课程设计成绩的评定方法，评出成绩。

5. 课程设计说明书要求

1）写出课程设计的基本步骤及方案；

2）简单说明焊接结构的基本构造和工作原理，并绘制相应的装配图（用A3纸单独画出）；3）设计相关部件的焊接工艺流程，并编写相应的焊接工艺规程和焊接工艺卡；

4）设计者的心得体会。

6. 课程设计的成绩评定

平时设计表现10%

考勤10%

答辩10%

装配图30%

设计说明书40%

第1章桥式起重机焊接箱形梁的设计校核1.1设计箱形梁的结构形式与尺寸

按起重机设计手册的要求，根据给定条件和任务书设计箱形梁的结构形式与尺寸。

1.1.1给定条件

箱形梁设计给定条件见表1-1，具体条件见任务书。

表1-1箱形梁设计给定条件

吊车形式吊钩桥式起重机使用温度室温

材料Q235或16Mn 工作类型中级

载荷组合II类跨距见任务书

额定载荷见任务书大车运行机构类型见任务书

1.1.2 箱形梁的构造和主要尺寸的确定

1.1.

2.1箱形梁结构尺寸的确定

箱形梁结构尺寸示意图见图1-1：梁的腹板中部为矩形，两端做成梯形。

梯形的高度C=(1/5~1/10)L。主梁跨度中部的高度H一般按照跨度L的大小取如下值: 当L<17m时， H=L/17

当17

当L=23m时， H=L/19

当L>23m时， H=L/20

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，H0取较小值，否则取较大值。

两腹板内壁的间距b不能太小，一般规定:

b≥H/3， b≥L/50，同时满足 b>350mm

上下盖板的宽度：B=b+2(δ+10) mm (手工焊)

B=b+2(δ+20) mm (自动焊)

两腹板的厚度，上下盖板的厚度的取值与起重量有关，设计时可按表1-2推荐的数值选用:

表1-2 箱形主梁腹板和盖板厚度的荐用值(mm)

注：表中所列板厚较大值用于跨度较大者。

1.1.

2.2 主梁加筋板的设置

为了保证主梁腹板受压区的局部稳定性，通常用加筋板和加筋条来加固腹板，方式如下：

（1）在箱形截面梁整个高度上设置横向加筋板。

一般当h/δ >70时，便需要在主梁腹板内布置一些垂直的横向大筋板（见图1-1和图1-2）。

当h/δ >100时，横向筋板之间的距离不应大于2h或3m；

当h/ δ≤100时，横向筋板之间的距离不应大于2.5h；

端梁处两块加筋板的距离a≈h；而在跨中a=（1.5~2）h，且a≯2.2m。若腹板仅仅只用横向筋板加固时，其宽度取为两腹板间距b。

若梁宽较大，横向筋板中部可开孔，但应保证bj≥(h/30+40)mm。

筋板厚度不应小于bj/15（见图1-2）。

（2）设置短横向筋板

对于正规箱形结构桥式起重机，除设置横向筋板外，在箱形截面腹板受压区域设置短横向筋板（见图1-2），其高度h1≥0.3h ，或h1≥0.4a1，如果腹板上有纵向筋条，则短横向筋板应与纵向筋条相连，短横向筋板的间距a1≤(40~50)δ。

（3）设置纵向筋条

在跨度较大的桥式和龙门起重机中，梁的高度比较大，这时除设置横向筋板外，常常在腹板的受压区域设置纵向筋条。

当h/δ≤160(对于低碳钢)或h/δ≤(135~145)(对于低合金钢)时不必加固.

当160＜h/δ≤240(对于低碳钢)或(135~145)＜h/δ≤220(对于低合金钢)时，在离受压翼缘板（即上盖板）(0.2~0.25)h 处设置一条纵向筋条或角钢。

当小筋板和纵向筋条同时存在时，可以适当减小筋板的高度，并使纵向筋条焊在小筋板的下边（见图1-2）。 如果梁高很大，必须用第二根纵向筋条来加固腹板时，则第一根纵向加劲条离受压边缘距离为(0.15~0.20)h ，第二根离受压边缘距离为(0.35~0.40)h 。 1.2.3 主梁最大上拱度f s 的确定

规定梁跨度中央的最大上拱度 f s = L/1000。主梁跨度中任意点的上拱度值y 用下式计算：

式中： L ——主梁跨度； x ——距离梁端点的距离。

1.2 梁的校核

1.2.1梁的静载强度校核

首先进行受力分析，画出切力图和弯矩图，找出危险截面危险点，对危险点进行强度校核。 1.2.1.1 许用应力

材料的许用应力是材料的极限应力σj 除以安全系数n ，即

[σ]= σj

/n

( L x

sin y ( )

(4 s 2 f L x L x f y s