1.设计规范及参考文献中华人民共和国国务院令（373）号《特种设备安全监察条例》GB3811—2008 《起重机设计规范》GB6067—2009 《起重机械安全规程》GB5905-86 《起重机试验规范和程序》GB/T14405—93 《通用桥式起重机》GB50256—96 《电气装置安装施工及验收规范》JB4315-1997 《起重机电控设备》GB10183—88 《桥式和门式起重机制造和轨道安装公差》GB/T14407—93 《通用桥式和门式起重机司机室技术条件》GB164—88 《起重机缓冲器》GB5905—86 《低压电器基本标准》GB50278-98 《起重设备安装工程及验收规范》GB5905—86 《控制电器设备的操作件标准运动方向》ZBK26008—89 《YZR系列起重机及冶金用绕线转子三相异步电动机技术条件》2.设计指标2.1设计工作条件⑪气温：最高气温40℃；最低气温-20℃⑫湿度：最大相对湿度90%(3)地震：地震基本烈度为6度2.2设计寿命⑪起重机寿命25年⑫电气控制系统10年⑬油漆寿命10年2.3设计要求2.3.1 安全系数2.3.1.1钢丝绳安全系数n≥62.3.1.2结构强度安全系数载荷组合Ⅰ n≥1.5载荷组合Ⅱ n≥1.332.3.1.3抗倾覆安全系数n≥1.52.3.1.4 机构传动零件安全系数 n≥1.52.3.2钢材的许用应力值（N/mm2）表1［σs］-钢材的屈服点；[σ]-钢材的基本许用应力；[τ]-钢材的剪切许用应力；[σc]-端面承压许用应力；2.3.3螺栓连接的许用应力值（N/mm2）10.9级高强度螺栓抗剪[τ]=3502.3.4焊缝的许用应力值（N/mm2）对接焊缝: [σw] = [σ] (压缩焊缝)[σw] = [σ] (拉伸1、2级焊缝)[σw] = 0.8[σ] (拉伸3级焊缝)[τw]= [σ]/21/2(剪切焊缝)角焊缝: (拉、压、剪焊缝)[τw]= 160（Q235钢）200（Q345钢）2.3.5起重机工作级别：利用等级 U7工作级别 A6机构工作级别为 M63.设计载荷3.1竖直载荷3.1.1起升载荷额定起升载荷：5t3.1.2桥式起重机自重载荷主梁：7.536t端梁：1.374t小车：5.215t大车运行机构：5.67t梯子平台：2t抓斗：2.615t总计：29.4t（未包括抓斗自重）3.1.3 起升载荷基本值：5（包括抓斗自重）t3.1.4 冲击系数3.1.4.1起升、制动冲击系数ϕ1起升速度：νh=0.668m/s起升平均加速度а=0.334m/s2 （起升、制动时间t=2s）制动冲击系数ϕ1ϕ1=1+a/g式中g—重力加速度，取g=9.81 m/s2ϕ1=1+a/g=1+0.334/9.81=1.0343.1.4.2起升载荷动载系数ϕ2根据《起重机设计手册》当起升速度V h<0.2 m/s时ϕ2=1.13.1.4.3运行冲击系数起重机大车重载走行速度为1.57m/s，起重小车重载的走行速度为0.743m/s，轨道平顺程度良好，因此在运行中载荷的最大竖向冲击力将发生在轨道接缝处，则运行冲击系数。
ϕ3=1.10+0.058νh1/2式中 h—轨缝高差，h=0.002mϕ3=1.10+0.058⨯1.57⨯0.0021/2=1.1041以上计算的三个冲击系数不会同时发生，因此我们在检算结构和机构的强度和稳定性时取起升载荷的冲击系数 =1.1。
3.2水平载荷3.2.1运行惯性力起重机或小车在水平面内进行纵向或横向运动起（制）动时，起重机或小车自身质量和总起升质量的水平惯性力，按该质量与运行加速度乘积的υ5倍计算，此时取υ5=1.5，用来考虑起重机驱动力突变时结构的动力效应。
起重机大车横向走行紧急制动时惯性力：(制动时间取t=6s)空载时：F=1.5 ×(29400+2615)× 94.2/60/6=12566 N重载时：F=1.5 ×（ 29400+5000）× 94.2/60/6=13502 N小车纵向走行紧急制动时惯性力：(制动时间取t=4s)空载时：F=1.5 × (5215+2615)×44.6/60/4=2183 N重载时：F=1.5 ×（5215+5000）×44.6/60/4=2847N4.总体设计4.1桥架尺寸的确定4.1.1大车轴距B0=(1/4～1/6)L=(1/4～1/6) ×19.5=3.25～4.875m根据小车轨距和正轨箱形梁宽度以及大车运行机构的设置,取B0=4m，端梁全长 5182m4.1.2主梁尺寸高度h=(1/14～1/17)L=(1/14～1/17)×19.5=1147～1393mm取腹板高度 h0=1150mm翼缘板厚度δ0=10mm腹板厚度δ1=δ2=6mm主梁总高度 H1= h0+2δ0=1170mm主梁宽度B1=1/3 H1=1170/3=390mm,取B1=452mm>(1/50～1/60)/L=390～325mm主梁两端变截面长度 d=（1/6～1/10）/L =1950～3250mm,取1735mm4.1.3端梁尺寸高度H2≈H1/2=585mm，取H2=600mm考虑大车轮安装，端梁内部宽度b0=280mm,总宽B1=430mm,翼缘板厚度δ1=8mm腹板厚度δ=6mm5.主梁校核计算热轧不等边角钢∠75×50×6特性截面面积A=7.26cm2=0.000726 m2=726 mm2惯性矩I x=18.53cm4=185300 mm4I y=41.12cm4=411200 mm4抗弯截面模量W x=14.39cm3=14390mm3W y=16.86cm3=16860 mm35.1主梁截面面积A=500×10×2+1150×6×2+726×2=25252mm2=0.025252m2形心位置x=250mmy=585mm惯性矩I x=2×［h腹3t腹/12+bt f(h0/2)2］+185300×2=2×［11503×6/12+500×10×5802］+185300×2=4.88×109mm4I y=2×［b3t f/12+ h腹t腹(b0/2)2］+411200×2=2×［5003×10/12+1150×6×2232］+411200×2=6.86×108mm4抗弯截面模量W x=2I x/h=2×4.88×109/1170=8.34×106mm3W y=2I y/b==2×6.86×108/500=2.74×106mm35.2、主梁钢结构强度、刚度、整体稳定性计算5.2.1 计算原则按两端简支跨度Lp=19.5m的箱形截面受弯构件计算。
计算的依据为《起重机设计规范》、《起重机设计手册》及《钢结构设计手册》5.2.2载荷计算5.2.2.1主梁单位长度自重载荷●q=KρAg=1.05×7850×0.025252×9.81=2042N/m式中：K-自重的动载系数，K=1.05；ρ-钢材比重，ρ=7850kg/m3；5.2.2.2主梁所受的小车轮压引起的集中载荷● P=(5215+5000×1.1) ×9.8/4=26252N5.2.2.3大车制动引起的主梁水平惯性载荷●q gd=1.5×7536×1.57/19.5=910N/m5.2.2.4大车制动主梁所受小车水平惯性载荷●q gx=1.5×(5215+5000) ×1.57=24056N5.2.3主梁钢结构强度、刚度计算及稳定性计算5.2.3.1主梁钢结构强度计算对桥式起重机主梁，跨中截面主要承受正应力，端部截面主要承受剪切应力，1/4跨度处的正应力和剪切应力都较大。
5.2.3.1.1小车满载（考虑1.1冲击系数）作用在主梁跨中按简支梁计算主梁所受的跨中最大垂直弯矩：●M XW=PL/4+qL2/8=(5215+5000×1.1) ×9.8/4×19.5+1/8×2042×19.52＝225036Nm=2.25×108Nmm按简支梁计算主梁所受的跨中最大水平弯矩：●M YW=q gx L/4+q gd L2/8=24056×19.5/4+910×19.52/8=160526Nm=1.61×108Nmm按简支梁计算跨中最大剪切力：●Q X=P+q L/2=26252+2042×19.5/2=46161N●主梁在自重、小车荷载作用下上翼缘出现最大压应力、下翼缘出现最大拉应力:σ上=σ下=M XW/W X+ M YW/W Y=2.25×108／8.34×106+1.61×108／2.74×106 =26.9+58.8=85.7MPa●箱梁腹板与翼板连接处最大剪切应力:τ=1.5 Q X/A=1.5×46161/25252=2.7 MPa●箱梁腹板与翼板连接处复合应力:б=（σ上2+3τ2）1/2=（85.72+3×2.72）1/2=85.8 MPa<[σ]=176.7 MPa5.2.3.1.2小车满载（考虑1.1冲击系数）作用在主梁端部极限位置时，端部截面承受最大剪切应力A=500×10×2+700×6×2=18400 mm2Q X=(5215+5000×1.1) ×9.8/2+2042×19.5=92322N●τ=1.5 Q X/A=1.5×92322/18400=7.5 MPa<[τ]=102 MPa5.2.2.2主梁钢结构静刚度计算满载小车位于跨中时，小车的两个静轮压对称作用于主梁跨中，主梁跨中的静挠度按下式计算:●f MAX=（R1+ R4）〔L3-b2(3L-b)/2〕/48EI x=（2532+2565）×9.8×〔195003-23002×(3×19500-2300)/2〕/48×2.1×105×4.88×109=7.6mm＜L/800=24.5mm式中：R1、 R4-小车静轮压，R1=2532kg,R4=2565kg；L-起重机跨度，L=19500mm；b-小车轮距，b=2300mm；E-钢材弹性模量，碳钢E=2.1×105N/mm2；I x-主梁惯性矩，I x=4.88×109mm4；满足刚度要求根据起重机设计规范,主梁设置拱度值取跨度的(0.9~1.4)/‰因此，主梁加工制造时跨中可以预拱27mm（按正弦曲线设置）5.2.3.3主梁整体稳定性计算箱形梁的宽度宜大于L/60=19500/60=325mm（主梁实际宽度500mm）,主梁的高宽比h/b≤3（1170/452=2.59）时，梁的整体稳定性不需验算，而且桥架设有水平走台，增大了主梁的水平刚度，能防止整体失稳。