机械装备金属结构设计课件版(徐格宁著).pdf

第一章 绪论 第一节 机械装备金属结构的定义、作用、发展和特点 第二节 机械装备金属结构的分类和应用 第三节 机械装备金属结构的基本要求和发展趋势 第四节 机械装备金属结构的课程特点、课程任务和学习方法 第一节 机械装备金属结构的定义、作用、发展和特点 一、金属结构的定义 以金属材料轧制成的型钢及钢板作为基本构件 ，采用铆、焊、栓 接等连接方法，按照—定的结构（而非机构）组成规则连接组成能够承 受载荷的结构物。 二、金属结构的作用 金属结构作为机械装备的骨架，承受和传递机械装备负担的各种工 作载荷、自然载荷及以自重载荷。它是机械装备的主要组成部分，起到“ 骨架” 的作用，约占整机总重的60~80%。 三、金属结构的发展 金属结构是出现较晚的一种结构型式，其发展速度较快。特别是二 十世纪开始采用焊接技术后，金属结构领域引发了重要变革 。 我国是应用起重机械最早的国家之一，古代的祖先采用杠杆及辘轳 取水，就是采用起重设备节省人力的范例。 为培养起重机械行业的专门人才，国家在上海交通大学、太原科技 大学等多所高等工科学校中，创办了起重运输机械专业，为起重机械行 业输送了大批高级工程技术人才。 四、金属结构的特点 • （1）金属结构计算方法准确，安全可靠 • （2）金属结构自重轻 • （3）金属结构制造工业化程度高 • （4）金属结构易于安装 • （5）金属结构便于做成密封的容器 • （6）金属结构容易锈蚀 • （7）金属结构的材料较贵 第二节 机械装备金属结构的分类和应用 一、金属结构的分类 1．按照金属结构的构造分类 分为格构（桁架）结构和实腹 （板梁）结构。 格构（桁架）结构由二力杆件 连接而成，其特点是杆件长度尺寸 较大，而截面尺寸较小。格构式结 构用型钢制成，多作成桁架和格构 柱。如塔式起重机的桁架臂和塔身 都是桁架结构（图1-1）。 图1-1塔式起重机的桁架臂和塔身 实腹（板梁）结构由薄板焊接而 成，特点是长度和宽度尺寸较大，而 厚度较小。因此实腹式结构亦称薄壁 结构，如门座起重机的箱形臂架和支 腿门架(图1-2) 。 实腹式结构自重较大，制造方 便，格构式结构自重小，但工艺复 杂。 —般是承载较大、尺寸较小的 结构采用实腹式结构，而承载较小、 尺寸较大的结构采用格构式结构。 图1-2门座起重机 2．按照金属结构外形分类 分为桥架结构、门架结构、臂架结构、塔架结构。 桥架结构如桥式起重机和核电站环行桥式起重机的桥架 图1—3核电站环形起重机 门架结构包括叉车的门架 （图1-4），L形门式起重机的门 架。 图1-4 叉车（门架） 图1—5L型门式起重机 陆上采油机械的A形井架：上部是一 整体桁架结构，下部采用四根格构柱组成 的塔式井架，是目前使用最多的一种格构 式结构。 海上采油机械（图1-6）的金属结构， 水下为圆管格构式支承结构，水上平台采 用箱形结构，钻机井架和起重设备则采用 格构式结构。 图1-6 海洋钻井平台 图1—7陆上A型采油塔架 3．按照组成金属结构构 件之间连接方法分类为铰 接结构、刚接结构和混合 结构如图（1-8）所示。 图1-8 造船箱型门式起重机 4．按照作用载荷与结构空 间相互位置分为平面结构 如图(1-9)和空间结构图 (1-10)。