关于桥式起重机轻量化设计的关键要素论文
随着我国经济的不断发展，起重机在工业安装以及物资的运输中起到了不可忽视的作用。现阶段我国拥有的起重机的设计以及制造水平正向世界水平逐步靠拢，然而由于一部分的历史原因，在起重机的设计方面我国承袭了前苏联的相关设计理念，从而致使起重机能耗高、自重及体积较大且安全系数裕量也较大。伴随着科学技术的不断发展与进步，我国目前在起重机的设计上正逐步朝着轻量化的方向发展，同时也在电气系统、工艺、机构、材料以及结构等方面取得了一定的应用。
1 对计算方法以及设计进行改进
第一，要广泛使用极限状态的设计法。在当下经常被使用的设计法是许用应力法，它的缺点是对工作性质不同且用途不同的金属结构使用相同的安全系数，并且经常会出现安全系数过大或是过小的情况。使用极限状态设计法所得到的计算结果相对较精确，能够符合金属结构在工作中的实际情况，所以也能够更加充分地对钢材的性能加以利用，并达到节省材料的目的。
第二，要使用现代的设计方法。这类方法能够正确地考虑到钢材的结构工作特点及性能与载荷的工作性质，例如模块化设计、有限元法、起重机动力学、模糊优化设计、灵敏度分析以及等强度设计等，以最大限度使自重得到减轻，同时对大型设备还可以使用动态模拟以及计算机仿真方法。
第三，要按照定位精度概念来对起重机所具有的刚性要求进行考核。在《起重机设计规范》中，把起重机的静刚度从起重机的工作级别中独立出来，同时还加入了定位精度的相关概念，从而能够按照设计的需要以及在使用中的要求对起重机的静刚性提出要求。同时，对起重机所具有的动态刚性在一般情况下不做出要求。
2 使用轻质的材料
在其他国家中，已经尝试制造过铝合金结构的轮式起重机、桥式起重机以及龙门起重机的臂架。它的自重要比之前的轻30%～60%。由德国制造出来的铝合金箱型的单主梁桥式起重机的自重要比参数相同的钢制的双梁桥式起重机少70%。如果在制作过程中将H型钢材取代原有的钢板，就能够节约10%～15%的结构钢材，同时也能够使机械的抗弯能力在原有的基础上提高30%或更多。在对起重机的主梁强度进行设计时，可以使用高强度的钢材来取代原有的普通钢材，从而在生产过程中使生产起重机材料的用量减少，并使设备的重量进一步地降低。
3 对结构进行改进
第一，使用型钢来代替原有的焊接横梁，在对小车架进行设计的时候，可以在一部分的新产品中使用那些钢板冲压成型的型钢来取代焊接横梁，这样做不仅使焊接工作的工作量减少，也使机械的自重得到一定减轻。
第二，对柔性小车架进行推广，将井字形的四梁结构变成工字形的三梁结构，使移动荷载的'重量得到大幅度降低。
第三，将小车的总高度降低，例如可以把定滑轮组放到小车架的滑轮梁内，使用外悬挂套装的方式来设置起升减速器。这样做可以不使用传统的底座结构，不仅可以使高度降低，也可以使机械的重量得到一定减轻。第四，小车的运行机构可以使用四合一或是三合一的传统系统。
4 对机构进行改进
第一，对运行机构进行创新。使用硬齿面减速器来代替原有的中硬齿面减速器，同时，尽量缩减零部件的数量，让机械的结构能够更加紧凑。现阶段，由减速器、电动机以及制动器联合构成的三合一的运行机制，在大多数的桥架型起重机中的大小车运行结构内得到了十分普遍的应用，这种运行机构使桥架的自重得到减轻，让机械的结构更加紧凑，同时也减少了维护的工作量以及维护所使用的费用。
第二，对起升结构进行改进。可以将电动葫芦进行推广来代替起升机构。对于中小型的起重机来说，可以使用葫芦来作为起重机的起升结构，这样做既能够使起升机构的重量在一定程度上得到减轻，还可以使起重小车的重量得到减轻，从而达到节能的目的，还可以在作业过程中减小对于建筑物高度的相关要求。另外，对于零部件要尽可能以焊代铸，例如滑轮、减速器壳体以及卷筒等都可以使用焊接结构。
第三，可以研发出内平动卷筒，在作业过程中，可以将内平动齿轮减速器的输出端和卷筒的输入端直接联系在一起。也可以把内平动齿轮的减速器和卷筒合二为一，制作出一种内平动的电动卷筒，另外，内平动齿轮的减速器的内齿轮外表面还能够直接用作制动轮，这样既能够使起升机构的重量得到减轻，还可以让机械的结构更加紧凑，从而使维护费用以及维护量得到减轻。第四，使用高转速的电动机，对于机械的各个机构所使用的电动机都可以并应该向高转速的方向发展，由此来使电机基座号得以减小，同时也使机械的重量减轻，减小机械的外形尺寸，还可以使其配用制动力矩较小的制动器。
5 要合理使用材料
在主梁结构中，辅助材料的重量大约是主梁自重的20%～30%，因此，在工程中减少对于辅助材料的使用，对于使主梁的自重得到减轻具有十分重要的意义。因此，可以在之前已经获得了成功的结构设计中减去一部分，而不是增加一部分，对力的传递路线进行分析，在工程中得到使用的每一块材料都应该具有十分明确的使用目的，对于不起作用的材料不予使用。
6 减轻电气系统
第一，要使用不锈钢的电阻器，从而减少电阻器的使用数量。在普通的使用场合中，可以使用按钮控制来取代司机室的操作。在比较特殊的带有多粉尘、有毒气体或是高温等较危险的作业场地中，可以使用遥控来取代司机室的操作，这样不但可以使起重机的整体自重得到减轻，还能够使起重机的平衡度得到提高，并减少故障的发生率，提高工作的效率。
第二，对于减速机以及电机等的外壳，可以使用铸铝结构，使机械的重量得到减轻。
7 结语
我国的起重机的轻量化设计具有十分充足的可行性。与其他国家相比而言，我国的起重机在电气系统、工艺、机构、材料以及结构等方面都存在着一定的改进空间。对于这一设计，政府及制造企业的资金投入以及国家政策对它的扶持等都有待加强，用户原有的观念也应发生一定的转变。另外，对于起重机的节能监管以及能效测试的相关安全技术规范、规章制度以及法律法规也有待制定并得到完善，做好这些工作可以推动这一技术的快速进步，从而早日实现起重机的轻量化设计。
桥式起重机疲劳分析优化设计论文
０引言
桥式起重机作为工厂、铁路、港口等跨间距固定的货场的主要搬运设备，可以完成大重量货物的垂直提升和水平移动，其中，主梁是桥式起重机最重要的承载构件之一。在桥式起重机频繁起吊的过程中，主梁将承受动载荷和交变载荷的反复作用，容易下挠，并且主梁是一种典型的焊接钢结构，其母材与焊缝间通常会存在一定的焊接缺陷，因此，在使用过程中，主梁结构上容易发生疲劳破坏。同时，由于疲劳破坏属于脆性断裂，断裂前不会出现明显的宏观塑性变形，这就使得疲劳破坏可能在瞬间发生，从而导致灾难性事故。因此，非常有必要对桥式起重机主梁结构的疲劳破坏现象进行分析，对易发生疲劳破坏的危险截面进行疲劳寿命估算，并采取补强措施，从而尽可能减小疲劳断裂事故的发生几率。
１桥式起重机疲劳破坏分析
对于桥式起重机，其发生疲劳破坏的结构和部位主要是焊接处，此处存在的应力集中、焊接残余应力和焊接缺陷等会造成焊缝处产生疲劳裂纹，进而发生构件断裂。有统计表明，约４９％的疲劳破坏都发生在起重机主梁下部翼缘和腹板焊接处。
１．１应力分析
１．１．１起重机承载应力测试由于桥式起重机在起吊过程中承载的是交变载荷，因此采用静态应变仪和动态应变仪测试起重机易发生疲劳破坏部位（如主梁上下翼缘板、主梁端部主腹板等）的应力情况，可以判断其金属结构是否可以满足静强度和动强度的要求。以一台５０ｔ×３０ｍ桥式起重机的桥架为例，起吊重量为３５．５ｔ。在静态测试条件下，当重载小车在主梁跨中部位时，主梁上下翼缘板承载的应力最大（约２２～３０ＭＰａ），其中上翼缘板为压应力，下翼缘板为拉应力，而拉应力是影响疲劳破坏的主要因素；对于主梁端部主腹板，其主应力和剪切应力接近，但是通常材料的抗拉能力明显强于其抗剪切能力，因此影响疲劳破坏的主要应力是剪切应力，并且在重载小车位于固定梁端时，固定梁端主腹板的剪切应力最大（约１０ＭＰａ）。对于静态测试下应力较大的关键测点，在起重机起吊和移动过程中，进行动态应力测试，以司机室侧主梁下翼缘板和主腹板为例，下翼缘板处的拉应力在１１０ｓ内经历了小—大—小的循环过程，最大拉应力为２６．３３ＭＰａ；类似地，主腹板处经历了剪切应力循环变化，最大剪切应力达７．６７ＭＰａ。这种结构应力的`循环特征，会促进疲劳裂纹的形成和扩展，因而与金属结构的疲劳有密切关系。
１．１．２焊接残余应力分析起重机主梁的上、下翼缘板和主腹板一般通过焊接工艺与主梁进行连接。在焊接过程中，焊缝处经历了不均匀的热循环变化，从而在焊缝处产生残余应力，而这种残余应力对焊接质量的影响非常突出，容易引发裂纹，导致焊缝强度和韧性下降。焊接残余应力的主要产生原因主要包括以下几个方面：
（１）热应力：焊接部位局部急速加热到高温，焊接接收后快速冷却，形成了温度梯度，极易产生残余应力。
（２）塑性变形应力：母材焊接前的轧制或拉拔等塑性变形加工，也会产生残余应力，并且可以与焊接的热应力进行叠加。
（３）相变应力：焊接过程中，焊缝处局部高温，会引起母材和焊料的组织发生相变，导致组织比容变化，从而产生应力。
１．２疲劳裂纹的形成
起重机主梁的损坏大部分是承载焊缝的疲劳失效引起，通常是从受力最大部位的缺陷处开始。一般在焊缝缺陷处（如气孔、位错等）存在局部应力集中，加上焊接残余应力的叠加作用，容易发生位错滑移和聚集，引发裂纹萌生，在循环应力作用下，裂纹不断扩展，一旦超过临界尺寸就会发生脆性断裂破坏。即使焊缝不存在缺陷，在焊缝的焊趾处也会存在较明显的应力集中，从而容易在该处引发疲劳破坏。焊缝热影响区内的焊趾处发生开裂，沿焊缝的焊根边缘发生开裂。这说明裂纹在焊缝或母材上的热影响区内萌生，在交变应力作用下，都能扩展进入焊缝或母材，引发焊缝处断裂。
２桥式起重机应对疲劳破坏的措施
２．１焊缝截面的优化
在桥式起重机主梁主腹板和上盖板焊接时，应根据具体情况采用Ｋ形坡口或Ｖ形坡口焊接。对于大吨位桥式起重机，其主梁的主腹板厚度达１６ｍｍ，Ｖ形坡口难以熔透板厚，会导致焊接强度下降，宜采用Ｋ形坡口；而对于轻量化桥式起重机，主腹板厚度减小，宜采用Ｖ形坡口进行内部施焊。另外，坡口角度过大，会造成焊缝缺陷增多，导致焊缝疲劳寿命小于母材，因此主腹板坡口角度一般不超过５０°。焊缝的表面有内凹和外凸两种，会影响焊缝应力流的传递，有研究表明，内凹形焊缝应力较低、疲劳寿命较长，因此在焊接后需对主要承载焊缝进行表面处理，使其表面呈内凹形。
２．２应力集中结构的改造
在主梁主腹板和下盖板连接处和端梁的变截面弯角处存在局部应力集中，是主要裂纹源之一。在焊接时，不应将下盖板与主腹板对接焊接，可将下盖板向箱梁内延伸一段后进行焊接，这样可以降低焊接处的挤压应力，缓解应力集中。对于变截面弯角处，应设置过渡圆弧，且圆弧半径不宜太小，同时，在弯角处加焊肋板，以缓解应力集中对主腹板的影响。
２．３主腹板的改造
将桥式起重机的平直主腹板沿纵向进行形状改造，形成波形腹板，使其沿桥架纵向形成一定规律的波形变化，从而显著增加腹板的承载面积和垂直方向的稳定性，有研究表明，波形腹板梁的应力要比平直腹板梁小３８％左右。不过，仅使用波形腹板，其抗扭刚度和水平刚度较弱，在水平冲击力下，容易导致主梁沿水平方向发生较大变形。因此，需将波形腹板和平直腹板配合使用，结合平直腹板在水平方向的刚度和波形腹板在垂直方向的刚度特点，提高主梁的稳定性。
３结语
本文结合断裂力学和疲劳损伤分析，对桥式起重机主梁结构进行技术改进，对延长主梁疲劳寿命和减少疲劳断裂事故具有重要的意义。同时，还应该应用先进的检测技术，如磁粉探伤检测技术对起重机主梁进行检测和评估，以及时发现存在的缺陷，并进行修复，做到防患于未然。
撰写科技论文需把握的关键要素
一、创新性 在科学与技术的发展处于转折、发现和革命的时期，像本世纪之初量子论诞生那种充满重大发现的年代；像四十年代未至五十年代初发明晶体管的年代，像五十年代发现dna双螺旋结构从而开创分于生物学的激动人心的时期，创新是一种科学发现，它必将开创一个新的学科领域，对人类的认识在哲学的高度上产生深远的影响，对于这些科学革命时期的创新，学术界很容易理解和体会它的含义，这不属于本文论述的重点；本文所关心的是处于科学技术平稳的发展时期，由一般科技人员撰写的论文，它的创新性究竟是指什么，请先看一下《nature》与《science》的说明。《nature》认为创新是科研成果新颖，引人注意（出入意料或令人吃惊），而且该项研究看来在该领域之外具有广泛的意义，无论是报道一项突出的发现，还是某一重要问题的实质性进展的第一手报告，均应使其他领域的科学家感兴趣。《science》则认为，创新是指，对自然或理论提出新见解，而不是对已有研究结论的再次论证，内容激动人心并富有启发性，具有广泛的科学兴趣。具体而言，就是说在已沉寂的研究领域提出创新思想，在十分活跃的研究领域取得重大进展或者是将原先彼此分离的研究领域融合在一起。 读者不难看出，上述要求并不是容易达到的，即使是在这两种刊物上己发表的论文，也并不是都能达到这个要求，如果有10%的论文能达到这个要求也就相当不错了，显然这种要求是办刊人员的奋斗目标和期刊的最高标准，为了比较，再来看一看《科学通报》、《中国科学》和《自然科学进展》这三种全国性综合期刊对创新性的要求，它们的要求是共同的。即在基础研究和应用研究方面具有创造性的。高水平和有重要意义的最新研究成果。读者可能己注意到这里对创新性的要求与《nature》、《science》的要求不同之处在于没有特别强调论文的内容应能引起科技界广泛的兴趣，用现在流行的话来说，就是大家广泛关注的热点问题，作为国际科学期刊，《nature》与《science》强调这一点是应当的.，也是可以实现的，他们可以从众多的来稿中筛选出符合这一要求的论文；而国内期刊需要根据本国科研的实际需要和整个背景情况来慎重地对待这个要求，其实，随着国家科学基金个人申请项目的逐年增多，申清人就可以既根据个人的专长，又根据当前国内外自己所熟悉的科学前沿进展确立科研选题，那么假以时日，这个要求也就不难达到了。但是，需要特别指出的，像《nature》与《science》这样著名的国际科学周刊，在全世界也只此两家，我们没有可能。也没有必要完全照搬那些不符合国情的东西 ?暇梗?庖逯卮蟮穆畚幕蜓芯砍晒?欢ɑ嵋?鹣喙亓煊蚩萍既嗽钡墓刈ⅰ 笔者认为，一篇沦文或一项研究课规模不一定很大，但研究一定要深入，结果一定要深刻，要能反应研究者独到的见解。这样的论文列入高水平论文想必不会有疑问了。
二、可读性 一篇科学论文的可读性是至关重要的，应当引起作者的高度重视。可读性是由如下因素决定的：
1．研究工作是否取得了实质件进展，所得结论是否可靠，结果是否深刻和有启发性，如果是阶段性成果，它对后续的研究有什么指导意义，是否是重要发现的前奏。 如果研究工作没有获得阶段性或最终的结果，就不应动手写论文，靠一个平淡的研究工作无论如何是写不出一篇好文章来的，因而也不可能是一篇具有可读性的文章。
2.作者要对论文进行完整的构思，体现严密的逻辑思维，一项研究课题经过长期努力工作而得到结果时，就应当像艺术家构思一幅作品那样，一丝不苟。精雕细刻，对论文的论述方式，内容的取材，学术思想的解释，研究背景的介绍等等
需要反复推敲，仔细斟的，以期作到论文的结论严谨，内容充实。论述完整。逻辑性强。如果作不到这一点，那么论文就很难引起读者的阅读兴趣了。
3.在论述方式上，要作到深入浅出，表达清楚、简练。专业术语准确，前后一致，语言要规范、生动。
4.文字与插图恰当的配合。国内相当多的论文在利用图、表来生动地阐述学术内容方向还显不足，随着计算机三维可视化方法的普及，论文中采用彩图、立体图的趋势将会增加，这可以避免过多的文字说明，而且效果也比较好。
5.论文的体例格式。虽然每一期刊都制定了能反映他们自己的风格和特点的体例要求，但大体上，学术期刊有一个共同的体例要求，读者对此并不陌生，不过真正认真照着去作的却不多，作者可能很少思考这样一个问题学术期刊为什么要提出体例要求？须知这不是可以随意对待的事。体例不仅保证了论文形式上的规范，也保证了内容上的可读性，恰恰就是这一点被许多作者所忽视了，其中，论文的标题、摘要和关键词这三者基本上决定了论文能否被期刊所采纳和能否引起读者的兴趣。
关于工艺设计毕业论文的论文
摘要：采矿生产为工业化发展提供物资保障，按区域资源生产需求进行规划设计，提出切实可行的采矿工艺流程。由于矿区生产活动的特殊性，生活污水对生态环境造成诸多不利影响，解决矿区污水治理问题是行业发展重点内容。据此，结合矿区生活污水情况，提出切实可行的化学处理工艺方案。
关键词：工艺设计毕业论文
1矿区生活污水现状
为了摆脱传统矿区质量问题，要从多个方面实施监理控制，提高净化工艺污水处理质量水平，为城市生态化矿区创造有利条件。污水处理单位要结合净化工艺质量标准，对工程建设方案进行综合控制，确保竣工验收符合行业标准要求。据此，结合质量监理要点，对生态采矿污水处理监理提出科学方案。现代生态采矿规模不断扩大，净化工艺在新型矿区中得到普及应用。比如在磷矿开采矿区，由于磷矿水含有高浓度的P、Fe、Mn、S等污染物，按照相关法律法规及环保要求，矿区污水必须经处理达标后方可排放。为了节约水资源，将矿区污水处理后用于井下防尘回用和地表冲洗，或冲厕所用水，可大大缓解矿区的用水紧张状况，节约部分自来水费用。化学强化处理工艺是生态采矿的主要构成体，对其污水处理进行质量控制与改革，实现了矿区结构优化与改造。
2化学强化处理工艺作用
新时期城市改造建设步伐加快，以生态化建设为中心构建采矿生产区域，成为城市中心建设的新地标。生态采矿是城市改造的新方向，大规模建设生态采矿体现了城市发展力量，也对工程建设企业提出了严格要求。最近几年来，国内针对企业资本管理机制的研究越来越多，各个企业也越来越重视项目质量监理管理。生态采矿是城市发展标志之一，发展生态采矿必须重视污水处理质量监理，才能创造更加丰厚的经济效益。由于净化工艺结构的`特殊性，污水处理单位要对矿区质量进行综合控制，提出切实可行的质量监理方案，确保墙体结构符合质量标准。“净化工艺”是节能型矿区的常用结构，由于结构形式特殊，对墙体结构污水处理质量要求严格。污水处理单位必须按照合同标准进行控制，提出切实可行的质量监理方案，为矿区工程改造建设提出科学的管理方案。
3矿区污水处理工艺设计及方法
3.1污水处理工艺流程
对污水处理政策有效性展开研究，可从多个方面提供还林工程建设对策，为区域生态环境改造提供良好环境。结合污水处理改造内涵，提出切实可行的建设性方案。新时期国家对污水处理工程提出严格要求，全面落实生态环境建设标准，能够进一步提高区域环境改良效果。同时，以国家政策为指导，对森林污水治理实施综合控制，实现了政策资源改革与发展，促进生态环保环境模式形成，改变了传统环保环境格局。结合矿区生活污水处理实况，几种典型的化学处理工艺：①清污分流回用：污水→格栅→调节池→混合反应池→气浮→中间水箱→砂滤→短纤维过滤→精滤→超滤→清水池→回用;②矿井涌水：污水→调节池→清水池→混合反应池→斜管沉淀池→普通快滤池→清水池→达标排放;③轻污染水：污水→调节池→混合反应池→沉淀池→过滤器→清水池→回用。
3.2污水处理方法
3.2.1清污分流“污水处理”是生态化建设重点工程，按照地区规划与发展要求，对生态园区进行综合改造，消除地区潜在的生活污水隐患，科学分配林区植被与水土资源。矿井水实现清污分流有利于矿井水的综合利用。磷矿开采工作面与掘进工作面的排水受污染较重，但水量小，容易集中处理，可设井下沉淀池，出水单独排放。井下大量清洁涌水可直接应用，对于酸性矿区污水处理要根据水质特点单独处理。3.2.2轻度污染的矿区污水处理早期肆意开发水土资源，导致污水处理项目失去了稳定性，破坏了环保资源政策改革成效，导致矿区植被受损，现代环保需要实施还林保护政策。轻度污染矿区污水处理流程取决于净化水的回用途径：当净化水用作矿区与磷矿生产用水时，一般多采用混凝沉淀法;当用作锅炉用水时，还需经过过滤、软化等处理;当作为矿区或城市生活用水时，必须进行消毒处理。3.2.3酸性矿区污水处理在磷矿开采的过程中，磷层或顶板底板中的硫铁矿及有机硫经过生物的、化学的作用而形成硫酸和金属离子，因而使矿井水呈酸性。酸性矿井水除了含有Fe2+、Fe3+以外，还含有Al3+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等其金属离子，因此酸性矿井污水中的总硬度比一般水高。酸性矿区污水处理方法主要是中和法。新一轮污水处理工程建设，不仅对地区生态资源改良提出要求，更是对环保战略决策规划提出新标准。面对传统污水处理模式存在的问题，要深入解读“有效性”建设指标，按照国家环保局指示完成各项建设性工作。
4结束语
矿区生产满足了磷矿资源开发利用需求，为社会工业化发展创造物质条件。同时，矿区生活污水对水资源环境产生诸多污染，导致水质恶化而影响了周边的生态环境。基于生态区域建设引导下，要重视污水处理工艺设计与应用，对生活污水采取科学的处理方法，实现产业发展与生态环境的可持续发展。
参考文献
[1]崔利晓，高付贵.浅析污水资源化利用[J].河南科技，2022，(3).