Контрольная работа: Параметры мостового крана

Изгибающий момент от этой нагрузки:

Суммарный изгибающий момент:

Напряжения в растачиваемом сечении:

Допускаемое напряжения [σ]=1700 кгс/см².

Для обеспечения устойчивости стенок балки между ними установлены поперечные листы (диафрагмы) по схеме показанной на рис. 4. Принятое наибольшее расстояние между диафрагмами l_Д =2000 мм. На среднем участке балки это расстояние проверяем из условия устойчивости стенки по критическим напряжениям, полагая её заданной по двум сторонам (рис. 5, a):

Запас устойчивости стенки по наибольшим напряжениям

Наименьшая допустимая величина

В рассчитываемом кране тележка передвигается по подкрановому рельсу, прикреплённому к верхнему поясу балки прижимными планками.

Рис. 4 Схема размещения диафрагм главной балки

Для уменьшения в рассчитываемом кране тележка передвигается по под крановому рельсу, прикреплённому к верхнему поясу балки прижимными планками.

Для уменьшения напряжений, возникающих в этом поясе под катком, последний усилен дополнительными рёбрами (рис. 4) высота которых обычно определяется из условия:

Принимаем

где Н - принятая высота балки. Принятое наименьшее расстояние между рёбрами (рис. 4)

Рис. 5 Схемы к расчёту устойчивости стенок главной балки:

a - в середине пролёта;

б - в концевых участках балки

Изгибающий момент при положении колеса тележки между рёбрами с учётом жёсткости заделки рельса и верхнего пояса балки по приближённой формуле:

Момент сопротивления рельса относительно оси x-x W_x=178,12 см³. Напряжения в рельсе:

Допускаемые напряжения для этого случая [σ]_И=2300÷2500 кгс/см².

Ширину площадки диафрагмы, воспринимающей нагрузку на колесо тележки, условно принимаем по формуле:

где  - ширина подошвы рельса; - толщина диафрагмы.

Напряжение смятия торца диафрагмы при толщине :

Допустимо [σ]_СМ=1,5 [σ]_Р=1,5×1700=2550 кгс/см².

5. Проверка среднего сечения по второму расчётному случаю

Расчётными для этого случая является нагрузки от масс груза и тележки, собственной массы конструкции, сил инерции при торможении моста и дополнительные динамические нагрузки, возникающие при передвижении крана (удары на стыках рельсов и т.п.) и учитываемые коэффициентом толчков k_T. Этот коэффициент при скорости передвижения крана υ=70 м/мин равен 1,1.

Расчётные нагрузки на ходовые колёса тележки от собственной массы и массы перемещаемого груза для этого случая:

на колесо С

на колесо D

Нагрузка от собственной массы балки:

Нагрузка на опору А от подвижной нагрузки при положении тележки, указанном на рис. 3.

Изгибающий момент от этой нагрузки

Нагрузка на ту же опору от собственной массы балки:

Изгибающий момент от этой нагрузки:

Суммарный изгибающий момент:

Напряжение от этого момента:

Наибольшее ускорение при пуске в нормальных условиях и наибольшем пусковом моменте двигателя  в данном случае подсчитанное по формулам a_max=0,35 м/с², при торможении a_max=0,3 м/с².

Расчётное ускорение в последующих расчётах определяем из двух условий: первое  второе- исходя из предельного знания  допустимого по условиям сцепления приводных колёс с рельсами; k_пр и k₀-число приводных колёс и общее число колёс крана.

В дальнейшем за расчётную принята наименьшая величина

Сила инерции при этом ускорении:

от подвижной нагрузки

от массы

Наибольший изгибающий момент от этих сил в горизонтальной плоскости:

Напряжение от изгиба в горизонтальной плоскости:

что больше найденного выше для первого расчётного случая .

Рис. 6 Схемы к расчёту главной балки моста:

a - опорного сечения;

б - стыка стенок.

6. Расчёт опорного сечения главной балки

Это сечение проверяем по нагрузкам первого расчётного случая при положении тележки у опоры моста (рис. 6, a). Кручение от внецентренного положения нагрузки от массы механизма передвижения моста не учитываем. Динамический коэффициент при этом положении тележки определяется аналогично приведённому выше в этом параграфе при y_ст=0 и равен

Расчётные нагрузки на колёса тележки:

Наибольшая перерезывающая сила (рис. 5)

Статический момент половины сечения относительно оси x-x (рис. 1, б)

Касательное напряжение по формуле (2) таб. 41 [1]:

Допускаемые напряжения:

Устойчивость стенки балки в концевом сечении проверяем по касательным напряжениям. За расчётную принимаем наибольшую для этого участка высоту h=600 мм; принятое расстояние между диафрагмами на этом участке a_р=1100 мм (рис. 4, б). Критическое напряжение по формуле (5) таб. 41 [1] с учётом защемления стенок у поясов (рис. 5):

Запас устойчивости:

Допустимая величина

7. Расчёт сварных швов

Этот расчёт рассмотрим на примерах швов верхнего пояса и стыков вертикальных стенок балки.

Для наиболее нагруженного участка шва, расположенного у опоры балки, усилие, приходящееся на 1 см длины, определяется по общей формуле:

где  - наибольшая перерезывающая сила, подсчитанная выше;  - статический момент верхнего пояса относительно горизонтальной оси x-x:

Исходя из среднего предела прочности основного материала балки

(σ_в=44 кгс/мм²), по таб. 43 [1] выбираем электрод марки Э42. Допускаемое напряжение в шве на срез согласно таб. 42:

Принятый катет шва δ=6 мм. Необходимая длинна швов на 1 м длины балки:

Проверка выполнена прерывистыми швами длиной 80 мм и шагом t=125 мм.

Стыки вертикальных листов балки расположены на расстоянии l₂=4000 мм от опор; пояса стыкуются вне этих стыков. Расчёт производим на изгиб при наиболее невыгодным положении колеса тележки над стыком (рис. 6, б) при первом комбинации нагрузок.

Нагрузку на левую опору моста от массы тележки с грузом при этом будет равна:

Изгибающий момент от этой нагрузки в рассчитываемом сечении:

Изгибающий момент от равномерно распределённой нагрузки:

Суммарный изгибающий момент:

Расчётный момент сопротивления (рис. 1, a):

где J_x -момент инерции сечения, подсчитанный выше.

Напряжение в рассчитываемом шве:

Допустимые напряжения в случае ручной сварки по таб. 42 [1]:

8. Расчёт концевых балок

Расчёт производим при положении тележки у опоры моста при нагрузках на колёса тележки, подсчитанных выше в этом параграфе. За расчётную принимаем первую комбинацию нагрузок. Схема балки приведена на рис. 7, a.

Рис. 7 Схема концевой балки моста

Нагрузка на опору правой балки, расположенной со стороны механизма передвижения, P₁=14360 кгс, со стороны троллей P₂=12100 кгс.

Нагрузка на левую опору рассчитываемой концевой балки согласно расчётной схеме (рис. 7, б):

на правую опору:

Изгибающий момент в сечении I−I:

Момент сопротивления этого сечения, подсчитанный аналогично приведённому выше, .

Напряжения в рассчитываемом сечении:

Для обеспечения достаточной жёсткости балки эти напряжения целесообразно принимать не более 800 -1000 кгс/см².

Заключение

В курсовом проекте проведен обзор и анализ существующих конструкций мостовых кранов, выполнена их классификация.

Выявлены достоинства и недостатки мостовых кранов.

Приводится описание спроектированной конструкции.

Произведён проектный и проверочный расчёты металлоконструкции моста крана грузоподъемностью 15000 кг пролетом здания 12 м и высотой подъема 12 м.

Литература

1 Павлов Н.Г. Примеры расчёт кранов. Изд. 4-е, перераб. и доп. Л., «Машиностроение», 1976. 320 с;

Соколов С.А. Металлические конструкции подъёмно-транспортных машин: Учеб. пособие. Спб.: Политехника, 2005. 423 с;

Строительная механика и металлические конструкции машин: учебник / С.А. Соколов. - Спб.: Политехника, 2011. - 450 с;

4 Общие правила проектирования стальных конструкций. СП 53-102 -2004. Спб.: ДЕАН, 2007. 272 с;

5 СНип 11-23-81*. Стальные конструкции. Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000. 96 с;

ГОСТ 1517-87 (ГОСТ 1575-87) Краны грузоподъёмные. Ряды основных параметров.;

ГОСТ 27584-88 Краны мостовые, козловые, электрические. Общие технические условия;

ГОСТ 534-78 Краны мостовые опорные. Пролёты;

ГОСТ 2.104-68 Единая система конструкторской документации;

ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам.