Проектирование металлоконструкций главной балки мостового крана
Министерство
образования РФ
Ростовский
Государственный Строительный Университет
Кафедра
ТЭСАО
Пояснительная
записка
К курсовому
проекту по дисциплине: «Строительные конструкции и металлоконструкции машин»
ТЕМА:
«Проектирование металлоконструкций главной балки
Мостового
крана»
Выполнил:
Березов К.С.
Проверил: преподаватель
Онишков Н.П.
Ростов-на-Дону
2014
1.
Основные исходные данные.
Исходными данными служат технические
характеристики мостового крана. Они принимаются по таблице 1 методического
указания:
. Грузоподъемность Q
=500
кН
. Пролет L
= 16,5 м
. Режим работы: 4 -крановый
. Скорость передвижения крана Vк
=
0,5 м/с
. Скорость подъема груза Vг
= 0,8 м/с
Ориентировочный вес конструкции определен на
рисунке 3 методического указания, в зависимости от длины пролета и от
грузоподъемности. В нашем случае он составил: Gм=75
кН
Остальные параметры, необходимые для расчетов
приведены в таблице 7 методического указания:
. Вес 1м троллеев: Gтр=1,2
кН
. Вес кабины с электрооборудованием: Gкб=14
кН
. Расстояние от центра тяжести кабины до
опоры крана: Хкб=2,2 м
. Вес одного механизма передвижения
крана: Gмп=10
кН
. Расстояние от центра тяжести механизма
передвижения до опоры крана: Хмп=0,6 м
. Вес грузовой тележки:Gт=135
кН
. База тележки: а=2,5
м
. Тип подтележечного рельса: KP80
. Момент сопротивления сечения рельса: Wp=236
см3
. Ширина подошвы рельса: Вр=130
мм
. Расчетные случаи нагружения.
Предусматривается проведение расчетов по трем
случаям нагружения: СН-1, СН-2, СН-3:
СН-1: нормальные условия работы (груз
нормального веса, плавный пуск и торможение и т.д.)
СН-2: максимальные (предельные) нагрузки
рабочего состояния, максимальные статистические сопротивления, резкие пуски и
торможения и т.д.
СН-3: нагрузки рабочего состояния: монтажные,
транспортные, погодные.
Основным является СН-2. По СН-1, как правило,
выполняются расчеты на сопротивление усталости, износ, нагрев - проверочного
характера.
Расчеты выполняются по методу предельных
состояний. Расчеты нагрузки при этом определяются, как произведение нормальных
значений этих нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузки, учитывающие
возможности отклонения фактических величин от нормальных и степень опасности
такого отклонения.
При расчете по СН-2 предусмотрены 2 возможных
сочетания нагрузок: Па, Пб.
. Па - кран неподвижен: резкий подъем
груза с земли или торможение при опускании:
а) вес металлоконструкции:
Gp1=n1*G1=8205
кН
б) вес оборудования
Gp1=n2*G2=30,24
кН
Gp1=n3*G3=252
кН
в) вес груза
Qp=n4*y||*Q=
660 кН
.
Пб - кран в движении: резкий пуск или торможение одного из механизмов:
Gp1=n1*G1*kt=99
кН
Gp1=n2*G2*kt=36,28
кН
Gp1=n3*G3*kt=302,4
кН
Qp=n4*kt*Q=660
кН
мостовой кран балка сварной
3. Материалы, соединения и другие
технические условия.
Так длина пролета 16,5 м, грузоподъемность 50 т,
то подходящая мне сталь будет 09Г2С
Расчетные сопротивления R
прокатных сталей принимаются по таблице 4 методического указания:
1. Растяжение, сжатие, изгиб Ry=300
МПа
2. Срез
Rs= 175 МПа
. Смятие торцевой поверхности (при
наличии пригонки) Rt=
440 МПа
Предельно допускаемый прогиб от статистического
веса тележки с грузом, f
(кабина управления у края моста), принимается в зависимости от режима работы
крана:
¦=L/600
. Определение нагрузок, действующих на главные
балки.
.1. Постоянные нагрузки, действующие на каждую
из главных балок, различны.
.2. Подвижные нагрузки:
При разгоне и торможении крана от перемещения
масс возникают инерционные силы, изгибающие балку в горизонтальной плоскости.
Вертикальные нагрузки:
. Когда кран неподвижен:
а) qM=GM*n1/L=5
кН/м
б) qтр=Gтр*n2=1,44
кН
в)Рмп=Gмп*
n2=12
кН
д)Рпд=(Gт*п3+
Q*п4*y||)/4=
205,5 кН
. Когда кран подвижен:
а) qM=GM**kt
*n1/L=
6 кН/м
б) qтр=Gтр*n2*kt=1,73
кН
в) Рмп=Gмп*
n2*kt=
14,4 кН
г) Ркб=Gкб*
n2*kt=
20,16 кН
д) Рпд=(Gт*п3+
Q*п4*kt)/4=213,16
кН
. Определение расчетных усилий.
Режим 2а:
Q1max=Png*(y1+y3)+PMn*(y2+y5)+Pкб*у4+qM*wQ=447,67
кН
M1max=Png*(y6+y7)+PMn*(y9+y10)+Pкб*у8+qM*wM=
1644,49 кН
Q2max=Png*(y1+y3)+(qM+
qтр)
*wQ=432,99 кН
M2max=Png*(y6+y7)
+(qM+ qтр)
*wМ=1666,14
кН
Режим 2б:
Q1max=Png*(y1+y3)+PMn*(y2+y5)+Pкб*у4+qM*wQ=476,97
кНм
M1max=Png*(y6+y7)+PMn*(y9+y10)+Pкб*у8+qM*wM=1740,82
кНм
Q2max=Png*(y1+y3)+(qM+
qтр)
*wQ=458,59 кНм
M2max=Png*(y6+y7)
+(qM+ qтр)
*wМ=1766,79
кНм
Для дальнейшего решения выбираем наибольшую
нагрузку Qmax=476,97
кН и максимальный момент Mmax=1766,79
кН.
. Подбор сечения.
.1. Сечение А-А
Сечение находится в области максимальных
изгибающих моментов. Расчетными принимаются сочетания Па, если Mxmax(Па)
>
1,2 Мxmax(Па),
в противном случае расчетными будет сочетание Пб.
s= Mmax/Wx
≤
0.8*mk*R
Jmin =(L/¦)*(((Gт+Q)*L2)/(96*E))=0,0054
м4x=
Mmax/(0,8* mk*R)=0,0109 м3min=2*
Jmin/ Wx=0,983 м
hont==1,43 мдин=1,18
м
hдин=0,92
м
Толщина стенки бст принимается
конструктивно: бст=8 мм
Из 3 значений высоты выбираем наибольшую h
= 1,4 м
.2. Определение размеров поясного листа:
Толщина поясного лист: бп=10 мм
В≥L/50=0,33
м
B≥h/3=0.467м
B≥An/
бп=0,348 м
An=Jn/z2=0.0042
м2
Z=0.5*(h+
бп)=0,706 м
Jn=0.5*(Jб-Jct)=0.00208
м
В0=В-2*(бст+ D)=0,434
м
Определение размеров сечения, вычисляются его
фактические геометрические характеристики:
Jx==0.0094 м4
Jу==0.0013 м4
Wx=2*Jx/h=0.0132 м3
Wy=2*Jy/B=0.00548 м3
.3. Сечение В-В (у опоры)
Опорное сечение отличается только
высотой.
h0=0.7*h=0,997
мx0=0=0.0041
м4n0=B*
бп*z0=0.00284
м3x0=
Sn0+ бст*h2/8=0.0038
м3
t=≤Rcp*mk
t=3,219 МПа
7.