Башенный кран г/п 30 т

5.1. Стрела.cdw

4.2. Промежуточная секция стрелы.dwg

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

2.1. Корневая часть башни.dwg

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

3. Оголовок стрелы.dwg

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
* Размер для справок
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

1.Общий вид.dwg

Грузовые блоки и блоки каната
оттяжки условно не показаны
Техническая характеристика:
на наибольшем вылете 30 т.
на наименьшем вылете 40т
Высота подъёма крюка
на наибольшем вылете 40 м
на наименьшем вылете 58 м

2.2. Корневая часть стрелы.dwg

Дет. поз.3 и поз.12 не показаны
Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока СВ 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

4.1. Промежуточная секция башни.dwg

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

5.2. Башня.cdw

2.2. Корневая часть стрелы.cdw

Дет. поз.3 и поз.12 не показаны
Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока СВ 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

2.1. Корневая часть башни.cdw

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

4.1. Промежуточная секция башни.cdw

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

1.Общий вид.cdw

Грузовые блоки и блоки каната
оттяжки условно не показаны
Техническая характеристика:
на наибольшем вылете 30 т.
на наименьшем вылете 40т
Высота подъёма крюка
на наибольшем вылете 40 м
на наименьшем вылете 58 м

3. Оголовок стрелы.cdw

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
* Размер для справок
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

4.2. Промежуточная секция стрелы.cdw

Сварку выполнять сварщиком
допушенным к выполнению
ответственных сварных конструкций.
Сварку выполнять в среде углекислого газа.
Электрод - проволока Св 18ХМА
Контроль качества сварных швов осуществлять по ГОСТ

Записка.docx

Техническое задание3
Расчет металлоконструкции крана4
I. Подбор сечения металлоконструкции стрелы и расчет его характеристик4
Таблица нагрузок для расчета металлической конструкции крана в СРПС и расшифровка коэффициентов.5
II. Расчет металлоконструкции на минимальном вылете стрелы7
Расчетный случай Ia.7
Расчетный случай Ib.12
Расчетный случай Ic.17
Расчетный случай IIa.23
Расчетный случай II b.29
Расчетный случай II c.36
III. Расчет металлоконструкции на максимальном вылете стрелы43
Расчетный случай Ia.43
Расчетный случай Ib.48
Расчетный случай Ic.53
Расчетный случай IIa.59
Расчетный случай II b.65
Расчетный случай II c.72
Определяем максимальное расстояние между раскосами в металлоконструкции стрелы.79
Проверяем устойчивость башни.81
Определяем максимальное расстояние между раскосами в металлоконструкции башни.83
Определим внутренние усилия в стержнях оголовка стрелы.85
Проверка пальцев соединяющих оголовок стрелы со стрелой.86
Расчет сварного соединения.87
Рассчитать и спроектировать башенно-стреловой кран грузоподъёмностью 30 т. с указанными на рис.1 размерами.
Рис.1 Эскиз требуемого крана
В период развития массового жилищного строительства было организовано крупносерийное производство различных типов строительных башенных кранов грузоподъемностью 10 -50 тонн. За последние 20 лет в строительстве использовались свыше 35 типов башенных кранов с разнообразными параметрами и различными конструктивными исполнениями. По мере совершенствования организации строительной индустрии количество конструктивных модификаций строительных кранов сократилось примерно вдвое.
Подавляющее большинство строительных объектов – это многоэтажные сооружения возводимые в стесненных городских условиях. Строящееся здание занимает большую часть строительной площадки. Башенный кран в свою очередь занимает минимальную площадь вблизи строящегося здания позволяет обеспечить большую высоту подъема широкую зону обслуживания и кроме того в транспортном состоянии имеет приемлемый габарит.
Проектируемый кран должен быть простым по конструкции легко и быстро монтируемым мобильным и доступным в цене для небольшой организации или частного лица. В процессе разработки необходимо обеспечить взаимозаменяемость деталей и узлов а это значит что кран должен быть собран из возможно большего числа стандартных изделий.
При изготовлении и эксплуатации крана необходимо соблюдать требования охраны труда и защиты окружающей среды.
Расчет металлоконструкции крана
I. Подбор сечения металлоконструкции стрелы и расчет его характеристик
Примем сечение стрелы указанное на рис.2.
Расчет характеристик сечения.
Сечение составное из 4-х труб 140х120х9 ГОСТ 8645-68. (Рис.2)
Характеристики одиночной трубы:
Толщина стенки s=9 мм
Площадь сечения А=4217 см2.
Моменты инерции одной части:
Рис.2. Рассчитываемое сечение.
Моменты сопротивления:
Определяем характеристики составного сечения:
Моменты инерции и моменты сопротивления
Полярный момент инерции
Полярный момент сопротивления
Таблица нагрузок для расчета металлической конструкции крана в СРПС и расшифровка коэффициентов.
Силы инерции при работе механизма изменения вылета
Силы инерции при работе механизма поворота
где - динамический коэффициент [1. стр.50-54]
Приближенно можно принять:
- коэффициенты перегрузок для соответствующих нагрузок
– коэффициент надежности по весу груза [1. стр.49]
– коэффициент надежности по собственному весу машины [1.стр. 48]
– коэффициент надежности по горизонтальным инерционным нагрузкам. [1.стр.58]
- Касательная сила инерции действующая в период разгонаторможения механизма вращения. [1.стр 56]
здесь время разгона или торможения механизма вращения
Радиальная сила инерции. [1. стр.56]
здесь – угловая скорость вращения крана
- число оборотов поворотной части в минуту
- горизонтальная инерционная сила действующая на массу и возникающая при разгоне или торможении механизма изменения вылета [1. стр.58]
здесь - время разгона или торможения механизма изменения вылета (3-5 с).
– ветровые нагрузки. [1.стр.64]
II. Расчет металлоконструкции на минимальном вылете стрелы
Расчетный случай Ia.
Определяем натяжение в грузовом канате.
где вес груза с полиспастом
- число полиспастов
кратность полиспаста
здесь - КПД блока на подшипниках качения примем
k – число обводных блоков. (Канат перегибается на 1800. здесь k=1)
Определяем усилие в оттяжке из условия равновесия стрелы в плоскости качания.
Определяем сжимающее усилие в точке С.
Определяем сжимающее усилие в точке B.
Определяем реакции в т.B.
Определяем значение сжимающей силы:
Определяем сжимающее усилие в точке А.
Определяем значение результирующей реакции:
Определяем значение изгибающего момента в т.В.
Проверяем сечение I. (Точка В)
1. Проверяем принятое сечение по условию прочности [1. стр.72]
Для металлоконструкции принимаем марку стали 15ХСНД с
–Максимальное эквивалентное напряжение.
Максимальное напряжение в балках прямоугольного сечения определяются по след формуле [1. стр.250]
Условие прочности выполняется.
2. Проверяем принятое сечение по условию устойчивости [1. стр.93]
- коэффициент продольного изгиба
Определяем гибкость стержня [1. стр.87]
Определяем условную гибкость.
где модуль упругости для стали
Значение определяем по приближенной формуле [1. стр.89]
Условие устойчивости выполняется.
Проверяем сечение II. (Точка A)
Расчетный случай Ib.
Определяем силы инерции при работе механизма изменения вылета для соответствующих масс. [1.стр.58]
где - время разгона или торможения механизма изменения вылета (3 5 с)
– скорость движения i-ой массы
Скорость изменения вылета V=5 10 мс. Примем скорость точки С равной 10 мс.
Определяем угловую скорость стрелы:
Сила инерции действующая на подвеску с грузом:
Сила инерции действующая на неманевровый гусек
Сила инерции действующая на маневровый гусек
Определяем сжимающее усилие в т.В.
Определяем сжимающее усилие в т.А.
Определяем максимальное значение изгибающего момента в т.В.
Расчетный случай Ic.
Определяем силы инерции при работе механизма поворота для соответствующих масс. [1.стр.56]
Радиальная сила инерции (центробежная).
где - угловая скорость вращения крана.
Касательная сила инерции
где - время разгона или торможения механизма изменения вылета (3 6 с)
Радиальная сила инерции действующая на подвеску с грузом:
Касательная сила инерции действующая на подвеску с грузом:
Радиальная сила инерции действующая на неманевровый гусек.
Касательная сила инерции действующая на неманевровый гусек.
Радиальная сила инерции действующая на маневровый гусек.
Касательная сила инерции действующая на маневровый гусек.
Определяем значения изгибающих и крутящих моментов в расчетных точках.
1. Определяем максимальное значение изгибающего момента в плоскости чертежа (в т.В).
2. Определяем значение изгибающего момента в точке В. в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа.
3. Определяем значение изгибающего момента в точке А. в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа.
4. Определяем значение крутящего момента в точке А.
где модель упругости для стали
Расчетный случай IIa.
Определяем ветровую нагрузку на металлоконструкцию.
где - наветренная площадь
-распределенное ветровое давление
здесь - нормативное ветровое давление на высоте 10 м над уровнем земли
- коэффициент влияния высоты на которой расположен i-й элемент.
- аэродинамический коэффициент
– коэффициент надежности.
- коэффициент заполнения фермы
- коэффициент ослабления ветрового давления
1. Нагрузка на неманевровый гусек.
2. Нагрузка на маневровый гусек.
Расчетный случай II b.
1. Определяем силы инерции при работе механизма изменения вылета для соответствующих масс. [1.стр.58]
Расчетный случай II c.
1. Определяем силы инерции при работе механизма поворота для соответствующих масс. [1.стр.56]
III. Расчет металлоконструкции на максимальном вылете стрелы
Определяем максимальное расстояние между раскосами в металлоконструкции стрелы.
Определяем сжимающее усилие действующее на одну трубу.
где - максимальное сжимающее усилие в стреле (случай 2а минимальный вылет)
Проверяем устойчивость одиночной трубы по условию устойчивости [1. стр.93]
где для принятой расчетной схемы [1. стр.87].
-Условие устойчивости не выполняется
Подбираем длину стержня при которой условие устойчивости выполнится.
Запас по напряжениям достаточно-большой поэтому проведем еще одно приближение.
Запас по напряжениям достаточный но проведем еще одно приближение.
Из вышеприведенного расчета видно что максимальное расстояние между соседними раскосами в стреле равно 35 м.
Проверяем устойчивость башни.
Определяем сжимающее усилие действующее на верхнюю часть башни.(Случай 2а на максимальном вылете стрелы).
Проверяем сечение стрелы по условию устойчивости.
Условие устойчивости не выполняется.
Для башни примем следующее сечение:
Сечение составное из 4-х труб 180х150х12 ГОСТ 8645-68. (Рис.1)
Толщина стенки s=12 мм
Площадь сечения А=7097 см2.
Рис.1. Рассчитываемое сечение.
а. Суммарная площадь
б. Моменты инерции и моменты сопротивления
Проверяем принятое сечение по условию устойчивости.
- Условие устойчивости выполняется.
Определяем максимальное расстояние между раскосами в металлоконструкции башни.
Из вышеприведенного расчета видно что расстояние между соседними раскосами можно принять равным или меньше 4 м.
Определим внутренние усилия в стержнях оголовка стрелы.
N1-2 определяем в местной системе координат как указано на чертеже. Остальные – в стандартной системе.
Проверка пальцев соединяющих оголовок стрелы со стрелой.
Как видно из вышеприведенного расчета наибольшее усилие действует на верхний палец. Проверим его на срез и смятие. (2. стр.36-38)
Условие прочности по напряжениям среза:
где - число плоскостей среза
Определим минимальный диаметр пальца
Для средней детали (проушины на стреле)
Для крайней детали (проушины на оголовке стрелы)
Из расчета видно что принятый диаметр пальцев равный 65 мм обеспечивает необходимую прочность соединения.
Расчет сварного соединения.
Определяем катет сварного шва соединяющий стержень 2-1 в узле 2.
Стержень 2-1 соединяется в узле 2 комбинированным лобовым и фланговыми швами (2. стр.71)
Для данного шва получим:
Примем катет шва равным 7 мм.
Соколов С.А. Металлические конструкции подъёмно-транспортных машин: Учебное пособие. – СПб.: Политехника 2005. – 423с.: ил.
Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. – 5-е изд. перераб.- М.: Высш. шк. 1991.-383с.: ил.
Специальные краны: Учебное пособие для машиностроительных вузов по специальности «Подъёмно-транспортные машины и оборудование» П.З. Петухов Г.П. Ксюнин Л.Г. Серлин – М.: Машиностроение 1985.-248с.ил.
Металлические конструкции подъёмно-транспортных машин. Гохберг М.М. изд-во «Машиностроение». 1969 г.520 стр. Табл. 47. Илл.226. Библ. 157 назв.