Проектирование металлоконструкции стрелы поворотного крана

Лист 2.cdw

Записка(ден).doc

Московский Государственный Технический Университет
Расчетно-пояснительная записка к
курсовому проекту по курсу:
Динамика подъемно-транспортных машин
«Проектирование металлоконструкции стрелы
Вариант К.П. 09.00.000.00
Руководитель: Селиванов М. И.
Задание на курсовой проект .
Определение нагрузок в вертикальной плоскости .
Расчет наибольшего вылета стрелы .
Расчет наименьшего вылета стрелы .
Конструктивный расчет стрелы
Проверка элементов соединительных решеток ..
Технологическая часть:
Список используемой литературы
Стрелы поворотных кранов представляют собой стержни имеющие прямолинейную ломанную или криволинейную ось.
Нижний конец стрелы крепится к поворотной части крана при помощи шарнира допускающего поворот в плоскости подвеса. Верхний конец поддерживается стреловым полиспастом при помощи которого изменяется вылет стрелы. Благодаря этому в плоскости подвеса стрелу можно рассматривать как стержень с двумя шарнирно опертыми концами. В перпендикулярной плоскости в которой стрела не может повертываться вокруг нижнего шарнира она является стержнем с одним заделанным а другим свободным концом.
В большинстве случаев стрелы представляют собой пространственные конструкции четырехугольного или треугольного сечения. Стрелы четырехугольного сечения состоят из двух вертикальных граней которые соединены между собой в плоскостях обоих поясов горизонтальными решетчатыми связями.
Вертикальные грани могут быть выполнены решетчатыми или сплошностенчатыми.
Стрелы треугольного сечения состоят из трех решетчатых граней.
В целях уменьшения веса стрелы выполняются в виде стержней переменной жесткости некоторые варианты которых представлены ниже.
Стрела поворотного крана.
Задание: Составить проект металлоконструкции стрелы поворотного крана.
Примечание: G1 и G2 определяются при проектировании.
) Статистический и конструкторский расчеты (1 лист и 10 форматов текста);
) Конструкция и узлы (2 листа). Для общих видов М 1:20÷1:50 в зависимости от габаритов стрелы;
Необходимо ознакомиться с методической запиской к курсовому проекту на тему «Стрела поворотного крана». Курсовой проект должен состоять из трех частей:
) Компоновочная часть. Выбор рационального типа и схемы стрелы. Установление размеров поворотной и головной частей стрелы ее общей конфигурации. Разбивка конструкции на панели размещение ветровых и поперечных связей.
) Расчетная часть должна включать:
а) определение действующих нагрузок; постоянных и инерционных; ветровых (по ГОСТу). Постоянные нагрузки принимаются по справочным данным или в соответствии со спецификациями выполненных аналогичных конструкций;
б) статистический расчет. Определение усилий от действующих нагрузок (в основном графически);
в) конструктивный расчет. Подбор сечений стержней основной конструкции и ветровых связей; определение необходимого сечения и длины сварных швов для стыковых и узловых соединений необходимого количества заклепок для клепаных соединений;
Примечание: компоновочная и расчетная части проекта оформляются в виде пояснительной записки с расчетами схемами эскизами сечений и сопряжений (узлов).
) конструктивная (графическая) часть. Необходимо дать:
а) общий вид конструкции с показом фасада связей и поперечных рам (1 лист) тут же дать геометрическую схему конструкции в линиях с простановкой необходимых размеров (в масштабе возможно меньше).
б) общий вид основной конструкции в М1:10 поперечные разрезы и отдельные узлы.
в) укрупненную сводную спецификацию металлоконструкции (на том же листе где показаны отдельные узлы).
I.Определение расчетных нагрузок в вертикальной плоскости:
а) постоянные нагрузки:
где тм.- принятый вес одного метра конструкции стрелы;
- поправочный коэффициент.
б) Временные нагрузки:
т. - расчетный вес подвески.
т. – принятый вес подвески.
Расчетная временная нагрузка:
Усилия в грузовом тросе:
б) От веса подвески:
Суммарное усилие в грузовом тросе:
II.Определение нагрузок в горизонтальной плоскости.
Горизонтальные силы инерции от собственного веса конструкции считаем равномерно распределенными по длине стрелы. Интенсивность нагрузки от горизонтальных сил инерции:
Горизонтальная сила инерции от веса грузов с подвеской:
На Рис. 1. Показана геометрическая схема стрелы которая используется для расчета наименьшего и наибольшего вылета стрелы
Рис 1. Геометрическая схема стрелы.
III.Статический расчет металлоконструкции стрелы.
Производится для двух расчетных положений показанных на рис.2 и рис.3. Первое расчетное положение соответствует наибольшему а второе - наименьшему вылету стрелы. Усилия действующие на стрелу определяем аналитически составляя расчетные схемы.
-е расчетное положение наибольшего вылета стрелы ( Рис.2).
Определяем усилие в стреловом тросе :
а) усилие от собственного веса конструкции:
б) усилие от временной нагрузки:
Определяем горизонтальную составляющую реакции опоры:
Определяем вертикальную составляющую реакции опоры:
Эпюры перерезывающих продольных сил и изгибающих моментов:
Эпюры перерезывающих сил (Q):
Эпюры поперечных сил (N):
Эпюры изгибающих моментов ( М):
-е расчетное положение наименьшего вылета стрелы ( Рис.3).
Эпюры перерезывающих сил (Q):
IV.Конструктивный расчет стрелы.
На основании предварительных расчетов выбираем сечение стрелы треугольное сваренное из труб.
Принятые тип и размеры сечений стрелы показаны ниже:
Металлоконструкцию будем делать из трубы стальной бесшовной горячекатаной Труба 102Х10.
где моменты инерции подобранных сечений;
Моменты сопротивления подобранных сечений;
где - минимальный момент инерции сечений;
- минимальный момент инерции сечений.
По коэффициенту 022 подбираем =1.4
Радиус инерции относительно оси Х – Х:
Гибкость стрелы в плоскости подвеса:
Сравнивая полученную гибкость с данными таблицы видим что она не превышает 130. По таблицам находим коэффициент понижения допускаемых напряжений при проверке сжатых стержней на продольный изгиб соответствующей полученной гибкости:
Проверка устойчивости относительно оси Х-Х:
V.Проверка элементов соединительных решеток.
Устойчивость элементов соединительной решетки проверяем в левой крайней панели соединительной фермы где элементы являются наиболее нагруженными и имеют наибольшую длину.
В рассматриваемом сечении действует реальная поперечная сила:
Наибольшая продольная сила действующая в стреле:
Условная поперечная сила:
Соединительную решетку проверяем на действие реальной перерезывающей силы:
По геометрическим размерам определяем длину раскоса:
Раскосы и стойки выполнены из труб диаметром мм. имеющего площадь поперечного сечения см и наименьший радиус инерции см
Гибкость раскоса: ; 043
Напряжения устойчивости в раскосе:
Напряжения устойчивости в стойке:

Спецификация 3.spw

Лист 1.cdw

Технические характеристики:
Грузоподъемность - 20 т.
Кратность полиспаста п=6.
Режим работы - средний.
Скорость на конце стрелы до 60 мс.
Максимальный вылет стрелы - 21 м.
Минимальный вылет стрелы - 14 м.
Высота подъема груза - 18 м.
КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана

Лист 3.cdw

Спецификация 1.spw

КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана
Корневая часть стрелы
Промежуточная часть

Спецификация 2.spw

Спецификация 5.spw

Лист 4.cdw

Лист 5.cdw

Спецификация 4.spw