• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Металлоконструкция моста крана. Курсовой проект

  • Добавлен: 25.10.2022
  • Размер: 5 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Металлоконструкция моста крана. Курсовой проект

Состав проекта

icon
icon
icon Мост крана.dwg
icon plot.log
icon Мост крана9v.cdw
icon Курсовой кран мой.docx
icon 9v.cdw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Мост крана.dwg

Мост крана.dwg
* Размеры для справок.
Предельные отклонения
Строительный подъем моста 26 мм.
Наплавленный металл - электрод типа Э 50А ГОСТ 9467-75.
Разность размеров диагоналей моста не более 5 мм.

icon Курсовой кран мой.docx

Металлоконструкция моста крана 1
Выбор основных размеров 1
Определение расчетных нагрузок для пролетной балки 2
Определение расчетных нагрузок для концевой балки 7
Определение силовых факторов действующих на главную
Расчет главной балки 12
Проверка прочности главной балки 16
Проверка жесткости 17
Размещение диаграмм жесткости и проверка местной
устойчивости стенки 18
Проверка прочности рельса 25
Расчет сварных швов 25
Расчет концевой балки 27
Список литературы 30
Металлоконструкция моста крана
Мост крана состоит из двух пространственно жестких балок соединенных по концам пролета с концевыми балками в которых установлены ходовые колеса. Крановая тележка перемещается по рельсам уложенным по верхним поясам коробчатых балок. Принятая схема металлоконструкции моста приведена на рис. 1
колея тележки 2 м; база колес тележки Вт -14 м;
база колес крана Вк - 44 м.; QT – 8T; L- 28 м.
Конструкция сварная материал — сталь ВСт. 3 по ГОСТу 380-71.
Выбор основных размеров
Высота балки назначается в зависимости от размера пролета по соотношению:
Примем h6 =1.4 м. Принятая высота опорного сечения балки :
Длина скоса берется в пределах:
примем С = 01*28 = 28 м. Высоту вспомогательной фермы примем
Ширина площадок как со стороны механизма передвижения так и со стороны троллеев принята равной Впя = 16 м.
Вес элементов конструкции (по аналогии свесами выполненных конструкций):
вес кабины с электрооборудованием GK = 2 Т;
вес троллеев расположенных на мосту Gмр =1 Т;
центр тяжести кабины расположен на расстоянии 1 м от опоры крана;
вес одной площадки с настилом Gпл= 16 T;
вес одной главной пролетной балки (без рельсов и других вспомогательных элементов) Gб= 4 Т;
вес одной концевой балки Gk.6= 095 Т;
вес одного механизма передвижения (включая установку ходового колеса тормоз редуктор муфты двигатель) GMex = 1 Т.
Определение расчетных нагрузок для главной
а).Постоянная распределенная нагрузка для главной балки со стороны механизма передвижения
б) Постоянная распределенная нагрузка для главной балки со стороны троллеев
здесь kn — поправочный коэффициент для определения постоянных нагрузок принимаемый в зависимости от скорости передвижения крана. При скорости более 60 ммин kn = 11.
в)Постоянные сосредоточенные нагрузки для балки со стороны механизма передвижения:
от веса механизма передвижения
от веса кабины управления электрооборудования
г)Подвижные нагрузки (нагрузка от ходового колеса тележки)
где kQ — поправочный коэффициент для определения расчетных подвижных нагрузок учитывающий влияние силы инерции возникающей при опускании и подъеме груза и принимаемый в зависимости от режима работы. Для среднего режима работы kQ= 12.
д)Распределенная горизонтальная инерционная нагрузка
е)Сосредоточенная горизонтальная инерционная нагрузка от веса одного механизма передвижения
ж)Сосредоточенная горизонтальная инерционная нагрузка от веса кабины управления
з)Поперечные подвижные горизонтальные инерционные нагрузки от ходовых колес тележки
и) Продольные подвижные горизонтальные инерционные нагрузки от торможения тележки (тормозными являются два колеса тележки из четырех)
к) Скручивающий момент от подвижной инерционной нагрузки (Рис.3).
где — высота сечения балки в опорном сечении.
л) Скручивающий момент от распределенной горизонтальной инерционной нагрузки
м) Скручивающие моменты от сосредоточенных инерционных
Расчетный скручивающий момент от всех горизонтальных нагрузок
На балку со стороны троллеев не будут действовать сосредоточенные нагрузки от веса механизма передвижения и кабины управления т. е. эта балка нагружена меньше и следовательно расчетной должна быть балка со стороны механизма передвижения. Расчетная схема этой балки приведена на рис. 4.
Металлоконструкция моста крана: а—схема конструкции; б—сечение по главной балке в середине пролета
Определение расчетных нагрузок для концевой
а) В вертикальной плоскости. Опорное давление главной балки со стороны механизма передвижения (рассматривается при ближайшем возможном положении тележки с грузом к рассматриваемой концевой балке расположенной со стороны кабины (Рис.5а)).
Рис.3 Схемы к определению скручивающих моментов:
а — от подвижной инерционной нагрузки; б—от распределенной инерционной нагрузки.
Рис.4 Расчетная схема главной пролетной балки:
а — вертикальные нагрузки; б — горизонтальные инерционные нагрузки; в—скручивающие нагрузки
Опорное давление главной балки со стороны троллейной площадки
К определению нагрузки на концевую балку расположенную со
б) В горизонтальной плоскости. Нагрузка от торможения тележки
Расчетная схема концевой балки:
а — нагрузки в вертикальной плоскости; б—нагрузки в горизонтальной плоскости
Определение силовых факторов действующих на главную и концевую балки
Максимальный изгибающий момент Мизг действующий в середине пролета и максимальную поперечную силу Р действующую в опорном сечении определяем по линиям влияния (рис.7). Рассмотрим четыре сечения отстоящие друг от друга на расстоянии 25 м. Расчеты сведены в табл. 1.
Рассмотрение линий влияния начнем с перерезывающих сил. Для перерезывающих сил ограничимся тремя сечениями: 0 1 и 2.
Эпюра перерезывающих сил для единичной силы Р=1 для сечения О представляет собой треугольник с ординатой равной единице на опоре А и нулю на опоре В. Для определения перерезывающей силы от подвижной нагрузки ставим тележку одним колесом на опору А (максимальное значение ординаты линии влияния). Для сечений и 2 ставим колеса тележки так чтобы получить максимальную сумму ординат.
При определении перерезывающей силы от равномерно распределенной нагрузки принимаем q =031 Тм и для главной балки со стороны механизма передвижения.
При определении расчетных изгибающих моментов в горизонтальной плоскости рассмотрим только среднее сечение 4 и используем линию влияния для изгибающих моментов в этом сечении для вертикальных сил. При этом распределенная горизонтальная инерционная нагрузка qг = 0028 Тм.
На концевую балку расположенную со стороны кабины управления действуют нагрузки в вертикальной и горизонтальной плоскости (рис.8). Опасным является сечение под силой А.
Линии влияния перерезывающих сил и изгибающих моментов в сечениях главной балки:
Линии влияния перерезывающих сил:а- в сечений О;б- в сечений 1;
Линии влияния изгибающих моментов: г- в сечений 1; д- в сечений 2; е- в
сечений 3; ж- в сечений 4.
Расчет главной балки
При подборе сечения главное внимание должно быть обращено на создание повышенной жесткости металлоконструкции так как краны с раздельным приводом хорошо работают лишь при жестких конструкциях.
Высота сечения главной балки принята h6= 1 м.
Примем толщину вертикального листа в=6 мм. Ширина горизонтального листа из условий обеспечения горизонтальной жесткости принимается в пределах hб=(330÷500 )мм. В то же время ширина горизонтального листа должна быть не менее L = 400÷500 мм. Ввиду отсутствия специальных вспомогательных ферм примем В =550 мм.
Толщину горизонтальных листов примем г = 8 мм.
Расстояние между стенками в свету примем В' = 500 мм. Таким образом сечение примет вид изображенный на рис.9
Рис.8 Схема нагрузок на концевую балку:
а — изгибающие моменты в вертикальной плоскости;
б — изгибающие моменты в горизонтальной плоскости;
в — перерезывающие силы от вертикальной нагрузки.
Рис.9 Сечение главной балки в середине пролета.
Площадь сечения верхнего и нижнего пояса:
Площадь сечения вертикальных стенок:
Общая площадь сечения F = 206 см2.
Моменты инерции относительно оси X—X:
Момент инерции всего сечения Jx=311 400 .
Момент сопротивления сечения относительно оси X—X:
Моменты инерции относительно оси Y—Y:
Момент инерции всего сечения: Jу= 97 300 см4
Момент сопротивления сечения относительно оси Y-Y:
Опорное сечение (Рис.10).
Высота опорного сечения hon = 650 мм.
Площадь опорного сечения:
поясов 2*55*07=77 см2
стенок 2*964*05 = 964 см2
Общая площадь сечения 164 см2. Моменты инерции относительно оси Х-Х:
Момент инерции всего сечения
Рис.10 Опорное сечение главной балки
Статический момент полусечения относительно оси X—X:
Статический момент всего полусечения Sx = 2023 см3.
Площадь сечения ограниченная осями проходящими через середину стенок и поясов опорного сечения F = (50 + 05) (634 + 07) = 3237 см2.
Проверка прочности главной балки
Расчетные формулы и результаты расчета сведены в табл. 2. При вычислениях использованы значения силовых факторов приведенных в табл. 1. Обозначения в расчетных формулах таблицы следующие:
- суммарный расчетный изгибающий момент от действия вертикальных расчетных нагрузок (постоянных и подвижных) определенный с учетом поправочных коэффициентов
- суммарный статический изгибающий момент от действия статических нагрузок определенный без учета поправочных коэффициентов;
- суммарная расчетная поперечная сила (реакция)
от действия вертикальных расчетных нагрузок опре
поправочных коэффициентов;
- суммарный расчетный крутящий момент в опорном
сечении от действия вертикальных расчетных нагрузок
(постоянных и подвижных) определенный с учетом
поправочных коэффициентов
сечении от действия вертикальных (определенных с учетом поправочных коэффициентов) и горизонтальных нагрузок;
JX и WX - момент инерции и момент сопротивления сечения балки в середине пролета относительно горизонтальной оси X—X;
Jоп.Х и Wоп.X - то же для опорного сечения;
WY - момент сопротивления сечения балки относительно
в - толщина стенки балки;
F - площадь прямоугольника ограниченная осями про
ходящими через середины толщины стенок и поясных
в и в - нормальные и касательные напряжения при действии
вертикальных нагрузок;
г - нормальные напряжения при действии горизонтальных
кр - касательные напряжения от кручения;
[]А и []А - допускаемые нормальные и касательные напряжения при
действии основных нагрузок;
[]Б и []Б - допускаемые нормальные и касательные напряжения при
действии основных и дополнительных нагрузок;
и - коэффициент принимаемый в зависимости от числа
колес тележек. Когда половина всех ходовых колес
является тормозными а = 01; когда четверть всех колес
является тормозными а = 005.
Изгибающий момент приведенный в табл. 2 определен с учетом коэффициента α.
Допустимый прогиб балки в" середине пролета от действия только статически приложенной подвижной нагрузки (с учетом веса тележки) не должен превышать величины
По линии влияния построенной для середины пролета (сечение 4) определим величину наибольшего изгибающего момента в середине пролета от тележки с грузом
Размещение диафрагм жесткости и проверка местной устойчивости стенки
Отношение высоты вертикальной стенки в середине пролета к толщине листа равно
При таком соотношении стенки должны быть укреплены против потери местной устойчивости вертикальными и горизонтальными ребрами жесткости. Схема размещения диафрагм жесткости представлена на рис 11.
Опорный отсек (отсек рис 11 и рис 12). Здесь имеются только вертикальные диафрагмы. Перерезывающая сила в середине сечения отсека примерно равна Р0 = 1214 Т (табл. 1).
Среднее касательное напряжение
Критическое касательное напряжение
здесь с — отношение длины b отсека к его высоте;
Коэффициент запаса устойчивости
Отсек в середине пролета (отсек 3 рис 12и рис 13). Здесь имеются и вертикальные и горизонтальные диафрагмы. Изгибающий момент в середине сечения отсека 3 (в середине пролета) равен М4 = 56 Тм (см. табл. 1).
Момент инерции балки JX = 311 400 см4.
Момент инерции стенок Jcm.x = 95 400 см*.
Момент передаваемый стенками
Момент сопротивления стенок
Нормальные напряжения в крайнем волокне стенки
Критическое нормальное напряжение для верхней пластины
Так как получившееся критическое напряжение оказалось больше предела текучести то следует значение критического напряжения определить по формуле
Расположение диафрагм жесткости в главной балке:
3 - расчетные отсеки балки.
Рис.12 . Схема опорного отсека главной балки
Рис.13 Схема отсека в середине пролета главной балки.
где А и В — коэффициенты. Для стали Ст. 3 А = 2890 В = 265;
для стали 15ХСНД А=4100 В= 424;
- критическое значение нормального напряжения полученное по ранее
приведенной формуле;
Е - модуль упругости материала.
Отсек в четверти пролета (отсек 2 рис.11 и рис.14). В этом отсеке действует изгибающий момент М2 == 3879 Тм (табл. 1).
Рис.14 . Схема отсека в четверти пролета главной балки.
Перерезывающая сила в среднем сечении отсека (табл. 1) P2=8.96 T.
Критическое нормальное напряжение имеет то же значение что и напряжение в середине пролета т. е.
с — отношение большей стороны отсека к меньшей. Здесь рассматривается верхняя часть отсека отделенная диафрагмой;
Так как xkp > 06 = 06*2400 = 144 то это свидетельствует что полученные напряжения нереальны и что следует произвести подсчет критического касательного напряжения по формуле
где A и В — коэффициенты значение которых указано;
кр — критическое касательное напряжение определенное по ранее приведенной формуле.
Коэффициент запаса устойчивости верхней пластинки определяется по формуле
Проверка прочности рельса
Под тележку установлен железнодорожный рельс типа Р15 по ГОСТу 380-71. Ширина поверхности катания 37 мм. Момент сопротивления изгибу относительно горизонтальной оси X—X Wx= 466 см3.
Материал рельса Сталь 5; [а] = 1700 кГсм2.
Наибольшее расстояние между соседними диафрагмами lmах = 063 м.
Расчетное давление ходового колеса тележки N1 = 4 Т.
Наибольшее нормальное напряжение возникающее в рельсе при действии колеса грузовой тележки без учета разгрузки поясным листом
Условие прочности рельса соблюдено.
Приварка поясов обычно производится сплошным швом. Принятая толщина катета 5 мм.
Скалывающее усилие приходящееся на единицу длины шва
Р — перерезывающая сила действующая в рассматриваемом сечении. Так как перерезывающая сила имеет максимальное значение в опорном сечении то это сечение и является расчетным Р0= 1214 Т (см. табл. 1);
Sп.Х — статический момент пояса относительно горизонтальной оси X—X. Значение Sп.Х было подсчитано ранее и равно 1420 см3 ;
Jon х --- момент инерции всего сечения относительно оси X—X; Jon х = 115 600 см1;
Х — длина шва принимаемая равной единице длины.
Усилие R воспринимается двумя поясными швами напряжение в которых
Определим значение допускаемых напряжений при сварке электродом типа Э-42 с толстым покрытием. Допускаемые напряжения в сварном шве при неизменной нагрузке:
[] = 05 [] = 05*1600 = 80
Рис.15 Стык стенки главной балки
В нашем случае перерезывающая сила изменяется от максимального значения при расположении тележки с грузом над рассчитываемой опорой до минимального значения . при тележке без груза расположенной над противоположной опорой. Поэтому допускаемые напряжения будут
Где у - коэффициент снижения допускаемых напряжений;
Минимальное значение перерезывающей силы определяется по линии влияния Р в сечении О (фиг. 140) при расположении тележки у противоположной опоры:
Рmin = q*F + Рмех (φ2+ φ5) + Рк*φ4 + N1 (φв+ φ7) = 031* 10 + 11 (095 + 005) + 22*01 + 4 (007 + 0) = 47 Т.
Тогда ['] = 083*960 = 80 . Следовательно шов достаточно прочен.
Сварные швы в стыках вертикальных листов главных балок расположены на расстояниях: 1-й-15 м от опоры; 2-й -75 м от опоры.
Таким образом второй стык получается в сечении 3. В этом сечении действует изгибающий момент М3 = 5265 Тм.
Изгибающий момент приходящийся на вертикальные стенки
Нормальные напряжения в крайнем волокне стенки (рис.15)
Так как нормальные напряжения невелики то усиления шва накладками не требуется.
Сварные швы узла сопряжения главной и концевой балки рассчитываются на восприятие перерезывающей силы Рс= 12Р = 12*1214 = = 146 Т.
Эта сила передается двумя швами (рис.16) имеющими катет k= 5 мм.
Напряжение среза в швах
Расчет концевой балки (сечение концевой балки см. рис.17).
Момент инерции сечения относительно оси X—X
Момент сопротивления относительно оси X—X
Рис.16 Узел сопряжения главной и концевой балок
Рис.17 Сечение концевой балки
Момент инерции сечения относительно оси Y—Y
Момент сопротивления относительно оси Y—Y
Проведем проверку прочности концевой балки в сечении стыка с главной балкой (сечение Б —Б на рис.1) где действуют:
изгибающий момент в вертикальной плоскости Мв = 1585 Тм;
изгибающий момент в горизонтальной плоскости Мг= 06 Тм;
перерезывающая сила Р = 132 Т.
Нормальное напряжение в сечении от изгибающего момента в вертикальной плоскости
Нормальные напряжения в сечении от изгибающего момента в горизонтальной плоскости
Суммарные нормальные напряжения в сечении Б — Б
Касательные напряжения
При одновременном действии нормальных напряжений изгиба и касательных напряжении проверка приведенных напряжений производится по формуле
ВершинскийА.В. ГохбергМ.М. СеменовВ.Л. Строительная механика и металлические конструкции. – Л.: Машиностроение1984. – 231с.
ЖивейниковИ.И. КарасевГ.Н. ЦвейИ.Ю. Строительная механика и металлоконструкции строительных и дорожных машин. – М.: Машиностроение 1988. – 280с.
ДарковА.З. ШапошниковН.И. Строительная механика. Изд. 8-е. – М.: Высшая школа 198б. – 607с.
ГохбергМ.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. – М.: Машиностроение 1976. – 454с.
Справочник по кранам. В 2-х томахПод ред. М.М.Гохберга. – Л.: Машиностроение 1988.
НиколаевГ.А. КуркинС.А. ВинокуровВ.А. Сварные конструкции. В 2-х томах. Учебное пособие. – М.: Высшая школа 1982.
РяхинВ.А. МошкаревГ.Н. Долговечность и устойчивость сварных конструкций строительных и дорожных машин. – М.: Машиностроение1984. – 232с.
Справочник по кранам: В 2-х томах. Т.1 Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов их приводов и металлических конструкцийВ.И.Брауде М.М.Гохберг И.Е.Звягин и др. Под общ. ред. М.М.Гохберга. – М.: Машиностроение 1988. – 536с.
Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учебное пособие дня студентов машиностроительных. спец. ВУЗовС.А.Казак Б.Е.Дусье Е.С.Кузнецов и др. Под ред. С.А.Казака. – М.: Высшая школа 1989. – 319с.

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 8 часов 27 минут
up Наверх