Мостовой кран - Строительная механика и металлические конструкции

Содержание

Расчет моста крана

Исходные данные

Выбор основных геометрических параметров конструкции

Выбор геометрических параметров узлов конструкции

Главная балка

Концевая балка

Определение расчетных нагрузок на узлы

металлоконструкции и усилий в них

Технологическая часть

Назначение

Условие работы

Описание конструкции

Обоснование технических требований

Анализ технологичности конструкции

Разработка технологической схемы сборки

Разработка технологического процесса изготовления

элементов балки

Выбор метода и режима сварки

Литература

Спецификация

Технологическая часть

1.Назначение

Мостовой кран предназначен для подъема и перемещения груза в вертикальной и горизонтальной плоскости.

Металлоконструкция концевой балки крана воспринимает нагрузки от веса груза, главной балки, механизмов подъема и передвижения, кабины, а также от собственного веса. Нагрузка через концевую балку передается с главной балки на буксы, потом на колеса, потом на рельсы.

Металлические конструкции в значительной степени определяют массу, стоимость, и эксплуатационную надежность подъемно-транспортных машин. Они работают под воздействием различных нагрузок, окружающей среды и должны удовлетворять требованием жесткости, прочности, устойчивости и экономичности.

2.Условие работы

Концевая балка работает при средних условиях, которые характеризуются работой с грузами различной массы, со средними скоростями(vк=1,25 м/с, vт=0,63 м/с, vп=0,28 м/с), средним числом включений в час(до 120 в час), средним значением относительной продолжительности включения(до ПВ=50%).

3.Описание конструкции

Концевая балка является опорным и соединительным элементом главной балки. Для установки ходовой части крана к концевым балкам приваривают посадочные платики с обработанными поверхностями, к которым с помощью болтов крепят буксы с ходовыми колесами. На концевой балке установлены упругие предохранительные устройства – буферы, которые срабатывают при положении крана в конечных точках пути, взаимодействуя с упорами в конце кранового пути и смягчая удар крана об эти упоры.

Концевая балка представляет собой жесткую сварную металлическую конструкцию, габаритные размеры которой 5750х570х450.Металлическая конструкция концевой балки состоит из двух поясов, двух вертикальных стенок и диафрагм, размещенных внутри балки. Так как длина балки невелика, то она выполняется одноразъемной с целью разъединения моста после его изготовления на две половины для лучшего транспортирования по железной дороге. Разъемные части балки соединяют с помощью монтажных накладок на заводе-изготовителе с установкой 20 % чистых болтов от общего количества черных болтов. При монтаже крана на месте эксплуатации стыки балок с монтажными накладками соединяют заклепками или чистыми болтами. Основные параметры и элементы концевых балок унифицированы по группам грузоподъемности, что позволило создать типовые технологические процессы их изготовления.

Материалом для элементов металлоконструкций концевых балок служит листовая сталь Ст3.сп. Толщина применяемых листов для поясов балки 10 мм, вертикальных стенок и диафрагм 6 мм.

Сварка поясов со стенками выполняется снаружи. Стенки и пояса в балке являются очень тонкими элементами, поэтому под действием внутренних сил, нормальных и касательных напряжений (особенно при достижении критических значений) стенки и пояса могут потерять свою плоскую форму и выйти из плоскости, что приведет к усталостным разрушениям.

Диафрагмы привариваются к сечению балки по трем сторонам. С растянутым поясом диафрагмы не свариваются. Между ними есть технологический зазор 10 мм. По длине балка имеет переменное сечение (переменная высота балка) для того, чтобы она удовлетворяла условиям статической и динамической жесткости и времени затухания колебаний. Из условий местной устойчивости выполняются скосы длиной 75 мм.

Важным с точки зрения конструкции является узел соединения главных балок с концевыми. Это соединение должно быть достаточно жестким, чтобы воспринимать изгибающие моменты в местах стыковки балок при действии горизонтальных нагрузок. От горизонтальной жесткости моста в значительной степени зависит величина перекоса крана при движении и степень износа ходовых колес. Поскольку балки работают на изгиб в горизонтальной плоскости, они должны обладать в этом направлении достаточной жесткостью, поэтому момент инерции их сечений относительно вертикальной оси принимается не меньшим, чем момент инерции сечения главной балки в месте их соединения. Соединение главных балок с концевыми осуществляется сваркой внахлест, что резко снижает трудоемкость изготовления металлоконструкций. Для улучшения качества сварного шва используют накладки, что приводит к увеличению сварного шва, следовательно, к разделению конструктивного и технологического концентраторов, а это повышает предел выносливости и усталостную прочность. Чтобы избежать концентраций напряжений, а, следовательно, усталостных разрушений, острые углы сварных швов необходимо скруглить. Такое исполнение шва является типовым. Он наиболее технологичный, не требует больших денежных затрат и прост в изготовлении.

В месте соединения главной балки с концевой необходимо выполнять сопряжение: напротив внутренней диафрагмы концевой балки должны быть стенки главной балки. Накладки, приваренные снизу, повышают жесткость. Для присоединения ходовых колес на концевой балке выполняют планки под буксы.