Проектування стріли крана (219092)

Посмотреть архив целиком

Міністерство освіти і науки України

Київський національний університет будівництва і архітектури


Кафедра «Будівельні машини» ім.. Ю.О. Вєтрова











ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсової роботи з дисципліни:

«Проектування металевих конструкцій»

Тема роботи: Проектування стріли крана

Варіант №2



Виконав: студент ІV курсу

групи ПНМ-41

Бабіч С.В.

Перевірив: доц.Горбатюк Є.В.




Київ – 2010


Зміст


Вихідні дані

  1. Обчислення навантажень

  2. Поздовжні навантаження

  3. Вертикальні навантаження

  4. Бокові навантаження

  5. Визначення найбільших зусиль у стержнях стріли

  6. Побудова ліній впливу у стержнях

  7. Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень

Список використаної літеретури



Вихідні дані:


Баштовий кран типу КБ – 674

Q=90 кН – вага вантажу;

Lc=29,1 м – довжиа стріли;

Gвіз.=9 кН – вага пересувного візка;

Gг.о.=4,2 кН – вага гакової обойми;

Gc=65,2 кН – вага стріли;

nп=0,85 об/хв – частота обертання поворотної частини крана;

і=2 – кратність поліспаста;

t=5 cчас розгону або гальмування.


Рис. 1 – Розрахункова схема стріли крана КБ-674.


  1. Обчислення навантажень


Знайдемо розрахункові навантаження, для чого номінальну власну вагу стріли Gc, пересувного візка Gвіз. і гакової обойми Gг.о., помножимо на коефіцієнт перевантаження nG=1,1, а вагу вантажу Q на коефіцієнт перевантаження nQ=1,15:

2. Поздовжні навантаження.

Зусилля N1 у нижній (веденій) гільці вантажного канату визначаємо за формулою (168) посібника [1]:



де і=2 – кратність поліспаста;

ηп – коефіцієнт корисної дії вантажного поліспаста.

Коефіцієнт корисної дії поліспаста визначається за формулою:



де η=0,98 – ККД одного блока.

Тоді


Зусилля N2 у верхній (ведучій) гілці вантажного канату визначаємо за формулою:



де n0=1 – кількість обвідних блоків.

3. Вертикальні навантаження.

На стрілу баштового крана діють такі вертикальні навантаження.

Власна сила ваги стріли, яка умовно розглядається як рівномірно розподілене навантаження з інтенсивністю:



де Gc – повна сила ваги стріли.

Вертикальні зосереджені навантаження, що передаються на стрілу через вантажний візок:

  • сила ваги вантажу Q=103,5 кН;

  • сила ваги візка Gвіз=9,9 кН;

  • сила ваги гакової обойми Gг.о.=4,62 кН.

Схема розташування прикладених до стріли вертикальних навантажень зображено на рис. 2.



Рис. 2 – Розрахункова схема стріли при дії вертикальних навантажень.


4. Бокові навантаження.

Бокові навантаження, перпендикулярні до вертикальної площини симетрії стріли, виникають внаслідок вітрового тиску і інерції стріли з вантажем під час розгону або гальмування при повороті крана.

Повні вітрові навантаження на стрілу Wc визначаємо за формулою:



де рв=0,25 кН/м2 – нормальний тиск вітру;

Ан – розрахункова повітряна площа, Анк∙кс;

Ак – площа контуру бокової проекції стріли, м2:

кс=0,5…0,7 – коефіцієнт заповнення, приймаємо кс=0,6

Ан=69∙0,6=41,4 м2.

Тоді

Вітрове навантаження на стрілу крана вважається рівномірно розподіленим з інтенсивністю:




Повне вітрове навантаження на вантаж вважається зосередженими і прикладеними в центрі ваги вантажу:



де Ан – розрахункова повітряна площа вантажу вагою Q=90 кН.

Знайдемо по табл.3.1 [2]

Тоді

Інерційні навантаження, що діють на вантаж Тван, гакову обойму Тг.о. і візок Твіз розглядаються як зосереджені і обчислюються за формулою:



де Gвага розглядуваного елемента;

g=9,8 м2/с – прискорення вільного падіння;

t=5 с – час розгону або гальмування.

Найбільша лінійна швидкість визначається за формулою:



де R – відстань від осі обертання крана до центра ваги елемента, яка дорівнює R=30500-500=30000=30м;

n=0,85 об/хв. – частота обертання крана.


Тоді:

  • сили інерції, що діють на візок



  • сили інерції, що діють на вантаж



  • сили інерції, що діють на гакову обойму



  • інерційне навантаження на стрілу вважають зосередженою силою Тс, прикладеною до оголовка стріли



Розрахункова схема стріли при дії бокових (горизонтальних) навантажень зображено на рис.3.



Рис. 3 – Розрахункова схема стріли при дії горизонтальних навантажень.


5. Визначення найбільших зусиль у стержнях стріли.


Рис. 4 – Схема розкладання вертикальних навантажень.


Розкладання навантажень на складові. Кожна з вертикальних навантажень, що діють на стрілу, розкладається на дві складові, які лежать в площинах бокових граней (рис.4).



Визначаємо кут :



Визначаємо складові навантаження:



Горизонтальні навантаження в тригранних стрілах умовно прикладаються до єдиної горизонтальної ферми. Виникаючий при цьому крутний момент з метою спрощення розрахунків не враховується.

6. Побудова ліній впливу зусиль у стержнях.

У складі як вертикальних, так і горизонтальних навантажень є рухомі навантаження, що переміщуються вздовж стріли разом з вантажним візком. Максимальні зусилля в стержнях виникають при деяких найбільш не вигідних положеннях візка. Для визначення цих зусиль по-перше побудуємо їх лінії впливу від дії одиничної сили, що рухається вздовж стріли.

У зв’язку з тим, що найбільш навантажені стержні знаходяться на консольній частині, то будувати лінії впливу опорних реакцій не потрібно.

Найбільш навантажені стержні, які приникають до заданого вузла В позначені рисками. Проводимо переріз І-І крізь стержні В-1, В-3, 2-3 та розглянемо рівновагу правої відсіченої частини ферми.

Лінія впливу SВ1 (моментна точка 3).

Сила Р=1 ліворуч від перерізу:



Сила Р=1 праворуч від перерізу:



при х=0; SB1=0;

при х=9,3; SB1=3,72.

Лінія впливу S23 (моментна точка В)

Сила Р=1 ліворуч від перерізу:



Сила Р=1 праворуч від перерізу:



при х=0; S23=0;

при х=11,8; S23=-4,72.

Лінія впливу SВ3 (моментна точка відсутня).

Сила Р=1 ліворуч від перерізу:



Сила Р=1 праворуч від перерізу:



Лінія впливу S13 (моментна точка відсутня).

Сила Р=1 ліворуч від перерізу:

Сила Р=1 праворуч від перерізу:



Будуємо лінії впливу зусиль в горизонтальній площині ферми.

Побудуємо лінію впливу зусилля S23, яке одночасно належить до горизонтальної ферми.

Лінія впливу S23 (моментна точка С).

Сила Р=1 ліворуч від перерізу:



Сила Р=1 праворуч від перерізу:



при х=0; S23=0;

при х=11,8; S23=-6,55.

Лінія впливу SА1 (моментна точка відсутня).

Сила Р=1 ліворуч від перерізу:



Сила Р=1 праворуч від перерізу:



Визначимо по лініях впливу максимальні зусилля в розглянутих стержнях.

Зусилля у стержнях стріли від вертикальних або від горизонтальних навантажень можуть бути знайдені за формулою:



де Рі – зосереджені сили, що лежать у площині розглядуваної грані стріли;

уі – ординати лінії впливу, відповідні точкам прикладення зазначених сил;

q – інтенсивність розподіленого навантаження;

- площа між лінією впливу й базовою нульовою лінією.

Зусилля в одиничному поясі SВ1 стріли дорівнює:



де зусилля спричинені вертикальними навантаженнями;

зусилля спричинені поздовжніми навантаженнями.

Зусилля визначимо з допомогою лінії впливу від складових . Інтенсивність розподіленого навантаження q, що лежать у площинах бокових граней.

(розтягнення).

Зусилля визначаємо за формулою:



де - кут утворений горизонтальною площиною з боковою проекцією поясів, що сприймають це зусилля.

(стискання).

(розтягнення).

Зусилля у стержні пояса, спільного для бокової і горизонтальної ферм, складається із зусиль зумовлених відповідно вертикальними, горизонтальними і поздовжніми навантаженнями:



(стискання).

Зусилля визначаємо за допомогою лінії впливу в горизонтальній грані:

(стискання).

Зусилля визначаємо за формулою:


(стискання).


Остаточно:

Розноси і стояки бокових граней стріли сприймають тільки вертикальні навантаження.

Зусилля в розносі визначимо за допомогою лінії впливу

(розтягнення).

Зусилля в стояку визначаються за допомогою лінії впливу в боковій грані:

(стиснення).

Розноси і стояки горизонтальних граней сприймають лише горизонтальні навантаження, перпендикулярні до вертикальної площини симетрії стріли.

Зусилля в розносі визначаємо за допомогою лінії впливу в горизонтальній фермі:

7. Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень.






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.