Расчет металлоконструкции козлового крана

Курсовая работа, 27 Марта 2012, автор: пользователь скрыл имя

Описание

Скачать (233.57 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа состоит из 1 файл

Курсовая по строительной механике.docx

— 237.27 Кб (Скачать документ)

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Волжская государственная академия водного транспорта

Электромеханический факультет

Кафедра прикладной механики и подъемно-транспортных машин

Курсовой проект

Расчет металлоконструкции козлового крана

Выполнил:

Проверил:

Нижний Новгород

2011 г.

Введение

Конструкции мостов, особенно при малой грузоподъемности и большем пролете, в значительной мере влияют на вес и стоимость крана. Мост является самым ответственным узлом с точки зрения эксплуатационной надежности машины: ремонт его длителен, а возможная авария чревата серьезными последствиями.

Фундаментальные труды об этом создавались годами на основании анализа технической литературы, а также накопленного в течении ряда лет опыта проектирования и эксплуатации кранов. Но промышленность не стоит на месте. Растет потребность в новых типах кранов к машинам предъявляются новые, повышенные требования. Мостовым краном грузоподъемностью, например, 450 т сейчас никого не удивишь. Скорость подъема – опускания груза в 20 м/сек уже не удовлетворяет требованиям термических цехов, требуется значительно большая. Поэтому при проектировании новой машины с повышенными требованиями конструкторы все чаще сталкиваются с задачами, решения которых в технической литературе нет. Следствие отсутствие решений – появление неудачных конструкций. Это отражается на стоимости вновь проектируемых кранов и на их эксплуатационной надежности. Бывает и так, что проблема проектирования или расчета удачно решается на одном из заводов, но из – за отсутствия публикаций и плохо поставленной информации доходит до заинтересованных проектных организаций и заводов только через несколько лет, что также неблагоприятно сказывается на общем уровне проектирования и выпускаемых машинных.

1.Исходные данные

Грузоподъемность крана

Q = 8т

Скорость механизма подъема

V_п = 0,9 м/с (А7)

Скорость механизма передвижения:

Тележки V_т = 1,1 м/с

Крана V_к=1,3 м/с

L = 22,5 м

L₁ = L₂ = 6 м.

Обе опоры жесткие

2. Выбор материала для металлоконструкции

Принимаем 15ХСНД-12 (ГОСТ 19282-73)

Временное сопротивлении S_B = 490 – 685 Н/мм²

Предел текучести

S_T = 345 Н мм²

Относительное удлинение

d₅ = 21%

Класс стали С52/40

Температура до -40⁰С

3.Вычисление нагрузок

Нагрузки при расчетах по первому предельному состоянию представлены в таблице 3.1

Принимаем следующие коэффициенты перегрузок для отдельных нагрузок:

Для собственного веса металлоконструкции

n₁ = 1,1

Для веса оборудования расположенного на конструкции включая тележку n₂ = 1,3

для веса груза n₃ = 1,5

для горизонтальных сил инерции n₄ = 1,5

для ветровой нагрузки по ГОСТ 1451-77 n₆ = 1,1

для нерабочего состояния и для рабочего состояния n₆ = 1

Значения коэффициентов толчков для козловых кранов принимаем по [1, табл.2.3 стр. 7]

Принимаем

(сварные механически обработанные стыки, отсутствии стыков)

Значение динамических коэффициентов принимаем по [1, табл.2.4, стр.8] принимаем

Значение динамических коэффициентов для козловых кранов принимаем по графикам зависимости [1, рис. 2.1, стр.8] с учетом скорости подъема.

Принимаем: система плавного регулирования скорости при скорости подъема = 1,35

Расчетное сопротивление на прочность

где - нормальное сопротивление материала

= 335 МПа [2, табл. 3.1, стр.20]

- коэффициент надежности по материалу

Принимаем (для низколегированной стали)

Эквивалентная величина Q, груза

где - коэффициент режима работы значения которого принимаем

для (А7) = 0,9

- грузоподъемность крана

= 8 = 80кН

Определяем вес крана

Вес верхнего бесконсольного козлового крана можно ориентировочно принимаем равным весу моста мостового крана, имеющего равный пролет [2, рис.1.2, стр.11]

Принимаем

Так как по заданию две консоли то вес верхнего строения рассчитываем по формуле

Весовые данные и основные размеры грузовой тележки крана принимаем [1, табл.3.1,стр.15]

Вес тележки

Ширина колеи

База тележки

Определяем высоту сечения фермы

Горизонтальные силы инерции, вызванные плавным разгоном (торможение) механизма передвижения крана.

где - приведенная масса конструкции крана.

Приведенная масса конструкции крана принимаем по

[1, табл.2.6, стр.10] тележка в середине пролета

где - масса груза

= 80 кН

- коэффициент влияния подвеса груза

Принимаем = 1

- ускорение передвижения крана

Для комбинации нагрузок 2b

где – скорость передвижения крана V=1,3 м/с

- время разгона (торможения) крана

Давление ветра на кран, работающий на открытом воздухе, является горизонтальной силой и для рабочего состояния определяется по формуле

где – распределенное давление ветра на конструкцию

крана в данной зоне высоты

- распределенное давление ветра на груз

- расчетная наветренная площадь (нетто) конструкции

- наветренная площадь поверхности груза

Принимаем = 9 м² [1, табл.2.8, стр.13]

Распределенное давление ветра на конструкцию определяется по формуле

где - динамическое давление ветра для рабочего состояния

Принимаем = 250 Па

- коэффициент учитывающий изменение динамического

давления по высоте. Принимаем = 1,25 [1, табл.2.7, стр.12]

- коэффициент аэродинамической силы, приближенные

значения которого принимаем: для балок с выступающими

поясами и наружными ребрами, плоских ферм

из прямоугольных профилей.

Принимаем с = 1,6

- коэффициент перегрузки принимаем для рабочего

состояния n = 1

Распределенное давление ветра на груз определяется по формуле

где - динамическое давление ветра для рабочего состояния

q = 250 Па

с - коэффициент аэродинамической силы, приближенные

значения которого принимаем: для балок с выступающими

поясами и наружными ребрами, плоских ферм

из прямоугольных профилей.

Принимаем с = 1,2

n - коэффициент перегрузки принимаем для рабочего

состояния n = 1

Величина приближенно принимаем по формуле

где - коэффициент заполнения.

Принимаем для решетчатых ферм из прямоугольных

профилей = 0,6

– площадь брутто элементов конструкции и груза

= 30,84 м²

Давление ветра на кран в нерабочем состоянии определяется по выражению

где - распределенное давление ветра на конструкцию

крана в данной зоне высоты

- расчетная наветренная площадь (нетто) конструкции

Распределенное давление ветра на конструкцию крана определяется по формуле

где q -динамическое давление ветра для рабочего состояния

Принимаем = 450 Па

- коэффициент учитывающий изменение динамического

давления по высоте. Принимаем = 1,25 [1, табл.2.7, стр.12]

- коэффициент аэродинамической силы, приближенные

значения которого принимаем: для балок с выступающими

поясами и наружными ребрами, плоских ферм

из прямоугольных профилей.

Принимаем с = 1,6

- коэффициент перегрузки принимаем для рабочего

состояния n = 1

Таблица 3.1

Нагрузки при расчетах по первому предельному состоянию

Виды нагрузок	Случаи нагрузок
	II		III
	IIа	IIb	-
Собственный вес конструкции крана с учетом коэффициентов толчков ,	202,4	212,5	202,4
Вес оборудования расположенного на конструкции, включая тележку с учетом коэффициентов толчков ,	39	40,95	39
Вес груза Q включая грузозахват, с учетом динамических коэффициентов ψ и коэффициентов толчков ,	162	126	-
Горизонтальные силы инерции Масс крана (разгон или торможение одного из механизмов)	-	104,6	-
Давление ветра на конструкцию	11,95	11,95	18,31

4.Построение линий влияния для усилий в стержнях фермы.

Верхний пояс

Рассмотрим сечение I-I