Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра ДМ і ПТМ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ

Проектування металоконструкцій

ГОЛОВНОЇ БАЛКИ МОСТОВОГО КРАНУ

2011 рік

РЕФЕРАТ

балка металоконструкція мостовий кран

Пояснювальна записка виконана на сторінках, містить рисунків, застосовано найменувань літератури.

У проекті вирішенні наступні задачі:

обрано тип металоконструкції;

визначені навантаження, діючі на металоконструкції;

обрано необхідний сортамент складових металоконструкції;

розраховані зварні шви.

Робота виконана на кафедрі ДМ і ПТМ Запорізького національного технічного університету.

Матеріали металоконструкції

Матеріали

Згідно рекомендаціям до вибору матеріалів металоконструкцій ПТМ вибираємо вуглецеву сталь звичайної якості ВСт3сп5 (=245 МПа).

Мпа

Металоконструкція виготовляється зі вуглецевої конструкційної сталі В Ст3 СП 5 ГОСТ 380. Яка має досить високі механічні властивості, і разом з тим задовільної ударною в'язкістю, а також гарними технологічними властивостями - зварюваністю, пластичністю. Спокійна сталь відрізняється від киплячої тим, що у металургійному виробництві охолодження її в ізложницях проходить спокійно, без активного виділення газів. Це забезпечується шляхом повного розкислення метала за допомогою кремнію, алюмінію, марганцю та ін., які зв'язують гази. Одержана сталь є більш однорідна по хімічному складу і механічним характеристикам. Основні механічні характеристики обраної сталі:

- межа текучості _Т = 230 - 245 МПа;

- межа міцності _В = 390 МПа;

- модуль Юнга Першого роду Е = 2,110⁵ МПа;

- відносна деформація = 23 - 26 %;

- ударна в'язкість а 3010⁵ Дж/м².

Сортамент

При виготовленні металоконструкції ПТМ використовуємо метали у вигляді прокату. Металоконструкція крана уявляє собою листову коробчату конструкцію. Листова сталь найбільш широко використовується для виготовлення металоконструкцій кранів.

Розрахунок головної балки

Розрахунок металоконструкції головної балки мостового крана проводиться для розрахункової комбінації 2а. Це означає, що розглядаються максимальні навантаження робочого стану, що виникають при роботі в найважчих умовах. По цим навантаженням проводиться розрахунок міцності, жорсткості та стійкості крана. Вважається, що проводиться прискорений підйом або гальмування при опусканні вантажу в найбільш невигідному положенні. Всі інші механізми крана не працюють. На кран діють сили ваги конструкції і підіймає мого вантажу, сила інерції маси вантажу при її розгоні або гальмуванні.

Попередній вибір перетину головної балки

За аналогією з існуючими конструкціями вибираємо вид перетину і товщину стінок.

Рисунок 1.1 - Розміри поперечного перетину двостінчатої балки

Таблиця 2.1 - Розміри поперечного перетину.

Визначення навантажень, що діють на балку

Складемо схему головної балки моста з прикладеними до неї стаціонарними та рухливими навантаженнями з урахуванням коефіцієнтів динамічності, поштовхів і перевантажень у вертикальній площині

Рисунок 2.1 - Розрахункова схема головної балки.

Визначити та підібрати по аналогам числові значення стаціонарних навантажень :

кН

Кн

кН

Задатися лінійними розмірами :

L = 40 м

Б = 2 м

м

м

м

м

м

Сила ваги піднятого вантажу:

, Н

де Q - вантажопідйомність крана,

Q = 25т =25000 кг,

g - прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с²,

Розподілена сила:

Визначимо тиск коліс візка за схемою :

Рисунок 2.2 - Схема розрахунку вертикального тиску коліс візка.

G_B - Сила ваги візка.

G_Q - Сила ваги вантажу.

Ш=1,21- коефіцієнт динамічності

Розрахунок металоконструкції

Визначимо небезпечний перетин балки:

Рисунок 2.3 - Схема визначення критичного перерізу балки

1. Знаходимо :

R=P₄+P₅= 86,475+73,025=159,5 kH

X_R= = = 0,915 м

Побудуємо лінії впливу згинального моменту і перерізуючої сили для небезпечного перетину. Обчислимо максимальний згинальний момент та перерізуючу силу у небезпечному перетині балки:

Рисунок 2.4 - Лінії впливу згинального моменту і поперечної сили для небезпечного перетину

Обчислюємо максимальний згинаючий момент :

Обчислюємо перерізуючу силу у небезпечному перетині балки.

Остаточний вибір геометричних параметрів перетину балки

Рисунок 2.5 - Розміри поперечного перетину двостінчатої балки

Визначимо геометричні параметри перетину балки:

Визначимо розрахункові напруження у поясах балки :

- Умова виконується

Металоконструкція витримує навантаження з нормальним запасом міцності.

Перевірка металоконструкції

Перевірка жорсткості балки на прогин:

Умова виконується

Перевірка часу згасання коливань

де - період та частота власних коливань балки.

Де - жорсткість балки на згин.

=0,07логаріфмічний декремент коливань,

Умова виконується.

Перевірка місцевої стійкості стінок балки

Необхідно ставити поперечні довгі діафрагми с кроком а=1 м.

Перевірка зварного шва

Дотичні напруження біля опори балки.

Де м³ - статичний момент пояса.

Дотична сила на один метр довжини шва дорівнює.

Нормальний вертикальний тиск на один метр зварного шва дорівнює

72,24 MПа<171.5МПа

Умова виконується

Висновки

Виконано розрахунок складових елементів металоконструкції головної балки мостового крана. Обрана коробчата конструкція з листового металу. В результаті розрахунків було вибрано для поясів лист товщиною 14мм, а для стінок - 12мм. Проведено перевірочні розрахунки металоконструкції на жорсткість, час затухання коливань та місцеву стійкість стінок, а також перевірено зварний шов.

Література

1. Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. Изд. 3-е, доп. и переработ. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1976.

2. Строительная механика и металлические конструкции: Учебник для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование»; Под общ.ред. М.М. Гохберга. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. 231 с., ил.

3. Справочник по кранам. Т. 1. Под ред. А.И. Дудельского. Л., «Машиностроение»,1971 г. 400стр.

4. Справочникконструктора металлических конструкций. В.Т. Васильченко, А.Н. Рутман, Е.П. Лукьяненко. - К. Будівельник, 1980. - 288с

5. Справочник проэктировщика. Под общей редакцией В.В. Кузнецова - М.: изд-во АСВ, 1998. - 576с.

6. Методичнівказівки до курсового до курсового проекту з курсу: «Проектування металоконструкцій», 2005. - 69 с.

Размещено на Allbest