Контрольная работа: Проектирование металлоконструкций главной балки мостового крана

Проектирование металлоконструкций главной балки мостового крана

Министерство образования РФ

Ростовский Государственный Строительный Университет

Кафедра ТЭСАО

Пояснительная записка

К курсовому проекту по дисциплине: «Строительные конструкции и металлоконструкции машин»

ТЕМА: «Проектирование металлоконструкций главной балки

Мостового крана»

Выполнил:

Березов К.С.

Проверил: преподаватель

Онишков Н.П.

Ростов-на-Дону 2014

1.     
Основные исходные данные.

Исходными данными служат технические характеристики мостового крана. Они принимаются по таблице 1 методического указания:

.        Грузоподъемность Q =500 кН

.        Пролет L = 16,5 м

.        Режим работы: 4 -крановый

.        Скорость передвижения крана V_к = 0,5 м/с

.        Скорость подъема груза V_г = 0,8 м/с

Ориентировочный вес конструкции определен на рисунке 3 методического указания, в зависимости от длины пролета и от грузоподъемности. В нашем случае он составил: G_м=75 кН

Остальные параметры, необходимые для расчетов приведены в таблице 7 методического указания:

.        Вес 1м троллеев: G_тр=1,2 кН

.        Вес кабины с электрооборудованием: G_кб=14 кН

.        Расстояние от центра тяжести кабины до опоры крана: Х_кб=2,2 м

.        Вес одного механизма передвижения крана: G_мп=10 кН

.        Расстояние от центра тяжести механизма передвижения до опоры крана: Х_мп=0,6 м

.        Вес грузовой тележки:G_т=135 кН

.        База тележки: а=2,5 м

.        Тип подтележечного рельса: KP80

.        Момент сопротивления сечения рельса: W_p=236 см³

.        Ширина подошвы рельса: В_р=130 мм

.        Расчетные случаи нагружения.

Предусматривается проведение расчетов по трем случаям нагружения: СН-1, СН-2, СН-3:

СН-1: нормальные условия работы (груз нормального веса, плавный пуск и торможение и т.д.)

СН-2: максимальные (предельные) нагрузки рабочего состояния, максимальные статистические сопротивления, резкие пуски и торможения и т.д.

СН-3: нагрузки рабочего состояния: монтажные, транспортные, погодные.

Основным является СН-2. По СН-1, как правило, выполняются расчеты на сопротивление усталости, износ, нагрев - проверочного характера.

Расчеты выполняются по методу предельных состояний. Расчеты нагрузки при этом определяются, как произведение нормальных значений этих нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузки, учитывающие возможности отклонения фактических величин от нормальных и степень опасности такого отклонения.

При расчете по СН-2 предусмотрены 2 возможных сочетания нагрузок: Па, Пб.

.        Па - кран неподвижен: резкий подъем груза с земли или торможение при опускании:

а) вес металлоконструкции:

G_p1=n₁*G₁=8205 кН

б) вес оборудования

G_p1=n₂*G₂=30,24 кН

G_p1=n₃*G₃=252 кН

в) вес груза

Q_p=n₄*y_||*Q= 660 кН

.       
Пб - кран в движении: резкий пуск или торможение одного из механизмов:

G_p1=n₁*G₁*k_t=99 кН

G_p1=n₂*G₂*k_t=36,28 кН

G_p1=n₃*G₃*k_t=302,4 кН

Q_p=n₄*k_t*Q=660 кН

мостовой кран балка сварной

3.      Материалы, соединения и другие технические условия.

Так длина пролета 16,5 м, грузоподъемность 50 т, то подходящая мне сталь будет 09Г2С

Расчетные сопротивления R прокатных сталей принимаются по таблице 4 методического указания:

1.      Растяжение, сжатие, изгиб R_y=300 МПа

2.      Срез R_s= 175 МПа

.        Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) R_t= 440 МПа

Предельно допускаемый прогиб от статистического веса тележки с грузом, f (кабина управления у края моста), принимается в зависимости от режима работы крана:

¦=L/600

. Определение нагрузок, действующих на главные балки.

.1. Постоянные нагрузки, действующие на каждую из главных балок, различны.

.2. Подвижные нагрузки:

При разгоне и торможении крана от перемещения масс возникают инерционные силы, изгибающие балку в горизонтальной плоскости.

Вертикальные нагрузки:

.        Когда кран неподвижен:

а) q_M=G_M*n₁/L=5 кН/м

б) q_тр=G_тр*n₂=1,44 кН

в)Р_мп=G_мп* n₂=12 кН

д)Р_пд=(G_т*п₃+ Q*п₄*y_||)/4= 205,5 кН

.        Когда кран подвижен:

а) q_M=G_M**k_t *n₁/L= 6 кН/м

б) q_тр=G_тр*n₂*k_t=1,73 кН

в) Р_мп=G_мп* n₂*k_t= 14,4 кН

г) Р_кб=G_кб* n₂*k_t= 20,16 кН

д) Р_пд=(G_т*п₃+ Q*п₄*k_t)/4=213,16 кН

. Определение расчетных усилий.

Режим 2а:

Q₁^max=P_ng*(y₁+y₃)+P_Mn*(y₂+y₅)+P_кб*у₄+q_M*w_Q=447,67 кН

M₁^max=P_ng*(y₆+y₇)+P_Mn*(y₉+y₁₀)+P_кб*у₈+q_M*w_M= 1644,49 кН

Q₂^max=P_ng*(y₁+y₃)+(q_M+ q_тр) *w_Q=432,99 кН

M₂^max=P_ng*(y₆+y₇) +(q_M+ q_тр) *w_М=1666,14 кН

Режим 2б:

Q₁^max=P_ng*(y₁+y₃)+P_Mn*(y₂+y₅)+P_кб*у₄+q_M*w_Q=476,97 кНм

M₁^max=P_ng*(y₆+y₇)+P_Mn*(y₉+y₁₀)+P_кб*у₈+q_M*w_M=1740,82 кНм

Q₂^max=P_ng*(y₁+y₃)+(q_M+ q_тр) *w_Q=458,59 кНм

M₂^max=P_ng*(y₆+y₇) +(q_M+ q_тр) *w_М=1766,79 кНм

Для дальнейшего решения выбираем наибольшую нагрузку Q^max=476,97 кН и максимальный момент M^max=1766,79 кН.

. Подбор сечения.

.1. Сечение А-А

Сечение находится в области максимальных изгибающих моментов. Расчетными принимаются сочетания Па, если M_x^max_(Па) > 1,2 М_x^max_(Па), в противном случае расчетными будет сочетание Пб.

s= M^max/W_x ≤ 0.8*m_k*R

J^min =(L/¦)*(((G_т+Q)*L²)/(96*E))=0,0054 м⁴_x= M^max/(0,8* m_k*R)=0,0109 м³_min=2* J^min/ W_x=0,983 м

h_ont==1,43 м_дин=1,18 м h_дин=0,92 м

Толщина стенки б_ст принимается конструктивно: б_ст=8 мм

Из 3 значений высоты выбираем наибольшую h = 1,4 м

.2. Определение размеров поясного листа:

Толщина поясного лист: б_п=10 мм

В≥L/50=0,33 м

B≥h/3=0.467м

B≥A_n/ б_п=0,348 м

A_n=J_n/z²=0.0042 м²

Z=0.5*(h+ б_п)=0,706 м

J_n=0.5*(J_б-J_ct)=0.00208 м

В₀=В-2*(б_ст+ D)=0,434 м

Определение размеров сечения, вычисляются его фактические геометрические характеристики:

J_x==0.0094 м⁴

J_у==0.0013 м⁴

W_x=2*J_x/h=0.0132 м³

W_y=2*J_y/B=0.00548 м³

.3. Сечение В-В (у опоры)

Опорное сечение отличается только высотой.

h₀=0.7*h=0,997 м_x⁰=₀=0.0041 м⁴_n⁰=B* б_п*z₀=0.00284 м³_x⁰= S_n⁰+ б_ст*h²/8=0.0038 м³

t=≤R_cp*m_k

t=3,219 МПа

7.