Проект металлических конструкций мостового крана

Значение ординаты y0МП определяется:y0МП = = = = 0,5 .Значение площади ω0 определяется:ω0 = = = = 11 .Тогда получаем значение поперечной силы Q0:Q0 = 19 * 11 + 28.8 * 0.91 + 977,2 * 1 + 725,2 * 0.87 + 28,8 * 0.5 = 209 + 26,208 + 977,2 + 630,92 + 14,4 = 1857,73 (кН).Для точки 6 (х=6 (м)) значение поперечной силы определяется:Q6 = q * ω6+ + q * ω6- + Ркк * y6кк + Р1 * y61 + Р2 * y62 + РМП * y6МП.Значение ординаты y61 равно:y61 = 0 .Значение ординаты y61+ определяется:y61+ = = = = 0.73 .Значение ординаты y61 – определяется:y61- = 1 – y61+ = 1 – 0.73 = – 0.27 , здесь знак (–) – знак координаты.Значение ординаты y62 определяется:y62 = = = = – 0,126 .Значение ординаты y6кк определяется:y6кк = = = – 0.09 .Значение ординаты y6МП определяется:y6МП = = = = 0,5 .Значение площади ω6+ определяется:ω6+ = = = = 5,82 .Значение площади ω6 – определяется:ω6- = = = = – 0,82 .Тогда получаем значение поперечной силы Q6:Q6 = 19 * 5,82 + 19 * (– 0,82) + 28.8 * (– 0.09) + 977,2 * 0 + 725,2 * (– 0,126) + 28,8 * 0.5 = 110,58 – 15,58 – 2,6 – 91,38 + 14,4 = 15,42 (кН).Для точки 11 (х=11 (м)) значение поперечной силы определяется:Q11 = q * ω11+ + q * ω11- + Ркк * y11кк + Р1 * y111 + Р2 * y112 + РМП * y11МП.Значение ординаты y61 равно:y111 = 0 .Значение ординаты y141+ равно:y111+ = = = = 0.5 .Значение ординаты y141 – равно:y111- = 1 – y111+ = 1 – 0.5 = – 0.5 , здесь знак (–) – знак координаты.Значение ординаты y142 определяется:y112 = = = = – 0,13 .Значение ординаты y11кк определяется:y11кк = = = – 0.09 .Значение ординаты y14МП+ определяется:y11МП+ = y111+ = 0,5 .Значение ординаты y14МП – определяется:y11МП- = y111- = – 0.5 .Значение площади ω14+ определяется:ω14+ = = = = 2,75 .Значение площади ω14 – определяется:ω11- = = = = – 2,75 .Тогда получаем значение поперечной силы Q14:Q11 = 19 * 2,75 + 19 * (– 2,75) + 28.8 * (– 0.09) + 977,2 * 0 + 725,2 * (– 0,13) + 28,8 * 0.5 = 52,25 – 52,25 – 2,592 – 94,28 + 14,4 = -82,47 (кН).Значения изгибающего момента М и поперечной силы Q от нагрузок вертикальной плоскости для сочетания Б занесены в таблицу 1 расчета выполненного на ЭВМ по программе ПТМу.Усилия от перекоса кранаМ0 = Рпер * Lк = 45,2 * 22 = 994,4 (кН*м).М6 = Рпер * (Lк – х6) = 45,2 *(22–6) = 723,2 (кН*м).М11 = Рпер * Lк/2 = 45,2 * 22/2 = 497,2 (кН*м).узка балкаОпределение усилий в главной балке моста крана.Результаты приведены в таблице и нарисованы на эпюрах.Конструирование главной балки двухбалочного мостаНаиболее рациональное сечение для элементов, испытывающих силовые загружения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, является коробчатое сечение, составленное из тонких стальных листов.Коробчатое сечение балки имеет наибольшую высоту в середине пролете в сечении с максимальным изгибающим моментом. На приопорных участках изгибающие моменты равны нулю, но значения поперечных сил максимальны.При подборе сечений элементов руководствуемся следующим:Основную часть пары сил от действия изгибающего момента воспринимают пояса полки с размерами bf, tf.Поперечная сила воспринимается стенками. Толщина стенки по длине всей главной балки постоянна.b = b’ + 2 * tw,Hб = Hw + 2 * tf.Балка сварная. Учитывая, что верхняя часть сечения балки – сжатая, соединение полки со стенкой выполняем двухсторонним сварным швом.С учетом действия изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (вертикальной и горизонтальной), требуемый момент сопротивления относительно оси х определяется:Wх,тр = , гдеМх,max; Мy,max – значения моментов действующих в горизонтальной и вертикальной плоскости;γс * Ry – предельное расчетное значение напряжения, напряжение предела текучести;γс = 1 – коэффициент условия работы;m∆,ГБ = 0,8.Примем в расчете, что ≈ Тогда получаем:Wх,тр = = = = 33,58 * 10-3.Требуемая площадь пояса определяется:Аf,тр = = = 12,59 * 10-3.Учитывая, что сечение является сварным и все швы наружные, требуемая ширина листа полки будет определяться:bf,тр = b + 40…50 ,bf,тр = 700 + 50 = 750 .При проектировании необходимо одновременно решать вопросы обеспечения прочности и устойчивости с вопросами рациональных расходов на изготовление конструкции.Принимаем по ГОСТ 82–89 ширину листа равной: bf = 800 .Требуемая толщина листа определяется:tf,тр = = = 15,75 * 10-3 = 15,75 .Принимаем по ГОСТ 82–89 толщину листа равной: tf = 16 .Проверим достаточность принятой толщины из условия обеспечения местной устойчивости от действия нагрузки с конструкцией кранового рельса по выражению: => b’ ≥ 300 – из условия технологии производства (технологии наложения сварных швов). Предварительно задаемся tw = 8 .Определим минимальную толщину листов стенки из условия ее прочности на срез в местах приопорных участков.tw,min = ,tw,min = = = 3,366 * 10-3 = 3,4 .Минимальная толщина листов стенки по конструктивным соображениям: tw,кон,min = 6 .С учетом того, что балка образует замкнутое коробчатое сечение с неконтролируемым внутренним пространством, необходимо заложить некоторые резервы на вялотекущие коррозионные процессы.Учитывая, что срок службы конструкции 20 лет, а скорость течения коррозионного износа 1 мм/год при агрессивной среде эксплуатации, толщина листов назначается не менее:tw,а = 8 .tw = maxС учетом требования сортамента.b’ = b – 2* tw = 700 – 16 = 684 .Из условия обеспечения местной устойчивости стенки ее толщина назначается:tw ≥ Hw = Hб – 2*tf = 2 – 2 * 0,016 = 2 – 0,032 = 1,968 Условие выполняется tw = 8 , местная устойчивость стенки на действие поперечной силы обеспечена.Проверка прочности главной балки мостаСкомпоновав сечение балки, определим ее фактические геометрические характеристики.Момент инерции сечения относительно оси х (вертикальной плоскости) определяется:Јх,i = ,Н0 = Нб – tf.Момент инерции сечения относительно оси y в (горизонтальной плоскости) определяется:Јy,i = ,В0 = b – tw.Момент сопротивления относительно оси х в вертикальной плоскости в расчетных сечениях определяется:Wх,i = ,.Момент сопротивления относительно оси y в горизонтальной плоскости в расчетных сечениях определяется:Wy,i = .Статический момент полусечения относительно горизонтальной оси х определяется:Sх,i = .Момент сопротивления опорного сечения балки при кручении определяется:Wкроп = B0 * hоп * tf.Полученные результаты расчета сведем в таблицу 3.Таблица 3РасчетноесечениеHб,мHw,мН0,мJx,м4Jy,м4Wx,м3Wy,м3Sx,м3Wкроп,м301,2001,1681,1840,01100,00360,01800,00900,01000,013011,3341,3021,3180,01400,00390,02100,00950,01200,013021,6711,6381,6550,02300,00450,02800,01100,01600,013032,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,013042,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,013052,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,013062,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,013072,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,013082,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,013092,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,0130102,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,0130112,0001,9681,9840,03500,00510,03500,01300,02000,0130Выполним проверку прочности расчетных сечений в соответствии с данными статического расчета и таблицей геометрических характеристик сечений.Проверку прочности расчетных сечений будем вести используя следующие выражения:; ;; .Полученные результаты проверки сведем в таблицу 4.Таблица 4Расчетное сочетаниеНомер сеченияНормальные напряжения Касательные напряжения ,МПА,МПа+,МПаМПа,МПа,МПа+,МПаМПаА000019248,673,1751,84111,36135,827,9143,7319243,683,1746,85111,36249,8112,6862,4919232,223,1735,39111,36356,7015,2671,9619224,993,1728,16111,36470,0519,4089,4519223,513,1726,68111,36585,9123,13109,0419222,043,1725,22111,36698,2726,46124,7319220,563,1723,73111,367109,1429,38138,5219219,083,1722,25111,368118,5131,91150,4219217,603,1720,77111,369126,3834,02160,4019216,123,1719,29111,3610132,7535,74168,4919214,653,1716,82111,3611137,6337,05174,6819213,173,1716,34111,36Б000019248,673,1751,84111,36122,8291,37114,9219228,353,1731,52111,36233,5276,10109,6219220,283,1723,45111,36337,4462,0099,441928,453,1711,62111,36443,0859,62102,71927,643,1710,81111,36548,1457,23105,371926,833,1710,00111,36652,6352,46105,091926,013,179,18111,36756,5550,08106,631925,193,178,36111,36859,9047,69107,591924,383,177,55111,36962,6845,31107,991923,563,176,73111,361064,8942,93107,821922,753,175,92111,361166,5340,54107,071921,933,175,10111,36Список литературыГохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин, Машиностроение, 1976Богусловский П.Е. Металлические конструкции грузоподъемных машин и сооружений, Машгиз, 1961Технические условия на проектирование мостовых электрических кранов, ОТИ, ВНИИПТМаш, 1960Шабашов А.П., Лысяков А.Г. Мостовые краны общего назначения, М., 1980Справочник по кранам под редакцией А.И. Дукальского, Машиностроение, т. 1, 1971Забродин М.П., Бугаев В.Я. Проектирование металлических конструкций мостовых кранов. Методические указания по курсовому проектированию, Л., 1980