Файл: Расчёт и проектирование балочной стрелы.docx

Скачать файл (1,22Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 32

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Механико-технологический факультет

Кафедра СДМ
Курсовая работа

По металлическим конструкциям СДМ на тему:

«Расчёт и проектирование балочной стрелы»

Выполнил: Чередниченко В.С.

Принял: Прокофьев Б.И.

Томск 2021

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Расчетная схема стрелы 5

2. Расчёт нагрузок на стрелу в вертикальной плоскости 7

3. Построение линий влияний в расчетных стержнях стрелы 10

4. Расчёт нагрузок в горизонтальной плоскости 17

5. Суммирование усилий в расчётных стержнях стрелы 20

6. Расчет элементов ферм 21

7. Расчёт сварного соединения 26

Список использованных источников 27

ВВЕДЕНИЕ

В курсовом проекте рассчитывается горизонтальная балочная стрела башенного крана, которая воспринимает нагрузки при её эксплуатации в вертикальной и горизонтальной плоскости. При этом расчётные схемы стрелы и действующие нагрузки различны. Для определения их необходимо, прежде всего составить расчетные схемы с указанием необходимых размеров: длину стрелы и точку крепления расчала стрелы (нижний или верхний пояс), положение блоков на оголовке башни, угол наклона расчала к оси стрелы, расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения крана или башни, размеры панелей ферм (длину и высоту); количество панелей, положение обводных блоков грузоподъёмных канатов и направление их действия согласно выбранной схеме запасовки, базу ходовых колёс тележки. Число панелей ферм и тип решётки должны точно соответствовать действительной форме. При конструировании типа решётки и назначении числа панелей сразу необходимо производить разбивку стрелы на отдельные секции – сборочные единицы.

При определении расчётных нагрузок, действующих на стрелу, необходимо выбирать такой режим работы крана, при котором они достигают наибольших величин при самом неблагоприятном их сочетании. Такое сочетание внешних нагрузок возникает при торможении поворотного движения вращающейся части крана при одновременном торможении опускающегося груза. Вылет груза не регламентируется. Масса груза принимается максимальной для данного вылета. При этом на стрелу и груз действует допустимое для работы крана давление ветра. При указанном режиме расчётный элемент стрелы воспринимают наибольшие усилия.

При составлении расчетной схемы стрелы геометрические размера стрелы и точек её подвеса относительно башни крана и оси его вращения необходимо предварительно назначить конструктивно, основываясь на существующих типах конструкций.

1. Расчётная схема стрелы

Габаритные размеры металлоконструкций предварительно назначаем исходя из следующих эмпирических соотношений:

Поперечное сечение башни (квадрат):

- поворотной:

выбираем 1,8 м

b₁= а_б= 1,8м;

Высота головки башни от шарнира пяты стрелы:

Расстояние от оси башни до оси пяты стрелы:

Расстояние от оси вращения крана поворотной башней до оси пяты стрелы:

принимаем х_п=2,1м;

Высота фермы стрелы:

, или

принимаем h = 2м;

Принимаем предварительно расстояние от середины грузовой тележки, при ее положении на максимальном вылете, до центра последнего шарнира вертикальной фермы а_г = 1,6 м, а расстояние между ходовыми колесами 4-опорной грузовой тележки d = 1,2 м.

Необходимая длина стрелы будет равна:

Определим число панелей фермы:

принимаем

панели

принимаем длину панелей а=2,15 м.

Т

огда расстояние от центра подвеса груза до конца фермы будет равным:

Длину консольной части стрелы принимаем равной 5 панелям фермы по нижнему поясу, а длину пролетной части равной 8 панелям, то есть:

l = 15·2,15 = 32,25 м,

l₁ = 6·2,15 = 12,9 м.

Рисунок 1. Расчетная схема балочной стрелы

Для определения усилий в стержнях стрелы необходимо задаться весом стрелы, весом грузовой тележки, весом крюковой обоймы крана.

Для этого ориентировочно определим массу крана:

где Т_гр = R* m_q₂= 45·3,2 = 144 тм – грузовой момент.

Масса стрелы будет равна:

Масса грузовой тележки будет равна:

Масса крюковой обоймы будет равна:

Вес стрелы будет равна:

Вес грузовой тележки:

Вес крюковой обоймы:

Так как вес стрелы является равномерно респределенной нагрузкой, определим ее нормативное значение:

2. Расчёт нагрузок на стрелу в вертикальной плоскости

Расчётная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса стрелы будет равна:

где

коэффициент перегрузки для собственного веса конструкции.

Силы инерции при подъеме грузов определяются по формуле:

Расчетная нагрузка от давления ходового колеса на пояс стрелы при подъеме максимальный грузов при 4-опорной грузовой тележки будет равна:

где

коэффициент надежности по нагрузки для массы поднимаемого груза (коэффициент перегрузки) равной 1,25.

Изгибающий момент, воспринимаемый стержнями нижних поясов, будет равен:

Усилия в канате механизма подъема груза определим по формуле:

где i = 2 – кратность полиспаста механизма подъёма груза; η=0,91 – К.П.Д полиспаста.

Угол наклона каната подъема груза к оси стрелы будет равен:

Вертикальная составляющая от усилия в канате подъема груза будет равна:

Усилия сжатия от канатов, приходящиеся на один нижний пояс стрелы будет равен:

Угол наклона расчала стрелы будет равен:

Усилия в расчальной стрелы, при подъеме максимальных грузов, будут равны:

Усилие сжатия стрелы от точки крепления расчала будет равно:

Один нижний пояс стрелы H₁ будет воспринимать сжимающие усилия, равные 0,5N_B₁ = 125кН и 0,5N_B₂ = 180кН.

3. Построение линий влияний в расчетных стержнях стрелы.

Усилие в стержнях стрелы, в вертикальной плоскости, воспринимающую подвижную сосредоточенную нагрузку необходимо определять по линиям влияния. По ним будем определять усилия в стержнях от подвижной нагрузки и собственного веса стрелы.

Наиболее нагруженными стержнями фермы будут являться стержни находящиеся в середине её пролетной части, т.е между опорами А и В, рядом с точкой подвеса расчалки.

Так как стержни верхнего и нижнего поясов стрелы, раскосов выполняются из одного прокатного профиля, то нет смысла в данном случае определять усилия во всех стержнях стрелы. Это требование относится к технологичности её изготовления.

Строим линии влияния для стержней фермы, расположенных в сечении I (середина пролетной части фермы) и сечения II (рядом с точкой крепления расчала).

Принимаем длину панели фермы, предварительно «разбив» стрелу на части:

l=15a; l=