Проектування стріли крана

Міністерство освіти і науки України

Київський національний університет будівництва і архітектури

Кафедра «Будівельні машини» ім.. Ю.О. Вєтрова

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсової роботи з дисципліни:

«Проектування металевих конструкцій»

Тема роботи: Проектування стріли крана

Варіант №2

Виконав: студент ІV курсу

групи ПНМ-41

Бабіч С.В.

Перевірив: доц.Горбатюк Є.В.

Київ – 2010

Зміст

Вихідні дані

1          Обчислення навантажень

2          Поздовжні навантаження

3          Вертикальні навантаження

4          Бокові навантаження

5          Визначення найбільших зусиль у стержнях стріли

6          Побудова ліній впливу у стержнях

7          Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень

Список використаної літеретури

Вихідні дані:

 

Баштовий кран типу КБ – 674

Q=90 кН – вага вантажу;

L_c=29,1 м – довжиа стріли;

G_віз.=9 кН – вага пересувного візка;

G_г.о.=4,2 кН – вага гакової обойми;

G_c=65,2 кН – вага стріли;

n_п=0,85 об/хв – частота обертання поворотної частини крана;

і=2 – кратність поліспаста;

t=5 c – час розгону або гальмування.

Рис. 1 – Розрахункова схема стріли крана КБ-674.

1         Обчислення навантажень

Знайдемо розрахункові навантаження, для чого номінальну власну вагу стріли G_c, пересувного візка G_віз. і гакової обойми G_г.о., помножимо на коефіцієнт перевантаження n_G=1,1, а вагу вантажу Q на коефіцієнт перевантаження n_Q=1,15:

2. Поздовжні навантаження.

Зусилля N₁ у нижній (веденій) гільці вантажного канату визначаємо за формулою (168) посібника [1]:

де і=2 – кратність поліспаста;

η_п – коефіцієнт корисної дії вантажного поліспаста.

Коефіцієнт корисної дії поліспаста визначається за формулою:

де η=0,98 – ККД одного блока.

Тоді

Зусилля N₂ у верхній (ведучій) гілці вантажного канату визначаємо за формулою:

де n₀=1 – кількість обвідних блоків.

3. Вертикальні навантаження.

На стрілу баштового крана діють такі вертикальні навантаження.

Власна сила ваги стріли, яка умовно розглядається як рівномірно розподілене навантаження з інтенсивністю:

де G_c – повна сила ваги стріли.

Вертикальні зосереджені навантаження, що передаються на стрілу через вантажний візок:

-           сила ваги вантажу Q=103,5 кН;

-           сила ваги візка G_віз=9,9 кН;

-           сила ваги гакової обойми G_г.о.=4,62 кН.

Схема розташування прикладених до стріли вертикальних навантажень зображено на рис. 2.

Рис. 2 – Розрахункова схема стріли при дії вертикальних навантажень.

4. Бокові навантаження.

Бокові навантаження, перпендикулярні до вертикальної площини симетрії стріли, виникають внаслідок вітрового тиску і інерції стріли з вантажем під час розгону або гальмування при повороті крана.

Повні вітрові навантаження на стрілу W_c визначаємо за формулою:

де р_в=0,25 кН/м² – нормальний тиск вітру;

А_н – розрахункова повітряна площа, А_н=А_к∙к_с;

А_к – площа контуру бокової проекції стріли, м²:

к_с=0,5…0,7 – коефіцієнт заповнення, приймаємо к_с=0,6

Ан=69∙0,6=41,4 м².

Тоді

Вітрове навантаження на стрілу крана вважається рівномірно розподіленим з інтенсивністю:

Повне вітрове навантаження на вантаж вважається зосередженими і прикладеними в центрі ваги вантажу:

де А_н – розрахункова повітряна площа вантажу вагою Q=90 кН.

Знайдемо по табл.3.1 [2]

Тоді

 

Інерційні навантаження, що діють на вантаж Т_ван, гакову обойму Т_г.о. і візок Т_віз розглядаються як зосереджені і обчислюються за формулою:

де G – вага розглядуваного елемента;

g=9,8 м²/с – прискорення вільного падіння;

t=5 с – час розгону або гальмування.

Найбільша лінійна швидкість  визначається за формулою:

де R – відстань від осі обертання крана до центра ваги елемента, яка дорівнює R=30500-500=30000=30м;

n=0,85 об/хв. – частота обертання крана.

Тоді:

-           сили інерції, що діють на візок

-           сили інерції, що діють на вантаж

-           сили інерції, що діють на гакову обойму

-           інерційне навантаження на стрілу вважають зосередженою силою Т_с, прикладеною до оголовка стріли

Розрахункова схема стріли при дії бокових (горизонтальних) навантажень зображено на рис.3.

Рис. 3 – Розрахункова схема стріли при дії горизонтальних навантажень.