Фундаментная плита

3.8.4. Фундаментная плита.

Фундаментная плита (рис 3.8.4.) необходима для прочного и жесткого закрепления колонны крана на фундаменте. Она состоит из ступицы, в расточенное гнездо которой устанавливают хвостовик колонны, и 4-х, 6-ти или 8-ми радиальных лап, на концах которых размещают фундаментные болты.

Чтобы верхнее основание фундамента не выкрашивалось, лапы плиты не должны доходить до края фундамента на 200...400 мм, т.е. расчетная длина лап L1 = b/2 - (200...400) = 2500 / 2 - 300 = 950 мм.

Задаемся поперечным сечением, принимая симметричное сечение из двух швеллеров.

Число лап у плиты принимаем z = 6/

При достаточной жесткости плиты считают, что вертикальная сила, прижимающая лапы плиты к фундаменту, распределена между болтами равномерно и при числе болтов z составляет (в Н) /4/:

Fv = (103 * V) / z, (3.8.4.1.)

где V - суммарная осевая вертикальная сила, которая определяется по формуле /4/:

V = V1 - Gф (3.8.4.2.)

V = 216,3 - 183,75 = 32,55 кН

Fv = (103 * 32,55) / 6 = 5425 кН

Нагрузка в болтах от опрокидывающего момента М при условии, что основание плиты остается плоским при работе крана, создает опрокидывающее или прижимающее усилие (Fм, Н), максимальное значение которого для плиты с числом лап z = 6 определяется по формуле /4/:

Fм.max = Миз / (3 * lл), (3.8.4.3.)

где lл - расстояние от оси колонны до центра фундаментного блока, м;

Миз - суммарный изгибающий момент, Н*м.

Расстояние от оси колонны до центра фундаментного блока принимают lл = Lл / 1000 - 0,12 = 950 / 1000 - 1,12 = 0,83 м.

Суммарный изгибающий момент определяется по формуле /4/:

Миз = 103 * Н * h + Fм.max (3.8.4.4.)

Миз = 103 * 78,4 * 1,25 + 3120,6 = 101120,6 Н*м

Fм.max = 101120,6 / (3 * 0,83) = 40610,7 Н

Наибольшее результирующее усилие, которым лапа плиты отрывается от фундамента определяется по формуле /4/:

Fотр = Fм.max - Fv (3.8.4.5.)

Fотр = 40610,7 - 5425 = 35185,7 Н

Для обеспечения нераскрытия стыка фундаментные болты должны быть предварительно затянуты усилием, которое определяется по формуле /4/:

Fзат = К * (1 - ) * Fотр , (3.8.4.6.)

где К - коэффициент запаса, учитывающий непостоянство внешней нагрузки (К = 1,8...2,0);

 - коэффициент, учитывающий податливость при отсутствии в стыке мягких прокладок ( = 0,2...0,3).

Fзат = 1,8 * (1 - 0,2) * 35185,7 = 50667,4 Н

Расчетная нагрузка на наиболее загруженный фундаментный болт определяется по формуле /4/:

Fрасч = 1,3 * Fзат +  * Fотр (3.8.4.7.)

Fрасч = 1,3 * 50667,4 + 0,2 * 35185,7 = 72905 Н

Внутренний диаметр болта (в мм) определяется по формуле /4/:

где [р] = 60 МПа - допускаемое напряжение растяжения в болте.

По таблице резьб наружный диаметр резьбы принимаем равным 39 мм.

Наибольшая сила, которой лапа плиты прижата к фундаменту определяется по формуле /4/:

Fл.max = Fм.max + Fv (3.8.4.9.)

Fл.max = 40610,7 + 5425 = 46035,7 Н

С учетом предварительной затяжки болта давление между опорной поверхностью лапы и фундаментом проверяют по условию /4/:

р = (Fл.max +  * d12 * [р] / 4) / Аоп  [р], (3.8.4.10.)

где Аоп - опорная площадь лапы, мм2;

[р] - допускаемое напряжение смятия фундамента; для бетонного фундамента [р] = 2,0...2,5 МПа.

Принимаем сварную лапу в виде квадрата; сечение лапы из двух швеллеров №24 и устанавливаем их с зазором 40 мм. Получаем опорную площадь лапы в виде квадрата со стороной а = 2 * 90 + 40 = 220 мм.

Тогда давление между опорной поверхностью лапы и фундаментом будет равным:

р = (46035,7 + 3,14 * 392 * 60 / 4) / 2202 = 2,4 МПа  [р] = 2,0...2,5 Мпа.

Условие выполняется.

Проверяем лапу на изгиб в сечении примыкания ее к ступице фундаментной плиты по условию /4/:

из = Миз.max / Wл = (Fл.max * bл) / Wл  [из], (3.8.4.11.)

где bл - плечо действия силы Fл.max относительно расчетного сечения, мм; принимают bл = l1 - D0 = 830 - 207 = 327 мм;

Wл - момент сопротивления расчетного поперечного сечения лапы , мм3 (для швеллера №24 Wл = 289 см3);

[из] - допускаемое напряжение на изгиб, МПа; для стали марки Ст3 [из] =120 МПа.

 из = (46035,7 * 623) / 289000 = 99 МПа  [из] = 120 МПа

Условие на изгиб выполняется.

3.9. Проверка устойчивости крана на колонне.

Безопасность работы грузоподъемного крана должна обеспечиваться достаточной устойчивостью его против опрокидывания. Различают два вида проверки крана на устойчивость: грузовую и собственную. Грузовую устойчивость крана проверяют на возможный случай опрокидывания крана в сторону подвешенного груза, а собственную - на случай опрокидывания крана в сторону противовеса.

Коэффициент грузовой устойчивости определяется по формуле /4/:

Кгр = Мг.к. / Мгр , (3.9.1.)

где для этих условий моменты определяются по формулам /4/:

Мгр = 103 * g * Q * (L - b / 2) (3.9.2.)

Мг.к. = 103 * [Gпр * (lпр + b / 2) + Gкр * (lкр + b / 2) + (Gкол + Gф) * (b / 2) - Gстр * (lстр - b / 2) - Fин * (L - b / 2)] - Мв.р.с. , (3.9.3.)

где Мв.р.с. - момент от максимальной ветровой нагрузки рабочего состояния; принимаем Мв.р.с. = 3 * Мв.max = 3 * 3120,6 = 9361,8 Н*м.

Мгр = 103 * 9,8 * 8 * (2,5 - 2,5 / 2) = 98000 Н*м

Мг.к. = 103 * [72 * (1 + 2,5 / 2) + 54,2 * (0,75 + 2,5 / 2) + (6,5 + 183,75) * (2,5 / 2) - 2,5 * (1,5 - 2,5 / 2) - 2,7 * (2,5 - 2,5 / 2)] - 9361,8 = 494838,2 Н*м

Определяем коэффициент грузовой устойчивости по формуле 3.9.1.:

Кгр = 494838,2 / 98000 = 5

Коэффициент собственной устойчивости крана определяется по формуле /4/:

Ксоб = Мп.к. / Мв.н.с. , (3.9.4.)

где Мв.н.с. - момент от ветровой нагрузки нерабочего состояния, рв.н.с. = 650 Па.

Для этих условий моменты определяются по формулам /4/:

Мг.к. = 103 * [Gстр * (lстр + b / 2) + (Gкол + Gф) * (b / 2) + Gкр * (b / 2 - lкр) - Gпр * (lпр - b / 2)] , (3.9.5.)

Мв.н.с.  1,25 * Мв.р.с.  3,75 * Мв.max. (3.9.6.)

Мг.к. = 103 * [2,5 * (1,5 + 2,5 / 2) + (6,5 + 183,75) * (2,5 / 2) + 54,2 * (2,5 / 2 - 0,75) - 72 * (1 - 2,5 / 2)] = 289775 Н*м

Мв.н.с. = 3,75 * 3120,6 = 11702,25 Н*м

Определяем коэффициент собственной устойчивости крана по формуле 3.9.4.:

Ксоб = 289775 / 11702,25 = 24,8

По правилам Госгортехнадзора значения коэффициентов грузовой и собственной устойчивости должны быть не менее 1,15.

Правила Госгортехнадзора наши коэффициенты значительно превышают минимальную допустимую величину запаса.

Заключение.

В курсовом проекте произвели расчет поворотного крана на неподвижной колонне и получили следующие данные:

1) Механизм подъема груза:

двигатель МТКН 311-8, мощностью 9 кВт; редуктор двухступенчатый с передаточным числом 28; барабан механизма подъема вращения с частотой 10,6 мин-1; канат 15,0 -Г-I-С-Н-1568-ГОСТ 2688-80; кратность полиспаста - 2; полиспаст сдвоенный; тормоз ТКТ-200 с электромагнитом МО-200Б.

Двигатель и барабан расположены по разные стороны от редуктора, двигатель соединен с быстроходным валом редуктора упругой втулочно-пальцевой муфтой; тихоходный вал соединен с барабаном упругой втулочно-пальцевой муфтой.

2) Механизм поворота крана:

двигатель MTF 011-6, мощностью 2 кВт, соединен упругой втулочно-пальцевой муфтой с червячным редуктором Чог-125; выходной вал редуктора соединен с открытой зубчатой передачей, передаточное число которой - 10; передаточное число механизма поворота - 400; частота вращения крана 2 мин-1; кран установлен на подшипниках качения; на верхней опоре подшипник 8314, на нижней опоре расположена группа роликов, укрепленных на поворотной части крана.

Литература.

1. Подъемно-транспортные машины лесной промышленности. Расчет и проектирование механизма подъема груза. Методические указания по курсовому проектированию для студентов всех видов обучения и факультета повышения квалификации (специальности 0901, 0902, 0519). - Л.: 1986.

2. Подъемно-транспортные машины лесной промышленности. Расчет и проектирование механизма подъема груза. Приложения и методические указания по курсовому проектированию для студентов всех видов обучения и факультета повышения квалификации (специальности 0901, 0902, 0519). - Л.: 1986.

3. Курсовое проектирование по деталям машин и подъмно-транспортным машинам. Методические указания и задания к проектам и работам для студентов-заочников технических специальностей высших учебных заведений / П.Г.Гузенков, А.Г.Гришанов, В.П.Гузенков. - М.: Высшая школа, 1990.

4. Подъемно-транспортные машины лесной промышленности. Расчет и проектирование механизма поворота грузоподъемных кранов. Методические указания по курсовому проектированию для студентов всех видов обучения и факультета повышения квалификации (специальности 26.01, 26.02, 17.04). - С.-Пб.: 1993.

5. Работа подъемно-транспортных машин в период неустановившегося движения. Методические указания по выполнению курсовых проектов и работ по подъемно-транспортным машинам для студентов всех видов обучения (специальности 0901, 0902, 0519). - Л.: 1983.

6. В.Н.Кудрявцев. Курсовое проектирование деталей машин. - Л.: Машиностроение, 1984.

7. П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа, 1985.

8. П.Г.Гузенков. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1982.

9. Л.Я.Перель, А.А.Филатов. Справочник: подшипники качения. - М.: Машиностроение, 1992.

10. Е.К.Грошцев и др. Подъемно-транспортные машины. Учебное пособие по курсовому проектированию грузоподъемных машин (кранов) для специальностей 0901, 0902, 0519. - Л.: 1971.

11. Н.Г.Павлов. Примеры расчетов кранов. - Л.: Машиностроение, 1967.

12. Н.Ф.Гуденко и др. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. - М.: Машиностроение, 1971.

13. Б.А.Таубер. Подъемно-транспортные машины. - М.: Экология, 1991.

14. М.Н.Иванов. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1985.

15. М.П.Александров. Подъемно-транспортные машины. - М.: Высшая школа, 1985.

16. М.М.Гонберг. Справочник по кранам. В 2-х томах. - Л.: Машиностроение, 1988.

17. Детали машин. Атлас конструкций. - М.: Машиностроение, 1979.

18. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. - М.: Машиностроение, 1987.

Похожие работы

Башенные краны и другие машины, используемые в строительстве

Скачать

72917

11

4

... (рис 2, в), через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности. 3.2 Промышленные тракторы, используемые в строительстве Промышленные тракторы используются для разработки тяжелых грунтов, когда имеет место ударное взаимодействие орудия с грунтом. И тем не менее на ближайшие годы ...

Работа бурильной колонны

Скачать

90533

2

11

... и противовыбросового оборудования буровых установок используют манометры с поршневыми средоразделителями, отделяющими буровой раствор от гидравлической жидкости в манометре. Измерение расхода бурового раствора на входе в бурильную колонну производят наиболее точно с помощью электромагнитных датчиков расхода или по числу двойных ходов буровых насосов. В электромагнитном датчике расхода буровой ...

Пролетные и консольные краны

Скачать

21329

0

6

Длина консолей для кранов консольного типа принимается в пределах 0,25—0,35 пролета. Скорость подъема груза составляет 8—32 м/мин. Скорость передвижения грузовых тележек— до 40 м/мин и скорость передвижения крана до 100 м/мин. Высота подъема груза — в пределах 4—25 м в зависимости от габаритов грузов. Рельсы подкрановых путей укладываются строго горизонтально на полушпалах с шагом 0,5 м и должны ...

Автомобильный кран

Скачать

100345

15

29

... ограждена из-за возможности нанесения им вреда перемещаемыми грузами и разрушающимися конструкциями. Оценка эргономических характеристик условий труда крановщика при эксплуатации автомобильного крана Эргономические условия труда определяются совокупностью психофизиологических факторов, возникающих в процессе трудовой деятельности. Психофизиологические опасные и вредные производственные ...