235

Розрахунок головної балки мостового вантажопідйомного крану

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Розрахунок конструкцій за допустимими напруженнями. Визначення висоти основного перерізу балки з умов міцності (мінімальної маси). Визначення еквівалентних напружень у небезпечному перерізі балки. Стійкість нижньої частини вертикального полотна.

Украинкский

2012-11-14

398.33 KB

56 чел.

РЕФЕРАТ

ПЗ: 76 с., 13 рис., 10 табл., 19 джерел.

Об'єкт розробки - головна балка мостового вантажопідйомного крану.

Мета роботи - проектування головної балки мостового крану.

Вибрані зварювальні матеріали для зварювання її частин. Виконаний розрахунок на міцність основного металу і зварних з’єднань. Перевірена загальна та місцева стійкість. Розрахована маса спроектованої головної балки.

ЗВАРЮВАННЯ, ФЛЮС, СТАЛЬ, БАЛКА, КРАН, ШОВ, ПРОСВІТ, МІЦНІСТЬ, ПРОГИН, СТІЙКІСТЬ, МАСА, РЕБРО ЖОРСТКОСТІ, ДІАФРАГМА, НАПРУЖЕННЯ.

ЗМІСТ

ЗМІСТ

ВСТУП

1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ МОСТОВИХ КРАНІВ

2 ВИБІР МАТЕРІАЛУ

2.1 Вимоги до основного матеріалу конструкції

2.2 Вимоги до зварювальних матеріалів

3 РОЗРАХУНОК МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ МОСТА КРАНУ

3.1 Загальні положення розрахунку конструкції за межовим станом

3.2 Розрахунок конструкцій за допустимими напруженнями

4 РОЗРАХУНОК ГОЛОВНОЇ БАЛКИ МОСТОВОГО КРАНУ

4.1 Розрахункові навантаження та їх комбінація

4.2 Визначення внутрішніх силових факторів за допомогою ЕОМ

4.3 Вибір розмірів елементів перерізів головної балки

4.3.1 Визначення висоти основного перерізу балки з умов міцності (мінімальної маси)

4.3.2 Визначення висоти основного перерізу балки з умов жорсткості

4.3.3 Визначення довжини скосу у місці з’єднання головної балки з кінцевою

4.4 Визначення основних параметрів попередньо обраних розмірів основного перерізу

4.5 Перевірка балки на міцність та жорсткість

4.5.1 Визначення напружень у небезпечному перерізі від різних комбінацій прикладених

4.5.2 Визначення дотичних напружень у небезпечному перерізі балки

4.5.3 Визначення еквівалентних напружень у небезпечному перерізі балки

4.6 Визначення основних параметрів розмірів перерізу балки біля опори

4.7 Визначення крутного моменту

4.8 Визначення напружень у перерізі біля опори

4.9 Визначення прогину балки

4.10 Перевірка загальної стійкості балки

4.11.1 Перевірка місцевої стійкості 1/2 довжини опорного відсіку

4.11.2 Перевірка місцевої стійкості відсіку, розташованого на 1/4 довжини балки

4.11.3 Перевірка місцевої стійкості відсіку, розташованого на 1/2 довжини балки

4.11.4 Стійкість верхньої частини вертикального

4.11.4.1 Стійкість верхньої частини полотна 1/2 довжини опорного відсіку

4.11.4.2 Стійкість верхньої частини полотна 1/4 довжини балки

4.11.4.3 Стійкість верхньої частини полотна 1/2 довжини балки

4.11.5 Стійкість нижньої частини вертикального полотна

4.11.5.1 Стійкість нижньої частини полотна 1/2 довжини опорного відсіку

4.11.5.2 Стійкість нижньої частини полотна 1/4 довжини балки

4.11.5.3 Стійкість нижньої частини полотна 1/2 довжини балки

4.12 Визначення розмірів діафрагм

4.12.1 Визначення розмірів вирізу у діафрагмі

5 ВИБІР РОЗМІРІВ ПЕРЕРІЗУ Й РОЗМІРІВ ПРОДОЛЬНОГО РЕБРА ЖОРСТКОСТІ

6 РОЗРАХУНОК МІЦНОСТІ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ

7 ВИЗНАЧЕННЯ МАСИ КОНСТРУКЦІЇ

ЗАКЛЮЧЕННЯ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ


ВСТУП

Одним з важливих обладнань з механізації роботи в таких галузях народного господарства, як промисловість, транспорт, сільське господарство, будівництво є підйомно-транспортні машини.

Широким попитом користуються рухомі вантажопідйомні крани: мостові, козлові, консольні та крани-штабелери. Вони виконують підйомно-транспорт- ні операції в технологічних процесах металургійної промисловості та машинобудуванні.

Сучасний вантажопідйомний кран - це складна машина, ефективність якої залежить від належного використання її у технологічному процесі.[1]

Мостові та металургійні крани діляться на крани загального призначення (вантажепідйомністю 80-320 тс), ливарні(80-630 тс), колодязеві (20/50 та 30/50 тс), стриперні, для транспортування слябів та інші.

Кранобудування випускає мостові крани вантажопідйомністю 5…320т, вантажопідйомність окремих моделей досягає 800т. козлові крани загального призначення мають вантажопідйомність 3.2…5т, прольоти 10..40 і висоту підйому вантажу 7…16м, а будівельно-монтажні і спеціального призначення 300…400т, прольоти60..80м і в висоту 20…30м.[2]

Об'єм виробництва кранів щорічно збільшується, конструкції і параметри при цьому постійно вдосконалюються, що вимагає додаткових знань.

Використання засобів обчислювальної техніки, електронно-обчислювальних машин допомагає знайти оптимальні результати при розрахунку і аналізі роботи підйому транспортних машин.[2]

Важливе значення має використання системи автоматизованого проектування (САПР). Математичного моделювання використовуючи дисплеї і змінюючи параметри проектує мого об'єкта можна отримати оптимальні рішення.

1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЇ МОСТОВИХ КРАНІВ

Мостові крани головним чином призначені для обслуговування цехів та складів виробничих підприємств. Вони представляють собою рухому прольотну конструкцію з візком, який рухається вздовж неї і несе підйомний механізм. Двобалочний мостовий кран, який складається з мостових балок або ферм, переміщується вздовж укладених на колонах підкранових колій.

Крани загального призначення встановлюються з нормальною та збільшеною висотою підйому, м'якого та середнього режиму роботи.

Крани більшої вантажопідйомності загального призначення виготовляються згідно із стандартом підприємства. Швидкість руху крана залежить від режиму роботи.

Основні вузли несучої частини металоконструкцій мостів [2]: головні прольотні балки, кінцеві балки, вузол з'єднання головних і кінцевих балок. Для підвищення жорсткості встановлюються горизонтальні ребра жорсткості та діафрагми (рис.2.1).

Відрізняючи особливість мостів сучасних кранів - конструкція головних і кінцевих балок коробчастого перерізу. Відомі конструкції головних балок (форменого типу, безрозкісні з вікнами, рамні тощо) мають технологічність, не цілком задовольняючу сучасним вимогам.

Наприклад, розкісні ферми при порівняно невеликій економії маси відрізняються значною трудомісткістю збирання у зв'язку з тим, що складаються з великої кількості відносно дрібних деталей, які звичайно з'єднуються за допомогою ручного зварювання. При виготовленні безрозкісних ферм з вікнами виникають деформації жолоблення у зв'язку з різноманітною жорсткістю взаємно протилежних стінок цих балок [2].


1-головна балка; 2- кінцева балка; 3- продольне ребро жорсткості, 4-діафрагма велика; 5- діафрагма мала.

Рисунок 1.1 - Металоконструкція моста крана

Коробчасті балки, які складаються з листів, мають ряд переваг. Ця конструкція менш трудомістка у виготовленні, тому що правлення, розмічання, різання листів, стикові з' єднання листів вертикальних стінок і горизонтальних поясів легко виконуються за допомогою автоматичного зварювання. При цьому легше досягається умова рівноміцності метала шва основному металу. Такі конструкції добре опираються змінним (пульсуючим) та знакозмінним навантаженням. Для поясних швів, які мають велику протяжність, доцільно використовувати автоматичне зварювання під шаром флюсу.

Одним з недоліків кранових балок коробчастого перерізу є їх порівняно велика маса при прольотах більш 20м і відносно малих вантажопідйомностях 5 і 10т [2].


2 ВИБІР МАТЕРІАЛУ

Вибір матеріалу – важливий етап проектування металоконструкції, тому що він впливає як на експлуатаційні властивості конструкції, так і на масу і екологічність виготовлення. Тому матеріал вибирають з урахуванням характеру експлуатаційних навантажень (втомленості, ударних, статичних), роботи конструкції в умовах низьких та високих температур, вакууму, агресивних середовищах тощо. Крім цього, при виборі матеріалу враховують комплекс умов, первинні витрати на матеріал, технологічну обробку, проведення зварювальних робіт тощо.

2.1 Вимоги до основного матеріалу конструкції

При виборі матеріалу для кранових металоконструкцій керуються наступними основними правилами [3]:

  1.  Забезпечення основної міцності та жорсткості при найменших витратах на виготовлення, з урахуванням максимальної економії метала;
  2.  Гарантована умова якісної зварюваності при мінімальній знеміцнюваності і зниженні пластичності у зонах зварних з’єднань;
  3.  Забезпечення надійності експлуатації конструкції при заданих статичних, динамічних і навантажень від втомленості, агресивних середовищах і змінних температурах.

У металоконструкціях підйомно-транспортних машинах використовуються мартенівські прокатні і низько леговані сталі.

Найбільш розповсюджені у підйомно-транспортних машинах серед вуглецевих сталей - сталі 15 з обмеженим вмістом вуглецю, сірки та фосфору. Ці сталі, за виключенням киплячої Ст.3кп, використовуються для несучих елементів металоконструкції. Киплячу сталь Ст.3кп рекомендується використовувати для робочих елементів мостових конструкцій, особливо працюючих при температурах нижче -20°С. обмеження по вуглецю, сірці та фосфору пов’язано з поліпшенням зварювальності та забезпечення пластичності матеріалу при знижених температурах. Найбільш повно цим умовам відповідає сталь М12С (не більше 0.2%С; 0.045%Si%, 0/005%P).

Для конструкцій більшої вантажопідйомності можуть бути використані сталі 10ХНД, 10Г2СД, 15СНД, 09Г2С тощо.

Основні переваги низьколегованих сталей: підвищена стійкість проти корозії, менша чутливість до концентрації напружень і до втрати стійкості. В залежності від механічних властивостей, які нормуються, вуглецеві сталі поділяються на категорії.

Механічні властивості та хімічний склад деяких вуглецевих та низьковуглецевих сталей наведені відповідно у табл. 1.1 і 1.2

Таблиця 1.1- Механічні властивості сталі М16С

Межа міцності,

, МПа

Межа текучості,

, Мпа

Відносне подовження δ, %

38-47

23

26-28

Таблиця 1.2- Хімічний склад сталі М16С

Вміст елементів, %

С

Mn

Si

S

P

0,12 - 0,20

0,40

0,12 – 0,25

0,045

0,04

 

2.2 Вимоги до зварювальних матеріалів

У наш час при достатньо великому різноманітті зварювальних матеріалів можливе забезпечення необхідних властивостей метала шва при усіх марках сталі, що використовуються у металоконструкціях.

Характеристики електродів для зварювання маловуглицевих і низьколегованих сталей наведені у таб. 1.3

Таблиця 1.3 – Міцність металу шва і зварного з’єднання при зварюванні електродом Э46А [5]

Матеріал шва

Зварне з’єднання

Межа міцності

σв,10-1 МПа

Відносне подовження δ, %

Ударна в’язкість Ан, 10∙МДж/м2

Межа міцності

σв,10-1 МПа

Кут загину α,град

46

22

14

46

150

Для автоматичного дугового зварювання під шаром флюсу вибираємо зварювальну проволоку та флюс. Марка проволоки вибирається з урахуванням хімічного складу основного металу. А саме для сталі М16С можна підібрати проволоку Св-08ГА. Склад цієї проволоки наведений у таблиці 2.4

Таблиця 2.4 – Хімічний склад проволоки Св-08ГА, %

C

Si

Mn

S

P

<=0,10

<=0,03

0,35-0,60

<=,020

<=0,020

 

Флюс вибираємо з урахуванням зварювальної проволоки. Для проволоки Св-08ГА підходить флюс АН-348-А. склад флюсу АН-348-А наведений у таблиці 2.5.

Таблиця 2.5- Хімічний склад флюсу АН-348-А, %

SiO2

MnO

MqO

CaF2

C CaO

Fe2O3

ssf S

P

41-44

34-38

5-7,5

4-5,5

<6,5

<4,5

<0,15

<0,12


3 Розрахунок металоконструкції моста крану

У практиці кранобудування знаходять використання два методи розрахунку металевих конструкцій:

  1.  Розрахунок за методом межових станів, який базується на статичному вивченні дійсної працездатності конструкції в умовах експлуатації;
  2.  Розрахунок за методом допустимих напружень, який базується на встановлених практикою коефіцієнтах запасу міцності.

3.1 Загальні положення розрахунку конструкції за межовим станом

Під межовим станом розуміється стан конструкції, при якому вона перестає задовольняти експлуатаційним вимогам, які до неї пред’явлені. Критерії відповідності конструкції вимогам експлуатації визначають на основі математичної статистики та теорії ймовірності.

Існує декілька межових станів, які обмежують можливість нормальної експлуатації конструкцій. Перший межовий стан визначається несучою можливістю конструкції: міцність, стійкість, витривалістю при динамічних і змінних навантаженнях. Другий межовий стан зумовлений найбільшою деформацією конструкції: вигинами при статичних навантаженнях, коливаннями при динамічних навантаженнях. Третій межовий стан характеризується нормально допустимими місцевими пошкодженнями, наприклад величиною розкриття тріщин, корозією тощо.

В більшості випадків розрахунок металевих конструкцій виконується за першим межовим станом - умова міцності, однак у окремих випадках розміри частин конструкції встановлюється у залежності від межово допустимих деформацій.

Перехід від нормативних величин до розрахункових виконується з урахуванням коефіцієнтів перевантаження і коефіцієнта умов роботи [7].

3.2 Розрахунок конструкції за допустимими напруженнями

Єдиними нормами і технічними умовами передбачається розрахунок кранових конструкцій за допустимими напруженнями. За цим методом розраховують конструкції на міцність та стійкість за максимальними навантаженнями робочого стану. При цьому допустимі напруження визначаються у залежності від розрахункової комбінації навантажень, режиму роботи конструкції і марки сталі.

Для марки сталі М16С з режимом роботи крану середнім і комбінацією навантажень «Б», допустимі напруження [σ]= 1800 кгс/см2 [6].

Дотичні допустимі напруження визначаються за формулою:

[τ]=0,6[σ] (3.1)

[τ]=0,6∙1800=1080кгс/см2

Розрахунок металевих конструкцій на стійкість виконується для кранів важкого режиму роботи і виконується за нормальними навантаженнями робочого стану. Допустимі напруження для метала зварних швів наведені у табл.3.2

Таблиця 3.2– Допустимі напруження [σ]' для метала зварних швів [8]

Вид шва

Рід зусиль

Зварювання автоматичне,напівавтоматичне, ручне електродам Э46А. кгс/см2

Стиковий

Розтягування

[σ]'р=[σ]р =1800

Стиснення

[σ]'с=[σ]с=1800

Зріз

[τ]'=0,65[σ]р=1080

Кутовий

[τ]'=0,65[σ]р=1080


4 РОЗРАХУНОК ГОЛОВНОЇ БАЛКИ МОСТОВОГО КРАНУ

З різноманітних поєднувань навантажень, які діють на кран, можна виділити три основних розрахункових випадки.

Перший випадок - номінальні навантаження робочого стану, які виникають при роботі у звичайних умовах експлуатації.

Другий випадок - максимальні навантаження робочого стану, які виникають при роботі у найбільш тяжких умовах експлуатації з номінальним вантажем.

Третій випадок - навантаження неробочого стану, які виникають при відсутності вантажу, але при наявності вітру під час неробочого стану крану.

Для металевих конструкцій типів кранів та їх елементів в залежності від умов експлуатації встановлюються розрахункові комбінації навантажень.

Загальними для даних розрахункових випадків є наступні комбінації навантажень:

А- кран нерухомий (працює тільки підйомний механізм), виконується підйом вантажу від основи або гальмування його при спусканні(рис.а) ;

Б- кран з вантажем знаходиться у русі, причому відбувається гальмування або розгін одного з механізмів.(рис.4.1 а,б).

а)

б)

в)

а - від навантажень у вертикальній площині;

б - від навантажень у горизонтальній площині;

в - від скручувального моменту.

Рисунок 4.1 – Схема до розрахунку головної балки

4.1 Розрахункові навантаження та їх комбінації

Розрахунковими навантаженнями для мостових кранів загального призначення є вертикальні постійні й рухомі, горизонтальні постійні й рухомі інерційні, а також скручувальні навантаження.

Постійні навантаження від власної маси моста і площадок, на яких розташовується відповідне устаткування ( вали, підшипники, механізм переміщення крану тощо), приймаються у вигляді рівномірно розподіленого навантаження qБ (кгс/см) по довжині прольоту моста. На головну балку зі тролеїв не будуть діяти навантаження від маси механізму переміщення й кабіни керування. Розрахунковою повинна бути балка зі сторони механізму переміщення, тому що вона виявляється найбільш навантаженою, тоді:

qб = (Gб+Gм) Кс/L (4.1)

де Gб- маса половини металоконструкції кранового моста, кгс. для кранів вантажопідйомністю 160 тс Gб= 65,1.

Gм- маса центрального вузла механізму переміщення крана, кгс. визначається у залежності від вантажопідйомності за співвідношенням:

при Q=160 – 2,7 тс.

Кс – коефіцієнт, який враховує поштовхи при русі крану:

Кс=1,0 при Vк≤ 1м/с

Vк- швидкість переміщення крану. приймається в залежності від вантажопідйомності і режиму роботи крану [13].

L- довжина прольоту крану,см.

L= 1050

qб =

Якщо прийняти, що колеса візка однаково навантажені, рухоме навантаження Р1, яке передається на рельс одним колесом, при роботі крана з номінальним навантаженням визначається за формулою [9], кгс:

= , (4.2)

де Q- вантажопідйомність крану,кгс. приймається у залежності з завданням на розрахунок;

Gт - маса візка. Gт= 65 (Q= 160 тс з нормальною висотою підйому (Н) та середнім режимом роботи) [13].

Кд – динамічний коефіцієнт, який враховує інерційні сили при підйомі та опусканні вантажу; Кд =1,1;1,2;1,3 відповідно для легкого, середнього і важкого режиму роботи [9].

Р1=1,2.

Режиму роботи крану в цілому і його металевих конструкцій визначається режимом роботи механізму головного підйому. Режим роботи механізму визначається сукупністю наступних факторів: коефіцієнтом використання номінальної вантажопідйомності крана; відносної тривалості вмикання механізму; кількістю часів роботи механізму за рік. Класифікацію вантажопідйомних машин з машинним приводом за режимами роботи наведено у роботі [6].

Зосереджене навантаження Р2 (4.1) від маси кабіни з електроустаткуванням визначається за формулою [9], кгс:

P2=Kc ∙ Gk, (4.3)

Gк – маса кабіни, кгс. Маса відчиненої кабіни керування мостового крану приймається 600-800 кгс, а зачиненої – 1000-1200 кгс; електроустаткування у кабіні 400-500 кгс. Вибираємо зачинену кабіну з масою рівну 1100 кгс, масою електроустаткування у кабіні – 45 кгс, отже отримуємо масу кабіни Gк=1550 кгс [6].

Р2=1.1∙1550=1705 кгс.

Розподілене поперечне інерційне навантаження у горизонтальній площині qi (рис.4.1), яке виникає при гальмуванні моста, визначається за формулою [9] кгс/см:

qi = 0,1 ∙ Pв (4.4)

де Pв – навантаження на ведучі колеса, кгс/см. Вважаючи, що кран має два привідних колеса, формула для визначення навантаження на ведучі колеса має вигляд [9]:

Pв = Gб + Gм/2L, (4.5)

Pв =65,1+66,38

qi = 0,1∙ 66,38=6,638

Зосереджене поперечне інерційне навантаження у горизонтальній площині Pi1 від маси кабіни при гальмуванні моста визначається за формулою [9],кгс:

Pi1 = 0,1G´к , (4.6)

де G´к – навантаження на ведучі колеса від маси кабіни з електроустаткуванням, кгс. Враховуючи, що два колеса привідні,навантаження G´к визначається за формулою:

к = Gк/2 , (4.7)

де Gк - вага кабіни , кгс.

к =

Pi1 = 0,1∙ 775=77,5

Зосереджене інерційне поперечне навантаження у горизонтальній площині від маси візка при гальмуванні моста визначається за наступною формулою [9], кгс:

Pi2 = 0,1 (Gт/4+Q/4), (4.8)

Pi2 = 0,1(5625

Момент, який скручує головну балку, визначається після вибору розмірів елементів попереднього перерізу балки.

4.2 Визначення внутрішніх силових факторів за допомогою ЕОМ

Для розрахунку балки на міцність при наявності рухомих навантажень необхідно визначити внутрішні силові фактори не менш ніж у п’яти рівновіддалених перерізах, які розташовані на половині довжини перерізу.

При розрахунку підкранових балок, мостових кранів, ескалад, мостів та інших інженерних споруд на рухоме навантаження, а також у тих випадках, коли одну і ту ж конструкцію необхідно розрахувати на різні комбінації часових навантажень, для визначення внутрішніх силових факторів, які виникають у різних перерізах елементів, до тих пір найбільше використання знаходить спосіб побудування ліній впливу.

Однак усякий графічний спосіб розрахунку, відрізняючись наочністю, при самому старанному виконанні графічних побудов допускає неточність у результатах.

Враховуючи,що в останні роки найбільше використання у інженерній практиці розрахунків знаходять електронно-обчислюванні машини, визначення внутрішніх силових факторів (згинальних моментів і попередніх перерізуючих сил) у різних перерізах балки при навантаженні, що рухається, рекомендується виконувати на ЕОМ за спеціально розробленою програмою (BEAM.EXE), яка знаходиться в комп’ютерному класі кафедри.

Для складання програми вводяться такі позначення (рис.4.1):

В - відстань між перерізами, см; В = 0,1…0,5Е;

D - відстань від опори до центру маси кабіни, см;

C - база візка, см.

Для кранів будь якої вантажопідйомності:

D = 2000…3000 мм [14];

C = 3000 мм [15];

Е – довжина балки, яка дорівнює довжині прольоту, см.

Приймається відповідно завданням;

R, M, Q – відповідно опорна реакція, кгс, згинальний момент кгс∙см,

поперечна перерізувальна сила, кгс, у вертикальній площині;

X, Y, Z - відповідно опорна реакція, кгс, згинальний момент кгс∙см,

поперечна перерізувальна сила, кгс, у горизонтальній площині.

P1 = P1=67500;  Р3 = Рі1=77,5;  А1 = qб=64,571;

Р2 = Р2=1705;  Р4 = Рі2=5625;  А2 = qi=6,638;

У програму необхідно ввести числові значення P1, Р2, Р3, Р4, А1, А2, С, Д, Е, см.

Результати розрахунку надати у вигляді таблиці, яка отримана з розрахунку машини, з послідуючим розшифруванням і наданням у вигляді таблиці 4.1 в додатку А.

Таблиця 4.1 – значення силових факторів

№ перерізу

Згинальний момент, кгс∙см

Поперечна сила, кгс

Вертикальна

площина,МВ

Горизонтальна

площина, МГ 

Вертикальна

площина

Горизонтальна

площина

0

426250

19375

149208,1

8287,926

1

14319650

793952,8

128928,2

7028,437

2

24666160

1377222

108648,2

5768,946

3

31465780

1769182

88368,24

4509,456

4

34718490

1969833

68088,29

3249,966

5

34424320

1979174

47808,34

1990,476

4.3 Вибір розмірів елементів перерізу головної балки

При виборі товщини вертикальної стінки балки δ2 (рис. 4.2) враховуемо вантажопідйомність крана (Q= 160 тс), а отже δ2=10 мм.

а) в середині балки; б) біля опори.

Рисунок 4.2 – Попередні перерізи головної балки моста

Товщина поясних листів балки δ1 (рис. 4.2) повинна бути не менш 6 мм. З метою забезпечення місцевої стійкості поясів приймаємо, що δ1δ2. δ1=20 мм. При цьому для стиснених поясних листів повинні задовольняти умовам [7, 16]:

90, (4.5)

≤60, (4.6)

Звідки: В1=  ==17,5см Приймаємо В1=94 см

де L= 1050 см(за завданням).

В1 – відстань між вертикальними стінками балки, мм.

≤ 90

В=В1+2 δ2+2k, (4.7)

де k катет шва, приймаємо 2 см.

В=94+2∙1+2∙2=100см

При розташуванні рельса по осі балки її ширина В повинна задовольняти такій умові [8]:

В≥==21см,  (4.8)

4.3.1 Визначення висоти основного перерізу балки з умов міцності (мінімальної маси)

Висота балки Н коробчастого профілю для середньої частини моста з умов міцності (найменшої маси) визначається за такою формулою [13]:

Н= (4.9)

де М – максимальний сумарний згинальний момент від дії зосереджених сил та рівномірно розподіленого навантаження, визначаємо за урахуванням даних табл. 4.1:

[σ] – допустиме навантаження металоконструкції, [σ] = 1800 кгс/см2

4.3.2 Визначення висоти основного перерізу балки з умов жорсткості

Висота балки з умов жорсткості визначається за такою формулою [12]:

, (4.11)

де [f] – допустимий прогин [f]=L/500…L/700[14]. Вибираємо [f] = L/500 = 1050/500 = 2,1 см.

Е – модуль пружності, кгс/см2. Для низьколегованої сталі: Е=2,1∙106 кгс/см2.

Н== 94,5см

Визначивши висоту балки з умов міцності та жорсткості, у розрахунок приймаємо значення Н = 138,4 см.

4.3.3 Визначення довжини скосу у місці з’єднання головної балки з кінцевою

Довжина скосу LС у місці приєднання головної балки до кінцевої приймається у таких межах [8]:

LС = (0,1…0,2) L, (4.12)

Приймаємо: LС = 0,15 ∙ L = 0,1 ∙ 1050 = 105 см.

4.4 Визначення основних параметрів попередньо обраних розмірів основного перерізу

Площа перерізу верхнього та нижнього поясів (рис. 4.2, а), см2.

F1 = B∙δ1 = 100 ∙ 2 = 200 cм2, (4.13)

Площа перерізу вертикальних стінок,

де В = 100 см (див. стор. 22),

δ1 = 2 см (див. стор. 21),

δ2 = 1 см (див. стор. 21).

Момент інерції поясів відносно осі Х – Х (рис. 4.2, а), см4:

, (4.14)

Момент інерції стінок відносно осі Х – Х (рис. 4.2, а), см4: 

, (4.15) 

Загальний момент інерції перерізу відносно осі Х – Х (рис. 4.2, а), см4:

Іх = Іх1 + Іх2 =  +  = 4288344 см4, (4.16)

Момент опору перерізу відносно осі Х – Х (рис. 4.2, а), см4:

=  = 61970 см3, (4.17)

Момент інерції поясів відносно осі Y – Y (рис. 4,2а), :

, (4.18)

Момент інерції стінок відносно осі Y – Y (рис. 4,2а),

, (4.19)

=

де

Загальний момент інерції перерізу відносно осі Y – Y (рис. 4,2а),

(4.20)

Момент опору перерізу відносно осі Y – Y (рис. 4,2а), :

, (4.21)

де В = 100 см (стор. 22).

4.5 Перевірка балки на міцність та жорсткість

4.5.1 Визначення напружень у небезпечному перерізі від різних комбінацій прикладених навантажень.

Максимальний згинальний момент від навантажень у вертикальній та горизонтальній площинах виникає у перерізі по середині прольоту балки (табл. 4.1).

Головну балку розраховують для найбільш неблагоприємного випадку навантажень при одночасному гальмуванні моста і візка, який навантажений номінальним вантажем і знаходиться на середині моста.

Нормальні напруження G1 від згинання у перерізі V – V від навантажень, які діють у вертикальній площині (рис. 4.1а, комбінація навантажень А), визначається за такою формулою [15]:

, (4.22)

де σ´1нормальні напруження від згинання від навантажень, які діють у вертикальній площині (рис. 4.1, а);

М´1максимальний згинальний момент, який виникає у перерізі балки від навантажень у вертикальній площині (рис. 4.1), кгс∙см;

М´1 = 34478120 кгс∙см (див табл. 4.1)

 

Нормальні напруження σ´´1 від згину у перерізі V – V від дії навантажень у горизонтальній площині (рис. 4.1б) визначаються за формулою [15]:

σ´´1 =, (4.23)

де

 

Максимальні нормальні напруження від згину від дії вертикальних і горизонтальних навантажень (рис. 4.1, комбінація навантажень Б), визначаються за такою формулою [15]:

σmax = σ´1 + σ´´1 ≤ [σ]Б, (4.24)

σmax = 555 + 105 = 660

[σ]Б допустимі нормальні напруження при комбінації навантажень Б;

[σ]Б = 1800 кгс/см2 (див стор.13)

660кгс/см2 ≤ 1800 кгс/см2

Умова виконується, міцність балки забезпечується.

4.5.2 Визначення дотичних напружень у небезпечному перерізі балки

Дотичні напруження, які виникають у небезпечному перерізі балки, визначаються за формулою:

(4.25)

де Q – перерізувальна сила у небезпечному перерізі, кгс;

 

 

 

 

В = 100 см (стор. 22)

Н = 138,4 см (стор. 23)

 

 

4.5.3 Визначення еквівалентних напружень у небезпечному перерізі балки

У небезпечному перерізі балки, крім максимального моменту, діє перерізуючи сила. Отже, матеріал балки знаходиться у складному напруженому стані.

Еквівалентні напруження визначаються за формулою [8]:

Похибка:

 

4.6 Визначення основних параметрів розмірів перерізу балки біля опори

де k = = 2 см

Площа перерізу верхнього та нижнього поясів (рис. 4.2, б),

Момент інерції поясів відносно осі Х – Х (рис. 4.2,а),

Момент інерції стінок відносно осі Х – Х (рис. 4.2,а),

Загальний момент інерції перерізу відносно осі Х – Х (рис. 4,2а),

4.7 Визначення крутного моменту

Розрахунковий крутний момент визначається за формулою [8]:

- крутний момент від розподіленого інерційного навантаження (рис. 4.1 і 4.3), кгссм;

- крутний момент, який виклинаний зосередженим інерційним навантаженням від маси кабіни (рис. 4.1 і 4.3), кгссм;

- крутний момент від маси механізму переміщення (рис. 4.1 і 4.3), кгссм;

- крутний момент, який викликається зосередженим інерційним навантаженням від маси візка з вантажем (рис. 4.1 і 4.3), кгссм;

а) б)

а – опорний переріз; б – основний переріз.

Рисунок 4.3 – Схема до розрахунку крутних моментів

,

 

(див. стор. 28);

(див. стор. 23);

(за завданням);

(див. стор. 18);

;

16).

4.8 Визначення напружень у перерізі біля опори

Переріз головної балки біля опори розраховується за дотичними напруженнями, які виникають від дії поперечної перерізуючої сили та скручуючого моменту.

Максимальна поперечна перерізувальна сила у небезпечному перерізі виникає тоді, коли візок з вантажем знаходиться у крайньому положенні біля опори.

Максимальні дотичні напруження у небезпечному перерізі при комбінації навантажень Б:

де 1080 кгс/см2 (стор. 13).

- максимальна поперечна перерізувальна сила у вертикальній площині (= 149208,1, кгс, табл. 4.1);

-  (= =8287,92, кгс, табл. 4.1);

 

 

 

B = 100 см (стор. 22)

 

 - дотичні напруження в опорному перерізі від дії крутного моменту, який спиймається двома кінцевими балками. Визначається за формулою [8]:

де  - полярний момент інерції перерізу  Для балки коробчастого профілю визначається за формулою [9]:

,

де F – площа прямокутника, який обмежено осями, що проходять крізь середини стінок і поясів.

де k = 2 см (див. стор. 28).

Умова виконується, міцність білки забезпечується.

4.9 Визначення прогину балки

Прогин балки у небезпечному перерізі від ваги візка з номінальним вантажем визначається за формулою[8]:

де

Q = 160000 кгс (за завданням);

 

Е = 2,1 кгс/(див. стор. 23);

L = 1050 см (за завданням);

(див. стор. 24)

Умова виконується, жорсткість балки забезпечується.

4.10 Перевірка загальної стійкості балки

При забезпеченні загальної стійкості балки можуть виявитися нестійкими стінка або стиснений пояс, ща приведе до втрати місцевої стійкості. При цьому вертикальна стінка у результаті деформації виходить із площини балки, а пояс деформується у площинах балки.

На ділянках, які примикають до опор, вертикальна стінка сприймає, головним чином, дотичні напруження τ, а на ділянці на середині прольоту – нормальні напруження σ. На відстані приблизно однієї чверті від опори балка сприймає одночасно нормальні і дотичні напруження [18].

Тому перевірка місцевої стійкості стінок виконується для трьох відсіків, які розташовані у середині, на відстані 1/4 прольоту і в опорному відсіках. Відсіком називається частина балки, яка замкнена між діафрагмами.

Для забезпечення місцевої стійкості стінки балок укріплюються ребрами жорсткості, при цьому необхідно прагнути до того, щоб місцева стійкість задовольнялась при мінімальній кількості ребер.

При проектуванні балок виконується декілька перевірок на місцеву стійкість.

Місцева стійкість стінок балки може бути забезпечена шляхом встановлення великих діафрагм 2 (рис. 4.4), відстань між якими,  не повинна перевищувати [18]:

  (див. стор. 23);

.

А це означає, що відстань  не повинна перевищувати 276,8 см. Приймаємо

Визначимо кількість діафрагм з урахуванням що їх необхідно розставити по довжині балки так, щоб місце встановлення діафрагми не співпало з перерізом, у якому діє максимальний згинальний момент (рис. 4.4).

де L = 1050 см (за завданням).

При цьому довжина опорних відсіків  може бути менша або дорівнювати  (рис. 4.4).

1 – основне поперечне ребро (велика діафрагма); 2 – основне продольне ребро верхнє;

0-0-V-V – перетини в яких визначені  (табл. 4.1);

Рисунок 4.4 – Розташування ребер жорсткості у головній балці

4.11.1 Перевірка місцевої стійкості1/2 довжини опорного відсіку

Перевірка місцевої стійкості симетричних перерізів з великими діафрагмами для опорного відсіку виконується за формулою [18]:

,

де σ – краєві напруження, для опорного відсіку визначаються за формулою:

де  - момент, який сприймається стінками у середньому перерізі опорного відсіку, кгс*см, визначається за формулою:

де  - згинальний момент для середнього перерізу опорного відсіку,

- момент інерції перерізу стінок у середньому перерізі опорного відсіку,  визначається за формулою:

де

;

 

(рис. 4.5):

,

(див. стор. 28);

(див. стор. 23);

Рисунок 4.5 – Схема геометричних характеристик середнього перерізу опорного відсіку

- момент інерції середнього перерізу опорного відсіку,

,

де B = 100 см (стор. 22).

Місцеві напруження стиснення,  під зосередженим вантажем у балках коробчастого перерізу, якщо рельс не розташований над стінкою, приймається

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

де

де

,

(див. стор. 23);

 

Критичні дотичні напруження , визначаються за формулою:

,

де μ – відношення більшої сторони відсіку до меншої (між , см (рис. 4.4).

,

 

d – менша сторона відсіку (висота

Коефіцієнт умов роботи m для головної балки приймається у межах [14]: m = 0,8 – 1,1. Приймаємо m = 1,1

Отже, балка на відстані 1/2 опорного відсіку зберігає свою стійкість.

4.11.2 Перевірка місцевої стійкості відсіку, розташованого на 1/4 довжини балки

Перевірка місцевої стійкості симетричних перерізів з великими діафрагмами для, відсіку, розташованого на 1/4 довжини балки виконується за формулою:

,

де

- для відсіку, що розташований на 1/4 та 1/2 довжини балки,

σ , для відсіку, що розташованого 1/4 довжини балки, визначаються за формулою:

,

де  - момент, що сприймається стінками у середньому перерізі відсіку, що перевіряється

де  – згинальний момент для перерізу 1/4 довжини балки.

 

 

Момент опору стінок балки відносно горизонтальної осі  визначається за формулою:

,

 (див. стор. 23);

 

Місцеві напруження стиснення,  під зосередженим вантажем у балках коробчастого перерізу, якщо рельс не розташований над стінкою, приймається

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

,

де

,

де

 

Отже, балка зберігає свою стійкість для відсіку, що розташований на 1/4 довжини балки.

4.11.3 Перевірка місцевої стійкості симетричних перерізів з великими діафрагмами для відсіку, розташованого на 1/2 довжини балки виконується за формулою:

де σ – краєві напруження, визначаються за формулою:

 визначається за формулою:

 

 

 

М =  кгс∙см, (див. табл.. 4.1).

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

(див. стор. 23);

 

визначається за формулою:

де

 

Отже, балка на відстані 1/2 довжини зберігає свою стійкість.

Місцева стійкість стінки, яка укріплена діафрагмою вважається забезпечено, якщо виконується наступна умова [17,16]:

де R – розрахунковий опір прокатної сталі,  [17]. Так як сталь М16С має клас міцності С38/23, то R = 2100 .

138,4 > 100.

Умова не виконується, а це означає, що необхідно встановити горизонтальне ребро жорсткості 2 у стисненій зоні вертикальної стінки на відстані  від верхнього поясу, (рис. 4.4).

Місцева стійкість симетричних перерізів, які закріплені діафрагмами 1 і прокольними ребрами жорсткості 2, перевіряють у трьох відсіках окремо для верхньої і нижньої частин вертикальної стінки (пластинки) відносно горизонтальної осі (рис.4.4).

4.11.4 Стійкість верхньої частини вертикального полотна

Стійкість верхньої частини вертикального полотна (пластинки) для трьох відсіків визначається за формулою [17]:

Місцеві напруження  під зосередженим вантажем у балках коробчастого перерізу, якщо рельс не розташований над стінкою, приймається

4.11.4.1 Стійкість верхньої частини полотна 1/2довжини опорного відсіку

Краєві напруження визначаються за формулою:


де  - момент, який сприймається стінками у середньому перерізі опорного відсіку, кгссм, визначається за формулою:

де  - згинальний момент для середнього перерізу опорного відсіку,

- момент інерції перерізу верхньої частини вертикального полотна на ділянці ,  визначається за формулою:

де

 (див. стор. 23);

(див. стор. 37).

- момент інерції середнього перерізу опорного відсіку,  визначається за формулою:

Критичні нормальні напруження визначаються за формулою:

де

 

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

визначається за формулою:

де

 

,

де μ – відношення більшої сторони відсіку до меншої, см (рис. 4.4).

,

d – менша сторона відсіку (довжина  висота ), см (рис. 4.4), d = 27,68 см.

Отже балка на відстані 1/2 довжини опорного відсіку верхньої частини полотна зберігає свою стійкість.

4.11.4.2 Стійкість верхньої частини полотна 1/4 довжини балки

Краєві напруження визначаються за формулою:

де .

 

 

 

 

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

 (див. стор. 23);

 

 - визначається за формулою:

де

Отже, місцева стійкість верхньої частини вертикального полотна для відсіку, ща розташований на 1/4 довжини балки забезпечується.

4.11.4.3 Стійкість верхньої частини полотна 1/2 довжини балки

Краєві напруження визначаються за формулою:

де .

 

 

 

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

(див. стор. 23);

 

визначається за формулою:

де Q

Умова виконується, місцева стійкість верхньої частини вертикального полотна для відсіку, що розташований на 1/2 довжини балки забезпечується.

4.11.5 Стійкість нижньої частини вертикального полотна

Перевірка місцевої стійкості нижньої частини вертикального полотна на ділянці  , відносно горизонтальної осі (рис. 4.4), проводиться для трьох відсіків при наявності інерційних навантажень, що виникають у горизонтальній площині балки (комбінація навантажень Б), за формулою [17]:

Місцеві напруження  під зосередженим вантажем у балках коробчастого перерізу, якщо рельс не розташований над стінкою, приймається .

4.11.5.1 Стійкість нижньої частини полотна 1/2 довжини опорного відсіку

де σ – краєві напруження, для опорного відсіку визначаються за формулою:

де  , кгс∙см, визначається за формулою:

,

де  - згинальний момент для середнього перерізу опорного відсіку,

 

- момент інерції перерізу нижньої частини вертикального полотна на ділянці ,  визначається за формулою:

де

(див. стор. 23);

- момент інерції середнього перерізу нижньої частини вертикального полотна опорного відсіку,  визначається за формулою:

(див. стор. 37).

Напруження  визначаються за формулою:

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

де

де

Критичні дотичні напруження  ,  , визначаються за формулою:

де μ – відношення більшої сторони відсіку до меншої (між ), см (рис. 4.4).

d – менша сторона відсіку (довжина  висота ), см (рис. 4.4), d = 110,72 см

Отже, балка на відстані 1/2 довжини опорного відсіку частини полотна зберігає свою стійкість.

4.11.5.2 Стійкість нижньої частини полотна 1/4 довжини балки

Краєві напруження, визначаються за формулою:

де  визначається:

 

 

 

(див. стор. 50);

(див. стор. 41);

 

Напруження  (див. стор. 52),  (див. стор. 53)

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

де

де

Отже, балка на відстані 1/4 довжини нижньої частини полотна зберігає свою стійкість.

4.11.5.3 Стійкість нижньої частини полотна 1/2 довжини балки

Краєві напруження, визначаються за формулою:

де  визначається:

 

 

 

(див. стор. 50);

(див. стор. 41);

 

Напруження  (див. стор. 52),  (див. стор. 53)

Дотичні напруження τ,  , визначається за формулою:

де

де Q

Умова виконується, місцева стійкість нижньої частини вертикального полотна забезпечується.

4.12 Визначення розмірів діафрагм

Діафрагми повинні щільно приторцьовуватись до верхнього поясу головної балки. Для забезпечення такої можливості й зменшення концентрації напружень у діафрагмі виконується скіс пружків (рис. 4.

Рисунок 4.6 – Схема до розрахунку діафрагми

Напруження зминання  торцевої поверхні діафрагми [12]:

Розрахункова площа торцевої поверхні діафрагми визначається за формулою:

де - розрахункова площа торцевої поверхні діафрагми,

 

[9]

= 67500 кгс (див. стор. 17); 

– товщина діафрагми, см. Так як діафрагма не є основним робочим елементом конструкції, іі товщина може бути конструктивно прийнята меншою, ніж товщина вертикальної стінки балки. Отже, приймаємо товщину діафрагми

 

Умова виконується, жорсткість діафрагми забезпечується.

Висота великих діафрагм  приймається на 40…60 мм менше висоти стінки балки Приймаємо  Для полегшення конструкції і зменшення витрат матеріалу у діафрагмах робиться прямокутний виріз (рис. 4.6).

4.12.1 Визначення розмірів вирізу у діафрагмі

При розрахунку, маємо на увазі, що якщо колесо візка стоїть на балці у площині діафрагми, діафрагма сприймає тільки половину тиску колеса [14] .

Частіше рельс лежить на середині балки, тому обидва вертикальних стержня 2 і 4 рами діафрагми навантажені однаково. Таким чином, кожен із стержнів сприймає навантаження:

Визначаємо ширину стержня d за формулою [18]:

 

Висота перекладини рами діафрагми (рис. 4.6) визначається з умов її роботи на згин з урахуванням того, що вона працює як нерозрізна балка:

 

 

Ширина вирізу а діафрагмі (рис. 4.6):

Рисунок 4.7 – Велика діафрагма

5 ВИБІР РОЗМІРІВ ПЕРЕРІЗУ Й РОЗМІРІВ ПРОДОЛЬНОГО РЕБРА ЖОРСТКОСТІ

Повздовжні ребра жорсткості встановлюються, як правило, у стисненому поясі балки з метою забезпечення місцевої стійкості стінки. Виготовлення ребер з гнутих профілів швелерного типу передбачає створення найбільших моментів інерції ребер при найменших витратах матеріалу [13].

При наявності одного повздовжнього ребра необхідний момент інерції  повздовжнього ребра визначається у залежності від відстані його до стисненого поясу (0,2  чим більша відстань, тим менше значення необхідного моменту інерції ребра . Однак  не повинно бути меншим 1,5 і більше 7, де

Отже, вибираємо:

У відповідності з розрахованим  відповідно ГОСТ 8240-72 вибираємо дійсну величину моменту інерції швелера а потім номер швелера.

Отже, за стандартом вибираємо швелер №14а, для якого;

Вага 1 погонного метру – 13,3 кгс; h=140 мм; b=62мм; s = 4,9 мм; t=8,7 мм; F = 17,7 ;

Рисунок 5.1 – Схема перерізу ребра

Довжина ребра приймається такою, щоб воно переходило в опорні відсіки на 50 см.

Для запобігання попадання вологи у середину продольного ребра жорсткості до його торців приварюють прямокутні пластини (заглушки) (рис. 5.2 і рис. 5.3)

Рисунок 5.2 - Заглушка

1 – продольне ребро жорсткості; 2 – заглушка; 3 – вертикальна стінка балки; 4 – нижній пояс балки; 5 – пояс балки.

Рисунок 5.3 – Варіант встановлення продольного ребра жорсткості

6 РОЗРАХУНОК МІЦНОСТІ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ

Якщо балка перевищує по довжині сталь, яка є за стандартом, то вертикальні полотна і горизонтальні пояса складаються з двох і більше листів (рис. 6.1).

Кількість стикових швів і їх розташування у вертикальних полотнах і горизонтальних поясах балок назначаємо виходячи з конструктивних міркувань. При цьому враховуємо, що зварні шви не рекомендується розташовувати у площа перерізу, де діє великий згинальний момент.

З урахуванням розрахунків (див. стор. 16-18) відповідно до стандарту ГОСТ 19903-74 вибираємо необхідну довжину листового прокату, розміри якого наводяться у табл.. 6.1

Таблиця 6.1 – Розміри листового прокату, мм

Елемент

Товщина

Ширина

Довжина

Розрахункова

За ГОСТом

Розрахункова

За ГОСТом

Пояс

20

100

1250

10500

2500-12000

Стінка

10

1384

1400

10500

2000-8000

Діафрагма

8

940

700

1330

2000-8000

Рисунок 6.1 – Схема розташування стикових швів на вертикальному (а) і горизонтальному (б) полотнах.

Розрахунок міцності зварних швів виконуємо для найбільш навантаженого стикового шва стінки. Згідно з рис. 6.1 це є шов №1.

Згинальний момент, який приходиться на вертикальні стінки, визначається за формулою [15]:

,

де  – згинальний момент перерізу, у якому розташований зварний шов, що розраховується на міцність.

де

 

l = 105 см (стор. 23);

 

 

с – відстань від початку балки до шва №1, с = 300 см (рис. 6.1).

 

 

Нормальні напруження у крайньому волокні стінки і, також, у зварному шві визначаються за формулою[15]:

,

де

(див. стор. 23);

 

Отже, найбільш навантажений стиковий шов стінки витримає максимальне навантаження.

Так як розміри листового прокату відповідно до ГОСТ 19903-74 для пояса становлять 2500 – 12000 мм, приймаємо листовий прокат рівний довжині балки – 9500 мм. Таким чином, зварювальні шви у поясі відсутні.

Так як верхній пояс, як правило, приварюється до вертикальної стінки двостороннім швом, зусилля Р сприймаються двома поясними швами, напруження у яких визначаються за формулою:

,

де Q – максимальна перерізуюча сила, Q = 149208.1 кгс (табл.. 4.1)

 

,

де 96.88/2 = 48,44 см

 

 

j – коефіцієнт зниження допустимих напружень [11]:

 

 

Отже, поясні шви витримають навантаження.

7 ВИЗНАЧЕННЯ МАСИ КОНСТРУКЦІЇ

Визначення маси конструкції виконується з урахуванням розмірів елементів перерізу і питомої ваги матеріалу конструкції. Маса конструкції дорівнює сумі елементів, які її складають [19]:

де n – число елементів, що складають конструкцію;

l – довжина елемента конструкції;

- питома маса заліза, яка умовно прийнята 0,008 кгс/. Деяке підвищення маси при такому розрахунку враховує запас на відходи при виготовленні.

вага наплавленого металу, кгс. Маса наплавленого металу повинна бути 0,5…1,0% маси конструкції.

Маса горизонтального верхнього полотна:

Маса горизонтального нижнього полотна:

Маса вертикального полотна:

Маса великої діафрагми:

Маса горизонтального ребра:

g = 0,133 кгс/см,

Маса заглушки горизонтального ребра:

Маса конструкції без врахування наплавленого металу:

Маса наплавленого металу:

Результати розрахунку всіх елементів балки надані у табл. 7.1.

Таблиця 7.1 – Результати розрахунку маси елементів балки

Найменування елементів конструкції

Кількість, шт..

Маса, кгс

Сумарна маса, кгс

Полотно:

Горизонтальне верхнє

1

1680

1680

Горизонтальне нижнє

1

Вертикальне

2

2208,8

Велика діафрагма

3

61,12

183,36

Горизонтальне ребро

2

212,8

Заглушка горизонтального ребра

4

0,4

1,6

Наплавлений метал

Загальна маса балки

6039,15

Рисунок 7.1 – Схема головної балки для визначення маси елементів

Висновок

В даному курсовому проекті була спроектована головна балка мостового крану.

В ході роботи було зроблено:

  1.  вибрані зварювальні матеріали;
  2.  виконаний розрахунок на міцність основного металу і зварних з’єднань;
  3.  перевірена загальна та місцева витривалість;
  4.  розрахована маса спроектованої балки.

Балка мостового крану була спроектована з урахуванням мінімальних габаритних розмірів і маси.

Таким чином, балка спроектована раціонально, відповідає вимогам забезпечення міцності та жорсткості.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Богинский Н.С. Мостовые и металлургические краны. - М. Машиностроение, 1970. -300с.

2. Богорад A.A., Загузин А.Т. Грузоподъемные краны машиностроительных предприятий: Учеб. Для ПТУ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1990. - 271с.

3.Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г. Сорокина, М. Машиностроение, 1989 г.

4. Сварка в машиностроении. Справочник. В 4-х т. / Редкол.: Г.А. Николаев и др. /Под ред. А.И.Акулова. - т.2. - М.: Машиностроение, 1978. - 462 с.

5. Справочник по кранам т.1 / Под ред. А.И. Дукельского. - Л.: Машиностроение, 1971. -455 с.

6.Иванченко Ф.К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. - К.: Будівельник, 1975. -485 с.

7. Справочник по кранам т.З / Под ред. А.И. Дукельского. - М.: Машгиз, 1963. - 340 с.

8. Иванченко Ф.К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. - К.: Будівельник, 1975. - 485с.

9. Шумикин А.Б. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Расчет и проектирование сварных конструкций» для студентов специальности 12.05 «Оборудование и технология сварочного производства». Запорожье.: ЗМИ, 1988. - 78 с.

10. Действующий стандарт. Краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью 80 - 230 с.

11. П.Парницкий А.Б. Мостовые краны общего назначения. - М.: Машиностроение, 1962. -392 с.

12. Парницкий А.Б. Мостовые краны общего назначения. - М.: Машиностроение, 1971. -311 с.

13. Гохберг М.М. Металлургические конструкции грузоподъемных машин. - Л.: Машиностроение, 1969. - 520 с.

14. Справочник по кранам т.2 / Под ред. Дукельского. - Л.: Машиностроение, 1971.-351 с.

15. Руденко И. Ф. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. - М.: Машиностроение , 1966 - 463 с.

16. Богуслаевский П.Е. Металлургические конструкции грузоподъемных машин и сооружений. - М.: Машгиз, 1961. - 520 с.

17. Лихтарников Я.М. Расчет сварных конструкций. - К: Будівельник, 1976. - 350 с.

18. Писаренко А.И. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1970 - 431 с.

19. Серенко А.Н. Расчет сварных соединений и конструкций. - К: Вища школа, 1977.335с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58247. Военные походы фараонов 45.5 KB
  С какой целью фараон создавал войско Из кого состояло войско Развитие какого ремесла позволило создать хорошо вооруженное войско Войско состояло из пехоты и колесниц. Это позволило создать колесничное войско. Во всех важнейших сражениях он лично командовал войском. О если бы не его величество говорили они да живет он да здравствует да будет благополучен мы никогда бы не разгромили вражеское войско.
58248. Психологічна сумісність 53 KB
  Мета: учні повинні знати: Що таке психологічна сумісність; Значення понять: характер темперамент; Типи темпераменту характеру; Сумісність типів темпераменту характеру.
58249. Табличный процессор Microsoft Excel. Назначение и интерфейс 422.5 KB
  Образовательная цель урока: Изучение и первичное закрепление знаний; Актуализация ведущих знаний ;Ввести понятия табличный процессор и электронная таблица; Сформировать понятия: ячейка строка столбец адрес ячейки диапазон блок ячеек рабочий лист книга.
58250. Исследование процесса работы пользователей с информационной системы учета электропогружного оборудования скважин (ИС «ЭПОС») 3.02 MB
  В результате данной работы было спроектирована, разработана и внедрена подсистема оповещения в ИС «ЭПОС», устраняющая недостатки в работе ИС «ЭПОС». Разработаны и реализованы спецификации требований на внесение изменений в ИС «ЭПОС».
58252. Носовой гласный переднего ряда во французском языке 146.5 KB
  Положение всех органов речи то же, что и при [ε]. Язык должен упираться в нижние резцы, иначе звук будет похож на [α̃]. Нёбная занавеска отходит от стен фаринкса и включает носовой резонатор.
58254. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ МНЕНИЯ В НАУЧНОМ ТЕКСТЕ ЧЕРЕЗ ПРИЗМУ КАТЕГОРИИ СУБЪЕКТИВНОЙ МОДАЛЬНОСТИ 82.23 KB
  Целью данной работы является исследование научного текста и выявление способов выражения мнения в научном тексте при помощи категории субъективной модальности.