Строительныя механика
Министерство образования Российской Федерации
Московский Государственный Строительный Университет
Факультет Механизации и Автоматизации Строительства
Курсовой проект
По дисциплине: Металлоконструкции.
На тему:
Расчет и проектирование стрелы башенного
крана.
Состав проекта
1. Расчетно-пояснительная записка на 33 страницах
2. Графическая часть на 1 листе
Расчетно-пояснительная записка
Слюсарь А.С
1.
Исходные данные
Таблица 1. Заданные параметры крана
| Наименование параметра | Значение |
| Максимальная грузоподъёмность Qmax (т) | 8 |
| Г/п на максимальном вылете Q (т) | 4 |
| Вылет при максимальной г/п Lqmax (м) | 10 |
| Длина стрелы Lс (м) | 22 |
| Высота подвески Н (м) | 6,1 |
| Растояние до подвески d (м) | 1,3 |
| Растояние от оси вращения до пяты Х0 (м) | 1,1 |
| Масса стрелы GС (т) | 2,1 |
| Масса тележки gt (т) | 0,6 |
|
Масса грузозахватных |
0,42 |
| Межосевое расстояние тележки а0 (м) | 0,55 |
| Число колес грузовой тележки nк | 4 |
| Время торможения поворота tт (с) | 3,4 |
| Частота вращения поворота n (1/мин) | 1 |
| Ветровая нагрузка W (Н/м) | 130 |
| Ветровая нагрузка на груз (Н) | 520 |
| Кратность полиспаста in | 2 |
| Форма сечения элементов | Т |
| Марка стали | 09Г2С |
Кривая грузоподъёмности
Рис.1.
Габаритные параметры
стрелы и кривая грузоподъемности
Определяем недостающие размеры стрелы.
1.1. Производные параметры стрелы
1.1.1. Ширина стрелы
B=0,03×Lc=0,036×22=0,66 м
1.1.2. Высота стрелы
h=0,035×Lc=0,035×22=0,77 м
1.1.3. Радиус блока на голове стрелы
rб=(25×Qmax)/iп+40мм=(25×8)/
1.1.4. Расположение оси блока
b=(1¸3)×rб=2×0,14=0,28 м
с=(1,0¸1,2)×rб=1,1×0,14=0,
1.1.5. Длина панелей верхнего и нижнего поясов
lп=(1,0¸1,2)×h=1,1×0.77=1 м
Принимаем решетку с совмещенными узлами со стойками.
Стрела
состоит из 4 секций. Принимаем длину
одной секции равной 5.5 м.
2. Нагрузки, действующие
на стрелу
2.1
Распределенная линейная
нагрузка от веса стрелы
на верхний пояс qв=0,25× =0,25× =0,234 кН/м
Gc×g 2.1×9,81
на нижний пояс qн=0,75× =0,75× =0,702 кН/м
, где
g - ускорение силы тяжести в м/с2.
2.2 Нагрузка от поднимаемого груза с учетом массы грузозахватных
приспособлений , массы грузовой тележки в режиме торможения
опускающегося
груза (или подъема
груза с подхватом)
груз на конце стрелы:
P1=[(Q+Gгп)×Kд+Gт]×g=[(4+0,
груз на вылете £ 0.5Lc:
P2=[(Qmax+Gгп)×Kд+Gт]×g=[(8+
,
где Кд=1,2 - коэффициент динамики
2.3 Горизонтальная инерционная нагрузка от массы груза, грузозахватных
приспособлений
и грузовой тележки
при торможении поворота
крана
2.3.1.
Груз на максимальном
вылете
w×(X0+Lc-0,5×a0)
Pгин1=(Q+Gгп+Gт)
=(4+0,42+0,6)
=3,54
кН
,
где w
- угловая скорость поворота крана.
p×n 3,14×1
w= = =0,105 c-1
30
30
2.3.2
Груз на среднем
вылете
w×(X0+0,5×Lc)
Pгин2=(Qmax+Gгп+Gт) = (8+0,42+0,6)
tт
=3,37 кН
2.4 Горизонтальная инерционная нагрузка при торможении и повороте крана
от
массы стрелы
X02+X0×Lc+Lc2 w 1,12+1,1×22+222 0,105
Pсин=Gс×
2.5
Усилие в канатах
подъема груза
груз
на конце стрелы:
(Q+Gгп) (4+0,42)
Sкп= ×g×Kд= ×9,81×1,2=27,39 кН
iп×h
2×0,95
при
максимальной грузоподъёмности:
(Qmax+Gгп) (8+0,42)
Sкп.max= ×g×Kд= ×9,81×1,2=52,17 кН
iп×h
2×0,95
,
где h=0,95 -
КПД полиспаста механизма подъема (при
iп=2).
2.6.
Тяговое усилие
перемещения грузовой
тележки
груз
на конце стрелы:
Sтт=0,05×P
при максимальной грузоподъёмности:
Sтт.max=0,05×P2=0,05×105,01 =5,25 кН
3. Усилия в
элементах стрелы
3.1. Оптимизация точки подвеса стрелы
3.1.1. Точка подвеса в узле 15
3.1.2.1.
Определение реакций
опор
Реакция
опоры В:
åМА=0; åМВ=0;
P×X X Lп-X 18-X
RВ= = RА= =
r01 5,6
Lп
18
при X=0 Þ RВ=0 кН при X=0 Þ RА=1 кН
при X=Lп=18 м Þ RВ=3.2 кН при X=Lп=18 м Þ RА=0 кН
3.1.2.2.
Определение усилий
в элементах К1
и К2
Усилие
в элементе К1:
åМ7’=0; рассматриваем часть стрелы правее узла 7’
7×RА 7 18-X
S7-8= - =- *
h
0.77 18
при X=0 Þ S7-8=-9.09 кН
при X=7 м Þ S7-8=-5.55 кН
при X=Lп=18 м Þ S7-8=0 кН
при X=Lc=22
м Þ
S7-8=2.02 кН
åМ10’=0; рассматриваем часть стрелы левее узла 10’
-RB×r1 -P×X×r1 -X×3.42
S7-8= = =
h r01×h
5,6×0.77
при X=0 Þ S7-8=0 кН
при X=7м Þ
S7-8=-5,55
кН
Усилие в элементе К2:
åМ15’=0; рассматриваем часть стрелы правее узла 15’
RB×r2-RA×L1 RB×0,9-RA×15
S15-16= =
при X=L1=15 м Þ S15-16=0 кН; при X=Lc=22 м Þ S15-16=10.42 кН
3.1.4. Точка подвеса в узле 11
3.1.4.1.
Определение реакций
опор
Реакция
опоры В:
åМА=0; åМВ=0;
P×X X Lп-X 13.5-X
RВ= = RА= =
r01 5,6 Lп
13.5
при X=0 Þ RВ=0 кН при X=0 Þ RА=1 кН
при X=Lп=13.5 м Þ RВ=2.41 кН при X=Lп=13.5 м Þ RА=0 кН
3.1.4.2.
Определение усилий
в элементах К1
и К2
Усилие
в элементе К1:
åМ6’=0; рассматриваем часть стрелы правее узла 5’
5×RА 13.5-X
S5-6= - =-6.49
h 13.5
при X=0 Þ S5-6=-6.49 кН
при X= 5 м Þ S5-6=-4.1кН
при X=Lп=13.5 м Þ S5-6=0 кН
при X=Lc=22 м Þ S5-6=4.09 кН
åМ7’=0; рассматриваем часть стрелы левее узла 6’
-RB×r1 -P×X×r1 -X×3.54
S5-6= = =
h r01×h
5,6×0.77
при X=0 Þ S5-6=0 кН
при X=5
м Þ
S5-6=-4,1кН
Усилие
в элементе К2:
åМ16’=0; рассматриваем часть стрелы правее узла 12’
RB×r2-RA×L1 RB×1-RA×11
S12-13= =
при X=L1=12м Þ
S12-13=0 кН;
при X=Lc=22Þ S12-13=15.1
кН