Ім'я файлу: Контрольна_робота_м_констр_ ПТМ_.doc
Розширення: doc
Розмір: 541кб.
Дата: 20.05.2020
скачати
Пов'язані файли:
Система автоматического регулирования дистанции.docx
Розширення: doc
Розмір: 541кб.
Дата: 20.05.2020
скачати
Пов'язані файли:
Система автоматического регулирования дистанции.docx
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНО ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
«ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»
Кафедра «Підйомно-транспортні машини і обладнання»
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дисципліни «Металеві конструкції ПТМ»
на тему «Кран мостовий вантажопідйомністю 10 т прогоном 25,5 м групи режиму роботи 5К»
Виконав:
студент групи МШЗ-47ч
Сташеску В.О.
Перевірив:
проф. Петренко Н.О.
Харків – 2020
ЗМІСТ
1. РОЗРАХУНОК ГОЛОВНОЇ ФЕРМИ МОСТОВОГО КРАНА РЕШІТЧАСТОЇ КОНСТРУКЦІЇ
1.1 Вихідні дані
1.2 Навантаження і їхні сполучення
1.3 Вибір марки сталі і допустимих напружень
1.4 Визначення зусиль в елементах головної ферми
1.5 Вибір перерізів елементів головної ферми
1.6 Визначення прогину ферми
1.7 Розрахунок зварних швів
Література
1. РОЗРАХУНОК ГОЛОВНОЇ ФЕРМИ МОСТОВОГО КРАНА РЕШІТЧАСТОЇ КОНСТРУКЦІЇ
1.1 Вихідні дані
Металева конструкція моста решітчастої конструкції складається з двох просторово-жорстких пролітних балок, з’єднаних по краях кінцевими балками, у яких установлені ходові колеса крана.
Кожна пролітна балка містить у собі головну ферму, допоміжну (бокову) і дві горизонтальні ферми. Для надання пролітній балці геометричної незмінюваності уздовж прольоту розміщаються розкоси; ці розкоси містяться в площині стійок головної і допоміжної ферм.
До складу головної ферми входить верхній пояс, нижній пояс, розкоси і стійки. До верхнього поясу кріпиться підвізкова рейка.
Q=10 т – вантажопідйомність крана; L= 25,5 м – прогон; V=80 м/хв. – швидкість пересування крана; t=10 с – час гальмування крана; aт=1,8 м – база візка; Gт=30 кН – вага візка; Режим роботи – 5К середній; Розрахункова температура - ±20ºС.
Висота ферми (відстань між центрами ваги верхнього й нижнього поясів) призначається
. Висота ферми в місці кріплення до кінцевої балки приймається 
. Ширина горизонтальних ферм з умови жорсткості в горизонтальній площині призначається 
. Довжина панелі верхнього поясу 
.Геометрична схема головної ферми
1.2 Навантаження і їхні сполучення
Розрахунок балки проводиться методом допустимих напружень. За цим методом навантаження поділяються на основні й додаткові. До основних навантажень відносять постійні (власна вага балки, вага площі, еханізму пересування, кабіни та ін.). Додаткові навантаження – це динамічні навантаження, що виникають при пуску – гальмуванні моста. Розрахунок балки виконується для двох сполучень навантажень.
Сполучення 1 (кран нерухомий, різкий підйом вантажу):
.Сполучення 2 (кран пересувається, різке гальмування):
.У наведених виразах:
- вага головної балки; Gт – вага вантажного візка; ψ – коефіцієнт динамічності при підйомі вантажу; q’, p’ – відповідно динамічні навантаження від мас балки і мас візка з вантажем.Коефіцієнт ψ приймаємо 1,3.
Коефіцієнт К приймаємо 1.
1.3 Вибір марки сталі і допустимих напружень
ВСт3пс6 ДСТ 380-71.
Напруження, що допускаються, для першого і другого сполучень навантажень:
де GТ=25
– межа текучостіn1=1,5 – коєфіцієнт запасу міцності;
n2=1,33 – коєфіцієнт запасу міцності.
1.4 Визначення зусиль в елементах головної ферми
При розрахунку елементів пролітної балки її розділяють на ряд плоских ферм. Вважають, що навантаження від тиску ходових коліс візка і частину власної ваги балки сприймає головна ферма; навантаження від іншої частини власної ваги балки сприймає допоміжна ферма; горизонтальні динамічні навантаження сприймають горизонтальні ферми.
1.4.1 Визначення зусиль від навантажень, що діють у вертикальній площині ферми
Власна вага пролітної балки GБ=63 кН, визначається за графіком.
Більшу частину ваги балки сприймає головна ферма:
Вага GФ розноситься по вузлах верхнього поясу. Навантаження в кожному вузлі складається:
де m – число усіх вузлів, що примикають до верхнього поясу.
Зусилля в елементах головної ферми від власної ваги знаходять за допомогою побудови діаграми зусиль Максвелла – Кремоне. Тиск ходових коліс від ваги візка з вантажем сприймається тільки елементами головної ферми. Тиск на одне ходове колесо:
Переріз верхнього поясу ферми виконують постійним по всій довжині прольоту. У зв’язку з цим вибір перерізу здійснюється за максимальним зусиллям, що зазнає пояс від ваги балки і візка з вантажем.
Геометрична схема зусиль у стрижнях ферми від вертикальних навантажень.
Зусилля в стрижні 22-23 від рухомого навантаження буде максимальним, коли ліве колесо візка стане над моментною точкою А1.
Зусилля в стрижні 22-23 буде максимальним, якщо ліве колесо візка поставити над моментною точкою А2.
Розкоси. Найбільш навантаженим опорний розкіс 2-26. Однак за розрахунковий приймається розкіс 4-25, що має більшу довжину, ніж опорний.
Зусилля в розкосі 4-25 буде максимальним, якщо ліве колесо поставити у вузол А3.
де α – кут між розкосом і нижнім поясом.
1.4.2 Визначення зусиль від навантажень, діючих у горизонтальній площині
ферми
Динамічне навантаження q’ від частини маси пролітної балки розподіляється по вузлах ферми:
Динамічне навантаження від маси візка з вантажем:
Зусилля у стрижні 8-9 буде максимальним, коли ліве колесо візка стане над моментною точкою A’1:
1.5 Вибір перерізів елементів головної ферми
Для проектування головної ферми необхідно вибрати переріз верхнього і нижнього поясів, розкосів і стійок.
1.5.1 Вибір перерізу верхнього поясу
Приймемо переріз верхнього поясу у вигляді тавра. Спочатку площа перерізу вибираємо орієнтовано, за максимальним зусиллям, що виникає в стрижні поясу від навантажень першого сполучення:
де Sq=66,3 кН – зусилля в стрижні 8-9 від власної ваги ферми;
- зусилля в стержні 8-9 від рухомого навантаження з урахуванням коефіцієнта ψ:
Формула
не враховує місцевого згину верхнього поясу, тому допустимі напруження мають бути зниженими до
Призначаємо розміри полиці та стінки тавра:
B=18 см; δП=1 см;
hСТ=18 см; δСТ=1 см
Відстань від крайки полиці до нейтральної осі перерізу:
Обраний переріз верхнього поясу перевіряється за методом допустимих напружень за формулою:
де φX – коефіцієнт зменшення допустимих напружень через дію поздовжнього вигину відносно осі х-х(рис.6).
- момент опору перерізу для верхніх волокон полиці;
Гнучкість поясу λX відносно осі х-х визначається за формулою:
φX=0,948
- радіус інерції перерізу щодо осі х-х.Fп=Fс=18 см2 – площа перерізу відповідно полки і стінки.
Місцевий згинальний момент визначається за формулою:
де
- тиск на одне ходове колесо з урахуванням коефіцієнту динамічності.
Напруження для нижніх волокон у вузлі (точка2, на рис.6) :
де
- момент у вузлі;
- момент опору перерізу для нижніх волокон.
де К=1 – коефіцієнт поштовхів; S’ – зусилля в стрижні 8-9 від горизонтальних динамічних навантажень; φY= 0,883 – коефіцієнт зменшення допустимих напружень через дію повздовжнього вигину відносно осі у-у;
- відносна гнучкість поясу;
- місцевий момент від сили P’;
- осьовий момент опору перерізу поясу щодо осі у-у;
- момент інерції перерізу відносно осі у-у;
- радіус інерції перерізу відносно осі у-у;
Критичні напруження у кН/см2, для такого закріплення пластини:
1.5.2 Вибір перерізу нижнього поясу
Нижній пояс розтягнутий. Приймемо переріз із двох кутників. Площа перерізу F визначається з умови:
де Sq=65,3 кН – зусилля у стрижні 22-23 від власної ваги балки;
- зусилля в стрижні 22-23 від рухомого навантаження з урахуванням коефіцієнта ψ;За отриманим значенням F підбирають рівнополочні (ДСТ 8509-72) кутники.
Приймаємо:
2L 75х75х8; F=11,5; z0=2,15см; rx=2,28.
1.5.3 Вибір перерізу розкосів і стійок
Переріз розкосів і стійок звичайно складається з двох рівнополочних кутників, з’єднаних по довжині планками.
Спочатку площа перерізу розкосу підбирається орієнтовно, при гнучкості λ=100, за формулою:
де Sq=18,3 кН – зусилля в розкосі 4-25 від власної ваги балки;
- зусилля в розкосі 4-25 від рухомого навантаження;За площею вибирають два рівнополочних кутника загальною площею Fп і потім знаходять дійсну гнучкість стрижня.
Приймаємо: 2L 63х63х5
F=6,13 см2; z0=1,74 см; rх=1,94;
Гнучкість стрижня в площині ферми
φ=0,582де l=241 см – геометрична довжина розкосу.
За більшою гнучкістю знаходять φ і визначають дійсне напруження у розкосі:
Спочатку площа перерізу стійки підбирається орієнтовно, при гнучкоті λ=100, за формулою:
φ – коефіцієнт зменшення допустимих напружень через дію поздовжнього вигину;
За площею вибирають два рівнополочних кутника загальною площею Fп і потім знаходять дійсну гнучкість стрижня. Приймаємо стійку:
2L 45х45х3; F=2,65 см2; z0=1,21 см; rх=1,39.
Гнучкість стрижня в площині ферми:
φ=0,597;За більшою гнучкістю знаходять φ і визначають дійсне напруження у стійці:
1.6 Визначення прогину ферми
Прогин ферми визначається стосовно дії прикладеного рухомого навантаження за формулою Мора:
де Spi – зусилля в i стрижні від рухомого навантаження; S1i – зусилля в і стрижні від одиничної сили; lі – довжина і стрижня, см; Fi – площа і стрижня, см2; n – число усіх стрижнів ферми.
Результати обчислень зводяться до таблиці.
Прогин f не повинен бути більше припустимого
; 
| | Номер стрижня | Spi, кН | S1, кН | Площа стрижня F, см2 | Довжина стрижня l, см |  см | ||
| + | - | + | - | |||||
| Верхній пояс | 1-37 1-36 1-34 1-33 1-31 1-30 1-28 | | 17,89 17,89 39,49 39,49 61,2 61,2 75,48 | | 0,82 0,82 1,82 1,82 2,82 2,82 3,82 | 36 | 170 | 0,181 |
| Нижній пояс | 39-38 39-35 39-32 39-29 | 9,14 28,69 50,29 72 | | 0,42 1,31 2,32 3,32 | | 21,8 | 170 340 340 340 | 0,293 |
| Розкоси | 38-37 36-35 35-34 33-32 32-31 30-29 29-28 1-38 | 12,65 15,27 15,27 5,09 | 15,27 15,27 15,27 12,65 | 0,58 0,71 0,71 0,71 | 0,71 0,71 0,71 0,58 | 11,5 | 481 481 481 481 481 481 481 241 | 0,12 |
| Стійки | 37-36 34-33 31-30 28-27 | | 0 0 0 14,4 | | 0 0 0 1 | 4,51 | 170 | 0,026 |
1.7 Розрахунок зварних швів
Довжина зварного шва визначається зусиллям S, що діє в елементі ферми. Загальна довжина зварного шва розподіляється на шов біля обушка кутника довжиною l1, і на шов біля пера кутника l2. Шов біля обушка сприймає приблизно 2/3 S; шов біля пера 1/3 S.
Розрахункова довжина шва l1 визначається за формулою:
де β=0,7 – коефіцієнт, прийнятий залежно від виду зварування;
- допустимі напруження.Довжина зварного шва:
Число 2 у знаменнику означає, що розкіс складається з двох кутників.
Висоту катета шва
призначаємо на 2 мм меншою, ніж товщина полиці кутника, але не меншою 4 мм. Розрахункова довжина флангового шва повинна бути не меншою 40 мм.Література
1. Методичні вказівки до розрахунку головної балки мостового крана коробчастого перерізу за курсом „Будівельна механіка та металеві конструкції ПТМ”, Григоров О.В., Петренко Н.О. та ін. Харків, НТУ „ХПІ”, 2014.
2. Методичні вказівки до розрахунку моста решітчастої конструкції за курсом „Будівельна механіка та металеві конструкції вантажопідйомних машин”, Григоров О.В., Петренко Н.О. та ін. Харків, НТУ „ХПІ”, 2014.
3. О.В.Григоров, Г.О.Аніщенко, Н.О.Петренко Металеві конструкції підйомно-транспортних, дорожних, будівельних, меліоративних машин. Харків НТУ „ХПІ”, 2011.