Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Металлические конструкции ГПМ

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

17.03.2016

Размер:

7.31 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 225 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 > Следующая >>>

Условие es.ПС n d m Rуп выполняется по всем исследуемым точкам сечений а – а,

b – b и с – с.

Вывод: Балка удовлетворяет условию проверки на несущую способность в сечениях а – а, b – b и с – с.

VI. Прогиб главной балки

Так как ВТ ≤ 0,15L, то прогиб главной балки при расчёте на несущую способность определяем по формуле10:

		0,5(Q 1,05GT )L3
f				= 2,08 (см);
		100,8J X 106

где: J Х = 1383236 см4 - момент инерции сечения a – a			относительно оси Х – Х;
	[f] = КLL = 2,85 (см);

f < [f];

Вывод: Условие выполняется.

3.4 Расчет максимальных и минимальных напряжений в узле сопряжения главной и концевой балок.

Приведенный расчет – расчет максимальных и минимальных напряжений в опорном сечении (сечение d – d, см. рис. 26) главной балки моста коробчатого сечения, предусматривающий наиболее неблагоприятные случаи нагружения по II-му расчётному случаю, (табл.1):

Подъем груза с земли или торможение его при опускании с полной скоростью.(комбинация нагрузок – IIа, табл.1)

Передвижение крана с грузом при резком торможении моста.

(комбинация нагрузок – IIb, табл.1)

Так как опорное сечение (сечение d – d) находится в более сложнонапряжённом состоя-

нии, чем другие сечения главной балки11 (нахождение на некотором, весьма малом расстоянии от опоры, обычно равном половине расстояния между вертикальными стенками концевой балки), то в нём присутствуют как нормальные, так и касательные напряжения. Поэтому выполнение условия es.ПС n d m Rуп (3.2.3) можно определить только после определения обоих типов

напряжений. В этом случае значение действующего эквивалентного напряжения es.ПС определя-

ется по формуле (3.1.4):

es	2 3 2	;
d
	B4
d	ld =B4 /2

Рис. 26

Расчёт нормальных напряжений в сечении d – d проводится в соответствии с п.3.3, причём lСВ ld . Далее приведён расчёт касательных напряжений. В расчёте принимаем, что колеса те-

лежки нагружены равномерно.

10Определяется максимальный прогиб главной балки.

11Данное утверждение справедливо при учёте только основных нагрузок – вертикальных и горизонтальных см.формулы (3.3.1) – (3.3.17)

Автор-составитель Савченко А.В.

стр. 41

I. Опорное сечение

Моменты инерции и сопротивления опорного сечения главной балки определяются по

формулам (3.3.38) – (3.3.75).

Статический момент половины опорного сечения главной балки относительно оси Х – Х :



Если

B d

d1 2 d3

;

(3.4.1)



Если

Z X

X C d2 2 d3

; (3.4.2)

Площадь прямоугольника, ограниченного осями, проходящими через середины стенок и

поясов

H d

2 d

2 B d

2 d

2 ; (3.4.3)

оп

II. Расчётные нагрузки.

Момент, скручивающий главную балку относительно оси проходящей через центр тяжести

опорного сечения:

МКР.max	qИ max Le	PИ1maxl3	PИ2maxh2	MСКР ;	(3.4.4)
МКР.min	qИ min Le	PИ1min l3 PИ2 min h2		MСКР ;	(3.4.5)
- при изменении направления усилий qИ		и PИ 2 :	PИ2maxh2 MСКР ;		(3.4.6)
МКР.max	qИ max Le PИ1maxl3		PИ2maxh2 MСКР ;		(3.4.6)
МКР.min	qИ min Le PИ1min l3		PИ2min h2	MСКР ;	(3.4.7)

где: qИ max и qИ min - распределённая поперечная инерционная нагрузка, ф-лы (3.3.12) и (3.3.13) со-

ответственно;

L - пролёт крана, (м);

e - расстояние между центром тяжести главного сечения и центром тяжести опорного сечения, (см);

PИ1max и PИ1min - сосредоточённая поперечная инерционная нагрузка от веса кабины, ф-лы

(3.3.14) и (3.3.15) соответственно;

l3 - расстояние от центра тяжести кабины управления до центра тяжести опорного сечения по вертикали, (см);

PИ2max и PИ 2 min - сосредоточённая поперечная инерционная нагрузка от веса тележки, ф-лы

(3.3.16) и (3.3.17) соответственно;

h2 - расстояние от центра тяжести опорного сечения до уровня головки тележечного рельса, (см);

MСКР - скручивающий момент от механизма передвижения крана, ф-ла (3.3.11);

Для дальнейшего расчёта используют те пары формул, в которых значение МКР.max - наи-

большее.

Максимальная поперечная сила в опорном сечении будет возникать тогда, когда тележка с грузом находится у опоры, ближайшей к оси тяжести кабины управления, т.е. у опоры В. Соответственно, минимальная поперечная сила возникает при нахождении незагруженной тележки у опоры А.

	2P1max L lTB Р2 (L lk )						qбL2

RBmax					2				; (3.4.8)
			L

		2P l A Р (L l		k	)	qб L2

RB min		1min T	2		2			;	(3.4.9)

			L

где: P1max и P1min - подвижная нагрузка, передаваемая на рельс одним колесом тележки, ф-лы

(3.3.1) и (3.3.2) соответственно;

P2 - сосредоточённая нагрузка от массы кабины, ф-ла (3.3.10);

Автор-составитель Савченко А.В.

стр. 42

qб - распределенная нагрузка от собственного веса половины двухбалочного моста и механизма передвижения, ф-ла (3.3.9);

lТА - минимальное расстояние от опоры А до ц.т. тележки, (м); lТВ - минимальное расстояние от опоры В до ц.т. тележки, (м); lk - расстояние от ц.т. кабины управления до опоры В, (м);

				III. Напряжения
	Касательные напряжения в опорном сечении:
		1max			RB max SX		;	(3.4.10)
		1max			J X d3 d4
					J X d3 d4
			1min		RB min SX	;		(3.4.11)
			1min		J X d3 d4
					J X d3 d4
где:	J X - момент инерции опорного сечения относительно оси Х–Х, ф-ла (3.3.68);

Касательные напряжения в опорном сечении от действия скручивающего момента:

		2МКР.max						;	(3.4.12)
	2max	4F '	d	3	d	4
2min		оп	d	3	d	4	;		(3.4.13)
2min		4F '	d		d		;		(3.4.13)
		2МКР.min
		оп		3		4

Суммарные касательные напряжения в опорном сечении:

max	1max		2max ;			(3.4.14)
min	1min		2 min ;			(3.4.15)
Эквивалентные напряжения:
								(3.4.16)
es.max		max		2	3 max2		;
						;		(3.4.17)
es.min		min		2	3 min2

При этом должно выполняться условие:

es.max n d m Rуп (3.7)

Пример расчета.

Данный пример расчёта – расчёт опорного сечения (сечение d – d, см рис.22) того же крана, для которого был произведён пример расчёта нормальных напряжений – см. п.3.3.

I. Опорное сечение

По конструкции крана, параметры опорного сечения (сечения d – d) такие же, как и сечения с –с. Соответственно моменты инерции и сопротивления одинаковы:

	a1		B1	d
			B3	d
				1
		d3	Y	d
	1			4
	1
	Z
1
Y	X	Ц.Т.		X	H
	X	Ц.Т.		X

	C	a3
	X			2
				2
			Y	d	X1
			Y		X1
		YC
	a2		B2
			Рис. 27
Автор-составитель Савченко А.В.			стр. 43

Исходные данные по сечению, (см):

а1=а2=0; а3=2; В1=В2=60; В3=56; Н=82; d1=d2=1,2; d3=d4=0,8; Z3=60;

Координаты центра тяжести сечения, (см):

Xc = 41; Yc = 30; Z1 = 41;

Общий момент инерции относительно оси Х - Х:

Jx = J1x + J2x = 302296 см4;

Общий момент инерции относительно оси Y - Y:

Jy = J1y + J2y = 140224,55 см4;

Минимальный момент сопротивления относительно оси Х - Х:

Wx = 7373 см3

Минимальный момент сопротивления относительно оси Y - Y:

Wy = 4674,15 см3

Статический момент половины опорного сечения главной балки относительно оси Х – Х :

SX 4176 см3;

Площадь прямоугольника, ограниченного осями, проходящими через середины стенок и поясов

Fоп' 4460 см2;

II. Расчётные нагрузки.

Подвижная нагрузка, передаваемая на рельс одним колесом тележки Gт,

-при работе крана с номинальным грузом, (кг):

P1max 12358 ;

- при работе незагруженного крана:

P1min 2904 ;

Распределенная нагрузка от собственного веса половины двухбалочного моста и механизма передвижения, (кгс/м);

qб 758 ;

Сосредоточенная нагрузка от массы кабины с электрооборудованием, (кг):

P2 2331;

Механизм передвижения моста, расположенный на площадке присоеде –

ненной к главной балке, скручивает ее моментом, ( кгс м):

МСКР 5145 ;

Распределенная поперечная инерционная нагрузка, (кгс/м):

qИ max 49,671; qИ min 44,152 ;

Сосредоточенная поперечная инерционная нагрузка от веса кабины, (кг):

PИ1max 144,23 ;

PИ1min 128,21;

Сосредоточенная поперечная инерционная нагрузка от веса тележки, (кг): - с грузом:

PИ2 max 866,73;

- без груза:

PИ2 min 319,47 ;

Момент, скручивающий главную балку относительно оси проходящей через центр тяжести опорного сечения. Так как кран оборудован механизмом передвижения с раздельным приводом, то MСКР не учитываем. На кране груз подвешен при помощи гибкой связи, поэтому в формулах

(3.4.4) и (3.4.6) вместо РИ2max подставляем значение РИ 2 min :

МКР max	qИ max Le PИ max l3	PИ2 min h2	61944	кгс м;
МКР min	qИ min Le PИ min l3	PИ2 min h2	53082	кгс м;

Автор-составитель Савченко А.В.

стр. 44

где: e 78,9 41 37,9 - расстояние между центром тяжести главного сечения и центром тяжести
опорного сечения, (см);
l3	200 - расстояние от центра тяжести кабины управления до центра тяжести опорного сече-
ния по вертикали, (см);
h2	55 - расстояние от центра тяжести опорного сечения до уровня головки тележечного рельса,
(см);
	III. Действующие изгибающие моменты12.
	Расчёт максимальных моментов
	Сечение d - d находится на расстоянии 0,24 м от опоры В, следовательно оно на-
ходится в области В. Так как l В 0,24 lB 1,34 , имеет место				подвариант 2.2 и l А 28,26.
	С	T			С
		Реакции в опорах, (кгс):
		в вертикальной плоскости:
	RА	Р	2Р1		R
		2			R
			Р1		В
			Р1		Р1
	А				В
	L/2			b	lСВ
				l	В
				Т
		L		lк
		L
	Значение максимального изгибающего момента, (кгс м):

		M 1max	8419 ;
		M 2 max	372 ;
	Расчёт минимальных моментов
RА			Р2	RВ
			Р2
А				В
l А			l	В
Т			С
	L/2		lк
		L
Так как	lk	13,2 lСВ 0,24, имеет место случай 2.1.4
Значение минимального изгибающего момента, (кгс м):
		M1min	2872 ;
		M 2 min	161;

12 Производится расчёт изгибающих моментов для определения нормальных напряжений в опорном сечении. Автор-составитель Савченко А.В. стр. 45

Полученные значения максимальных и минимальных изгибающих моментов в сечении d – d сведём в таблицу:

	Максимальные моменты		Минимальные моменты
Сечение
Сечение	М1max	М2max	М1min	М2min
	М1max	М2max	М1min	М2min
d – d	8419	372	2872	161

		IV. Напряжения

Значения действующих нормальных напряжений в сечении d – d сведём в таблицу:

		Напряжения		М	, кгс/см2
		Напряжения		W	, кгс/см2
				W
Сечение	Максимальные				Минимальные
	Максимальные				Минимальные

	max	S .max			min	S.min
d – d	122	130			42	46

	Касательные напряжения, (кгс/см2)
	RB max	34761кгс;	RB min 12321кгс;

Касательные напряжения в опорном сечении:

1max 300 ;

1min 106 ;

Касательные напряжения в опорном сечении от действия скручивающего момента:

1max 4,34 ;

1min 3,72 ;

Суммарные касательные напряжения в опорном сечении:

max 304 ;

min 110 ;

Эквивалентные напряжения:

		es.max	max	2 3 max2 ;	es.min	min	2 3 min2	;
				Напряжения es. , кгс/см2
Сечение		Максимальные					Минимальные

	es.max			es.S max		es.min			es.S min
d – d	541			543			195		196

	Условие es.ПС n d m Rуп				1755 кгс/см2 выполняется.

Автор-составитель Савченко А.В.

стр. 46

3.5 Расчет максимальных и минимальных напряжений в соединении главной и концевой балок.

Главная балка соединяется с концевой балкой в большинстве случаев по варианту указанному на рис.28 а.

	е		е	зуб
4	е	4		h
4		4		h
				3
	№2		№2
№1 i		№1 i
3	е	3	е
2		2
	1			1

	a)	б)
1	– верхний пояс;	Рис. 28
1	– верхний пояс;
2	– верхняя горизонтальная накладка;
3	– нижняя горизонтальная накладка;

4 – вертикальные накладки; Вертикальные накладки (4) привариваются к вертикальной стенке главной балки угловы-

ми швами №1 и угловыми швами №2 к вертикальной стенке концевой балки.

Также встречается вариант соединения главной и концевой балок указанный на рис.28, б., где главная балка соединяется с концевой, кроме элементов указанных выше, ещё при помощи так называемого «зуба».

В данном расчёте примем допущение, что вертикальная нагрузка в сечении е – е воспринимается:

- Рис. 28 а – сварными	швами	№2;
- Рис. 28 б – сварными	швами	№2 и вертикальными стенками «зуба» высотой h3;

Воздействие остальных элементов попадающих в сечении е – е отнесём в запас прочно-

сти.

Сварные швы №2 могут являться неравнопрочными накладкам (4).

Напряжения в швах №2
max	RB max	min	RB min	; (3.5.1)
max	S	min	S

где; RB max и RB min определяются по формулам (3.4.8) и (3.4.9);

0,7 - для швов, выполненных ручной и полуавтоматической сваркой;1,0 - для швов выполненных автоматической сваркой;

S - площадь среза;
Для	варианта	на	рис. 28 а: S	2kwlw ;	(3.5.2)
Для	варианта	на	рис. 28 б: S	2(kwlw	t3h3 ); (3.5.3)

где: kw - катет шва;

lw - расчётная длина сварного шва:

lw l 2t ; (3.5.4)

l - длина шва;

t - толщина более тонкого элемента сварного шва; t3 - толщина вертикальной стенки «зуба»;

Автор-составитель Савченко А.В. стр. 47

h3 - высота вертикальной стенки «зуба»;

При этом должно выполняться условие:

max n d m Rnw ; (3.5.5)

где: n - смотри табл.2;

m 0,9 ;

d 0,65 0,7 ;

Rnw 0,6 Т

Смотри также п. 9.2.2.

3.6 Расчет максимальных и минимальных напряжений в концевой балке.

Приведенный расчет13 – расчет максимальных и минимальных напряжений в металлоконструкции концевой балки моста, предусматривающий наиболее неблагоприятные случаи нагру-

жения по II-му расчётному случаю, (табл.1):

Подъем груза с земли или торможение его при опускании с полной скоростью.(комбинация нагрузок – IIа, табл.1)

Передвижение крана с грузом при резком торможении моста.

(комбинация нагрузок – IIb, табл.1)

Концевая балка рассчитывается по напряжениям, возникающим от веса моста, тележки с номинальным грузом и без оного, а также по напряжениям, возникающим в результате торможения тележки.

I. Ускорение

Нагрузка.

Статическая нагрузка на колесо14:

PmaxСТ	GT	QНОМ	; (3.6.1)

		n

PminСТ GT ; (3.6.2) n

где: n – количество ходовых колёс тележки;

Сопротивление передвижению.

Статическое сопротивление передвижению при установившемся режиме- WC состоит из сопротивления от трения в ходовых частях WТР и от ветровой нагрузки РВ :

	WC WТР	РВ ; (3.6.3)
	сопротивление от трения в ходовых частях, кгс:
-	Загруженная тележка:		2 df
	WТР (GТ QНОМ	)		K Р ; (3.6.4)

-	Незагруженная тележка:		Dk

WТР	GТ	2 df	K Р ; (3.6.5)

		Dk

минимальный коэффициент сопротивления передвижению:

Wmin	2 df	; (3.6.6)

где: GТ - вес тележки полный, кгс;	Dk
- коэффициент трения качения, табл.11;

13 В данном расчёте составляющие всех формул (например - Р1max ) приняты из п.3.3, если иное не указано от-

дельно.

14 Принимается, что колёса тележки нагружены равномерно. Автор-составитель Савченко А.В. стр. 48

d - диаметр ступицы ходового колеса, см; определяется из соотношения: DK = 200…400 DK/d = 4…6 и DK = 500…1000 DK/d = 6…8, либо по данным табл.12;

f - коэффициент трения подшипников, табл.13; Dk - диаметр колеса, см;

KP - коэффициент, учитывающий трение реборд и ступиц колёс, табл. 14;

сопротивление от ветровой нагрузки, кгс:

РВ рА; (3.6.7)

где: р - распределённая ветровая нагрузка на единицу площади лобового сопротивления элемента конструкции:

р qkcn ; (3.6.8)

где: q - динамическое давление ветра, принимаемое для рабочего состояния крана, кгс/см2; k - коэффициент, учитывающий изменение динамического давления по высоте;

c - коэффициент аэродинамической силы;

n1- коэффициент перегрузки;

А- расчетная площадь лобового сопротивления, см2;

При расчете мощности двигателей, ветровую нагрузку снижают на 30%, и учитывают полностью при расчете тормоза [5].

Наибольшие допускаемые ускорения amax (м/с2) из условия отсутствия проскальзывания

(буксования) приводных колес по рельсу с учетом запаса сцепления [kСЦ ] без учета характера груза:

при разгоне:

NПР0

аmaxР

kСЦ ( 0

Wmin ) WC

; (3.6.11)

GТ

при торможении:

тележка незагружена:

N 0

) W TH

ПР

(

[kСЦ ]

min

; (3.6.12)

аmaxТН

GТ

-тележка загружена номинальным грузом QНОМ

(

) W TЗ

ПР

min

[kСЦ ]

; (3.6.13)

аmaxТЗ

GКР QНОМ

где: NПР - нагрузка на приводные колеса, кгс:

;

(3.6.14)

N 0

пр

PСТ

ПР

min

PСТ

;

(3.6.15)

ПР

пр

max

где: PminСТ - минимальная статическая нагрузка на колесо при незагруженной тележке, кгс; PmaxСТ - максимальная статическая нагрузка на колесо при загруженной тележке, кгс;

nпр - количество приводных колёс;

[kСЦ ] - допускаемый коэффициент запаса сцепления, [kСЦ ] = 1,2 при работе без ветровой нагруз-

ки и [kСЦ ] = 1,1 при работе с ветровой нагрузкой;

0 - коэффициент сцепления приводных колес	с рельсами, работа на открытом воздухе 0 = 0,12
и работа в помещении 0 = 0,2;

Wmin - минимальный коэффициент сопротивления передвижению, определяется по формуле (3.6.6);

Автор-составитель Савченко А.В. стр. 49

WC - статическое сопротивление передвижению:

- WCP - определяется по формуле (3.6.3) по верхним знакам, составляющая WТР по формуле

(3.6.5);

- WCТН - определяется по формуле (3.6.3) по нижним знакам, составляющая WТР по формуле

(3.6.5);

- WСТЗ - определяется по формуле (3.6.3) по нижним знакам, составляющая WТР по формуле

(3.6.4).

В дальнейший расчёт принимаются значения ускорений наибольшие из формул (3.6.11) - (3.6.13), табл.17 и табл.18

II. Нагрузки

от наиболее нагруженной главной балки, (кгс):

2P1max L lTB Р2 (L lk )

qб L2

Рmax1б

; (3.6.16)

2P l A

Р (L l

)

qб L2

Рmin1б

1min T

;

(3.6.17)

от менее нагруженной главной балки, (кгс):

2P1max L lTB

qб' L2

Рmax2б

;

(3.6.18)

l A

qб' L2

Рmin2б

1min

;

(3.6.19)

qб' Кдин

(0,5GМ 1,1 Gтр )

;

(3.6.20)

где: Gтр - масса конструкции токоподвода к тележке, (кгс);

в горизонтальной поперечной плоскости концевая балка воспринимает нагрузки, возни-

кающие в результате торможения тележки, (кгс):

Q) F ; (3.6.21)

РИ3max

0,075аmax (1,05GТ

РИ3min

0,075аmin

1,05GТ F ;

(3.6.22)

III. Реакции в опорах

в вертикальной плоскости, (кгс):

P1б

а Р2б

(В а)

;

(3.6.23)

max

Сmax

Р 2б

1б

max(min)

КТ

Рис. 29

P1б а Р2б

(В а)

;

(3.6.24)

min

Сmin

P1б

2б

RD'

(B а) Р

;

(3.6.25)

max

Автор-составитель Савченко А.В.

стр. 50

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 225 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
30.11.20182.77 Mб3Мет.ук.по ДКР-11.doc
#
09.11.20191.41 Mб2Мет_1 часть_укр.doc
#
12.05.20154.76 Mб21МЕТ_1к_1ч.pdf
#
09.11.2019938.5 Кб1Мет_2 часть_укр.doc
#
29.04.2019591.36 Кб4Мет_Цик.doc
#
17.03.20167.31 Mб45Металлические конструкции ГПМ.pdf
#
25.11.20181.82 Mб186МЕТАЛЛУРГИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ,1998.doc
#
15.08.2019579.58 Кб1метод вказ до викон практ та самост роб STP.doc
#
23.11.2019274.43 Кб0Метод вказ до лаб практ ТЗЯПС.doc
#
11.11.20194.56 Mб9метод МП.doc
#
12.05.201524.67 Mб16Метод полікристалів.doc