Проектування стріли крана (стр. 1 из 3)
Міністерство освіти і науки України
Київський національний університет будівництва і архітектури
Кафедра «Будівельні машини» ім.. Ю.О. Вєтрова
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи з дисципліни:
«Проектування металевих конструкцій»
Тема роботи: Проектування стріли крана
Варіант №2
Виконав: студент ІV курсу
групи ПНМ-41
Бабіч С.В.
Перевірив: доц.Горбатюк Є.В.
Київ – 2010
Зміст
Вихідні дані
1 Обчислення навантажень
2 Поздовжні навантаження
3 Вертикальні навантаження
4 Бокові навантаження
5 Визначення найбільших зусиль у стержнях стріли
6 Побудова ліній впливу у стержнях
7 Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень
Список використаної літеретури
Вихідні дані:
Баштовий кран типу КБ – 674
Q=90 кН – вага вантажу;
Lc=29,1 м – довжиа стріли;
Gвіз.=9 кН – вага пересувного візка;
Gг.о.=4,2 кН – вага гакової обойми;
Gc=65,2 кН – вага стріли;
nп=0,85 об/хв – частота обертання поворотної частини крана;
і=2 – кратність поліспаста;
t=5 c – час розгону або гальмування.
Рис. 1 – Розрахункова схема стріли крана КБ-674.
1 Обчислення навантажень
Знайдемо розрахункові навантаження, для чого номінальну власну вагу стріли Gc, пересувного візка Gвіз. і гакової обойми Gг.о., помножимо на коефіцієнт перевантаження nG=1,1, а вагу вантажу Q на коефіцієнт перевантаження nQ=1,15:
2. Поздовжні навантаження.
Зусилля N1 у нижній (веденій) гільці вантажного канату визначаємо за формулою (168) посібника [1]:
де і=2 – кратність поліспаста;
ηп – коефіцієнт корисної дії вантажного поліспаста.
Коефіцієнт корисної дії поліспаста визначається за формулою:
де η=0,98 – ККД одного блока.
Тоді
Зусилля N2 у верхній (ведучій) гілці вантажного канату визначаємо за формулою:
де n0=1 – кількість обвідних блоків.
3. Вертикальні навантаження.
На стрілу баштового крана діють такі вертикальні навантаження.
Власна сила ваги стріли, яка умовно розглядається як рівномірно розподілене навантаження з інтенсивністю:
де Gc – повна сила ваги стріли.
Вертикальні зосереджені навантаження, що передаються на стрілу через вантажний візок:
- сила ваги вантажу Q=103,5 кН;
- сила ваги візка Gвіз=9,9 кН;
- сила ваги гакової обойми Gг.о.=4,62 кН.
Схема розташування прикладених до стріли вертикальних навантажень зображено на рис. 2.
Рис. 2 – Розрахункова схема стріли при дії вертикальних навантажень.
4. Бокові навантаження.
Бокові навантаження, перпендикулярні до вертикальної площини симетрії стріли, виникають внаслідок вітрового тиску і інерції стріли з вантажем під час розгону або гальмування при повороті крана.
Повні вітрові навантаження на стрілу Wc визначаємо за формулою:
де рв=0,25 кН/м2 – нормальний тиск вітру;
Ан – розрахункова повітряна площа, Ан=Ак∙кс;
Ак – площа контуру бокової проекції стріли, м2:
кс=0,5…0,7 – коефіцієнт заповнення, приймаємо кс=0,6
Ан=69∙0,6=41,4 м2.
Тоді
Вітрове навантаження на стрілу крана вважається рівномірно розподіленим з інтенсивністю:
Повне вітрове навантаження на вантаж вважається зосередженими і прикладеними в центрі ваги вантажу:
де Ан – розрахункова повітряна площа вантажу вагою Q=90 кН.
Знайдемо по табл.3.1 [2]
Тоді
Інерційні навантаження, що діють на вантаж Тван, гакову обойму Тг.о. і візок Твіз розглядаються як зосереджені і обчислюються за формулою:
де G – вага розглядуваного елемента;
g=9,8 м2/с – прискорення вільного падіння;
t=5 с – час розгону або гальмування.
Найбільша лінійна швидкість
визначається за формулою: 
де R – відстань від осі обертання крана до центра ваги елемента, яка дорівнює R=30500-500=30000=30м;
n=0,85 об/хв. – частота обертання крана.
Тоді:
- сили інерції, що діють на візок
- сили інерції, що діють на вантаж
- сили інерції, що діють на гакову обойму
- інерційне навантаження на стрілу вважають зосередженою силою Тс, прикладеною до оголовка стріли
Розрахункова схема стріли при дії бокових (горизонтальних) навантажень зображено на рис.3.
Рис. 3 – Розрахункова схема стріли при дії горизонтальних навантажень.
5. Визначення найбільших зусиль у стержнях стріли.
Рис. 4 – Схема розкладання вертикальних навантажень.
Розкладання навантажень на складові. Кожна з вертикальних навантажень, що діють на стрілу, розкладається на дві складові, які лежать в площинах бокових граней (рис.4).
Визначаємо кут
: 
Визначаємо складові навантаження:
Горизонтальні навантаження в тригранних стрілах умовно прикладаються до єдиної горизонтальної ферми. Виникаючий при цьому крутний момент з метою спрощення розрахунків не враховується.
6. Побудова ліній впливу зусиль у стержнях.
У складі як вертикальних, так і горизонтальних навантажень є рухомі навантаження, що переміщуються вздовж стріли разом з вантажним візком. Максимальні зусилля в стержнях виникають при деяких найбільш не вигідних положеннях візка. Для визначення цих зусиль по-перше побудуємо їх лінії впливу від дії одиничної сили, що рухається вздовж стріли.
У зв’язку з тим, що найбільш навантажені стержні знаходяться на консольній частині, то будувати лінії впливу опорних реакцій не потрібно.
Найбільш навантажені стержні, які приникають до заданого вузла В позначені рисками. Проводимо переріз І-І крізь стержні В-1, В-3, 2-3 та розглянемо рівновагу правої відсіченої частини ферми.
Лінія впливу SВ1 (моментна точка 3).
Сила Р=1 ліворуч від перерізу:
Сила Р=1 праворуч від перерізу:
при х=0; SB1=0;
при х=9,3; SB1=3,72.
Лінія впливу S23 (моментна точка В)
Сила Р=1 ліворуч від перерізу:
Сила Р=1 праворуч від перерізу:
при х=0; S23=0;
при х=11,8; S23=-4,72.
Лінія впливу SВ3 (моментна точка відсутня).
Сила Р=1 ліворуч від перерізу:
Сила Р=1 праворуч від перерізу:
Лінія впливу S13 (моментна точка відсутня).