Проект металлических конструкций мостового крана (стр. 2 из 8)
nq – коэффициент динамичности, выбирается из таблицы:
Таблица 1
| Скорость передвижения крана,м/мин | nq |
| До 60 | 1.1 |
| От 60 до 120 | 1.2 |
| Свыше 120 | 1.3 |
= 1.05 – коэффициент надежности по нагрузке; 
= 1.1 – коэффициент надежности по нагрузке q1.Для нашего случая получаем:
q =
= 
= 19.67 ≈ 20 (кН/м).Силы тяжести электродвигателя и редуктора механизма передвижения
Нагрузка принимается сосредоточенной, приложенной в середине пролета балки и определяется из опыта проектирования:
Gмп =
.В нашем случае: Gмп = 12 (кН).
Расчетная нагрузка механизма передвижения определяется:
Рмп =
* Gмп * nq, где = 1.2 – коэффициент надежности по нагрузке механизма передвижения.В нашем случае: Рмп = 1.2 * 12 * 1.2 = 17.28 (кН).
Сила тяжести кабины крановщика
Нагрузка принимается сосредоточенной, приложенной на расстоянии 2 м от оси кранового рельса. И независимо от грузоподъемности крана принимается равной: Gк = 20 (кН).
Расчетное значение нагрузки определяется:
Ркк =
* Gкк * nq.В нашем случае: Ркк = 1.2 * 20 * 1.2 = 28.8 (кН).
Сведем сбор нагрузок в единую схему и представим на рисунке 3.
Подвижные нагрузки
Вертикальными подвижными нагрузками являются давления ходовых колес тележки на рельсы главных балок или главных ферм моста.
Тележка крана передает давление на главную балку через два колеса.
Грузоподъемность тележки будет складываться из грузоподъемности крана Q/2 и массы тележки Gт = 0.4 * Q = 0.4 * 400 = 160 (кН) – нормативная нагрузка.
Нормативные давления колес тележки на главную балку равны:
Р1,n =
;Р2,n =
.В нашем случае:
Р1,n =
= 120 + 40 = 160 (кН),Р2,n =
= 80 + 40 = 120 (кН).Расчетные давления колес тележки на главную балку крана определяется:
Р1 =
;Р2 =
, гдеnQ – коэффициент динамичности, выбирается по таблице 2:
Таблица 2
| Режим работы крана | nQ |
| Легкий | 1.2 |
| Средний | 1.3 |
| Тяжелый | 1.4 |
Для нашего случая получаем:
Р1 =
= 
==
= 
= 260.4 (кН),Р2 =
= 
==
= 
= 193.2 (кН).Расчетная схема на действие вертикальных подвижных нагрузок представлена на рисунке 5.
Горизонтальные инерционные нагрузки
Равномерно-распределенная горизонтальная инерционная нагрузка от силы тяжести половины моста
Нагрузка возникает при наличии равноускоренного или равнозамедленного движения при пуске или торможении механизмов передвижения тележки и моста:
qг = nj * q,
где nj = 0.1 – коэффициент инерционности при двух ведущих колесах.
Тогда qг = 0.1 * 20 = 2 (кН).
Сосредоточенная горизонтальная инерционная нагрузка от механизма передвижения и кабины крановщика
Данные нагрузки определяются по выражениям:
Ргмп = nj * Рмп;
Ргкк = nj * Ркк.
В нашем случае получаем:
Ргмп = 0.1 * 17.28 = 1.728 (кН),
Ргкк = 0.1 * 28.80 = 2.880 (кН).
Горизонтальные подвижные инерционные нагрузки от давления ходовых колес тележки на главную балку
Данные нагрузки определяются по выражениям:
Рг1 = nj * Р1;
Рг2 = nj * Р2;
В нашем случае получаем:
Рг1 = 0.1 * 260.4 = 26.04 (кН),
Рг2 = 0.1 * 193.2 = 19.32 (кН).
Нагрузки от перекоса моста
Данный вид нагрузки возникает при форсмажерных обстоятельствах, которая может быть учтена при расчете конструкции.
Учитывая, что мост крана является равной горизонтальной конструкцией, при перекосе этой конструкции в ней появляются дополнительные силы.
Сила перекоса Рпер будет максимальна при положении тележки в крайне левом (при х = 0).
Сила перекоса Рпер относится к горизонтальным инерционным нагрузкам.
Сила перекоса Рпер определяется по выражению:
Рпер =
.Для нашего случая имеем:
Рпер = 0.1 *
== 0.1 *
= 0.1 * 
= 31 (кН).Закручивающие усилия
Закручивающие усилия возникают от несовпадения центров тяжести главной балки моста на опоре и в пролете от действия горизонтальных инерционных нагрузок.
На главную балку в этом случае будут действовать три закручивающих момента.
1. Крутящий момент от равномерно-распределенной горизонтальной инерционной нагрузки определяется выражением:
Мкр1 =
;Мкр1 =
= 11.2 (кН*м).2. Крутящий момент от сосредоточенных горизонтальных подвижных инерционных нагрузок давления колес тележки определяется выражением:
Мкр2 =
;Мкр2 =
= 45.36 * 0.6 = 27.216 (кН*м).3. Крутящий момент от сосредоточенных горизонтальных инерционных постоянных нагрузок определяется выражением:
Мкр3 =
;Мкр3 =
= 2.765 (кН*м).Безусловно, все горизонтальные инерционные нагрузки могут действовать в различных направлениях, но в запас прочности будем принимать, что они действуют в неблагоприятных направлениях, то есть суммируются:
Мкр = Мкр1 + Мкр2 + Мкр3;
Мкр = 11.2 + 27.216 + 2.765 = 41.181 (кН*м).
Расчетная схема приложения закручивающих моментов представлена на рисунке 9.
Расчетные сочетания нагрузок
На мостовой кран действуют различные виды нагрузок: постоянные, длительные и кратковременные.
Проектирование конструкций производят на неблагоприятные сочетания воздействия этих нагрузок.
Расчетное сочетание А
Здесь вертикальные расчетные и горизонтальные расчетные нагрузки действуют на главную балку моста. Тележка крана перемещается с левой опоры до середины моста.
Расчетное сочетание Б
В это сочетание входят вертикальные расчетные нагрузки при х = 0 и сила перекоса.
Таким образом, получены численные значения расчетных нагрузок, действующих в вертикальной и горизонтальной плоскостях, получена величина силы перекоса и закручивающих моментов.
Для определения размеров сечения балки выполним статический расчет этой балки на расчетные сочетания А и Б. Принятые сечения проверим по прочности и жесткости на все величины расчетных усилий.
3. Определение усилий в элементах металлических конструкций мостового крана
Мост крана принято рассчитывать как горизонтальную плоскую раму. Конструкция этой рамы – статически неопределимая система. Нормами проектирования разрешается производить упрощенные расчетные схемы с введением поправочных коэффициентов, учитывающих неточность полученных результатов.