Расчет стрелы крана

Пермский государственный технический университет

Кафедра строительных и дорожных машин

Проектирование металлоконструкций строительных и дорожных машин и оборудования

Курсовая работа

Тема:

Расчет стрелы крана

Разработал студент гр. СДМз-02

Куропаткин А. В.

Проверил преподаватель

Кычкин В. И.

Пермь

2004

Вариант 3.2.

Расчет прямой стрелы грузоподъемного крана.

Параметры:

l=11 м, G_П=0.1 тс, Q=6 тс;

W=0.01 тс/м – ветровая нагрузка;

?=30?, р=0.1l=0.1?11=1.1 м, r=0.05l=0.05?11=0.55 м;

q=0.1 т/п.м

1. Составление расчетной схемы и определение реакций от вертикальных нагрузок.

Материал ВСт. 3 R=21000 тс/м² – расчетное сопротивление.

Определение реакций опор:

G=q?l=0.1?11=1.1 тс – собственный вес стрелы.

тс – усилие натяжения концевой ветви каната грузового полиспаста, где

n=1 – кратность полиспаста;

?=0.95 – КПД полиспаста.

; ;

тс;

; ;

тс;

; ;

тс;

?=90-(?+?) ?=60?

?=5.74?

?=26.24?

? – аналогично ?=27.13?

cos ?=0.912, cos ?=0.89, sin ?=0.411, sin ?=0.456

Суммарная опорная реакция:

тс;

Эта реакция вызывает усилие сжатия S_nb в поясах фермы стрелы. Имеем 4 грани. Линии пересечения граней являются осями 4-х поясов.

1. Определение усилия в поясах от вертикальных нагрузок

? – угол между осью стрелы и верхней гранью,

?_r – угол между осью стрелы и верхней гранью.

Для нахождения ? и ?_r подберем размеры стрелы:

a_n=2.2 м;

b₀=1.1 м;

h_k=300 мм=0.3 м;

h=0.44 м;

b=0.44 м;

?=2?;

?_r=9?;

тс

1. Определение реакций и усилий от горизонтальных нагрузок

Ветровая и инерционная нагрузка

Горизонтальные инерционные нагрузки принимаются равными 10% от соответствующих вертикальных нагрузок.

p=0.1Q=0.6 тс

тс?м;

тс.

Реакция от ветровой нагрузки

тс;

тс?м.

Общая реакция от горизонтальных нагрузок:

тс.

Усилие от горизонтальных нагрузок:

тс.

Определение наибольшего изгибающего момента

тс?м;

1. Определение расчетных усилий в сечениях стрелы:

Сечение у опорного шарнира:

Для сечения у опорного шарнира просуммируем усилия от вертикальных и горизонтальных нагрузок

тс

Сечение в средней части:

Для сечения в средней части пролета, представляющего собой параллелепипед, необходимо учесть продольное усилие от вертикальных сил, момент М_r , вычисленный для рассчитываемого сечения , и изгибающий момент от собственного веса и просуммировать все усилия.

тс

тс?м.

1. Подбор элементов решетчатой четырехгранной стрелы

Зададимся ?=0.6

Требуемая площадь пояса

см²

Выбираем сечение уголка 110х8

r_min=3.39 см

Вычисляем длину ветви

см

, принимаем 0.04

Площадь поперечного сечения раскосов

см²

см²

6. Проверяем прочность и устойчивость

Выбираем max S_n=33.55 тс

кгс/см², условие не выполняется.

Возьмем уголок 100х10 F_p=19.2 см²

см

см,

см² – площадь раскосов

кгс/см²

, , тогда

Расчетная длинна в плоскости подвеса

см

Из плоскости подвеса

см ;

, , тогда

Наибольшая гибкость стержня, как сплошного сечения

, .

Приведенная гибкость

, где

см²; k₁=k₂=45;

F_p1=F_p2=2F_p=21.2 см².

Проверка устойчивости

N=64140 кгс

F=98 см² – общая площадь в сечении

M=3500 кгс?м

M_r=11750 кгс?м

W_x=51.61 см³

W_y=26.47 см³

кгс/см²

Условие выполняется.

Прочность в корне стрелы

кгс/см²

см²

Условие выполняется.