Исходные данные. Основные соотношения размеров балок

Для расчета на прочность можно выбрать любую из основных металлоконструкций: мост (пролетную часть), раму тележки, опоры портала, стрелу. Исходные данные, необходимые для расчета: грузоподъемность, режим работы крана, вес отдельных элементов, материал конструкции.

В качестве примера рассматривается металлоконструкция двухбалочного моста, схема которого приведена на рисунке 3 (из аналогичных конструкций состоят мосты козловых кранов).

ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ РАЗМЕРОВ ГЛАВНЫХ БАЛОК МОСТА:

1. Пролет подкрановых путей - L. При проектировании служит главным исходным размером.

2. База крана – С. Принимается в пределах: С = (0,17…0,22 L), что обеспечивает движение кранового моста без перекосов.

3. Колея тележки – А. Принимается в пределах А = (0,08…0,1) L.
При больших высотах подъема в связи с увеличением габаритов барабана размер А принимают до 0,15L.

4. Скосы в нижних поясах пролетных балок принимают в пределах
0,15 L для снижения веса и удобства стыковки с концевыми балками.

5. Высота концевой балки Н_К для предварительной компоновки принимается в пределах 0,5 Н, а ее ширина - Д – принимается в зависимости от расстояния между полубуксами колес.

Для предварительной компоновки элементов коробки двухбалочного моста (мостового крана, перегружателя, козлового крана) принимаются следующие соотношения [2]:

Высота балки (общая) Н = (¹/₁₆ …¹/₂₀ ) L;

Ширина балки В = (0,5…0,3) Н ³ 350 мм;

Толщина пояса d _П = 0,02 В ³ 5 мм:

Толщина стенки d _С = 0,006 Н ³ 5 мм.

Определив основные размеры балок моста, можно выполнить общую компоновку, после чего производятся расчеты на прочность и выносливость по максимальным нагрузкам рабочего состояния крана. При этом если принятые решения не соответствуют условиям прочности, то необходимо проработать иной вариант металлоконструкции: изменить размеры балок, профили сечений, материалы, виды сварных швов.

Прочность сварных швов монтажных стыков принимается равной прочности основного металла моста.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА:

1. Режим работы – средний (вариант нагружения – II, см. раздел 3.1.1)

2. Материал главных и торцевых балок – Ст.3.

Основные допускаемые напряжения:

- на растяжение, сжатие, изгиб s_Т = 210 МПа;

- на срез τ = 130 МПа;

- на смятие торцов (при наличии пригонки) s_см = 320 МПа;

- на смятие при плотном касании s_см = 160 МПа;

Условие прочности: s ≤ s_Т / n = [s],

где s_Т – предел текучести, n = 1,3…1,4 - коэффициент запаса прочности (таблица 2 - для случаев I, II, III).

[s] = 210 / 1,3 = 161 МПа; [s_см] = 160 / 1,3 = 124 МПа

3. Вес груза Q = 20 т; Вес тележки G_Т = 0,3Q = 6 т; (для предварительных расчетов); Вес моста G_М = 16 _Т (принимаем равным 0,8…1,2 Q) [2];

4. Пролет L = 12 м;

5. Высота подъема груза h = 6,2 м;

6. Скорость подъема – 15 м/мин / 60 с = 0,25 м/с.

ОПРЕДЕЛЯЕМ ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ (компоновочные)

· База крана С = 0,2 L = 0,2 · 12 = 2,4 м.

· Колея тележки А = 0,1 L = 1,2 м.

· Скосы 0,15 L = 0,15 · 12 = 1,8 м.

· Высота главной балки (общая) Н = ¹/₁₆ L = 12 /16 = 0,7 м

· Высота концевой балки Н_К = 0,5 Н = 0,35 м

· Ширина балки В = 0,4 Н = 0,4 · 1,2 = 0,48 м ( ³ 350 мм)

· Толщина пояса d _n = 0,02 В = 0,02 · 0,48 = 9,6 принимаем 10 мм

· Толщина стенки d _С = 0,006 _Н = 4,2 мм - принимаем 5 мм.