Разработка конструкции плавучего крана грузоподъемностью 125 тонн (Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту), страница 3

1.  При многослойной навивке каната на барабан напряжение сжатия барабана определяется по формуле:

s_сж= ≤[σ]_сж,

 где j - коэффициент, учитывающий число слоев навивки каната на бара- 

            бан (при m=4 коэффициент j=2).

       y - коэффициент, учитывающий ослабление натяжения нижних вит-                                                                                                                                                          

             ков при навивке последующих. y=0,7 для стальных барабанов

            (см. учеб. Иванченко Ф.К., стр.80);

         t-шаг нарезки (t=d_к при гладком барабане);

         D=D_б0 - конструктивный диаметр барабана;

         S_max - максимальное статическое усилие в канате;

         d - толщина стенки барабана.

2.  Предварительно толщина барабана может быть определена по эмпирической формуле:

d=0,01D+3 мм – для стального барабана.

         d=0,01∙710+3=5+3=10 мм

 Однако, из условий технологии изготовления литых барабанов d³12 мм.

 Предварительно принимаем толщину станки барабана d=12 мм.

3.  Допускаемое напряжение сжатия:

[σ]_сж=,

 где [s_сж]- допускаемое напряжение сжатия;

        s_пр. - предельное напряжение материала при данном напряженном     

                состоянии (при расчете на прочность за предельное напряжение    

                принимается предел текучести s_т для сталей). При нем происхо-

                дит потеря работоспособность детали.      

          к - коэффициент запаса прочности, показывающий во сколько раз

               допускаемое напряжение рассчитываемой детали меньше пре-

               дельного.

 В соответствие с методикой определения допускаемых запасов прочности, предложенной ВНИИПТмашем:

                                    к=к_бк_рк_н,      

   где к_б - коэффициент безопасности, принимаемый в зависимости от сте-

                пени ответственности механизма (см. учеб. Павлова, стр.20).

            Принимаем к_б=1,2

          к_р - коэффициент режима работы, учитывающий вероятность по-

                 ломки механизма в зависимости от интенсивности его эксплута-

                 ции.

             Принимаем к_р=1,1

            к_н - коэффициент надежности материала (к_н=1,3 для литых дета

                   лей).

              к=1,2∙1,1∙1,3=1,7

  Принимаем материал барабана - сталь 40ХЛ (s_т=500 Мпа)

 Тогда [s_сж]=σ_т/к=500/1,7=294 МПа

 Определяем напряжение сжатия  барабана:

       s_сж=

 Условие s_сж £ [s]_сж не соблюдается, поэтому предварительно принятая толщина не подходит. Принимаем d=17 мм.

     Тогда σ_сж=≈396,88 Мпа

Условие s_сж £ [s]_сж   не соблюдается, поэтому предварительно принятая толщина не подходит. Принимаем d=22 мм.

       Тогда σ_сж=

 s_сж£[s_сж]

 288<294 –условие выполняется.

Окончательно принимаем толщину барабана δ=22 мм.

Расчет стрелового оборудования.

S=G/cos60°=60*10⁴/0.5=1.2*10⁶H

P=S*cos30°=1.2*10⁶*Ö3/2=10⁶H

S₁=S*cos30°/cos45°=1.5*10⁶H

Pвс=S₁*cos45°+S*cos60°=1.1*10⁶+6*10⁵=1.7*10⁶H

Площадь, необходимая для вертикальной стрелы:

Примем материал для вертикальной стрелы СТ 3 с [Gсм]=90Мпа

F=P₁*n/[G]=0.0472см²

Примем коэффициент запаса n=2.5

Возьмем квадратное сечение из двух сваренных швеллеров:

Данная площадь обеспечивает коробчатое сечение с длиной 0.5м и толщиной стенки 0.05м.

Расчет на устойчивость по Эйлеру:

Ркр=H

Действующая нагрузка не превышает критического значения.

РАСЧЕТ  СТРЕЛЫ:

Учитывая, что мы выбирали схему в которой на стрелу не действует изгибающая нагрузка мы рассчитывать стрелу будем только на сжатие:

s=P/F£[s]

Выбираем СТ 3 у которой [s]=90Мпа, тогда

F=10⁶/90=0.01m²=100cm²

Данное сечение можно сварить из двух швеллеров №36, Fсеч=0.00534м²