Консольные краны. Металлоконструкция крана. Крюковая подвеска. Составление конструктивной схемы крана, страница 2

R_wu=420 МПа

Расчетное сопротивление по металлу шва R_wf, МПа [1]:

R_wf=0,55R _wun/ γ _wm,                                                           (6)

где R _wun-   нормативное сопротивление металла шва (R_wun=490МПа),

γ _wm - коэффициент надежности металла шва (γ _wm = 1,25).

R_wf=0,55 490/ 1,25= 215 МПа.

                                                                                         (7)

где N-усилие в стержне.

 - коэффициент условия работы (=0,9)

4. Расчет на прочность, жесткость и устойчивость.

4.1 Расчёт поясов.

Задача расчета - в нахождении оптимального сечения стержня по усилиям в стержнях.

Условие прочности:

=F_i/A_i ≤R_у,                                                            (10)

где      F_i - усилие в стержне, Н;

 - коэффициент условия работы (⁼0,9);

A_i - площадь поперечного сечения стержня, мм².

Условие жесткости:

λ=l₀/r_min≤   λ_пр                                                      (11)                                                              

где       l₀ - длина стержня, см;

r_min- минимальный радиус инерции выбранного уголка, мм;

            λ_пр - предельное значение гибкости.

Сжатые стержни проверяются по условию устойчивости:

=F/A ≤R_у,                                                            (12)

где      - коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых стержней   [2].

Площадь   поперечного   сечения   выбираем   для  всего  пояса  по   наиболее нагруженному стержню:

Рассмотрим верхний пояс стрелы (растянутые элементы):

Для стержня 3-7 из условия прочности (9) определяем площадь поперечного сечения уголка, учитывая то, что конструкция состоит из плоской фермы:

A=0,5N/,                                                   (13)

A=0,591200/305=150 мм²=1,5см².

Принят неравнобокий сдвоенный уголок 32×20×3 по ГОСТ 8510-86.

Принят уголок № 3,2 со следующими характеристиками:

A=1,49 см² – фактическая площадь;

r_min=0,82 см – минимальный радиус инерции;

d=3 мм – толщина полки;

i=1,52  см – радиус инерции;

J=0,46 см⁴ – момент инерции;

В=32 см – ширина полки.

b=20 см – ширина полки.

Проверяем по условию жесткости (11):

λ=3000 /0,82 =246≤261

Проверяем по условию прочности (10):

=(91200/2)/149=306 МПа

Рассмотрим нижний пояс стрелы (сжатые элементы):

Для стержня 7-6 из условия прочности (10) определяем площадь поперечного сечения уголка, учитывая то, что конструкция состоит из плоской фермы:

A=(0,535210³)/305=674 мм²

Принят неравнобокий уголок 75×50×5 по ГОСТ 8510-86.

Принят уголок № 7,5 со следующими характеристиками:

A=7,25  см² – фактическая площадь;

r_min=1,42 см – минимальный радиус инерции;

d=6 мм – толщина полки;

i=2,38  см – радиус инерции;

J=25,2 см⁴ – момент инерции;

d=6 см – ширина полки.

Проверяем по условию жесткости (11):

λ=725/14,2=51≤120

при этом =0,67

Сжатые стержни проверяются по условию устойчивости:

(0,5352000)/ 7250,67≤4200,9

163<378

4.2 Расчёт раскосов.

Рассмотрим раскосы.

Сжаты раскосы 1-4; 3-4.

N_3-4=39 кН.

По формуле (13)

А=(0,539000)/305=64мм²

Принимаем неравнобокий сдвоенный уголок 25163.

А=116мм²   r_min=0,34см.

Проверка по условию жосткости.

λ =390/3,4=115<120   =0,28

Проверка по условию устойчивости

(39000х0,5)/116х0,28<420х0,9

47<378

Стержень 1-4.

А=(219000/2)/305=359 мм²

Принимаем неравнобокий сдвоенный уголок 56364

А=404мм²      r_min=11,3мм

Проверка по условию жосткости.

Λ=1520/11,8=119<120    =0,25

Проверка по условию устойчивости.

(219000/2)404х0,25<378

68<378

Т. к. остальные стержни нулевые, принимаем уголок конструктивно 25x16x3.

5. Определение усилий от веса металлоконструкции.

5.1 Определение веса и массы конструкции.

В таблице 2 сведены масса и вес элементов металлоконструкции.

Таблица 2 - Масса и вес элементов МК