Стрела крана. Расчет устойчивости стрелы и её элементов. Расчет и конструирование узлов. Выбор материала, определение расчетных сопротивлений и допускаемых напряжений

                                 МПС  РФ

СГУПС

Кафедра  “Механизация путевых, погрузочно-разгрузочных и

строительных работ”

СТРЕЛА КРАНА

Курсовая работа по дисциплине :

“Строительная механика и

металлоконструкции машин ”

Пояснительная записка

СМ. М311.19.00.00.00 ПЗ

Руководитель проекта:                                           Разработал:

доцент                                                                      студент гр.М-311

____________                                     ___________                                                   

 (подпись)                                                                   (подпись)

____________                                                          ___________

   (дата)                                                                      (дата)

2003

Содержание.

   Введение………………………………………………………………………………………...4

 1. Составление конструктивной схемы стрелы……………………… ………………..4

 2. Выбор материала, определение расчетных сопротивлений и допускаемых

 напряжений………………………………………………………………………………………4

3. Силовой расчет стрелы.……………………………………………………………………6

4. Расчет устойчивости стрелы и её элементов……………………………………….11

5. Расчет и конструирование узлов………………………………………………………..15

6. Расчет болтового соединения……………………………………………………………17

7. Расчет и конструирование проушины………………………………………………….18

  Список литературы………………………………………………………………………….20

Введение.

  На сегодняшний день большую часть подъемно-транспортных машин составляют краны. Стреловый кран на пневмоколесном ходу предназначен для перемещения грузов при монтажных и перегрузочных работах на рассредоточенных объектах.

 Целью данной работы являются: составить по заданным требованиям схему стрелы крана, определить усилия в элементах стрелы, подобрать сечения этих элементов и спроектировать стрелу.

1.  Составление конструктивной схемы стрелы.

   Стрела крана -  прямая, четырехплоскостная, решетчатая. При заданной длине 30м, стрела выполняется со вставкой, по фасаду имеет сигарообразное очертание, а в плане трапециевидное. Корневая и головная секции имеют одинаковую длину по шесть метров. Вставка состоит из двух секций по 9м. Соединение секций разъемное на фланцах. В местах разъемных стыков поставлены диафрагмы, состоящие из уголков и создающие жесткость стыков. Соединительная решетка в каждой плоскости – треугольная. Пояса и решетка выполнены из уголков одинакового сечения.

    Размеры стрелы принимаем по следующим рекомендациям .

   Высота стрелы по середине длины:

   ,                                                                                                      (1)

где -длина стрелы, м ().

  

   Ширина сечения по середине длины:

                                                                                                          (2)

   Ширина сечения стрелы на опоре:

                                                                                                        (3)

  

Высота сечений у концов стрелы .

Ширина стрелы у головной части .

Длина трапециевидной части стрелы .

2. Выбор материала, определение расчетных сопротивлений

 и допускаемых напряжений.

При выборе материала учитывается возможность работы машины в климатической зоне с холодным климатом, для которой регламентируется работоспособность машины при температуре до – 60ºС. также необходимо учитывать стоимость материала и трудоемкость изготовления из него металлоконструкции.

Западная Сибирь по условиям эксплуатации относится, согласно ГОСТ16530-80, ко 114, 115 климатическому району с температурой эксплуатации до – 40ºС…

 -50ºС. Hизкая температура эксплуатации предъявляет повышенные требования к стали, используемой для изготовления металлоконструкции крана.

Низколегированные стали имеют следующие преимущества по сравнению с углеродистыми, например Ст.3:

-  почти в полтора раза больше значение предела текучести;

-  более низкую температуру перехода в хрупкое состояние, то есть большую холодостойкость;

-  повышенную стойкость против атмосферной коррозии.

При температуре эксплуатации до - 40ºС…- 50ºС рекомендуют применять низколегированные стали – стали повышенной прочности.

В качестве основного проката, необходимого для изготовления стрелы, выбираем уголок и лист. Из уголка изготавливаются пояса, раскосы и стойки, из листа – косынки, фасонки и фланцы. Предварительно принимаем, что толщина полки уголка и толщина листа, используемых при изготовлении стрелы, не превышает 20 мм.

Стрела установлена на передвижном кране и сама является подвижным элементом крана, поэтому нужно стремиться максимально снизить ее вес. Учитывая довольно большую длину стрелы и ее грузоподъемность необходимо при минимальном весе обеспечить ее прочность.

Исходя из вышеизложенного, в качестве материала для основных элементов стрелы выбираем сталь 09Г2С по ГОСТ19281 – 89, у которой при толщине листового проката от 4мм до 40мм и толщине фасонного проката от 3мм       

до 15мм предел текучести составляет =345МПа, а временное сопротивление разрыву составляет для листа  МПа, для фасонного профиля - МПа. Ударная вязкость при температуре -70ºС равна 30Дж/см2.