Стрела крана. Расчет устойчивости стрелы и её элементов. Расчет и конструирование узлов. Выбор материала, определение расчетных сопротивлений и допускаемых напряжений, страница 3

А_прям –площадь второй и третьей секции стрелы;

А_трап2 –площадь четвертой секции стрелы;

φ_з – коэффициент заполнения, φ_з=0,6.

     

P_в^с =150*22,68=3402Па

              Р_в^д = 3m_п ξ_в Р_в ,

где m_п – коэффициент пульсации скорости ветра, принимаемый по табл. 5.7. [2] в зависимости от высоты рассматриваемого участка крана над поверхностью земли (m_п=0.120); ξ_в – коэффициент динамичности, определяемый по табл. 5.8.[2] в зависимости от периода τ собственных колебаний крана (τ=2).

Р_в^д = 3*0,120*2,25*3402=2755,62

W=3402+2755.62=6157.62

  5. Горизонтальная ветровая нагрузка на груз.

   ,        (15)

P_b^c=150*14=2100

P_b^d=3*0.120*2.25*2100=1701

W=2100+1701=3801

где -подветренная площадь груза, .

   

  6. Вертикальная ветровая нагрузка на стрелу:

                                                                                                  (16)

где

7. Сила действующая на канат механизма подъема груза.

     ,                                                                                                          (17)

где m-кратность полиспаста, ;

   

  8. Сила от раскачивания груза.

,                                                                                                              (18)

где -угол отклонения груза при раскачивании ();                                                                                                          

  9. Центробежная сила стрелы.

,                                                                                                           (19)

где - масса соответствующего элемента.

  10. Центробежная сила груза.

   ,

 

  11. Усилие в стреловом канате определено из уравнения равновесия относительно точки А.

                                                                                                                 (20)

  12. Составляющая реакции в опорном шарнире Н:

                                                                                                                 (21)

  

 

  13.  Уравнение проекций сил на ось Х:

                                                                                                                    (22)

  

Горизонтальная плоскость:

                                                                                                                 (23)

Уравнение равновесия относительно оси Y:

                                                                                                                    (24)

Определение усилий в поясах стрелы.

Рисунок 4 – Усилия в поясах стрелы.

  Расчетное усилие в поясе стрелы у одного шарнира , равное сумме усилий от вертикальных и горизонтальных нагрузок.

                                                         (25)

где -реакция в опорном шарнире от действия вертикальных нагрузок, кН ;

      -реакция в опорном шарнире от действия суммарного опорного момента от горизонтальных нагрузок , кН ;

      -угол между осью стрелы и верхней (нижней) гранью  ;

      -угол между осью стрелы и боковой гранью  .

                 

В сечении посередине стрелы расчетное усилие сжатия в поясе  , кН:

               ,                                                                             (26)

где -продольное усилие в сечении, кН ;

      - изгибающий  момент в сечении в вертикальной плоскости, ;

      - изгибающий  момент в сечении в горизонтальной плоскости, ;

    

Последующие расчеты ведутся по наибольшему усилию в поясе 968,6 , кН.

4. Расчет устойчивости стрелы и её элементов.

   Пояса стрелы воспринимают продольные силы и изгибающие моменты. Расчеты ведутся в наиболее нагруженном сечении стрелы у основания опорного шарнира.

 Местную устойчивость проверяем исходя из условия:

  ,                                                                                                       (27)

где -коэффициент продольного изгиба зависит от  и расчетного сопротивления стали .

   Принят уголок №16  со следующими характеристиками: