Пермский государственный технический университет Кафедра строительных и дорожных машин Проектирование металлоконструкций строительных и дорожных машин и оборудования Курсовая работа Тема: Расчет стрелы крана Разработал студент гр. СДМз-02 Куропаткин А. В. Проверил преподаватель Кычкин В. И. Пермь 2004 Вариант 2. Расчет прямой стрелы грузоподъемного крана. Параметры: l=11 м, GП=0.1 тс, Q=6 тс; W=0.01 тс/м – ветровая нагрузка; θ=30º, р=0.1l=0.1∙11=1.1 м, r=0.05l=0.05∙11=0.55 м; q=0.1 т/п.м 1. Составление расчетной схемы и определение реакций от вертикальных нагрузок. Материал ВСт. 3 R=21000 тс/м2 – расчетное сопротивление.
Определение реакций опор: G=q∙l=0.1∙11=1.1 тс – собственный вес стрелы. тс – усилие натяжения концевой ветви каната грузового полиспаста, где n=1 – кратность полиспаста; η=0.95 – КПД полиспаста. ; ; тс; ; ; тс; ; ; тс; δ=90-(α+β) β=60º α=5.74º δ=26.24º γ – аналогично γ=27.13º cos δ=0.912, cos γ=0.89, sin δ=0.411, sin γ=6 Суммарная опорная реакция: тс; Эта реакция вызывает усилие сжатия Snb в поясах фермы стрелы.
Имеем 4 грани.Линии пересечения граней являются осями 4-х поясов. 2. Определение усилия в поясах от вертикальных нагрузок α – угол между осью стрелы и верхней гранью, αr – угол между осью стрелы и верхней гранью.
Для нахождения α и αr подберем размеры стрелы: an=2.2 м; b0=1.1 м; hk=300 мм=0.3 м; h=0.44 м; b=0.44 м; α=2º; αr=9º; тс 3. Определение реакций и усилий от горизонтальных нагрузок Ветровая и инерционная нагрузка Горизонтальные инерционные нагрузки принимаются равными 10% от соответствующих вертикальных нагрузок. p=0.1Q=0.6 тс тс∙м; тс. Реакция от ветровой нагрузки тс; тс∙м. Общая реакция от горизонтальных нагрузок: тс. Усилие от горизонтальных нагрузок: тс. Определение наибольшего изгибающего момента тс∙м; 4. Определение расчетных усилий в сечениях стрелы: Сечение у опорного шарнира: Для сечения у опорного шарнира просуммируем усилия от вертикальных и горизонтальных нагрузок тс Сечение в средней части: Для сечения в средней части пролета, представляющего собой параллелепипед, необходимо учесть продольное усилие от вертикальных сил, момент Мr , вычисленный для рассчитываемого сечения , и изгибающий момент от собственного веса и просуммировать все усилия. тс тс∙м. 5. Подбор элементов решетчатой четырехгранной стрелы Зададимся φ=0.6 Требуемая площадь пояса см2 Выбираем сечение уголка 110х8 rmin=3.39 см Вычисляем длину ветви см , принимаем 0.04 Площадь поперечного сечения раскосов см2 см6. Проверяем прочность и устойчивость Выбираем max Sn=33.55 тс кгс/см2, условие не выполняется. Возьмем уголок 100х10 Fp=19.2 см2 см см, см2 – площадь раскосов кгс/см2 , , тогда Расчетная длинна в плоскости подвеса см Из плоскости подвеса см ; , , тогда Наибольшая гибкость стержня, как сплошного сечения , . Приведенная гибкость , где см2; k1=k2=45; Fp1=Fp2=2Fp=21.2 см2. Проверка устойчивости N=64140 кгс F=98 см2 – общая площадь в сечении M=3500 кгс∙м Mr=11750 кгс∙м Wx=51.61 см3 Wy=26.47 см3 кгс/см2 Условие выполняется. Прочность в корне стрелы кгс/см2 см2 Условие выполняется.