Кран консольный поворотный

            Коэффициент j выбирают по большей гибкости  l           

      Допускаемое напряжение в сечении швеллера из стали Ст 3 при среднем 

режиме работы  [s ] = 160 МПа     [2, с.223] .

s _D  =  115 МПа < [σ ]  = 160 МПа .

      Прочность подкоса из двух швеллеров №10 обеспечивается. 

     3.4.3  Расчет поворотной колонны 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						23
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3.7 – Схема нагружения подвижной колонны 

      Строим эпюру продольных сил

      От  силы тяжести подвижной колонны:  N_{КП  В}=0 ;  N_{КП  А} = – G _КП = – 0,786 кН.

      От  остальных сил:

      F_РХ =  F_Р · cos 32 = 39,551 · 0,848 = 33,541 кН;

      F_PУ =  F_P · sin 32 = 39,551 · 0,530 = 20,959 кН.

      F_ПХ =  F_П · cos 44 = 44,803 · 0,719 = 32,213 кН;

      F_ПУ =  F_П · sin 44 = 44,803 · 0,695 = 30,914 кН .

     N_B = 0 ;

     N_C = - F_nx =  – 32,213 кН;

     N_E = N_C  – 0,5 · G_Л = – 32,213 – 0,5 · 3,124 =  – 33,775 кН;

     N_D =  N_E - R_II – F_Py =  – 33,775 – 0,478 + 20,959 = – 13,294 кН;

     F_X = N_D  – G_КП =  – 13,294 – 0,706 = – 14  кН. 

N_{КП Е} = N_{КП  A} · (BЕ/BА) = – 0,706 · ( 1,1/1,7) = – 0,457 кН;

N_E^Σ  = N_{КП Е} + N_E  = – 0,457 – 33,775 = – 34,232 кН.

      Строим эпюру изгибающих моментов:

Σ М _В = 0 ;     F_пх · 0,075  – F_рх · 1,675   +  F_RA· 1,775 = 0 ; 

Σ М _А = 0; - F_пх · 1,7  – F_рх · 0,05   +  F_RВ· 1,775 = 0 ;

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						24
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

 

M _ИС  =     F_RВ ∙ 0,15  = 28 ∙ 10³ · 0,15  =   4200 Н∙м;

M _ИD  =  – F_RA × 0,1  =  – 28 · 10³ ∙ 0,1  =  – 2800 Н∙м.

         Проверяем прочность колонны в наиболее нагруженном сечении С: 
 
 

      Допускаемое напряжение  [σ] = 160  МПа  [2, с.223]

s _Е  =  21,35 МПа   <   [σ] = 160 МПа.

      Следовательно, прочность колонны обеспечивается . 

      3.4.4 Расчет неподвижной колонны 

      Строим  эпюру продольных сил 

     От  силы тяжести подвижной колонны:  N_D = G _КH = 5,349 кН.

     От  действия прочих сил

     N_A = N_D = F_x = 15,756 кН. 

     Строим  эпюру изгибающих моментов 

      M _ИС  =  F_RА ∙ ВС  = 28 ∙ 10³ · 1,6  =   45,14 кН∙м;

     M _ИD  =  F_RA × (ВС + СD) - F_RB∙CD = 28 · 10³ ∙ (1,6 + 0,15) - 28∙0,15= 45,14кН∙м. 

     Проверяем прочность колонны в наиболее нагруженном сечении С: 

      Радиус  инерции 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3.8 – Схема нагружения неподвижной  колонны 
 
 
 
 

Допускаемое напряжение  [σ] = 160  МПа  [2, с.223]

s _C  =  80 МПа   <   [σ] = 160 МПа.

Следовательно, прочность неподвижной колонны обеспечивается .

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						25
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

 
 
 

     4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ДЛЯ ПОВОРОТА  КРАНА 
 

     Для определения усилия поворота крана  необходимо определить момент сопротивления вращению при разгоне крана.

     При Q < 5т – поворот крана вручную.

                                Т_{РАЗГОНА} = Т_{СОПРОТ  СТАТ} + Т_{СОПРОТ  ИН} ,

где Т_{РАЗГОНА} - момент сил сопротивления повороту при разгоне масс;

      Т_{СОПРОТ СТАТ} – статическая составляющая момента сопротивления;

      Т_{СОПРОТ  ИН} – динамическая составляющая момента сопротивления.

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						26
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

      Так как поворот крана вручную   Т_{СОПРОТ  ИН} = 0.

                 Т_{СОПРОТ  СТАТ} = Т_ТР + Т_НАКЛ +Т_ВЕТРА = 42,3 + 393 + 0 = 435,3 Н·м,

где  Т_ТР -   сопротивление повороту крана от сил трения в опорах;

       Т_НАКЛ - сопротивление повороту крана от наклона оси колонны крана;

      Т_ВЕТРА  - сопротивление от ветровой нагрузки.

     Так как кран находится в помещении ТВЕТРА = 0.

                      Т_НАКЛ = МОПРОК ·sinα  = 45014 ·0,009 = 393 H·м;

                 T_ТР = T₁ + T₂ + T₃ = 12,3 + 27,6 + 2,4 = 42,3 Н·м,

где T₁ = F_R f_B d_b/2 =  29000·0.01· 0,085/2= 12,3 Н·м– момент сил трения в радиальных подшипниках верхней опоры;

      T₂ = F_R f_Н d_Н/2 = 29000·0.01· 0,19/2= 27,6 Н·м – момент сил трения в радиальных подшипниках нижней опоры;

     = 15756·0,015·0,020/2 =2,4 Н·м – момент сил трения в упорном подшипнике,

где f – приведенный коэффициент трения в подшипниках (f=0,01, если радиальные ПК; f=0,015, если упорные ПК).

     Проверяем возможность рабочего самостоятельно без приспособлений повернуть кран с грузом.

     Определяем  силу сопротивления

                               F_СОПР = TСОПРОТ  СТАТ / а = 435,3 / 4 = 108,8 Н.

     Усилие  рабочего определяется по формуле

                               F_РАБ=F_СОПР / cos 45 = 108,8 / 0,707 = 154 Н.

     Так как F_РАБ = 154 Н < 200 H – рабочий может перемещать груз без применения дополнительных механизмов. 
 

    5  КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОРНОЙ ЧАСТИ  И ОПРЕДЕЛЕНИЕ  РАЗМЕРОВ ФУНДАМЕНТНЫХ БОЛТОВ 
 
 

Дано: а = 1000 мм; с = 800 мм; b = 600 мм;  Fx=15756 H;  М_опр=45014 H∙м;

                 [σ_см]_бетона = 3 МПа.

                

     5.1  Определим напряжения  в основании  кронштейна:

     а) от силы   F _X 

                              σ^Fx=Fx / A=15756 / 0,64=0,0246 МПа,

    где  A= =0,64 м² – площадь опорной поверхности плиты. 

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						27
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

Рисунок 5.1 

     б) от момента

                                     

     где    .

     5.2 Определим усилие предварительной затяжки из двух условий:

     а) из условия не раскрытия стыка у левой кромки:

                            σ_Л   = σ_Fx - σ_M  + σ_ЗАТ ≥  0 .

                                σ_ЗАТ = σ_M -  σ_Fx  = 0,155 - 0,0246 = 0,1304 МПа.

             Fзат min = σ_ЗАТ · ( a² –b²) / z  = 0,1304 · (1000²-800²) / 8 = 26732 Н.

     б) из условия не смятия бетона у правой кромки:

                                σ_П = σ_Fx  + σ_M  + σ_ЗАТ   £ [ σ_СМ ]^Бетона .

                               σ_ЗАТ = [ σ_СМ ]^Бетона  - σ_Fx - σ_M = 3 - 0,0246 - 0,155 = 2,82 МПа.

             Fзат max= σ_ЗАТ · ( a² –b²) / z = 2,82· (1000²-800²) / 8 = 578100  Н.

               Зададим силу затяжки с некоторым запасом:

                                  Fзат= Fзат min· К=27 ·1,3 = 35,1 кН.

  5.3 Находим полную нагрузку на болт

     F_б = F_зат + X·F_вн  = 35100 + 0,13·20730  = 37794  Н,

где Fвн = М^I _ОПР  / z^I · r  + F^’x / z = 45014 / 6·0,4 + 15756 / 8 = 20,73 кН.

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						28
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

5.4 Определяем минимально необходимый диаметр стержня болта:

                              

      Так как по нормам Ростехнадзора диаметр анкерного болта не может быть меньше 24 мм, принимаем анкерный болт с резьбой М24.