Пособие по проектированию и расчету металлоконструкций подъемно-транспортных устройств (Г.А. Снесарев, В.П. Тибанов, В.М. Зябликов -Учебное пособие по проектированию и расчету металлоконструкций подъемно-транспортных машин)

Ыинистерство высшего и среднего специального обраеоыния СССР Иосковское ордена Ленина, ордена Октябрьской Революпи;. и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н.Э.Баумана Г.А.Снесарев, В.П.Тибанов Утверидено редсовстом МВТУ как учебное пособие Ф учебное пособие по проектированию и расчету металлоконструкции подъемно-транспортных устройств Под редаияей Г.А.Снесарева ТОВО Москва Данное учебное пособие издается в соответствии с учебным планом Рассмотрено и одобрено кафедрой Детали-кашин" 22.12.83 г., методической комиссией ультета ОТ 09.04.84 г. и учебно-методическим управлением 12.04.84 г. Рецензенты: к.т.н.

доц. ВИЫ Харитонов Н.Н. кафедра "йодьемно-транспортнйе машины к оборудование" ВЗЦЙ © Московское высшее техническое училища им. Н.Э.Баумана Настоящее учебное пособие предназначено для помощи студентам при выполнении курсового проекта по грузоподъемным машинам в части металлических конструкций. В рекомекцациях по выбору основных размеров элементов металлоконструкций использованы статистические данные, поэтому предварительные размеры уточняются по результатам расчета на кесткооть и прочность.

В большинстве случаев определяющим фактором яэляетоя жесткость. Порядок работы над проектом металлоконструкции крана. 1. Выбирают тип металлоконструкции (балочный, ферменный, смешанный) и ве генеральную геометрическую схему. 2. Назначают размеры элементов основных сечений. 3. Цроверяют црогиб в точке приложения груза и, при необходимости, уточняют размеры сечений. 4. Определяют веса главных частей крана. 5.

Находят напряжения в опасных сечениях главных частей металлоконструкцик и, при необходимости, внооят изменения в размеры оечений. 8. Окончательно отрабатывают конструкцию. Расчет времени затухания колебаний не обязателен, его проводят по согласованию о консультантом после определения веса чаотей крана. Корректор Л.И.Малютина Редактор Н.Н.Филимонова Эаказ 5'2~~. Объем 3 5 к.л.(8.4 уч.-изд.л.) Тираж 1500 экз. Л-965Ф7от15.01 .85 г. Цена 12 коп.

План 1%4 г., М 73. тишогрефия МВТУ. 107005, Москва, Б-5, 2-я Бауманская, 5. Крановые металлоконструкции бывают' балочные, фермвнные и смешанные ° Балы — это металлоконструкции, работающие„в основном, на изгиб. Фермы — металлоконструкции, состоящие из стержней, работающих под осевой нагрузкой. Смешанные конструкции включают балочные и ферменные элементы.

Балки более технологичны и надежны, имеют меньшие строительные высоты. Фермы легче и имеют меньшее время затухания колебаний. Балки применяют в металлоконструкциях малых и средних размеров (стационарные поворотные краны, консольные краны, кран- белки, мостовые краны), в которых увеличение веса еще невелико, при серийном производстве, требовательном к технологичности, и при тяжелых реал эксплуатацк. нуждающихся в повышенной на- 3 дечностя. 2ерь.ы целесообразны для средн;и и больших размеров (башенные кои, козловые краны, перегружатели), при индивняу'чьном производстве и цвнапряженных рексах эксплуатации.

с . гленси~л'ация кспользоьания кранов и повышеи~е роли технологи. ности создали усто 1чявую тенденцию расширения области при,:знания бя сок. 2. '.атвсналы и состамент ;раковые ::.еталлоконструкции в основпом-изготовляют из стали;,=ркн Ст.3. Прн температурах пике -40оС используют сталь марки ЛОС. Пнзколегированные стали целесообразно применять только т '.1, .де удается полностью использовать их повышенную прочность. Обычно зто возможно зп:шь при грузоподьемностях (Р-.оОО к~. Сталя ахарон Ст.З 1 . ХбС отличаются высокой пластичностью, хорошей сваривае:;1остью, низкой стоимостью, но небольшой прочностью ( с4 =- 22-'~ Ме1 ). Последнее не столь важно, так как в легких кранах обычно лимитирует не прочность, а жесткость и устойчивость.

'трохтельный прокат (уголки, швеллеры и т.п.) используют, навьи.;. образом, при изготовлеши рам. Лая основных металлокон- струтсдЫ кранов применяют лист, гнутый профиль и трубы, которые позволяют создавагь более рациональные сечения и уменьшать вес кранов. ь качестве рельсов испсльзуат для опорных кранов — железнодорожные рельсы, специальные крановые рельсы типа КР, плоские ; ельсы из брусьев прямоугольного сечения; для крановых тележек— =злезнодоро~пше рельсы узкой колеи; для подвесных кранов (электроталей и монорельсовых тележек) — двутавры или пояса сварных балок.

.~ля соединения деталей используется сварка автоматическая под слоем джюса зли ручная электродом марий 342. 3. Об е екоые - .я е и ° ект;в Следует уменьшать зону, которую занимает металлоконструк*.и.;, особенно под краном. Бапример, вариант б) на рис. 3.1 луччои а). '~...ло ~мзньыйть суи~щиую длину главных элементове Поэтому .,:>'. посто'и:ном вычете вариант б) на рис. 3.2 лучше, так как вес ~.х~ еь.ис ° а 'ее сткость больше Рис. 3.1 Рис. 3.2 Металлоконструкции долины иметь простые геометрические Формы.

В большинстве случаев металлоконструкции выполняют цельно- сварными. Транспортные разъемы предусматривают, если длина превышает 32 м кхи ширина — 4 м. Разъемы не обязательно делать шарнирными, обычно достаточно болтового стыка сланцевого типа. Используемый сортамент (толщина листов, диаметры труб и толщины их стенок, типы гнутых профилей, номера угольников, швеллеров и т.п.) ыеобходимо ограничивать. Особенно важно сокрэ; щенке номенклатуры труб. руби с переменным сечением по длине в ийдввидуальном и мелкосерийном производстве применять не следует, Гнутые профили, по возможности, следует делать с постоянным сечением.

Балки необходимо конструировать с учетом использования автоматической сварки В балках наиболее полно используется материал поясов. Поэтощ для уменьшения их веса основную часть материала следует сосредоточивать в поясах. Высокие стенки балок целесообразно облегчать окнами. Тогда внутри балки можно разместить электрооборудование . Одновременно эти окна решают задачи технической эстетики. В балках израненного сечения целесообразно изменять только высоту, оставляя ширину постоянной. Ширина, по возможности,долина соответствовать стандарткой ширине листов или полос для того, штобы исключить обрезку по длинной стэроне.

Места крепления к колонне подкосов, стрел и оттяжек следует приближать к опорам. Еанаты и прутки в качестве оттяжек применять нельзя. Пря механическом приводе поворота нужно увеличивать гори- б зонтальную жесткость ~ерм и усиливать стыки стержней с колонной при помощи ребер, накладок и т.п. Катет сварных авов предварительно следует назначать равным тохщияв боле.. тонкого элемента в стыке.

Размеры сечения ива уточняют по результатам расчета на прочность. Ф. Выбо аие~ов Ниже приводятся рекомендации, соответствующие опытным данным и обеспечивающие жесткость металлоконструкции,близкую к кормироваяяой. Размеры сечений уточняют по результатам проверки прогиба. 4.1. Краны с внешней о®рой ~рис. 4.1; Ф,2; Ф.З; Ф.Ф) Расстояние между сере-- динами опор ~ =Р~ь~ ф2, где ~ — вылет,мм; Д- грузоподъемность, Н. Рис. 4.1. Кран ферменного типа с постоянном вылетом Стержни пелесообразно выполнять из труб. Их диаметр до иен быть у сжатого стержня не менее 1/40 свободкой длины, у растянутого ые менее 1/50. Лпаметр колоныы а' „=( — ...

=ф В про- ~~ ".д~~ ° стих кранах целесообразно использовать трубу одного диаметра. Высота балки по условияа жесткости ~ = (, г~дНаиболее выгодны по массе белки коробчатого сечения(ряс.4.3). Высота балки Ь '"РР РЯ~ . Ширина балки б =4Е1~ Толщина стенки 0~ „= ~ гйЮ - ~4~~У ~* Типцина верхнего пояса ~~,е =~,2~...

~б/с~' Толщина нижнего пояса, если он служит рельсом для колео злектротзли или тележки с~~,„= ~ — ~~ — где Š— подземная на- .~'% л грузка от колеса, Н (си. ниже 8.2); ~61 — допускаемое напряжение на изгиб, Н/мм2. Если вылет постоянный, то Р ~ =4~ ° Размер,й выбирается по условию размещения ходового 'Ф колеса.

Предварительно можно принимать А =РАЗ, где Я- диаметр ходового колеса. для крана, изображенного на рис. 4.4 ~-"РУ1Ж~; ~~а, =Ж ~к~Ж~4сл Рис. 4.2, Кран с балочной стрелой и переменным вылетом Рис. 4.3. Кран балочного типа с переменьям вылетом 4.2. ~щщ1 с не,НодвижноЯ коаощ~оЯ (рис. 4.5, 4.6) Рис.

4.4. Кран с вращающейся Схема, показанная на колонной и переменж~м вылетом рис. 4.5 удобна для кранов с ручным поворотом и неполноповоротных с машинным приводом, когда электропитание можно осуществить гибким кабелем. Нри нелични противовеса зту схему применять.не рекомендуется, в этом случае лучпв схема, приведенная на рис. 4.6.

Высота балки ~ = йР~и. Ф Диаметр колонны Ю „=Р6З а ж 4 . Толщина стенки колонны ~~~ ~рр~ .. ррах/р Рис„4Л. Кран с неподвижной колонной и постоянным вылетом Ширину балки 6, расстояние меиду опорами ~~, толщину стенки ф и'толщину поясов бД~ выбирают как на рис. 4.3. Ио нт инерпии ко она 4 =4МЮ. ~", Схема 4.б удобна для полноповоротных кранов, когда меха- низм поворота можно .расположить на земле или при наличии проти- вовеса. Размеры сечения стрелы и внутренней колонны аналогичны тем, что приведены на рис. М. Лиаметр наружной колонны Я,~~, и ты- щину ее стенки:"( -Рй5Я ) выбирают конструктивно так, чтобы зазор мещду колоннами был равен 5...10 мм. 4.3.

Крйщ~ тр пдворотдой длат$орьщ (рис. 4.7) В зависимости от схемы стрелы размеры сечений выбирают на основании рекомендшдй по рис. 4.1 или 4.3. Высоту рамы, на которой монтируется стрела, принимают око- ло 0.1 ее длины. 4.4. Электрокпал-балки (рис. 4.8) Главные балки выполняют из двутавров. Высота Ь э МР. Коли балка по етому соотношению пслучаетоя очень тяжелой, то цзлеоообраано использовать прием, показанный на рио. 4.9 и по- зволяющий увеличить высоту балки Ю 75~Ф.

Участки Линия Рис. 4.9 5. ДоДюрщщщ Рис. 4.10. 10 Иомвнт инерции такой расставленной балки где ~~ — момент инерции исходной балки; Ь,р — ве высота. Высота концевой балки ~ .,~--"Я (диаметр колеса). Ширина концевой балки 4;~г= суд~~,~ . База кран-балки Г ) (~Д. Горизонтальная жесткость соединения главной и концевых балок должна быть обеспечена фасонками, рвбвамн и ..п„ Я 4.5. Мостовые к..~аны (рис. 4.10) Высота балки Ь =0,5б ~4З ~ -'~~Р . йорика балки Ь -"ОФ ~ .