Проект2.1_РК2 (1052907), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Расчетная длина стрелы: l = L - D_кол/2 - h -  = 4000 - 400/2 - 630 - 10 = 3160 мм

Расстояние между подшипниками:

h’_п 0.36L =0.36_*4000 = 1678 мм

Принимаем h_п = 1700 мм

Прогиб:

f_ст=[(Q+ G_Σ )l_*(l/2)_*(2l/3)]/EI+[(Q+ G_Σ )L_*(h_п /2)_*(2L/3)]/EI+

+[(Q+ G_Σ )[L_*(h_п /2)_*(2L/3)+L(H_кол-h_п)L]]/EI _кол =

=[(10000+ 3800 )(3160³+4000²1700)]/3_*2_*10 ⁵_*407.5_*10 ⁶ +

+[(10000+ 3800 )4000²(1700/3+3500-1700)]/2_*10 ⁵_*409.6_*10 ⁶ = 9.69 мм

Допустимый прогиб для поворотного крана: [f_ст] = L/400 = 4000/400 = 10 мм

Как видно фактический прогиб меньше допустимого: f_ст= 9.69 мм < [f_ст] = 10 мм

4.3 Определение веса металлоконструкций

Вес стрелы: G_стр 2_*10 ^-6 Ll_стр =2_*10 ^-6 _*4000_*4500 = 3600 H

где l_стр L+500 = 4000+500 = 4500 мм

Координата центра тяжести стрелы: X_стр 0.4L = 0.4_*4000 = 1600 мм

Вес подвижной колонны: G_п.к G_стрl_п.к/l_стр=3600_*1700/4500 = 1360 H

где l_п.к=h_п =1700 мм (см п.4.2)

Координата центра тяжести подвижной колонны (см черьеж): X_п.к. 400 мм

Вес неподвижной колонны: G_кол 2.5_*10 ^-4 D_кол_колН_кол =2.5_*10 ^-4_*400_*20_*3500 = 7000 Н

где D_кол = 400 мм (см п.4.1);

_кол = 20 мм (см п.4.1);

H_кол= 3.5 м =3500 мм (см п.4.1);

4.4 Проверка времени затухания колебаний

Приведенная масса:

m_пр Н²_кол(G_стр+ G_п.к)(1+L/Н_кол+ Н²_кол/L²)/3(L+3Н_кол)²+0.1G_Σ=

= 3.5²(3600+1360)(1+4/3.5+ 3.5²/4²)/3(4+3_*3.5)²+0.1_*3800 = 660 кг

где H_кол= 3.5 м (см п.4.1);

G_стр= 3600 H (см п.4.3);

G_п.к= 1360 H (см п.4.3);

G_Σ = 3.8 кН – вес тележки (см п 3.2)

Жесткость:

c = (Q+G_Σ)/ f_ст= (10000+3800)/9.69_*10^-3 = 1.4_*10⁶ Н/м

где f_ст=9.69 мм = 9.69_*10^-3 м (см п.4.2);

Период собственных колебаний: T = 2 = 2_*3.14 = 0.14 с

Логарифмический декремент затухания:  = 5_*10^-3/Т² = 5_*10^-3/0.14² = 0.255

Начальная амплитуда затухания: f₀ = Q/c = 10000/1.4_*10⁶ =7.14_*10^-3 м

Время затухания: t_зат = T ln(f₀/[f])/= 0.14ln(7.14_*10^-3/5_*10^-4)/ 0.255 = 1.5 с < [t_зат] = 10 c

где [f] = 0.5 мм = 5_*10^-4 м – допустимая амплитуда;

4.5 Проверка прочности металлоконструкции

Допускаемое нормальное напряжение: [] = 140 Н/мм²

Допускаемое контактное напряжение, в том числе и для сварных швов:

[] = 0.6[] = 0.6_*140 Н/мм² = 84 Н/мм²

Подвижная колонна

Расчет в данном случае целесообразно начинать с этого узла, так как в опасном сечении подвижной колонны действует наибольший момент в вертикальной плоскости.

Расчетный изгибающий момент в стреле:

М_В = М_п +М_G =(K_QQ+K_qG_Σ)L+G_стрX_стр+G_п.к.X_п.к.=

=(1.2_*10000+1.1_*3800)4000+3600_*1600+1360_*400 = 71_*10⁶ Н мм

где K_QQ+K_qG_Σ = F_п – подвижная нагрузка, сосредоточенная в точке приложения груза;

М_п – момент от подвижной нагрузки;

М_G – момент от собственного весас стрелы;

В подвижной колонне пояса одинаковые.

Момент инерции опасного сечения подвижной колонны:

I_В = 2_*320_*6_*[(500-6)/2]² + 2(500-2_*6) ³/12 = 311.7_*10⁶ мм⁴

Момент сопротивления изгибу: W_В=I_В/y_max =311.7_*10⁶/250 = 1.25_*10⁶ мм³

Напряжение изгиба:  = М_В/W_В =71_*10⁶/1.25_*10⁶ = 56.8 Н/мм² < [] = 140 Н/мм²

Высота концевого сечения подвижной колонны: 0.4h = 0.4_*500 = 200 мм

Момент инерции опасного сечения:

I = 2_*320_*6_*[(200-6)/2]² + 2(200-2_*6) ³/12 = 244.3_*10⁶ мм⁴

Статический момент: S = 320_*6_*(200-6)/2 = 18.6_*10⁴ мм³

Перерезывающая сила: F = М_В/h_П = 71_*10⁶/1700 = 4.2_*10⁴ Н

Касательное напряжение в сварных швах:

=FS/Ib=FS/I_*2_*0.7_*К=4.2_*10⁴_*18.6_*10⁴/244.3_*10⁶_*2_*0.7_*4 = 5.7 Н/мм² <[] = 84 Н/мм²

где К = 4⁺² мм – катет сварного шва для таврового соединения Т1 в месте стыка стенок _ст= 4 мм с поясками: _п.в=6 мм (см п.4.1)

Принимаем опасные сечения стрелы и подвижной колонны одинаковыми.

Момент, изгибающий стрелу в вертикальной плоскости:

М_В = М_п +М_G =(K_QQ+K_qG_Σ)l+G_стр(X_стр – 840) =

=(1.2_*10000+1.1_*3800)4000+3600(1600 – 840) = 67.5_*10⁶ Нмм

Напряжение изгиба в вертикальной плоскости: _В=М_В/W_В =67.5_*10⁶/1.25_*10⁶ =54 Н/мм²

Момент, изгибающий стрелу в вертикальной плоскости:

М_Г =0.1[(Q+G _Σ)l+G_стр(X_стр–840)]=0.1[(10000+3800)3160+3600(1600–840)=7.1_*10⁶ Нмм

Момент инерции сечения в горизонтальной плоскости:

I_Г =2_*6_*320³/12+ 2(500-2_*6)_*4_*(280-4)²/2 = 107.1_*10⁶ мм⁴

Момент сопротивления изгибу: W_Г=I_Г/y_max =107.1_*10⁶/160 = 0.7_*10⁶ мм³

Напряжение изгиба в горизонтальной плоскости:_Г=М_Г/W_Г=7.1_*10⁶/0.7_*10⁶=10.1 Н/мм²

Наибольшее нормальное напряжение в стреле:

 = _В + _Г = 54 + 10.1 = 64.1 Н/мм² < [] = 140 Н/мм²

Неподвижная колонна

Момент, изгибающий неподвижную колонну, равен моменту м подвижной колонне.

Момент сопротивления изгибу колонны:

W_изг = 0.64D_кол² _кол = 0.64_*400² 20 = 2.05_*10⁶ мм³

Напряжение изгиба в неподвижной колонне:  = М_В/W_изг=71_*10⁶/2.05_*10⁶=34.6 Н/мм²

Момент, скручивающий колонну:

Т = 0.1[(Q+G _Σ)L+G_стрX_стр+G_п.к.X_п.к.] = 0.1[(10000+3800)4000+3600_*1600+1360_*400] =

=6.1_*10⁶ Нмм

Момент сопротивления кручению колонны: W_кр = 2W_изг = 2_*2.05_*10⁶ = 4.1_*10⁶ мм³

Касательное напряжение в колонне: =Т/W_кр=6.1_*10⁶/4.1_*10⁶=1.5 Н/мм²

Приведенное напряжение в колонне:

_пр = = = 34.7 Н/мм²< [] = 140 Н/мм²

Напряжениями сжатия от вертикальной силы в колонне пренебрегаем.

Найдем катет шва К, которым колонна приваривается к основанию. Кручением пренебрегаем.

=М_В/W_шв=71_*10⁶/0.64_*400² 0.7К [] = 84 Н/мм²

где W_шв=0.64_*D_кол² 0.7К

Из неравенства получаем: К 71_*10⁶/84_*0.64_*400² 0.7 = 11.79 мм

Принимаем К = 13 мм – катет сварного шва для таврового соединения Т6 в месте стыка стенки колонны _кол =20 мм (см п.4.1) с плитой _пл =40 мм

5 Опорные узлы крана

Верхний опорный узел крана

1. Для того, чтобы поверхности фланца вала верхней опоры крана и торца колонны сопрягались по плоскости, на цилиндрической центрирующей поверхности перед торцом фланца делаем канавку шириной l=8 мм для диаметра вала:

d = D_кол - 2_кол = 400 - 2_*20 = 360 мм > d = 100 мм

Глубина канавки b = 1 мм

1. Фаски на конце цилиндрического вала-диска, который приваривается к колонне С=2.5 мм для диаметра вала по ГОСТ 12080-66:

d = D_кол - 2_кол = 400 - 2_*20 = 360 мм > d = 110 мм

1. Конструктивно принимаем стандартную толщину стального горячекатанного листа из которого изготавливаем вала-диск S=60 мм по ГОСТ 103-76. Цельный вал изготовить из прутка невозможно, так как максимальный диаметр прутка из стали горячекатанной круглой по ГОСТ 2590-71 составляет: d_{пр max}=250 мм, а необходимо получить d = D_кол = 400 мм

2. Для сварки по торцу колонны применяем шов С11 с подготовкой кромок свариваемых деталей: S=20 мм, К = 34 мм, g = 0.5 мм

Кручением пренебрегаем.

=М_В/W_шв=71_*10⁶/0.64_*400² 0.7_*34 = 29.1 Н/мм² [] = 84 Н/мм²

где М_В=71_*10⁶ Нмм - расчетный изгибающий момент в стреле (см п.4.5)

W_шв=0.64_*D_кол² 0.7К – момент сопротивления шва (см п.4.5)

[] = 84 Н/мм² – допускаемое касательное напряжение (см п.4.5)

1. Для восприятия осевой силы устанавливаем упорный однорядный шарикопод- шипник 8124 по ГОСТ 6874-75:

РАССЧИТАТЬ

1. Для восприятия радиальной силы устанавливаем радиальный сферический двухрядный роликоподшипник 3003128 по ГОСТ 5721-75

РАССЧИТАТЬ

1. На цилиндрической части вала делаем канавку шириной l=8 мм для диаметра вала:

d = d_подш = 140 мм

Глубина канавки b = 1 мм

1. Для сварки вала-диска с валом применяем шов С11 с подготовкой кромок свариваемых деталей: S=20 мм, К = 34 мм, g = 0.5 мм

Кручением пренебрегаем.

=М_В/W_шв=71_*10⁶/0.64_*250² 0.7_*34 = 74.6 Н/мм² [] = 84 Н/мм²

где М_В=71_*10⁶ Нмм - расчетный изгибающий момент в стреле (см п.4.5)

W_шв=0.64_*D_вала² 0.7К – момент сопротивления шва (см п.4.5)

[] = 84 Н/мм² – допускаемое касательное напряжение (см п.4.5)

1. Для сварки вала-диска с валом применяем шов С11 с подготовкой кромок свариваемых деталей: S=40 мм, К = 49 мм, g = 0.5 мм

Кручением пренебрегаем.

=М_В/W_шв=71_*10⁶/0.64_*220² 0.7_*49 = 66.8 Н/мм² [] = 84 Н/мм²

где М_В=71_*10⁶ Нмм - расчетный изгибающий момент в стреле (см п.4.5)

W_шв=0.64_*d_вала² 0.7К – момент сопротивления шва (см п.4.5)

[] = 84 Н/мм² – допускаемое касательное напряжение (см п.4.5)

1. Фаски на конце цилиндрического вала, который приваривается к валу-диску С=2.5 мм для диаметра вала по ГОСТ 12080-66:

d = d_подш = 120 мм > d = 110 мм (см п. 5.5)

1. Расчет по контактным напряжениям центрирующего конуса. Для материала сталь 45 улучшенной допускаемое напряжение смятия [_см ]=360 МПа по ГОСТ 380-88.

Расчетное напряжение:

 = N/A+M_В/W = 13265/8243.5+71_*10⁶/0.2_*10⁶ = 356.6 МПа < [_см ] = 360 МПа

где N=(Q+G_Σ+G_стр+G_п.к)cosα=(10000+3800+3600+1360)cos45⁰=13265 Н – нор-мальная сила на стенки центрирующего конуса;

А = π(D₁/2+D₂/2)l = 3.14(152/2+176/2)16=8243.5 мм² - площадь боковой контактной поверхности усеченного центрирующего конуса;

Характеристики

Список файлов курсовой работы