Расчет стрелы крана
СОДЕРЖАНИЕ: Вариант 3.2. Расчет прямой стрелы грузоподъемного крана. Параметры: l=11 м, GП=0.1 тс, Q=6 тс; W=0.01 тс/м – ветровая нагрузка; =30є, р=0.1l=0.111=1.1 м, r=0.05l=0.0511=0.55 м;Вариант 3.2.
Расчет прямой стрелы грузоподъемного крана.
Параметры:
l=11 м, GП =0.1 тс, Q=6 тс;
W=0.01 тс/м – ветровая нагрузка;
=30, р=0.1l=0.111=1.1 м, r=0.05l=0.0511=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=ql=0.111=1.1 тс – собственный вес стрелы.
тс – усилие натяжения концевой ветви каната грузового полиспаста, где
n=1 – кратность полиспаста;
=0.95 – КПД полиспаста.
; ;
тс;
;;
тс;
; ;
тс;
=90-(+) =60
=5.74
=26.24
– аналогично =27.13
cos =0.912, cos =0.89, sin =0.411, sin =0.456
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
– угол между осью стрелы и верхней гранью,
r – угол между осью стрелы и верхней гранью.
Для нахождения и r 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;
=2;
r =9;
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=0.6тс
тсм;
тс.
Реакция от ветровой нагрузки
тс;
тсм.
Общая реакция от горизонтальных нагрузок:
тс.
Усилие от горизонтальных нагрузок:
тс.
Определение наибольшего изгибающего момента
тсм;
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
тсм.
5. Подбор элементов решетчатой четырехгранной стрелы
Зададимся =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
см2
6. 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;
Fp 1 =Fp 2 =2Fp =21.2 см2 .
Проверка устойчивости
N=64140 кгс
F=98 см2 – общая площадь в сечении
M=3500 кгсм
Mr =11750 кгсм
Wx =51.61 см3
Wy =26.47 см3
кгс/см2
Условие выполняется.
Прочность в корне стрелы
кгс/см2
см2
Условие выполняется.