Проектирование конструкций металлического мостового крана

такие швы считаются равнопрочными стали элементами. Расчеты в таком случае не делаются. 6 Конструктивный расчет концевых балок6.1 Подбор поперечного сечения балокПо условиям транспортировки моста его расчленяют на две отправочные марки, а узел укрупнительной сборки располагается в середине концевой балки. Этот узел выполняется с накладками на болтовых соединениях, которые рассчитываются на срез и смятие: где n – количество болтов в соединении; - количество расчетных срезов болта; - площадь сечения болта, м2; - диаметр болта, м; - минимальная сумма толщин соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении, м; и - расчетные сопротивления болта срезу и смятию, Па; - коэффициент условия работы болтов, - для нормальной точности. Рисунок 11 – Конструкция принятая концевой балки: а) общий вид балки; б) поперечные сечения балки; 1 – нижний пояс; 2 – верхний пояс; 3 – стенка; 4 – накладки; 5 – болты; 6 – технологические отверстия; 7 – ребра жесткостиРекомендуют болты диаметром По СП 16.13330.2011 – расстояние между центрами отверстий для болтов в любом направлении минимальное: 2,5∙d, максимальное крайних рядах: 8d, в средних рядах при растяжении: 16d, при сжатии: 12d. Отверстия под болты для класса точности В: . Прочность и выносливость стенки проверяем в точке а на действие приведенных напряжений, Па: где - коэффициент формы сварного шва, учитывается только при расчете на выносливость, ; – коэффициент, зависящий от угла перехода β и отношения r = 0,4…0,6 – радиальное напряжение, Па; – радиальное напряжение, Па; – радиальное напряжение, Па; - нормальные касательные напряжения в зоне начала закругления с радиусом r, которые определяются для надбуксовой части балки как для прямого бруса, Па; и - коэффициенты, зависящие от угла перехода β и отношения площади сечения нижнего пояса к площади сечения вертикальной стенки в сечении 1-1 (Af/Aw) и отношения ; - расчетное сопротивление усталости, принимаемое в зависимости от временного сопротивления стали и групп элементов конструкции, Па; α – коэффициент, учитывающий число циклов нагружения n вычисляемый при для групп элементов 1 и 2 по формулам: для групп элементов 3-8: при , значение α = 0,77; - коэффициент, определяемый в зависимости от вида напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений , – наименьшее и наибольшее по абсолютному значению напряжения, Па. Задаем сечение концевой балки: , ; Выполняем проверку балки по нормальным напряжениям: Прочность обеспечена. Проверим балку на действие касательных напряжений: Прочность балки по касательным напряжениям обеспечена. Выполним расчет узла в середине концевой балки. Этот узел выполняется с накладками на болтовых соединениях, которые рассчитываются на срез и смятие. Размеры накладок назначаем конструктивно: толщина горизонтальной накладки - ; толщина вертикальной накладки ; длина горизонтальной накладки - ; ширина горизонтальной накладки - ; ширина вертикальной накладки - ; высота вертикальной накладки - Принимаем болты нормальной точности В, класса прочности 8.8. Принимаем Выполняем расчет болтов горизонтальных накладок, воспринимающих преимущественно изгибающий момент. Усилия в накладках составят: .Определим требуемую площадь болта при n = 6: Окончательно назначаем 8 болтов диаметром 20 мм с с каждой стороны накладки. Болты вертикальных накладок воспринимают главным образом поперечную силу, которая в узле равна нулю. Поэтому принимаем конструктивно 7 болтов диаметром 16 мм с каждой стороны накладки. Для предотвращения усталостного разрушения выполним расчет выносливости стенки концевой балки в точке а.Рисунок 12 – Схема к расчету узла концевой балки Принимаем радиус криволинейной части: Положение точки а: Согласно эпюры изгибающих моментов усилие в сечении 1-1 составит: Предел выносливости стали для элемента 1-й группы с составит . Коэффициент асимметрии принимаем , тогда коэффициент при растяжении. Коэффициент, учитывающий количество циклов нагрузки, принимаем , составит: По графикам [6] определяем численные значения коэффициентов: , , , Выносливость стенки концевой балки: Вывод: выносливость балки обеспечивается. 6.2 Конструирование узлов примыкания балокУзел соединения главных балок с концевыми. Это соединение, кроме необходимой прочности, должно быть достаточно жестким, чтобы воспринимать изгибающие моменты в местах стыковки балок при действии горизонтальных нагрузок. Соединение осуществляется в одном уровне или со ступенчатым опиранием. Рисунок 13 – Конструкция примыкания главных балок к концевым: а) в одном уровне, б) этажное запирание; 1 – главная банка; 2 – концевая балка; 3 – соединительные прокладки, 4 – болты, 5 – накладкаРасчет узла примыкания главной балки к концевой. Расчет ведется на действие опорной реакции главной балки: Принимаем размеры прокладок: Проверяем прочность накладки на срез: Зададим катет сварного шва, прикрепляющего накладку к стенке балки Длина шва принимается Сварка принимается ручная электродами марки Э42А. Тогда , , Прочность сварного соединения: Вывод: прочность узла обеспечена. Использованные источникиСП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81. М.: ОАО ЦПП, 2011. Забродин М.П. , Егоров В.В. Проектирование металлических конструкций мостовых кранов общего назначения: Учеб. пособие. СПб.: ПГУПС, 2001. -74 с. Металлические конструкции: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.; под ред. Ю.И. Кудишина. – 13 изд., исправ. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 688 с. Проектирование шпренгельных балок с перфорированной стенкой: учебное пособие / В.В. Егоров, М.П. Забродин, А.А. Кудрявцев. СПб.: ПГУПС, 1998. -53 с.Справочник по кранам / Под ред. А.И. Дукельского. М.: Машиностроение. Т.1. – 1971. – 400 с.Шабашов А.П., Лысяков А.Г. Мостовые краны общего назначения: учебник. М.: Машиностроение, 1980. – 304 с.Методы расчета и проектирование несущих металлических конструкций машин. Ч.1. Общая характеристика металлических конструкций и методов расчета: учеб. пособие / В.В. Егоров, В.В. Веселов, П.Н. Григорьев - СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2017. -55 с.Методы расчета и проектирование несущих металлических конструкций машин. Ч.2. Проектирование металлических конструкций мостовых кранов: учеб. пособие / В.В. Егоров, В.В. Веселов, П.Н. Григорьев - СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2017. -56 с.