Расчёт металлоконструкции

Консоль крана состоит из швеллеров. Колонна изготовлена из отрезков горячекатаной трубы ( ГОСТ 8732 – 78 ) материалом сталь 3 ( ГОСТ 380 – 71)

2.4.1 Расчёт консоли крана

2.4.1.1 Изгибающий момент в консоли крана

Ми = (Q + Gт) * 1 [3;340] (2.54)

Q – грузоподъёмность, кг

Gт – вес тележки, кг

l – вылет стрелы, см

Ми = (2500 + 800) * 450 = 485000 кг * см

2.4.1.2 Момент сопротивления сечения консоли

W = 2 * Wшв [3;340] (2.55)

Wшв – момент сопротивления,

Для швеллера № 20 Wшв = 197 см3 (ГОСТ 8240 – 72)

Материал швеллера сталь 3.

W = 2 * 197 = 394 см2

2.4.1.3 Определяем напряжение изгиба

Gи = Ми/W ≤ [Gи] [3;341] (2.56)

Gи – напряжение изгиба

[Gи] = 1400 Н/см2

Gи = 485000/394 = 1230.9 Н/см2 < 1400 Н/см2

Условие выполняется, швеллер подходит.

2.4.2 Расчёт колонны

2.4.2.1 Суммарный опрокидывающий момент без учёта веса колонны крана равен изгибательному моменту в консоли крана М0 = Ми = 485000 кг * см

2.4.2.2 Требуемый момент сопротивления поперечного сечения колонны

W = M0/[Gи] [7;241] (2.57)

M0 – суммарный опрокидывающий момент

[Gи] – допускаемое напряжение изгиба

W = 48.5 * 103/14000 = 346.4 см3

Для дальнейшего расчёта принимаем конструктивные размеры колонны. Наружный диаметр Dm – 200 мм. Толщина стенки S = 8 мм. Внутренний диаметр Dвнутр = 184 мм.

2.4.2.3 Момент поперечного сечения трубы

W = πDm2/32 * (1 – Dвнутр/Dн) [7;242] (2.58)

W = 3.14 * 202/32 * (1 – 18.4/204) = 390.4 см3

2.4.2.4 Напряжение с учётом изгибающих нагрузок

σр = Gи + σст = М0/W + Q + Gт/F ≤ [σр] [7;242]

(2.59)

F – площадь сечения трубы

F = π/4 * (Dm2 – Dвнутр2) [7;243] (2.60)

F = 3.14/4 (202 – 18.42) = 113.04

[σр] – допустимое напряжение = 12500

σр = (448.5 * 105/390.4) +

+ (2500 + 800/115.04) = 12452.35 кг/см2 < 12500 кг/см2

Условия выполняются. Выбранные размеры подходят.

Рис. 2.8 Колонна

2.5 Расчёт валов

2.5.1 Определяем размеры ступеней вала под барабан механизма подъёма.

Рис. 2.9 Схема вала

2.5.1.1 Определяем диаметр под полумуфту

d1 = [6;43] (2.61)

Мк – крутящий момент на валу

Мк = Мб + ηподш + ηр [6;120] (2.62)

Мб – момент на грузоподъёмном барабане

ηподш – КПД подшипника

ηр – КПД редуктора

Мк = 1162 * 0.99 * 0.92 = 1058.3 Н * м

[τ] – допускаемое напряжение кручения = 20 Н/мм2

d1 = = 43.7 мм

Округляем до стандартного значения d1 = 45 мм.

2.5.1.2 Определяем длину под полумуфту

l1 = (1.0 ÷ 1.5)d1 [6;143] (2.63)

l1 = 1.5 * 4.5 = 67.5 мм

Принимаю l1 = 68 мм

2.5.1.3 Определяем диаметр под подшипник

d2 = d1 + 2t [6;144] (2.64)

где t – высота буртика

d2 = 45 + 2 * 2.5 = 50 мм

2.5.1.4 Определяем длину под подшипник

l2 = 0.6 * d2 [6;144] (2.65)

l2 = 0.6 * 50 = 30 мм

2.5.1.5 Определяем диаметр переходной ступени

d3 = d2 + 2 * t

d3 = 50 + 2 * 3 = 56 мм

Принимаю длину переходной части конструктивно l3 = 70 мм

2.5.1.6 Определяем диаметр под опору барабана на вал

d4 = d3 + 2 * t

d4 = 36 + 2 * 3 = 62 мм

2.5.1.7 Определяем длину опорной ступени

l4 = 0.8 * d4 [6;144] (2.66)

l4 = 0.8 * 62 = 49.6 мм

длину оси вала принимаю конструктивно l = 315.1 мм

2.5.2 Производим поверхностный расчёт вала

Другие статьи по теме

Надежность машин станки, промышленные роботы
Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых функций в заданных условиях эксплуатации. Уровень надежности в значительной степени определяет ...

Привод элеватора. Компоновка. СБ чертеж цилиндрического редуктора. Деталировка. РПЗ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ Спроектировать привод элеватора Исходные данные: Усилие на ленте элеватора F = 3 кН Скорость ленты элеватора ...