СОДЕРЖАНИЕ

Задание на проектирование

1. Анализ конструкции

2. Расчёт и построение линий влияния, эпюр

   1. Построение линий влияния моментов

   2. Построение линий влияния поперечной силы

3. Проектирование сечения балки

   1. Выбор основных элементов коробчатой балки

   2. Проверка напряжений в спроектированном сечении

   3. Общая и местная устойчивость

   4. Расчёт на прочность сварных соединений

4. Расчёт концевой балки

5. Определение веса металлоконструкции

6. Расчёт сварочных деформаций при выполнении поясных

швов балки

7. Технология изготовления балки

Литература

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Рассчитать и спроектировать металлоконструкцию мостового электрического крана. Конструкция состоит из 2х главных балок и 2х концевых балок. Выбрать метод сварки, исходя из минимальных остаточных напряжений и деформаций и максимальной производительности труда.

Схема приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема конструкции

Исходные данные:

Q=300 кН-грузоподъёмность крана

L=18 м - пролёт

F/L = 1 / 500 – норма жесткости

G₁=90 кН - собственный вес металлоконструкции

G₂=12 кН - вес тележки

d=1,6 м - расстояние между колёсами тележки

Материал конструкции: В Ст3сп.

1.Анализ конструкции

Мостовые краны общего назначения проектируются двухбалочными и снабжены грузозахватными приспособлениями. На изготовление мостов (металлоконструкций) этих кранов, как весьма распространённых, расходуется ежегодно много тысяч тонн листового металла.

Основная конструктивная форма для мостов кранов общего назначения в настоящее время принята в виде двутавровой балки. Двутавровые крановые балки, состоящие из листов, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими возможными решениями. Эта конструкция наименее трудоёмка в изготовлении, так как правка, разметка и резка листов здесь очень проста. Также просто соединение листов вертикальных стенок и горизонтальных поясов, легко выполняемые швы в стык. Как известно, прочность таких швов соответствует прочности основного металла. Такие конструкции устойчивы к переменным (пульсирующим) и знакопеременным нагрузкам. Для поясных швов, обладающих большой протяжённостью, целесообразно применять автоматическую сварку под слоем флюса, а для стыковых швов - полуавтоматическую сварку..

Недостатком является сравнительно большой вес при пролётах более 20 метров и малых грузоподъёмностях 5-10 тонн.

Материал конструкции: В Ст3сп. Сталь низкоуглеродистая, обыкновенного качества, поставляется с гарантированными химическими и механическими свойствами. Она относится к третьей группе. Механические свойства и химический состав приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Свойства и химический состав стали

в, МПа	т, МПа	, %	С, %	S, %	Р, %
410	240	22	 0,12	 0,006	 0,008

Сталь относится к хорошо свариваемым любым способом. В связи с протяжённостью швов целесообразно применять сварку автоматическую под флюсом и в среде СО₂.

Мостовой кран предназначен для транспортировки и перемещения грузов. Конструкция ответственная, работает при переменных нагрузках.

2. Расчёт и построение линий влияния, эпюр

2.1. Построение линий влияния моментов

Линии влияния показывают, как изменяется силовой фактор в конкретном сечении при перемещении груза.

Рассчитаем нагрузку Р:

(кН)

Конструирование балки начинается с определения расчётных усилий М и Q. Максимальные координаты Умах линий влияния для реализуемых сечений составляют:

Х 0,1l 0,2l 0,3l 0,4l 0,5l

Умах 0,09l 0,16l 0,21l 0,24l 0,25l

Умах(м) 1,62 2,88 3,78 4,32 4,5

Момент от сосредоточенных сил вычисляем по формуле

Линии влияния и эпюры изгибающих моментов приведены на рисунке 2.

Находим моменты в сечениях:

Мip = P(У₁ + У₂) = 78(у₁ + у₂)

M _I = 237,9 (кН м)

M _II = 418,1(кН м)

M _III =542.1(кН м)

M _IV =621,1(кН м)

M _V = 624(кН м)

Момент в сечении Х от равномерно распределённой нагрузки:

, где (кН/м)

M_q1 =64,8 (кНм)

Mq₂= 115,2 (кН м)

Mq₃ = 151,2 (кН м)

Mq₄ = 172,8 (кН м)

Mq₅ = 180 (кН м)

M_i = Mpi + Mq i

M _1 = 302,7 (кН м)

M _2 = 533,3 (кН м)

M _3 = 693,3 (кН м)

M _4 = 785,1 (кН м)

M _5 = 804,0 (кН м)

Mmax = 804 (кН м)