Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Orlova_Proektirovanie_svarnoy_metallokonstrukcii_mostovogo_krana.RED

..pdf
Скачиваний:
58
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
1.67 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Н.В. Орлова

Проектирование сварной металлоконструкции мостового крана

Электронное текстовое издание

Учебно-методическое пособие для студентов всех форм обучения направления «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности «Оборудование и технология сварочного производства»

Научный редактор: д-р. техн. наук Е.Н. Сафонов

Подготовлено кафедрой «Сварочное производство и упрочняющие технологии»

В руководстве указаны цель и задачи курсового проектирования, изложены общие требования к содержанию и объему проекта, методические указания к выполнению проекта, рассмотрен пример расчета сварной металлоконструкции мостового крана.

Нижний Тагил

2012

1

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................

3

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ........................................

3

1.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРУЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ ......................

4

2.

РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ

 

ПРОЕКТА ..................................................................................................................

20

3.

ПРИМЕР РАСЧЕТА КРАНОВОГО МОСТА.....................................................

32

4.ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ..........................

83

5.

ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ...........................

88

Библиографический список......................................................................................

90

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ......................................................................................................

93

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ......................................................................................................

94

2

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект по дисциплине «Расчет и проектирование сварных конструкций» выполняется студентами в соответствии с учебным планом специальности 150202 – Оборудование и технология сварочного производства после изучения теоретической части курса.

Выполнение курсового проекта базируется на знаниях, полученных студентами при изучении курсов «Расчет и проектирование сварных конструкций», «Сопротивление материалов», «Теоретическая механика», «Детали машин», «Инженерная графика».

Курсовой проект является самостоятельной расчетно-

конструкторской работой студентов и заключительным этапом изучения курса «Расчет и проектирование сварных конструкций».

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Целью выполнения курсового проекта являются систематизация,

закрепление, углубление и расширение теоретических знаний,

приобретенных при изучении курса «Расчет и проектирование сварных конструкций», получение и развитие навыков по применению этих знаний для решения конкретных расчетно-конструкторских задач.

Задачами курсового проектирования являются приобретение навыков рационального выбора основного и сварочного материалов для проектируемой конструкции; расчета на прочность конструкции, ее элементов и сварных соединений; рационального конструктивного оформления сварных узлов; пользования научной, справочной литературой, нормативно-технической документацией.

Тематика курсовых проектов разнообразна и соответствует основным наиболее важным разделам курса «Расчет и проектирование

3

сварных конструкций», таким как проектирование сварных балок, стоек,

ферм, листовых конструкций. Кроме того, темы курсовых проектов могут соответствовать основным направлениям выполняемых кафедрой научно-

исследовательских работ, могут быть связаны с разработкой лабораторного оборудования, с модернизацией учебных лабораторий.

В предлагаемом руководстве рассматривается методика проектирования решетчатой сварной металлоконструкции мостового крана.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРУЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ

Мостовым краном называется грузоподъемная машина,

передвигающаяся по рельсам на некотором расстоянии от земли (пола) и

обеспечивающая перемещение груза в трех взаимно перпендикулярных направлениях. У крана мостового типа грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке, тали или крану стрелового типа, перемещающемуся по мосту 17 (рис. 1). Мостовые краны являются одним из наиболее распространенных средств механизации различных производств,

погрузочно-разгрузочных и складских работ. Перемещаясь по путям,

расположенным над землей, они не занимают полезной площади цеха или склада, обеспечивая в то же время обслуживание практически любой их точки. В качестве грузоподъемных органов мостовые краны общего назначения могут иметь грузовые крюки, грейферы, магниты и т.д.

Мостовые краны по типу мостов подразделяются на двухбалочные и однобалочные. Двухбалочный кран включает две основные части: мост и тележку 8. Металлическая конструкция моста содержит две пролетные балки 11, две концевые балки 4 и перекрывает рабочий пролет производственного помещения или склада. С помощью механизма 13 кран перемещается вдоль подкранового пути 2. Опорная тележка такого крана

4

перемещается по рельсам вдоль моста. Однобалочный мостовой кран имеет консольную тележку, которая перемещается по одной пролетной балке.

Мостовые краны общего назначения используют в сборочных цехах,

в машинных залах, в котельных и дымососных отделениях электростанций, при работе на открытом воздухе (склады, контейнерные площадки и т.д.).

В настоящее время грузоподъемность самых крупных уникальных моделей достигает 800 тонн. Однако наибольшее распространение имеют краны грузоподъемностью до 50 т, реже встречаются краны грузоподъемностью до 320 т.

Кабина управления располагается на мосту крана в месте,

обеспечивающем наилучший обзор и безопасность работы крановщика, а

при необходимости – на тележке или имеет возможность автономно перемещаться вдоль пролета крана.

Кран, у которого мост опирается непосредственно на крановый путь, размещаемый на подкрановых строительных конструкциях,

называют опорным, в отличие от него мост подвесного крана подвешивается к нижним полкам надземного кранового пути. Рельсовый путь мостовых кранов укладывают на подкрановые балки, опирающиеся на консоли колонн здания или открытую эстакаду.

5

Рис. 1. Расположение составных частей и сборочных единиц на мостовом двухбалочном опорном кране: 1 – кабина машиниста (крановщика); 2 – крановые рельсы; 3 – ходовые колеса; 4 – концевая балка; 5 – гибкий кабель для токоподвода к тележке крана; 6 – вспомогательный механизм подъема груза; 7 – главный механизм подъема груза; 8 – крановая тележка; 9 – проволока для подвески гибкого кабеля; 10 –

площадка для обслуживания троллеев; 11 – главная балка; 12 – механизм передвижения тележки; 13 – механизм передвижения моста.

1.1 Параметры и основные размеры кранов

К основным рабочим параметрам крана относятся грузоподъемность,

пролет, база, высота подъема крюка, скорость подъема груза, скорость передвижения крана и тележки, колея и база тележки, режим работы, масса крана и тележки.

6

Грузоподъемность (т) – масса груза, на подъем которой рассчитан кран. В нее включается и масса навешиваемого на крюк грузозахватного устройства или тары. Грузоподъемность является определяющим параметром для мостовых кранов. Грузоподъемность крана назначается в соответствии с ГОСТ 1575-75 «Подъемно-транспортные машины и механизмы прерывного действия. Ряд грузоподъемностей и тяговых усилий».

Пролет крана (м) – расстояние по горизонтали между осями рельсов подкранового пути. Величины пролетов определены ГОСТ 534-69 «Краны мостовые. Пролеты». У тележек это же расстояние называется колеей.

База крана или тележки (м) – расстояние между вертикальными осями передних и задних колес моста (или тележки).

Высота подъема (м) – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении,

высота подъема достигает 50 м и в специальном исполнении – 600 м (шахтный кран).

Основные параметры и размеры кранов определяются ГОСТ 6711-70

«Краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью от 80 до 320 т».

1.2 Режимы работы

Время полного цикла работы механизма грузоподъемной машины Тц

(ч) складывается из суммы времени пуска ∑tп, суммы времени движения с установившейся скоростью ∑tу, суммы времени торможения ∑tт и суммы времени пауз ∑tо, то есть:

Tц tп tу

tт to

(1)

Отношение времени включения двигателя

Tв tg tу

ко всему

времени цикла характеризует интенсивность использования механизма.

7

Это отношение называется относительной продолжительностью включения и обозначается ПВ:

ПВ

Tв

100%

(2)

Тц

 

 

 

Для мостовых кранов общего назначения с машинным приводом установлены режимы работы: легкий, средний и тяжелый. Для каждого механизма режим работы определяется отдельно, режим работы крана в целом устанавливается по механизму главного подъема. Этот же режим учитывается и при расчете металлоконструкции.

Легкий режим (Л) характеризуется большими перерывами в работе,

редкой работой с номинальным грузом, малыми скоростями, малым числом включений в час, малой относительной продолжительностью включения. В этом режиме работают, например, механизмы подъема и передвижения мостовых ремонтных кранов и кранов, обслуживающих машинные залы электростанций.

Средний режим (С) характеризуется работой с грузами различной величины, средними скоростями движения, средним числом включений в час, средним значением относительной продолжительности включения. В

этом режиме работают, например, механизмы подъема и передвижения мостовых кранов механических и сборочных цехов со среднесерийным производством и мостовых кранов ремонтно-механических цехов.

Тяжелый режим (Т) характеризуется постоянной работой с грузами,

близкими по массе к номинальным, высокими скоростями, большим числом включений в час, высоким значением относительной продолжительности включения. В этом режиме работают, например, все механизмы мостовых кранов технологических цехов и складов на заводах с крупносерийным производством.

8

Режимы работы механизмов кранов устанавливаются в зависимости от следующих факторов:

коэффициента использования механизма по грузоподъемности:

Кгр Qср (3)

Q

ном

где Qср – средняя масса поднимаемого груза за смену (т); Qном

номинальная грузоподъемность (т); коэффициента годового использования механизма:

Кг

nг

(4)

365

 

 

где nг число дней работы механизма в году; коэффициента суточного использования механизма:

К

nc

(5)

с

24

 

где nс число дней работы механизма в сутки.

Технические характеристики разрабатываемых кранов должны в максимально возможной степени соответствовать будущим условиям их эксплуатации. Поэтому очевидной является необходимость достаточно точного определения режимов их работы – одной из основ для расчета механизмов и металлоконструкций.

Для отнесения к какому-либо эквивалентному режиму механизмов и металлоконструкции крана разработана уточненная классификация режимов работы (табл. 1), соответствующая Правилам Ростехнадзора и предусматривающая определение коэффициента использования по грузоподъемности Кгр для механизмов подъема и для механизмов передвижения. Согласно этой классификации коэффициент Кгр для механизма передвижения определяется по формуле:

9

 

Кгр

Qср Qм

 

 

(6)

 

Qном Qм

 

 

 

 

 

где Qм – масса груза, перемещаемого механизмом (т).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Классификация режимов работы мостовых кранов

 

Среднее допускаемое

Легкий режим

 

Средний

Тяжелый

использование механизма

 

режим

режим

 

 

 

 

По грузоподъемности:

 

 

 

 

 

 

Кгр

0,75-1,0

 

 

0,75

1,0

По времени:

 

 

 

 

 

 

в течение года Кг

Нерегулярная редкая работа

 

0,5

1,0

в течение суток Кс

Нерегулярная редкая работа

 

0,33

0,33

ПВ, %

15

 

 

 

25

40

1.3.Металлические конструкции мостовых кранов

Пролетная часть двухбалочных мостов выполняется в виде пространственных четырехплоскостных балочных коробчатых (рис. 2, а)

или ферменных (рис. 2, б) конструкций с балками, усиленными шпренгелями (рис. 2, в) или в виде безраскосных ферм (рис. 2, г) и с балками открытого типа. Используемые в этом случае опорные тележки передвигаются по верхним или нижним поясам главных балок.

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]