Пермский государственный технический университет
Кафедра строительных и дорожных машин

Проектирование металлоконструкций строительных и дорожных машин и оборудования

Курсовая работа

Тема:
Расчет стрелы крана

Разработал студент гр. СДМз-02
Куропаткин А. В.

Проверил преподаватель
Кычкин В. И.

Пермь
2004

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;
θ=30º, р=0.1l=0.1∙11=1.1 м, r=0.05l=0.05∙11=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=q∙l=0.1∙11=1.1 тс – собственный вес стрелы.
 тс – усилие натяжения концевой ветви каната грузового полиспаста, где
n=1 – кратность полиспаста;
η=0.95 – КПД полиспаста.
; ;
		
 тс;
;  ;
			 тс;
;  ;
			
			 тс;

δ

=90-(α+β)     	β=60º
	α=5.74º
δ=26.24º
γ – аналогично 	γ=27.13º

cos δ=0.912, cos γ=0.89, sin δ=0.411, sin γ=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

α – угол между осью стрелы и верхней гранью,
αr – угол между осью стрелы и верхней гранью.

Для нахождения α и αr 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;
			α=2º;
			αr=9º;
	 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=0.6 тс
 тс∙м;
 тс.
Реакция от ветровой нагрузки
 тс;
 тс∙м.
Общая реакция от горизонтальных нагрузок:
 тс.
Усилие от горизонтальных нагрузок:
 тс.
Определение наибольшего изгибающего момента
 тс∙м;

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
	 тс∙м.

5.	Подбор элементов решетчатой четырехгранной стрелы
Зададимся φ=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;
Fp1=Fp2=2Fp=21.2 см2.

Проверка устойчивости
	
		N=64140 кгс
		F=98 см2 – общая площадь в сечении
		M=3500 кгс∙м
		Mr=11750 кгс∙м
		Wx=51.61 см3
		Wy=26.47 см3
	 кгс/см2
	Условие выполняется.
Прочность в корне стрелы
	 кгс/см2
	 см2
	Условие выполняется.