Расчет напряженно-деформированного состояния конечно-элементной модели металлоконструкции пролетной балки мостового крана - Курсовая работа

Мостовым краном называется грузоподъемная машина, передвигающаяся по рельсам на некотором расстоянии от земли (пола) и обеспечивающая перемещение груза в трех взаимно перпендикулярных направлениях (рис. Перемещаясь по путям, расположенным над землей, они не занимают полезной площади цеха или склада, обеспечивая в тоже время обслуживание практически любой их точки. Коробчатая конструкция поддается механизации изготовления, обладает хорошим сопротивлением усталости, меньшей общей высотой моста и возможностью применения на концевой балке выкатных колес. Решетчатая конструкция обладает наименьшей массой, наименьшей высотой от головки подкранового рельса до рельса на мосту и хорошей горизонтальной жесткостью.Мост крана состоит из двух пространственно жестких балок, соединенных по концам пролета с концевыми балками, в которых установлены ходовые колеса. Принятая схема металлоконструкции моста приведена на рис.Высоту балки назначают в зависимости от размера пролета по соотношению: , (1) где L - колея крана. Высоту опорного сечения балки рекомендуется принимать в пределах: (2) В таблице 2 приведены значения указанных параметров балки в соответствии с формулами (1; 2; 3). Вес грузовой тележки отечественных двухбалочных кранов с листовой конструкцией грузоподъемность 5…100 т. с приемлемой точностью можно оценить по формуле: (4) где Q - грузоподъемность крана, т. Вес Gпм полумоста, КН Вес кабины, РК, КН Вес механизма предвижения, Рмех, КН Расстояние каб. от опоры, в, м Расстояние мех. пер. от опоры, а, м Вес рабочих площадок, КН Вес грузовой тележки G3, КНВ практике краностроения находят применение два метода расчета металлических конструкций: расчет по методу предельных состояний и по методу допускаемых напряжений. Для металлических конструкций кранов должны удовлетворяться два предельных состояния: 1) по потере несущей способности элементов конструкций, по прочности или потере устойчивости при наибольших нагрузках (II и III случаи нагружения) или многократных (различной величины) нагрузках - I случая нагружения за расчетный срок службы крана; 2) по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие недопустимых упругих деформаций или колебаний, которые влияют на работу крана и обслуживающего персонала. Значения коэффициентов перегрузки для отдельных нагрузок следующие для веса металлической конструкции n1 = 1,05 - 1,1; для веса оборудования n2 = n3 = 1,1-1,3; для веса груза коэффициент перегрузки n4 зависит от назначения крана, его грузоподъемности (для малых грузов он больше, для больших - меньше) и режима работы (для легких режимов он меньше, для тяжелых - больше), его значения колеблются в пределах 1,1 - 1,5 (таблица. Нагрузки, действующие на главную балку моста крана, определяются на основе исходных величин таблицы 1. Вес механизма передвижения крана, вес кабины, давление колес грузовой тележки от ее собственного веса, давление поднимаемого груза на колеса тележки определяются в таблице 6 по аналогичным формулам с помощью коэффициентов перегрузки из таблицы 5 и номинальных значений указанных нагрузок из таблицы 1.4) нормальных (сжимающих) напряжений от изгиба и осевого сжатия (балки рамных и других конструкций). Стенку можно не проверять на устойчивость, если условная гибкость стенки л0 не превышает значения 3,2 в балках с односторонними поясными швами, при отсутствии местного напряжения. Отсек на опоре отличается тем, что в нем действуют максимальные касательные напряжения от поперечной силы, а нормальные напряжения равны нулю, так как на опоре изгибающий момент равен нулю. Для отсека на опоре критические напряжения определяются по формуле: (9) где “а” и “b” - большая и меньшая стороны прямоугольника (отсека) соответственно, b = h0; Условие обеспечения местной устойчивости при расчете по методу предельных состояний: , (10) где ф - напряжение определяется с учетом коэффициентов перегрузки.Загружение 0, Множитель собственного веса 1,67 Таблица 9 - Нагрузки на узлы. Таблица: Нагрузки на узлы Загружение: Загружение 0 Нагрузки на стержни Загружение: Загружение 0 L40x4 ГОСТ 8509-93 2 428.00 0.00 1.03 2.06 133873.854 квадрат 80*80 10 236.40 0.05 11.80 118.01 756480.000 квадрат 80*80 36 214.00 0.05 10.68 384.58 2465280.000 квадрат 80*80 11 216.00 0.05 10.78 118.61 760320.000 квадрат 80*80 117 214.15 0.05 10.69 1250.79 8017920.000В результате расчета металлоконструкции главной (пролетной) балки мостового крана с использованием модуля проектирования APM WINMACHINE, можно сделать вывод о том, что спроектированная конструкция удовлетворяет требованиям прочности и жесткости.

Содержание

Введение

1. Расчет моста крана

2. Выбор основных размеров

3. Определение расчетных нагрузок для главной (пролетной) балки

4. Размещение диафрагм жесткости и проверка местной устойчивости

5. Анализ полученных результатов

6. Заключение

Список использованных источников

Мостовым краном называется грузоподъемная машина, передвигающаяся по рельсам на некотором расстоянии от земли (пола) и обеспечивающая перемещение груза в трех взаимно перпендикулярных направлениях (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 тоже время обслуживание практически любой их точки.

Рис. 1. Мостовой кран: 1 - грузовая тележка; 2 - мост; 3 - механизм передвижения крана;

4 - подтележечный рельс; 5 - покрановый рельс.

Мосты мостовых кранов весьма разнообразны по своим возможным конструктивным формам. Они могут быть листовыми и решетчатыми, двухбалочными и однобалочными. Наибольшее распространение в настоящее время получили двухбалочные мосты листовой конструкции с коробчатыми главными и концевыми балками, которые обладают рядом преимуществ.

Коробчатая конструкция поддается механизации изготовления, обладает хорошим сопротивлением усталости, меньшей общей высотой моста и возможностью применения на концевой балке выкатных колес.

Решетчатая конструкция обладает наименьшей массой, наименьшей высотой от головки подкранового рельса до рельса на мосту и хорошей горизонтальной жесткостью. Ее недостатки: большая трудоемкость изготовления, более низкое сопротивление усталости и невозможность применения на концевых балках выкатных колес. В настоящее время мостов такой конструкции изготовляют мало.

В связи с широким применением мостов указанной конструкции, тему данной работы можно считать актуальной.

В результате расчета металлоконструкции главной (пролетной) балки мостового крана с использованием модуля проектирования APM WINMACHINE, можно сделать вывод о том, что спроектированная конструкция удовлетворяет требованиям прочности и жесткости. Так как расчетные значения напряжений и перемещений в опасном сечении главной балки получились меньше предельных допустимых значений.

Прочность главной балки обеспечивается, т.к выполняется условие:

Допускаемый прогиб балки fдоп в середине пролета обеспечивается, т.к. выполняется условие:

Следовательно, несущая металлоконструкция главная (пролетная) балка мостового крана грузоподъемностью 50 тонн, пригодна к эксплуатации в установленном режиме работы.

1. Справочник по кранам, Т1 /Под ред. М.М. Гохберга. Л.: Машиностроение, 1988. 535 с.

2. Справочник по кранам, Т2 /Под ред. М.М. Гохберга. Л.: Машиностроение, 1988. 559 с.

3. Методические указания по выполнению курсовой работы, /Под ред. А.С. Толоконникова. Тула: 2009.

4. Кузнецов, В. А. Петрозаводский государственный университет. Оптимизация на графах (алгоритмы и реализация) : учеб. пособие / В.А. Кузнецов, А.М. Караваев; ПЕТРГУ.- Петрозаводск : Изд-во ПЕТРГУ, 2007 .- 184с.

5. Соколов, С.А. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин : учебное пособие для вузов / С.А. Соколов.- СПБ. : Политехника, 2005 .- 423с.

Размещено на .ru