Коротко о файле:МГТУ им. Н.Э. Баумана / Кафедра "Технологии сварки и диагностики" / Разработка конструкции главной фермы мостового крана в 2-х вариантах. / Состав: 4 листа чертежа формата А1 (Общий вид главной фермы в 2-х вариантах; Основные сварные узлы 1-ого варианта; Основные сварные узлы 2-ого варианта; Стенд для сборки и сварки вварного узла для фермы 2-ого варианта) + 3D-модель узла + ПЗ (48 страниц)
Содержание
1.Техническое задание 4
2.Описание конструкций и условий работы мостового крана 5
2.1. Основные конструктивные элементы 5
2.2. Нагрузки, действующие на элементы крана в процессе эксплуатации 5
2.3. Возможные предельные состояния элементов 6
3.Определение усилий в элементах главной фермы 7
3.1. Построение линий влияния 7
3.1.1.Панель верхнего пояса 7
3.1.2.Панель нижнего пояса 8
3.1.3.Раскос 9
3.1.4.Стойки 11
3.2. Определение максимальных и минимальных усилий от колес тележки 11
3.3. Определение усилий от распределенных нагрузок 12
3.4. Определение максимальных и минимальных усилий от всех нагрузок 12
3.5. Результаты расчетов на ЭВМ усилий во всех стержнях фермы 13
4.Подбор сечений элементов главной фермы из расчета на выносливость 14
4.1. Назначение материалов и типов сечений элементов ферм 1 и 2 вариантов 14
4.2. Конструктивное оформление узлов, назначение расчетных групп 14
4.3. Определение расчетных сопротивлений при переменных нагрузках 16
4.4. Определение минимально допустимых сечений элементов ферм 17
5.Проверочные расчеты элементов ферм 1-ого варианта 19
5.1. Определение расчетного сопротивления при статических нагрузках 19
5.2. Проверка стоек на устойчивость 19
5.3. Проверка раскосов на устойчивость 20
5.4. Проверка панелей верхнего пояса на устойчивость 22
5.5. Проверка панелей верхнего пояса на статическую прочность 24
5.6. Проверка панелей нижнего пояса на допускаемую гибкость 24
5.7. Окончательные размеры сечений элементов ферм 1-ого варианта 25
6.Проверочные расчеты элементов ферм 2-ого варианта 26
6.1.Определение расчетного сопротивления при статических нагрузках 26
6.2.Проверка стоек на устойчивость 26
6.3.Проверка раскосов на устойчивость 27
6.4.Проверка панелей верхнего пояса на устойчивость 28
6.5.Проверка панелей верхнего пояса на статическую прочность 31
6.6.Проверка панелей нижнего пояса на допускаемую гибкость 32
6.7.Окончательные размеры сечений элементов ферм 2-ого варианта 32
7.Расчеты размеров сварных швов 1-ого варианта 33
7.1 Выбор способа сварки и сварочных материалов 33
7.2 Определение расчетного сопротивления металла шва 33
7.3 Обоснование выбора типов сварных соединений 34
7.4 Соединение стоек с косынками 34
7.5 Соединение раскосов с косынками 35
7.6 Соединение косынок с поясами 35
7.7 Соединение концевого листа с концевой балкой (на монтаже) 36
7.8 Соединение нижнего пояса с концевой балкой (на монтаже) 37
7.9 Соединение верхнего пояса с концевой балкой (на монтаже) 37
7.10 Соединение сухарей с раскосами и стойками 37
8. Расчеты размеров сварных швов фермы 2-ого варианта 39
8.1. Выбор способа сварки и сварочных материалов 39
8.2. Определение расчетного сопротивления металла шва 39
8.3. Обоснование выбора типов сварных соединений 39
8.4. Соединение стоек с косынками 39
8.5. Соединение раскосов с косынками 39
8.6. Соединение косынок с поясами 40
8.7. Соединение концевого листа с концевой балкой (на монтаже) 40
8.8. Соединение нижнего пояса с концевой балкой (на монтаже) 40
8.9. Соединение верхнего пояса с концевой балкой (на монтаже) 40
9.Расчет концевой балки 41
9.1. Назначение концевой балки и ее конструкция 41
9.2. Нагрузки, действующие на концевую балку 41
9.3. Подбор сечения концевой балки 42
9.4. Схема расстановки диафрагм и их назначение 43
9.5. Расчет поясных сварных швов 44
10.Сравнение вариантов конструкций главной фермы 45
10.1.Расчет массы фермы 1-ого варианта и ее элементов 45
10.2.Расчет массы фермы 2-ого варианта и ее элементов 45
10.3.Преимущества и недостатки спроектированных ферм 45
11.Технология изготовления вварного узла в ферме 2-ого варианта 46
Список использованной литературы 48
Приложение 49
Техническое задание:
Пролет фермы L=27,00 м
Длина крайних стержней верхнего пояса L1= 0,90 м
Длина остальных стержней верхнего пояса L2=1,40 м
База тележки LT=2,50 м
Высота концевой балки W1= 0,90 м
Высота стоек вертикальной фермы W = 2,00 м
Расстояние между главными фермами WK=3,20 м
Ширина горизонтальной фермы WG=1,40 м
Грузоподъемность крана P = 250,00 Kн
Вертикальная сила от давления колеса тележки D =93,70 Кн
Горизонтальная инерционная сила DG= 11,20 Кн
Распределенная нагрузка: на главную ферму Q= 0,49 Кн/м
на вертикальную вспомогательную ферму QV=0,15 Кн/м
Распределенная горизонтальная нагрузка QG= 0,07 Кн/м
Количество стержней верхнего пояса n= 20 штук
Коэффициенты неполноты расчета металлоконструкций m
При расчете главной фермы 1,1
При расчете раскосов и стоек горизонтальной фермы 1,0
При расчете концевой балки коробчатого сечения 0,5
Ферменная металлоконструкция моста крана состоит из главной фермы, которая через уложенный на ее верхнем поясе подтележечный рельс воспринимают нагрузку от действия силы тяжести тележки с грузом, и параллельно расположенной вспомогательной фермы. Главная и вспомогательная фермы связаны между собой верхней и нижней горизонтальными фермами, воспринимающими горизонтальные нагрузки, которые действуют на мост при пуске или торможении крана.
Все элементы мостового крана (металлоконструкция, канаты, тележка, а также подкрановые пути) находятся в нагруженном состоянии под действием собственного веса, веса механизмов и поднимаемого груза. При подъеме и опускании, а также при перемещении груза возникают дополнительные нагрузки от действующих сил инерции. Все нагрузки на элементы мостового крана можно разделить на статические и динамические. Статическая нагрузка создается весом поднятого груза и весом самого крана в состояния покоя. Динамическая нагрузка возникает в процессе разгона и торможения крановых механизмов.
Действующие нагрузки вызывают в элементах крана различные напряжения (растяжение, сжатие, изгиб, кручение и их комбинации). Напряжения зависят от действующей нагрузки и могут быть постоянными (при действии статической нагрузки) или переменными (при действии динамической нагрузки). Напряжения вызывают деформации элементов крана, изменяя их первоначальное состояние. Деформации могут быть упругими или пластическими. Упругие деформации исчезают при снятии нагрузки, т.е. крановая деталь после снятия нагрузки принимает свое первоначальное состояние. Пластические деформации приводят к необратимым изменениям элементов крана и служат причинами нарушения работоспособности крановых механизмов. Поэтому все элементы крана должны испытывать при работе только упругие деформации, а наличие пластических деформаций, приводящих к необратимым изменениям крановых деталей, недопустимо.
Вварной узел состоит из трех взаимно перпендикулярных элементов: «фигурная» пластина – стенка, гнутая пластина – полка, косынка для пространственного раскоса. Для облегчения процесса сборки и уменьшения сварочных деформаций применяются различные сварочные приспособления, которые размещаются на столе заранее. В данном случае используются следующие приспособления: опоры, горизонтальные и вертикальные пневмоприжимы, упоры, «вилка».
Заключение
Я разрабатывал конструкцию главной фермы мостового крана пролётом 31 м и грузоподъёмностью 100 кН (10т) в двух вариантах: с нахлёсточными и стыковыми соединениями.
Вариант с нахлёсточными соединениями проще в изготовлении, так как требования к точности меньше, но повышенная концентрация напряжений приводит к увеличению сечений и массы. Используем нахлесточные сварные соединения с угловыми швами, что дает нам 7-ю группу по СНиП.
В качестве сечений стержней фермы были выбраны: двойные уголки – для стоек и раскосов, двойные швеллера – для верхнего и нижнего поясов.
Сечения стержней выбирались исходя из следующих критериев: раскосы и стойки рассчитывались на выносливость и устойчивость; сечение нижнего пояса выбиралось из условия усталостной прочности; сечение верхнего пояса подбиралось по критерию усталостной прочность, затем проверялось и уточнялось расчетами на статическую прочность и устойчивость.
В варианте со стыковыми соединениями мы боролись с концентрацией напряжений, используя фасонные косынки, плавные радиусы перехода.
Во втором варианте главной фермы необходимо обеспечить минимальную массу конструкции. Это достигается применением более прочных стыковых соединений и рациональных сечений. В качестве сечений стержней главной фермы второго варианта были выбраны: трубы для раскосов и стоек, тавр – для верхнего и нижнего поясов. Расчет раскосов и стоек выполнялся по 4-й группе СНиП – как стыковых соединений. Расчет тавров – по 4-ой группе, так как косынки приварены под углом 450. Благодаря этому масса на 36 % меньше.
На 2 и 3 листе курсового проекта представлены основные узлы главной фермы первого и второго варианта соответственно.
