Основным элементом крановой конструкции мостового типа является несущая балка. Ее неправильный расчет может привести к серьезным поломкам и полному выходу из строя грузоподъемного механизма.
В данной статье вы узнаете, какая балка нужна для кран-балки. Определение параметров несущей балки зависит от множества факторов, первый из них – тип конструкции кранового оборудования. Кран-балка может быть подвесной или опорной.
Общая оценка металлоконструкции начинается с выбора металла. В конструкции кран-балок используются двутавры по ГОСТ 8239-89, ГОСТ 26020-83 (нормальные, колонные и широкополочные).
В процессе вычислений учитываются следующие факторы:
- характер нагрузки,
- вид соединения,
- климатический режим.
Все расчетные работы можно подразделить на две большие группы – конструктивные и силовые. Большое значение имеет длина пролёта и распределение нагрузки по площади двутавра.
Оказываемые на балку нагрузки подразделяются на:
- постоянные и временные,
- статические и динамические.
Временные классифицируются на длительные, краткосрочные и особые (сейсмические и ударные волны).
Для проведения расчетов нагрузки подразделяют на:
- расчетные (оценка прочности),
- нормативные (оценка прогиба).
Расчет параметров крановых балок изучается в дисциплине «Сопротивление материалов». Для оценки силовых и прочностных характеристик применяются уравнения равновесия для опор. Количество уравнений равняется количеству опор. Поэтапное решение системы уравнений помогает найти все неизвестные параметры и приступить к составлению расчетной схемы.
Предельные значения прогиба устанавливаются исходя из режима работы кранового механизма. В целом определение параметров несущего моста для кран-балки включает:
- Подбор сечений.
- Расчет местных напряжений и прогиба.
При проведении вычислений для кранов грузоподъёмностью необходимо учитывать вес ходовой тележки и электротали. Рекомендованные нормы для несущих крановых конструкций прописаны в правилах Гостехнадзора России «Устройство и безопасная эксплуатация грузоподъемных кранов».
12.10.2018 |In Двутавр |By SEO
Таблица . Размеры, масса и количество метров в тонне балки двутавровой стальной горячекатаной по ГОСТ 19425-74. Балки двутавровые по ГОСТ 8239-89 с уклоном внутренних граней полок 6–12 %. h – высота двутавра, b – ширина полки, S – толщина стенки, t – средняя толщина полки, R – радиус внутреннего закругления, r – радиус закругления полки. Величины радиусов закругления, уклона внутренних граней полок, толщины полок не контролируются на готовом прокате. 3. Таблица. Балка двутавровая по ГОСТ 19425-74 с уклоном внутренних граней полок 12% и 16%. h – высота двутавра, b – ширина полки, S – толщина стенки, t – средняя толщина полки, R – радиус внутреннего закругления, r – радиус закругления полки. Размеры, масса и количество метров в тонне балки двутавровой стальной горячекатаной по ГОСТ 8239-89.
Примечания: 1. Масса 1 м двутавра вычислена по номинальным размерам при плотности материала 7850 кг/м3 и является справочной величиной. 2. Двутавр для кранбалки таблица. Не рекомендуется двутавры от 24 до 60 применять в новых разработках. для балок серии М (для подвесных путей) уклон внутренних граней полок составляет 12%, для балок серии С (для армирования шахтных стволов) уклон внутренних граней полок составляет 16%.
Двутавр для кранбалки таблица
Выбирая лебедку тяговую, часто необходимо узнать значение тягового усилия для выполнения конкретной задачи. При вертикальном поднятии груза это легко — тяга должна быть больше веса груза. При движении груза с трением и уклоном расчет будет сложней. В этом случае надо использовать формулу P=Wsinα+μWcosα.
Где: P – Тяговое усилие (кгс); W- Масса груза (кг); µ — коэффициент трения;α-угол уклона
Содержание
Коэффициент трения:
| Металл по металлу ( кроме пары сталь/сталь) | 0,15-0,20 |
| Дерево по металлу | 0,20-0,50 |
| Металл по металлу при смазке | 0,07-0,1 |
| Бронза по чугуну | 0,16 |
| Бронза по стали | 0,19 |
| Дуб по стали | 0,62 |
| Дерево по льду | 0,035 |
| Дуб вдоль волокон — дуб вдоль волокон | 0,62 |
| Дуб поперек волокон-дуб поперек волокон | 0,54 |
| Дуб-кожа | 0,47 |
| Камень-дерево | 0,46 |
| Камень-камень | 0,5 |
| Железо по льду | 0,020 |
| Сталь заточенная по льду (коньки) | 0,015 |
| Лед по льду | 0,028 |
| Резина по пластику | 0,2 |
| Сталь по стали | 0,03-0,09 |
| Шина по сухому асфальту | 0,50-0,75 |
| Шина по влажному асфальту (до аквапланирования) | 0,35-0,45 |
| Шина по сухой грунтовой или гравийной дороге | 0,40-0,50 |
| Шина по заснеженной дороге | 0,52 |
| Шина по влажной грунтовой или гравийной дороге (до аквапланирования) | 0,30-0,40 |
| Шина по гладкому льду | 0,15-0,25 |
| Точильный камень по стали | 0,94 |
| Подшипник скольжения смазанный | 0,02-0,08 |
| Стальное колесо по рельсу | 0,01 |
Пример расчета требуемого тягового усилия лебедки:
Катер с прицепом — вес 1000кг ; Уклон — 300 ; Прицеп на пневмошинах ; Основание — бетон µ = 0,6
тогда тяговое усилие будет равно: Р = 1000*sin 300 + 0.6*1000*cos 300 = 1022 (кгс)
Прочность сечения монорельсовой балки:
— прочность обеспечена.
4.3. Проверка прочности стенки балки.
Проверяем прочность стенки монорельсового двутавра в месте приложения на него нагрузки от колеса крана. Прочность стенки балки по местным напряжениям определяется по формуле:
,
-коэффициент, принимаемый для других подкрановых балок;
;
,
— для прокатных балок;
Следовательно, прочность стенки монорельсового двутавра по местным напряжениям:
— прочность обеспечена.
Наибольшие касательные напряжения на нейтральной оси стенки у опоры:
4.4. Проверка жесткости балки.
Проверяем жесткость балки по формуле .
Тогда — жесткость балки обеспечена.
Согласно б) – проверка общей устойчивости балки не требуется, если отношение расчетной длины балки (соответствует шагу колонн) к ширине сжатого поясане превышает значений, определяемых по формулам табл.1.5.1 для балок симметричного двутаврового сечения.
При приложении нагрузки от колеса крана к нижнему поясу крановой балки наибольшее значение , при котором не требуется расчет на устойчивость прокатных балок (при 16 и 1535)
,
b = 13 см и t = 1,5 см
h = 30-1,5=28,5см – расстояние (высота) между осями поясных листов.
Следовательно (при 16 и 1535) –поскольку 15, тогда принимаем = 15.
–требуется расчет общей устойчивости монорельсовой балки.
Для определения коэффициента необходимо вычислить коэффициент согласно прил. П ДБН В.2.6.-163:2010:
где значения следует принимать в зависимости от характера нагрузки и параметра , который для прокатных двутавров согласно прил. П и табл. П1 ДБН В.2.6.-163:2010 должен вычисляться:
Для элемента без закреплений нагрузка сосредоточенная, пояс нижний (нагруженный) .
при — но не более 1, тогда.
–устойчивость монорельсовой балки обеспечена.
4.5. Расчет прикрепления монорельса к нижнему поясу стропильной фермы.
Крепление монорельсовой балки осуществляем при помощи болтов нормальной точности. Принимаем диаметр болта равным 12 мм, класс прочности 4.6, класс точности С.
Величина усилия в соединении определяется как реакция опоры монорельсовой балки. При пролете монорельсовой балки равном 6 м и нагруженной крановой нагрузкой:
Определяем несущую способность одного болта на срез:
— внешний диаметр стержня болта;
Рис. 19. Прикрепление монорельсовой балки к поясу фермы.
— количество расчетных плоскостей среза болта;
-коэффициент условий работы болтового соединения по табл. 1.12.4.;
-коэффициент условий работы по табл. 1.1.1.
Определяем несущую способность одного болта на смятие:
— внешний диаметр стержня болта;
— наименьшая суммарная толщина элементов в соединении, которые сминаются в одном направлении;
-коэффициент условий работы болтового соединения по табл. 1.12.4.;
— коэффициент условий работы по табл. 1.1.1.
Определяем несущую способность одного болта на растяжение:
— площадь поперечного разреза нетто болта с резьбой по табл. Ж8 прил. Ж;
— коэффициент условий работы по табл. 1.1.1.
Определяем расчетное количество болтов болтового соединения:
Для крепления монорельсовой балки к нижнему поясу фермы конструктивно принимаем болтовое соединение на 2 болтах.
Конструирование болтового соединения осуществляется согласно требованиям ДБН В.2.6-163.