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

, .