Министерство высшего и среднего специального образования.

Г.А. Снесарев, В.П. Тибанов

Утверждено редсоветом МВТУ

как учебное пособие

Учебное пособие

по проектированию и расчету металлоконструкций подъемно-транспортных устройств

Под редакцией Г.А. Снесарева

Москва, 1985

Предисловие

Настоящее учебное пособие предназначено для помощи студентам при выполнении курсового проекта по грузоподъемным машинам в части металлических конструкций.

В рекомендациях по выбору основных размеров элементов металлоконструкций использованы статические данные, поэтому предварительные размеры уточняются по результатам расчета на жесткость и прочность. В большинстве случаев определяющим фактором является жесткость.

Порядок выполнения работы над проектом металлоконструкции крана.

1. Выбирают тип металлоконструкции (балочный, ферменный, смешанный) и ее генеральную геометрическую схему.

2. Назначают размеры элементов основных сечений.

3. Проверяют прогиб в точке приложения груза и, при необходимости, уточняют размеры сечений.

4. Определяют веса главных частей крана.

5. Находят напряжения в опасных сечениях главных частей металлоконструкции и, при необходимости, вносят изменения в размеры сечений.

6. Окончательно отрабатывают конструкцию.

Расчет времени затухания колебаний не обязателен, его проводят по согласованию с консультантом после определения веса частей крана.

1. Типы крановых металлоконструкций и тенденции их развития

Крановые металлоконструкции бывают балочные, ферменные и смешанные.

Балки – это металлоконструкции, работающие, в основном, на изгиб. Фермы – металлоконструкции, состоящие из стержней, работающих под осевой нагрузкой. Смешанные конструкции включают балочные и ферменные элементы.

Балки более технологичны и надежны, имеют меньшие строительные высоты. Фермы легче и имеют меньшее время затухания колебаний.

Балки применяют в металлоконструкциях малых и средних размеров (стационарные поворотные краны, консольные краны, кран-балки, мостовые краны), в которых увеличение веса еще невелико, при серийном производстве, требовательном к технологичности, и при тяжелых режимах эксплуатации, нуждающихся в повышенной надежности. Фермы целесообразны для средних и больших размеров (башенные краны, козловые краны, перегружатели), при индивидуальном производстве и ненапряженных режимах эксплуатации.

Интенсификация использования кранов и повышение роли технологичности создали устойчивую тенденцию расширения области применения балок.

2. Материалы и сортамент

Крановые металлоконструкции в основном изготовляют из стали марки Ст3. При температурах ниже –40⁰С используют сталь марки М16С. Низколегированные стали целесообразно применять только там, где удается полностью использовать их повышенную прочность. Обычно это возможно лишь при грузоподъемностях Q>=500кН.

Стали марок Ст3 и М16С отличаются высокой пластичностью, хорошей свариваемостью, низкой стоимостью, но небольшой прочностью (σ_т=220H/мм²). Последнее не столь важно, так как в легких кранах обычно лимитирует не прочность, а жесткость и устойчивость.

Строительный прокат (уголки, швеллеры и т.п.) используют, главным образом, при изготовлении рам. Для основных металлоконструкций кранов применяют лист, гнутый профиль и трубы, которые позволяют создавать более рациональные сечения и уменьшать вес кранов.

В качестве рельсов используют для опорных кранов – железнодорожные рельсы, специальные крановые рельсы типа КР, плоские рельсы из брусьев прямоугольного сечения; для крановых тележек железнодорожные рельсы узкой колеи; для подвесных кранов (электроталей и монорельсовых тележек) – двутавры или пояса сварных балок.

Для соединения деталей используется сварка автоматическая под слоем флюса или ручная электродом марки Э42.