Розрахунок Траверс, що працюють на стиснення {мал. 14, б)

Траверси цього типу виготовляються двох видів: однобалкові та трьохпроменеві, зазвичай застосовуються для підйому царг великих діаметрів. Така конструкція траверси забезпечує незмінність форми царг від монтажних навантажень. Трьохпроменеві траверси представляють собою жорстку зварену конструкцію з трьох горизонтальних балок, що розходяться променями під кутом 120 °

Залежно від навантажень і довжини траверс стрижні їх можуть мати різні поперечні перерізи: суцільні, що представляють собою одиничні швелери, двотаври і сталеві труби, або наскрізні, що складаються з двох швелерів або двотаврів, пов'язаних планками, або ж сталевої труби, посиленою куточками.

Траверси, що працюють на стиск, вимагають перевірки як на міцність, так і на стійкість.

Враховуючи, що маса траверси становить незначну частку від маси вантажу, що піднімається (не більше 0,01), в практичних розрахунках нею можна знехтувати.

Траверси розраховуються в певній послідовності.

1.Находят натяг (кН) в кожній канатної підвісці, з'єднує стрижень траверси з гаком вантажопідіймального механізму:

для однобалочний траверси

N = 10G0 / (2 cos a);

для трипроменевою траверси

N = 10G "/ (3 cos a),

де 0о - маса піднімається обладнання, т; а - кут нахилу тяги до верти ¬ кали (величиною а задаються).

2. За знайденому натягу N розраховують сталевий канат

для підвісок (див. § 9).

3. Визначають стискуюче зусилля в стержні траверси (кН):

для однобалкових траверс

= tg a/2;

для трьохпроменеві траверс

= tg a/3;

4. Залежно від величини навантаження та довжини траверси задаються формою її поперечного перерізу, вибираючи суцільне перетин з одиночного швелера, двутавра, сталевої труби або одну зі схем наскрізного перерізу по табл. 2.

5. Надалі перетин траверси підбирають і перевіряють на стійкість як для стрижня, що працює на стиск. Для траверс суцільного і наскрізного перерізу користуються методикою, викладеною в § 4. .

6. Розрахунок окремих вузлів і деталей траверс (такелажних скоб, вушок, пальців, зварних і болтових з'єднань) слід дивитися у відповідних параграфах. Канатні підвіски, що з'єднують вантаж, що піднімається з траверсою, розраховуються як гнучкі стропи (див. § 12).

Нижче наводяться два приклади розрахунку траверс, що працюють на стиск, суцільний і наскрізний конструкції.

Приклад 23. Розрахувати траверсу, що працює на стиск (рис. 14, б), довжиною l= Зм для підйому горизонтального циліндричного барабана масою =36 т.

Рішення. 1. Знаходимо натяг в кожній канатної підвісці, що з'єднує траверсу з гаком вантажопідіймального механізму, задавшись кутом а=45 °:

N = I0 / (2 cos а) = 10*36/(2*0,707) = 255 кН.

2. Підраховуємо розривне зусилля, взявши канатну підвіску у дві нитки і визначивши по прилож. XI коефіцієнт запасу міцності, як для вантажного каната з легким режимом роботи, = 5:

= /2 = 255*5/2 - 637,5 кН.

3. За знайденому розривному зусиллю, користуючись таблицею ГОСТу (прилож. 1), підбираємо сталевий канат типу ЛК-РО конструкції 6 X 36 (1 + 7 + 7 / 7 + 14) + 1 о. с. (ГОСТ 7668 80) для підвісок з характеристиками:

тимчасовий опір розриву, МПа 1960

розривне зусилля, кН 638,5

діаметр каната, мм 33

маса 1000 м каната, кг 4155

4. Визначаємо стискуюче зусилля в траверсі:

= tg a/2= 10*36*1,1*1,1*1/2 = 217,8 кН.

5. Для виготовлення траверси приймаємо сталеву трубу.

6. Знаходимо необхідну площу поперечного перерізу труби для траверси, задаючись коефіцієнтом поздовжнього вигину = 0,4:

= /( m0,1R) = 217,8 / (0,4*0,85*0,1*210) = 30,5 .

7. По таблиці ГОСТу (прилож. V) підбираємо сталеву трубу перетином 108/10 мм з площею перерізу = 30,8 і радіусом інерції 3,48 см.

8. Знаходимо розрахункову довжину траверси, визначаючи по прилож. XII коефіцієнт приведення довжини ц і вважаючи, що кінці траверси закріплені шарнірно:

9. Визначаємо гнучкість траверси:

10. За прогр. XV знаходимо коефіцієнт поздовжнього через гиба = 0,714.

11. Отримане перетин траверси перевіряємо на стійкість:

Дотримання даного нерівності свідчить про устой0чівості розрахункового перерізу.

Приклад 24. Розрахувати траверсу, що працює на стиск, довжиною l= 3,8 м для підйому горизонтального циліндричного апарату масою = 120 т (рис. 14, б).

Рішення. 1. Знаходимо натяг в кожній канатної підвісці, що з'єднує траверсу з гаком вантажопідіймального механізму, задавшись кутом = 30 °:

N = 10 / (2 cos а) = 10*120 / (2*0,866) = 692,5 кН.

2. Підраховуємо розривне зусилля, взявши кожну гілку підвіски в 4 нитки і визначивши по прилож. XI коефіцієнт запасу міцності, як для вантажного каната з легким режимом роботи = 5:

.

3. За знайденому розривному зусиллю, користуючись таблицею ГОСТу (прилож. I), для підвісок підбираємо сталевий канат типу ЛК-РО конструкції 6 х 36 (1 7 7 / 7 І) 1 о. с. (ГОСТ 7668-80) з наступними характеристиками:

тимчасовий опір розриву, МПа 1960

розривне зусилля, кН 935

діаметр каната, мм 39,5

маса 1000 м каната, кг 6080

4. Визначаємо стискуюче зусилля в траверсі:

5. Для виготовлення траверси приймаємо два швелера, з'єднаних сталевими планками на зварюванні (див. мал. 4, б і 5, а).

6. Знаходимо необхідну площу поперечного перерізу траверси,задавшись коефіцієнтом поздовжнього вигину = 0,8:

7. Підібравши за таблицею Держстандарту (прилож. III) два швелера № 14 з площею перетину Fm - 15,6 , визначаємо їх сумарну площу перетину:

8. Знаходимо розрахункову довжину траверси, визначаючи по прилож. XII коефіцієнт приведення довжини ц і вважаючи, що кінці траверси закріплені шарнірно:

9. Визначаємо відстань між швелерами для дотримання умови рівностійкого у двох головних площинах:

де h - висота швелера № 14, см; і - коефіцієнти (визначені за табл. V).

10. Підраховуємо моменти інерції перерізу траверси щодо головних площин, використовуючи формули, наведені в табл. 2 для обраної схеми перетину:

тут , , , визначені за прогр. III для швелера № 14.

11. Знаходимо радіуси інерції перерізу траверси, використовуючи формули, наведені в табл. 2 для обраної схеми перетину:

см.

12. Визначаємо гнучкість траверси щодо матеріальної осі х - х:

<[ ]=150.

За прогр. XV знаходимо коефіцієнт поздовжнього згину, для даної гнучкості = 0,82.

14. Підраховуємо наведену гнучкість траверси щодо вільної осі у - у:

Де - гнучкість травеси щодо вільної осі: Г- гнучкість гілки стрижня траверси між планками відносно своєї осі: (використовуємо довжину галузі меджу скріпними планками та радіус інерції , який знаходимо про прилож. III для одного швелеру відносно осі у-у).

15. За , користуючись прилож. XV, знаходимо коефіцієнт прокольного вигину

16. Отримання січення траверси перевіряємо на стійкість у двох головних площинах:

відносно осі х - х

;

відносно осі у – у

418,9 / (31,2*0,768)=17,5 кН/ = 175 МПа <0,85*210=178,5 МПа.

17. Перевіряємо стійкість кожної гілки траверси на ділянках між планками:

209 / (15,6*0,215) = 6,2 кН/ =62 МПа <0,85*210=178,5 МПа,

де -стискуюче зусилля в.ветві: = - площа перерізу гілки:

коофіцієнт продольного вигину гілки: = 0,215 (визначається виходячи з того, що =

18. Перевіряємо міцність з'єднувальних планок (див. мал. 5, а):

де - умовна поперечна сила: 200F=200*31,2= 6240Н =6,24 кН; l відстань між ранками планок: ; - ширина планки: = 0,6b=0,6*14,5=8,7 см (приймаємо =10 см); - момент опору планки: -товщина планки, якої задаємося.