Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Б. И. Прокофьев

Расчёт и проектирование балочных стрел кранов

Учебное пособие

Томск 2012

Расчёт и проектирование балочных стрел кранов: учебное пособие / Сост. Б. И. Прокофьев. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2012. – 100 с.

Рецензенты

Редактор

В работе изложены методические и нормативные материалы по расчету и проектированию балочных стрел башенных кранов. Пособие предназначено для самостоятельного выполнения курсовых работ, дипломных проектов по дисциплине «Металлические конструкции подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования» студентами, обучающихся по специальностям 19.02.05 «Подъёмно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование», 27.01.13 «Механизация и автоматизация строительства» по направлению 27.01.00 «Строительство» всех форм обучения.

Печатаются по решению методического семинара кафедры строительных и дорожных машин, протокол № 1 от 16.02.2011 г.

Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В. В. Дзюбо

с 01.09.12

по 01.09.17

Оригинал-макет подготовлен

Подписано в печать.

Формат 60×90/16. Бумага офсет. Гарнитура Таймс, печать офсет.

Уч.-изд. л. . Тираж 200 экз. Заказ №

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.

Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

634003, Г. Томск, ул. Партизанская, 15.

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение ………......................................................		3
1.	Выбор прототипа конструкции и расчётная схема стрелы ……………………………………...		6
	1.1.	Конструкции балочных стрел …………….	6
	1.2.	Расчётная схема стрелы ...............................	8
	1.3.	Определение веса стрелы, грузовой тележки и крюковой обоймы ………………..	12
	1.4.	Схемы запасовки канатов …………………	13
	1.5.	Пример составления расчётной схемы …..	16
2.	Расчёт нагрузок в вертикальной плоскости …….		19
	2.1.	Расчётный режим ………………………….	20
	2.2.	Собственный вес стрелы ………………….	21
	2.3.	Сосредоточенные подвижные нагрузки от давления ходовых колёс грузовой тележки	22
	2.4.	Составляющие от усилий в канатах подъёма груза, перемещения грузовой тележки и расчала …………………………………	23
	2.5.	Пример расчёта нагрузок в вертикальной плоскости …………………………………..	26
3.	Расчёт нагрузок в горизонтальной плоскости
	3.1.	Расчёт ветровых нагрузок ………………...	46
	3.2.	Расчёт инерционных нагрузок ……………	49
	3.3.	Суммарные горизонтальные нагрузки	50
	3.4.	Пример расчёта нагрузок в горизонтальной плоскости …………………………......	52
4.	Определение максимальных усилий в расчётных стержнях стрелы ………………………………….		56
5.	Пример суммирования усилий в расчётных стержнях стрелы ………………………………….		59
6.	Подбор сечений элементов стрелы
	6.1.	Расчёт элементов работающих на растяжение ………………………………………	61
	6.2.	Расчёт элементов работающих на сжатие .	62
7.	Пример расчёта элементов ферм ……..................		66
8.	Расчет и конструирование узлов ферм .. ………..		71
9.	Пример расчёта сварного соединения …………..		76
10.	Расчет элементов стыков секций ..........................		77
11.	Нанесение размеров и допуски на размеры .........		80
12.	Условные обозначения швов сварных соединений …………………………………………………		82
13.	Варианты заданий для выполнения курсовой работы …………………………………………….		87
	Список рекомендуемой литературы ……............		91
	Приложения:		93
А	Сортамент. Трубы стальные бесшовные горячекатанные по ГОСТ 8732-80.
Б	Сортамент. Сталь угловая неравнобокая по ГОСТ 8510-86.
В	Пример заполнения титульного листа РПЗ.
Г	ЕСКД. Штампы расчётно-пояснительной записки и чертежей, спецификация.

Введение

При изучении дисциплины «Металлические конструкции подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования» студентами, обучающихся по специальностям 19.02.05 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и «Металлоконструкции строительных машин» студентами, обучающихся по специальности 27.01.13 «Механизация и автоматизация строительства» выполняется курсовая работа по расчёту и проектированию металлических конструкций машин. Она имеет целью закрепить полученные теоретические знания и приобрести навыки самостоятельного расчёта и конструирования элементов и узлов металлоконструкций строительных машин.

Курсовая работа предусматривает выполнение расчёта и проектирования какой-либо металлической конструкции строительных машин – горизонтальной балочной или подъёмной стрелы башенного крана, главных балок или ферм мостовых и козловых кранов, телескопических стрел самоходных кранов и др. В настоящей работе изложены методика, порядок расчёта и проектирования балочной стрелы башенного крана.

Работа состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 20...25 страниц формата А4 с пояснительными расчетными схемами и графической части, выполняемой на одном листе формата А1 или А2 – сборочный чертёж секции стрелы. Оценивается курсовая работа дифференцированно с учетом следующих основных требований:

– точность расчётов и содержательность пояснений к ним;

– качество выполнения графической части;

– качество защиты курсовой работы.

Все расчёты в пояснительной записке следует иллюстрировать расчётными схемами с указанием на них принятых условных обозначений и фактического значения определяемых величин. Пояснения к расчётам должны быть достаточно подробными и понятными. При использовании формул и таблиц необходимо давать ссылки на соответствующие литературные источники. Формулы должны иметь экспликацию, то есть входящие в них обозначения следует расшифровать.

Все листы записки оформляются согласно требованиям ЕСКД, нумеруются, сброшюровываются и снабжаются титульным листом установленной формы.

Расчётно-пояснительная записка должна содержать:

– титульный лист (приложение В);

– исходные данные – задание (график грузоподъемности, вылет груза, тип башни, высоту подъёма груза, режим работы, скорости движения механизмов);

– выбор прототипа конструкции и расчётную схему стрелы;

– расчёт нагрузок;

– определение усилий в элементах стрелы;

– подбор сечений элементов стрелы;

– расчёт соединений–проверку прочности сварных швов в узлах ферм;

– расчёт болтовых и шарнирных соединений секций стрелы;

– список использованной литературы;

– спецификацию на сборочный чертеж (приложение Г).

Графическая часть работы должна содержать сборочный чертеж секции стрелы в масштабе 1:25, 1:40, 1:50. При этом допускается один или два разрыва. На чертеже должен быть дан поперечный разрез стрелы, конструкции двух – трех узлов стрелы в одной – двух проекциях в масштабе 1:1 ... 1:5, монтажная (геометрическая) схема ферм стрелы (развертка) с указанием на ней размеров – длины стержней ферм по центрам тяжести узлов. В узлах фермы кроме размеров должна быть дана характеристика сварных швов.

Спецификация на сборочный чертеж секции стрелы выполняется на отдельном листе формата А4 согласно требований ЕСКД и подшивается в конце пояснительной записки.

На чертеже секции стрелы должны быть указаны общие габаритные размеры в трех плоскостях, размеры ее характерных участков. При вычерчивании только сборочного чертежа отдельной секции стрелы в пояснительной записке должен быть дан эскиз стрелы с разбивкой ее на отдельные секции с указанием длины каждой. На чертеже с помощью выносок отдельных сечений должны быть даны тип и размеры прокатных профилей отдельных элементов стрелы – поясов, стоек, раскосов, соединение сборочных фланцев секций с поясами стрелы. Замена чертежей схемами с изображением стержней в одну линию не допускается.

В поперечном разрезе стрелы должны быть вычерчены, кроме попавших в разрез поясов стрелы, элементы решетки и диафрагмы жесткости, указаны размеры сечений всех элементов. При вычерчивании узлов фермы стержни, не лежащие в плоскости чертежа, условно не показываются.