3.5.3 Суммарные напряжения в точке с

Так как пр огиб в опоре С равен нулю, выражение для определения напряжений в рассматриваемом сечении примет вид:

что меньше допустимого [σ]=160 МПа.

3.5.4 Расчет растяжки 2

Условие прочности для одного уголка растяжки имеет вид

(3.7)

откуда площадь профиля уголка:

(3.8)

По каталогу сортамента этому условию прочности удовлетворяет равнобокий уголок №3.6, площадь профиля которого А₂ = 210 мм².

3.5.5 Расчет неподвижной колонны 4

Полагаем, что колонна выполнена в виде усеченного конуса на конце с цапфами для подшипников верхней опоры. Расстояние между опорами принимаем h=0.4L=0.4*3.5=1.4м. колонна испытывает напряжения изгиба от опрокидывающего момента М_ОП и сжатия под действием вертикальной нагрузки F_V.

Так как напряжения от опрокидывающего момента значительно больше напряжения сжатия, то при проектировочном расчете определим размеры опасного сечения колонны только из условия прочности на изгиб по пониженному доп устимому напряжению.

Изгибающий момент в опасном сечении:

M = (Gψ_Д + G_Т)L + G_КРl_СТР – G_ПРl_ПР =

=(10*1.3+0.45)3.5+10*0.9 – 20*1=36 кН*м.

Момент сопротивления:

W = M/[σ]=36*10⁶/160=225*10³ мм³.

Диаметр опасного оплошного сечения :

Принимаем D=145 мм, для которого

Площадь сечения

3.5.6 Подбор подшипников верхней опоры

Подшипники крана подбирают по статической грузоподъемности, которая должна быть не менее реакции соответствующей опоры. По вертикальной реакции F_v=40,45 кН подбираем упорный шариковый однорядный подшипник №8212. Размеры подшипника d*D*H = 60*95*26мм.

По горизонтальной реакции F_h = 18.3 кН подбираем шариковый двухрядный сферический подшипник №1215. Размеры подшипника d*D*B = 75*130*25мм.

Минимальный диаметр верхнего конуса колонны принимаем d=90мм.

Нижнюю опору крана, учитывая значительный диаметр колонны в этом сечении, рационально выполнить в виде роликовой опоры.

3.5.7 Проверка неподвижной колонны на прочность

Колонна испы тывает изгиб и сжатие. Определим приближенно гибкость колонны λ, полагая, что она равна гибкости цилиндрической колонны, диаметр которой равен диаметру среднего сечения колонны конусной формы:

D_ср = 0.5(D+d) = 0.5(145+90)=117.5 мм.

Радиус инерции среднего сечения колонны:

Гибкость колонны:

λ=μl/r =2*1400/29.4 = 95.2.

Принимаем φ=0.686.

Определим суммарное напряжение:

При выбранном диаметре прочность колонны обеспечена.

3.5.8 Расчет вращающейся колонны крана 3

От места крепления основных стержней стрелы к колонне и до верхней опоры крана на колонну действует опрокидывающий момент М_ОП и вертикальная сила, равная реакции F_v. Для этого случая нагружения условие прочност и имеет вид:

(3.9)

Предположим, что швеллеры колонны отстоят друг от друга на расстоянии и сварены между собой накладными планками, образуя единое сечение.

По прочности только на изгиб момент сопротивления колонны:

Для одного профиля W_x1=112500 мм³. Этому условию удовлетворяет швеллер №18, у которого W_x1=121000 мм³, А=2070 мм², r_x=72.4 мм.

Уточняем действительную гибкость стержня:

λ=μl/r_min=1*3000/72.4=41.4.

Проверяем сечение колонны на прочность с учетом сдвоенности при φ=0.914:

При [σ]=160 МПа перегрузка составит 4%, что допустимо. Следовательно, прочность колонны достаточна.