pobieranie: 03_proj_zurawik
Pobierz dokument docPrzeglądaj wersję html pliku:
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
Wydział Mechaniczny
Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn
Projekt nr 1
Temat: Wykonać projekt żurawika przyściennego dla następujących
danych: Q=40 kN, l=1,5 m, (=190
Dane:
Q=40kN
l=1,5m
(=19o
Re=235MPa
Xe=2,1
(=2
l2=461,5 cm
S2=84,6 kN
lw=923 cm
xw=3
ix=4,78 cm
lw=923 cm
Imin=1044 cm4
lw=923 cm
E=2,1*105 MPa
PE=253732 N
S2=84,6 kN
A=4860 mm2
xw=3
Imin=1044 cm4
Iy=1,1*Imin
Iy1=201 cm4
A=24,3 cm2
e=2,35 cm
Q=40kN
x=2
Rm=1700 MPa
xe=2,2
Re=385 MPa
Q=40 kN
kg=175 MPa
d=45 mm
l=70mm
kd=65 MPa
S1=27,5 kN
kr=112 MPa
e1=14 mm
e2=36 mm
b=50 mm
S2=84,6 kN
e1=48,1mm
e2=102 mm
b=150 mm
ZENIA ŻURAWIKA PRZYŚCIENNEGO
1.Analiza obciążeń.
1.1.Określenie siły obciążającej.
Dla krążka stałego siła obciążająca wynosi:
Qw = Q + P ponieważ: P = Q
więc: Qw = 2Q = 2*40kN=80kN
1.2. Określenie sił działających na pręty.
Wyznaczenie wartości sił.
Rysunek z siłami i reakcjami
1.3. Z zależności geometrycznych
S1=tg(*Qw=tg190*80=27,5 kN
Pręt 1 jest rozciągany z siłą S1
natomiast pręt 2 jest ściskany przez siłę S2 będącą wypadkową
siły S1 i Qw.
Wobec tego:
S1 = 27,5 kN – rozciągany
S2=84,6 kN – ściskany
2. Dobór prętów dla węzła A.
2.1. Dobór pręta 1
Pręt jest rozciągany, więc jest on liczony z warunku:
Przyjęto stal spawalną St3S
Z tabel kątowników wynika, że najbliższy kątownik to równoramienny
50x50x5. Posiada on przekrój A=4,80cm2,wagę G=3,77kG/m oraz
odległość od osi e=1,42cm
2.2. Dobór pręta 2
Pręt 2 jest ściskany, więc przekrój jego dobrano z warunku na
wyboczenie .
Długość pręta 2 wynosi:
l2 = l1/sin( = 150cm/sin190 = 461,5cm
2.2.1 Obliczenie momentu bezwładności.
lw=(*l2
przyjęto (=2, czyli lw=923 cm
Po przyrównaniu i przekształceniu:
2.2.2. Dobór kątownika.
Należy dobrać najbardziej ekonomiczną konstrukcję:
Imin
równoramienny:
200x200x18, A=69,3 cm2, G=54,4 kG/m
nierównoramienny:
brak w normach
Imin/2
Ix1-moment bezwładności przenoszony przez jeden kątownik
522,15 cm4
równoramienne:
130x130x14, A=2x34,7 cm2 ,G=27,3 kG/m , Ix1=545 cm4
nierównoramienne
150x100x10, A=2x24,3 cm2 , G=19,1kG/m, Ix1=557 cm4
Iy1=201 cm4
2.2.3. Sprawdzenie smukłości:
Ponieważ (> (gr ,więc pręt nie będzie ulegał wyboczeniu
niesprężystemu.
Korzystając ze wzoru Eulera :
Obliczanie naprężeń krytycznych i rzeczywistych:
Warunek wytrzymałości na wyboczenia niesprężyste:
Warunek jest spełniony.
W celu zwiększenia momentu bezwładności w płaszczyźnie X-Y
należy kątowniki odpowiednio rozsunąć o odległość b co zapewnia
odpowiednią stateczność konstrukcji:
Iy = 2(Iy1 + a2 A)
a =3,9 cm
b=2(a-e)=2(3,9-2,35)=3,1cm
Istnieje konieczność rozsunięcia kątowników dla uzyskania
odpowiedniego momentu bezwładności w płaszczyźnie X-Y na
odległość 3,1 cm.
2.2.4. Dobór ilości przewiązek.
Promień bezwładności dla pojedynczego kątownika
imin=2,18 cm
Długość swobodna wyboczeniowa:
cm
Potrzebna ilość przewiązek:
Na długości pręta należy dać dwie przewiązki.
n=2
Podsumowując dobór prętów:
pręt1: 50x50x5
pręt2: 150x100x10
3. Dobór liny i krążka linowego.
3.1. Dobór liny.
Średnicę nominalną liny oblicza się ze wzoru:
Przyjmując współczynnik bezpieczeństwa dla x=2
Wybrano z tablic linę T 1x19 o średnicy d = 9mm.
PN-69/M-80203
3.2. Dobór krążka.
Dla otrzymanej średnicy liny dobrano krążek z PN-89/M-45371:
Dla średnicy liny o d =9 mm należy dobrać krążek o średnicy Dz
= 355 mm oraz D=315 mm b=36 mm dw=50 mm d=70 mm.
4. Wstępne obliczenia długości piasty i krążka linowego.
4.1. Dobór materiału na sworzeń.
Dobieramy stal St 7 dla której kg =Re/xe, Re = 385 MPa
pdop = 15 MPa
kg=Re/xe=385/2,2=175 MPa
4.2. Warunek wytrzymałościowy na zginanie sworznia
4.3.Warunek na ścinanie.
4.4. Warunek na nacisk powierzchniowy.
4.5.Wprowadzenie wzoru na średnicę sworznia.
Z warunku na pewność prowadzenia przyjęto:
Otrzymano wymiar konstrukcji sworznia dmin = 41mm.
4.6.Obliczanie długości sworznia.
lmin = 67,5 mm
Przyjęto wymiary konstrukcyjne:
średnica sworznia – dmin = 41 mm przyjęto d = 45 mm
długość sworznia – lmin = 675 mm przyjęto l = 70 mm
4.7.Sprawdzenie naprężeń rzeczywistych.
Naprężenia gnące w sworzniu:
Warunek spełniony.
Naciski powierzchniowe.
Warunek spełniony.
Siły tnące.
Warunek spełniony.
4.8. Dobór płytki ustalającej.
Płytkę ustalającą dobiera się w/g średnicy sworznia. Dla sworznia
o średnicy 45mm należy dobrać płytkę o wymiarach:
a=30mm b=100mm c=70mm g=8mm d=13mm d1=M12
5.Obliczenie węzła w wersji spawanej.
5.1.Obliczenie spawu dla pręta 1
Przyjęto grubość spoin a = 0,8*hs
Dla pręta 1: a1=0,8*5=4mm
Podstawowym materiałem w konstrukcjach spawanych jest stal
niskowęglowa zwykłej jakości (dla nas St3S ),dla której dopuszczalne
naprężenia wynoszą kr=112 MPa.
e2=b-e1
Z uwagi na to, że na końcach spoiny powstają kratery to rzeczywiste
długości spoiny będą wynosiły:
lrz1=l1+2*g=3,5+2*0,5=4,5 cm przyjęto l=8cm
lrz2=l2+2*g=1,25+2*0,5=2,25 cm przyjęto l=4 cm
5.2.Obliczanie spawu dla pręta 2.
Dla pręta 2: a2=0,8*10=0,8cm
e2=b-e1
1,86 cm2
EMB䑅䔠畱瑡潩″ᐠᔁ–䵅䕂⁄煅慵楴湯㌮†Ĕ挕൭
Z uwagi na to, że na końcach spoiny powstają kratery to rzeczywiste
długości spoiny będą wynosiły:
lrz1=l1+2*g=4,9+2*1=6,9 cm przyjęto l=9cm
lrz2=l2+2*g=2,3+2*1=4,3 cm przyjęto l=6cm
6.Obliczanie blachy podporowej .
Materiał wspornika St7,kd = 65MPa
Przyjmuję grubość g=14 mm
7.Dobór pasowań.
Z uwagi na przyjęte rozwiązania konstrukcyjne złącza
najodpowiedniejsze jest pasowanie na zasadzie stałego wałka.
7.1.Pasowanie .
8.Dobór smarowniczki.
W celu zapewnienia odpowiedniej współpracy krążka ze sworzniem
dobrano smarowniczkę St M6x1, która umożliwia smarowanie połączenia
ruchowego. Dobór wykonano na podstawie PN-76/M-86002.
9. Wykorzystane materiały:
Polskie Normy PN:
PN-69/ H-93401
PN-81/ H-93402
PN-69/ M-80203
PN-89/ M-45371
PN-64/ M-85170
PN-77/ M-02105
PN-76/ M-86002
2) "Tablice do projektowania konstrukcji metalowych",
W. Bogucki, M. Żyburtowicz.
3)”Poradnik dla mechaników”-Michał Godlewski
Wyniki:
Qw=80 kN
S1=27,5 kN
S2=84,6 kN
kr=111,9MPa
A1=2,5 cm2
l2=461,5 cm
lw=923 cm
Imin=1044,3 cm4
PE=253732 N
(kr=52,23 MPa
(rz=17,41 MPa
a=3,9 cm
b=3,1 cm
lsw=420,7cm
n=2
A=47,06 mm2
d=9 mm
kg=175 MPa
dmin=41 mm
a1=4 mm=0,4cm
A1=1,4 cm2
A2=0,5 cm2
l1=3,5 cm
l2=1,25 cm
lrz1=8cm
lrz2=4cm
a2=0,8cm
A1=3,9 cm2
A2=1,86cm2
l1=4,9cm
l2=2,3cm
lrz1=9cm
lrz2=6cm
g=14 mm
b
c
a
d
g
03_proj_zurawik
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
Wydział Mechaniczny
Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn
Projekt nr 1
Temat: Wykonać projekt żurawika przyściennego dla następujących
danych: Q=40 kN, l=1,5 m, (=190
Dane:
Q=40kN
l=1,5m
(=19o
Re=235MPa
Xe=2,1
(=2
l2=461,5 cm
S2=84,6 kN
lw=923 cm
xw=3
ix=4,78 cm
lw=923 cm
Imin=1044 cm4
lw=923 cm
E=2,1*105 MPa
PE=253732 N
S2=84,6 kN
A=4860 mm2
xw=3
Imin=1044 cm4
Iy=1,1*Imin
Iy1=201 cm4
A=24,3 cm2
e=2,35 cm
Q=40kN
x=2
Rm=1700 MPa
xe=2,2
Re=385 MPa
Q=40 kN
kg=175 MPa
d=45 mm
l=70mm
kd=65 MPa
S1=27,5 kN
kr=112 MPa
e1=14 mm
e2=36 mm
b=50 mm
S2=84,6 kN
e1=48,1mm
e2=102 mm
b=150 mm
ZENIA ŻURAWIKA PRZYŚCIENNEGO
1.Analiza obciążeń.
1.1.Określenie siły obciążającej.
Dla krążka stałego siła obciążająca wynosi:
Qw = Q + P ponieważ: P = Q
więc: Qw = 2Q = 2*40kN=80kN
1.2. Określenie sił działających na pręty.
Wyznaczenie wartości sił.
Rysunek z siłami i reakcjami
1.3. Z zależności geometrycznych
S1=tg(*Qw=tg190*80=27,5 kN
Pręt 1 jest rozciągany z siłą S1
natomiast pręt 2 jest ściskany przez siłę S2 będącą wypadkową
siły S1 i Qw.
Wobec tego:
S1 = 27,5 kN – rozciągany
S2=84,6 kN – ściskany
2. Dobór prętów dla węzła A.
2.1. Dobór pręta 1
Pręt jest rozciągany, więc jest on liczony z warunku:
Przyjęto stal spawalną St3S
Z tabel kątowników wynika, że najbliższy kątownik to równoramienny
50x50x5. Posiada on przekrój A=4,80cm2,wagę G=3,77kG/m oraz
odległość od osi e=1,42cm
2.2. Dobór pręta 2
Pręt 2 jest ściskany, więc przekrój jego dobrano z warunku na
wyboczenie .
Długość pręta 2 wynosi:
l2 = l1/sin( = 150cm/sin190 = 461,5cm
2.2.1 Obliczenie momentu bezwładności.
lw=(*l2
przyjęto (=2, czyli lw=923 cm
Po przyrównaniu i przekształceniu:
2.2.2. Dobór kątownika.
Należy dobrać najbardziej ekonomiczną konstrukcję:
Imin
równoramienny:
200x200x18, A=69,3 cm2, G=54,4 kG/m
nierównoramienny:
brak w normach
Imin/2
Ix1-moment bezwładności przenoszony przez jeden kątownik
522,15 cm4
równoramienne:
130x130x14, A=2x34,7 cm2 ,G=27,3 kG/m , Ix1=545 cm4
nierównoramienne
150x100x10, A=2x24,3 cm2 , G=19,1kG/m, Ix1=557 cm4
Iy1=201 cm4
2.2.3. Sprawdzenie smukłości:
Ponieważ (> (gr ,więc pręt nie będzie ulegał wyboczeniu
niesprężystemu.
Korzystając ze wzoru Eulera :
Obliczanie naprężeń krytycznych i rzeczywistych:
Warunek wytrzymałości na wyboczenia niesprężyste:
Warunek jest spełniony.
W celu zwiększenia momentu bezwładności w płaszczyźnie X-Y
należy kątowniki odpowiednio rozsunąć o odległość b co zapewnia
odpowiednią stateczność konstrukcji:
Iy = 2(Iy1 + a2 A)
a =3,9 cm
b=2(a-e)=2(3,9-2,35)=3,1cm
Istnieje konieczność rozsunięcia kątowników dla uzyskania
odpowiedniego momentu bezwładności w płaszczyźnie X-Y na
odległość 3,1 cm.
2.2.4. Dobór ilości przewiązek.
Promień bezwładności dla pojedynczego kątownika
imin=2,18 cm
Długość swobodna wyboczeniowa:
cm
Potrzebna ilość przewiązek:
Na długości pręta należy dać dwie przewiązki.
n=2
Podsumowując dobór prętów:
pręt1: 50x50x5
pręt2: 150x100x10
3. Dobór liny i krążka linowego.
3.1. Dobór liny.
Średnicę nominalną liny oblicza się ze wzoru:
Przyjmując współczynnik bezpieczeństwa dla x=2
Wybrano z tablic linę T 1x19 o średnicy d = 9mm.
PN-69/M-80203
3.2. Dobór krążka.
Dla otrzymanej średnicy liny dobrano krążek z PN-89/M-45371:
Dla średnicy liny o d =9 mm należy dobrać krążek o średnicy Dz
= 355 mm oraz D=315 mm b=36 mm dw=50 mm d=70 mm.
4. Wstępne obliczenia długości piasty i krążka linowego.
4.1. Dobór materiału na sworzeń.
Dobieramy stal St 7 dla której kg =Re/xe, Re = 385 MPa
pdop = 15 MPa
kg=Re/xe=385/2,2=175 MPa
4.2. Warunek wytrzymałościowy na zginanie sworznia
4.3.Warunek na ścinanie.
4.4. Warunek na nacisk powierzchniowy.
4.5.Wprowadzenie wzoru na średnicę sworznia.
Z warunku na pewność prowadzenia przyjęto:
Otrzymano wymiar konstrukcji sworznia dmin = 41mm.
4.6.Obliczanie długości sworznia.
lmin = 67,5 mm
Przyjęto wymiary konstrukcyjne:
średnica sworznia – dmin = 41 mm przyjęto d = 45 mm
długość sworznia – lmin = 675 mm przyjęto l = 70 mm
4.7.Sprawdzenie naprężeń rzeczywistych.
Naprężenia gnące w sworzniu:
Warunek spełniony.
Naciski powierzchniowe.
Warunek spełniony.
Siły tnące.
Warunek spełniony.
4.8. Dobór płytki ustalającej.
Płytkę ustalającą dobiera się w/g średnicy sworznia. Dla sworznia
o średnicy 45mm należy dobrać płytkę o wymiarach:
a=30mm b=100mm c=70mm g=8mm d=13mm d1=M12
5.Obliczenie węzła w wersji spawanej.
5.1.Obliczenie spawu dla pręta 1
Przyjęto grubość spoin a = 0,8*hs
Dla pręta 1: a1=0,8*5=4mm
Podstawowym materiałem w konstrukcjach spawanych jest stal
niskowęglowa zwykłej jakości (dla nas St3S ),dla której dopuszczalne
naprężenia wynoszą kr=112 MPa.
e2=b-e1
Z uwagi na to, że na końcach spoiny powstają kratery to rzeczywiste
długości spoiny będą wynosiły:
lrz1=l1+2*g=3,5+2*0,5=4,5 cm przyjęto l=8cm
lrz2=l2+2*g=1,25+2*0,5=2,25 cm przyjęto l=4 cm
5.2.Obliczanie spawu dla pręta 2.
Dla pręta 2: a2=0,8*10=0,8cm
e2=b-e1
1,86 cm2
EMB䑅䔠畱瑡潩″ᐠᔁ–䵅䕂⁄煅慵楴湯㌮†Ĕ挕൭
Z uwagi na to, że na końcach spoiny powstają kratery to rzeczywiste
długości spoiny będą wynosiły:
lrz1=l1+2*g=4,9+2*1=6,9 cm przyjęto l=9cm
lrz2=l2+2*g=2,3+2*1=4,3 cm przyjęto l=6cm
6.Obliczanie blachy podporowej .
Materiał wspornika St7,kd = 65MPa
Przyjmuję grubość g=14 mm
7.Dobór pasowań.
Z uwagi na przyjęte rozwiązania konstrukcyjne złącza
najodpowiedniejsze jest pasowanie na zasadzie stałego wałka.
7.1.Pasowanie .
8.Dobór smarowniczki.
W celu zapewnienia odpowiedniej współpracy krążka ze sworzniem
dobrano smarowniczkę St M6x1, która umożliwia smarowanie połączenia
ruchowego. Dobór wykonano na podstawie PN-76/M-86002.
9. Wykorzystane materiały:
Polskie Normy PN:
PN-69/ H-93401
PN-81/ H-93402
PN-69/ M-80203
PN-89/ M-45371
PN-64/ M-85170
PN-77/ M-02105
PN-76/ M-86002
2) "Tablice do projektowania konstrukcji metalowych",
W. Bogucki, M. Żyburtowicz.
3)”Poradnik dla mechaników”-Michał Godlewski
Wyniki:
Qw=80 kN
S1=27,5 kN
S2=84,6 kN
kr=111,9MPa
A1=2,5 cm2
l2=461,5 cm
lw=923 cm
Imin=1044,3 cm4
PE=253732 N
(kr=52,23 MPa
(rz=17,41 MPa
a=3,9 cm
b=3,1 cm
lsw=420,7cm
n=2
A=47,06 mm2
d=9 mm
kg=175 MPa
dmin=41 mm
a1=4 mm=0,4cm
A1=1,4 cm2
A2=0,5 cm2
l1=3,5 cm
l2=1,25 cm
lrz1=8cm
lrz2=4cm
a2=0,8cm
A1=3,9 cm2
A2=1,86cm2
l1=4,9cm
l2=2,3cm
lrz1=9cm
lrz2=6cm
g=14 mm
b
c
a
d
g
