pobieranie: 04_proj_zurawik
Pobierz dokument docPrzeglądaj wersję html pliku:
TEMAT PROJEKTU:
OBLICZENIA ŻURAWIKA PRZYŚCIENNEGO
Dane:
Q=50kN
l=3m
Kąt(=35o
Xe=2
kr=117,5MPa
xw=3,5
1,1*Imin
e=2,03cm
Q=50kN
xL=6
l=1,5d
xe=2,2
Re=385MPa
l=1,5d
pdop=15Mpa
hs1=5mm
hs2=12mm
a1=3,5mm
S1=70,02kN
kr=112MPa
kt=0,65kr
kt =72,8MPa
e1=14mm
e2=36mm
a2=8,4mm
S2=122,06kN
kr=112MPa
kt=0,65kr
kt =72,8MPa
e1=20,3mm
e2=59,7mm
OBLICZENIA 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*50kN=100kN
1.2. Określenie sił działających na pręty.
Wyznaczenie wartości sił.
Rysunek z wszystkimi siłami i reakcjami
2. Z zależności geometrycznych
S1=2*Q*sin35o/sin55o=2*50kN* sin35o/sin55o=70,02 kN
S2=2*Q/sin55o=2*50kN/sin55o=122,06 kN
Pręt 1 jest rozciągany z siłą S1, natomiast pręt 2 jest ściskany
przez siłę S2, wobec tego:
S1 = 70,02kN – rozciągany
S2=122,06kN – ściskany
2. Dobór prętów dla węzła A.
2.1. Dobór pręta 1
Pręt jest rozciągany więc liczymy z warunku:
Przyjmuję stal spawalną St3S.
kr=Re/xe=235Mpa/2=117,5MPa
A1(S1/kr=70020N/117,5Mpa=595,914mm2=5,96cm2
A1/2( 2,98 cm2
Z tabel kątowników wynika, że najbliższym kątownikiem jest
kątownik równoramienny 50x50x5. Posiada on przekrój A=4,80cm2,wagę
m=3,77kg oraz odległość od osi e=1,42cm.
2.2. Dobór pręta 2
Pręt 2 jest ściskany więc przekrój jego dobieramy z warunku na
wyboczenie.
Długość pręta 2 wynosi:
l2 = l1/sin( = 300cm/sin350 = 523,03cm
2.2.1 Obliczenie momentu bezwładności.
Pręt jest ściskany siłą S2, więc obliczamy go z warunku na
wyboczenie.
Po przyrównaniu i przekształceniu:
2.2.2. Dobór kątownika.
Należy dobrać najbardziej ekonomiczną konstrukcję:
Imin
równoramienny:
180x180x16, A=55,4 cm2, m = 43,5kg
Imin/2
Ix1-moment bezwładności przenoszony przez jeden kątownik
281,9cm4
równoramienne:
120x120x10 ,A=23,2cm2 ,m=18,2kg, Ix=313cm4
nierównoramienne:
120x80x12, A=22,7cm2 , m= 17,8kg, Ix1=323cm4
Iy1=114cm4
2.2.3. Sprawdzenie smukłości:
120x80x12
2A=45,4cm2
Imin=563,80cm4
(min=523/3,52=148>(gr=100
Ponieważ (> (gr więc pręt 2 nie będzie ulegał wyboczeniu
niesprężystemu. Obliczenia ze wzoru Eulera są słuszne.
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)
a2= (1,1Imin-2Iy1)/2A
a2=(1,1*563,8-2* 114 )/2*22,7
a = 2,93 cm
b=2(a-e)=2(2,93-2,03)
b=1,8cm
Istnieje konieczność rozsunięcia kątowników dla uzyskania
odpowiedniego momentu bezwładności w płaszczyźnie X-Y na
odległość b=1,8 cm.
2.2.4. Dobór ilości przewiązek.
Promień bezwładności dla pojedynczego kątownika
imin=1,71cm
Długość swobodna wyboczeniowa:
Potrzebna ilość przęseł:
Potrzebna ilość przewiązek:
Na długości pręta należy dać dwie przewiązki.
z=2
Podsumowując dobór prętów:
pręt1: 50x50x5
pręt2: 120x80x12
3. Dobór liny i krążka linowego.
3.1. Dobór liny.
Obliczenie siły zrywającej P:
P=Q*xL
P=50*6=300kN
Wybrana wg PN-69/M-80207 została lina T 6x19 o średnicy d = 22mm.
3.2. Dobór krążka.
Średnicę krążka dobieram pod średnicę liny.
Dla średnicy liny o d =22mm należy dobrać krążek o średnicy D1 =
350mm oraz D=280mm
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
4.2. Warunek wytrzymałościowy na zginanie sworznia
(g=Mgmax/Wx
gdzie:
Mgmax=0,25 Q*l
Wx=πd3/32
4.3. Warunek na nacisk powierzchniowy.
4.4.Obliczenia średnicy sworznia z warunku na zginanie.
kg=Re/xe=385/2,2=175MPa
Obliczanie średnicy sworznia z warunku na naciski powierzchniowe.
Po obliczeniu z warunku na naciski powierzchniowe przyjmuję średnicę
sworznia dsw=68mm
4.5.Obliczanie długości sworznia (część międzywspornikowa)
Przyjmujemy wymiary konstrukcyjne:
średnica sworznia - dsw = 68mm
długość piasty koła - l = 104mm
rozstaw podpór - lp = 114mm
4.6. Sprawdzenie naprężeń rzeczywistych.
Naprężenia gnące w sworzniu:
(g=Mgmax/Wx
(g=46,16 MPa
(g=46,16MPa<kg=175MPa
Warunek spełniony.
Naciski powierzchniowe
p=14,1MPa<Pdop=15MPa
Warunek spełniony.
4.7. Dobór płytki ustalającej.
Płytkę ustalającą dobiera się w/g średnicy sworznia. Dla sworznia
o średnicy 68mm należy dobrać płytkę o wymiarach:
a = 30mm b = 120mm c = 75mm g = 9mm d = 12mm
5. Obliczenie węzła w wersji spawanej.
Przyjęto grubość spoin a = 0,7hs
Dla pręta 1 a1=0,7*5=3,5mm
Dla pręta 2 a2=0,7*12=8,4mm
Podstawowym materiałem w konstrukcjach spawanych jest stal
niskowęglowa zwykłej jakości (dla nas St 3S).
Obliczenia długości spoin z warunku na ścinanie:
5.1. Obliczenie spawu dla pręta 1.
Obliczenia długość spoin dla przeniesienia siły S1
A1=a1*l1 ; A2=a1*l2
Przekształcając powyższe równanie oraz biorąc pod uwagę że:
otrzymujemy:
Z uwagi na to że na końcach spoin powstają kratery to
rzeczywiste długości spoin będą wynosiły:
Przyjmuję długości spoin:
5.2. Obliczenie spawu dla pręta 2.
Obliczenia długości spoin dla przeniesienia siły S2:
A1=a2*l1 ; A2=a2*l2
Przekształcając powyższe równanie oraz biorąc pod uwagę, że:
otrzymujemy:
Z uwagi na to że na końcach spoin powstają kratery to
rzeczywiste długości spoin będą wynosiły:
Przyjmuje długości spoin:
7. Dobór smarowniczki.
W celu zapewnienia odpowiedniej współpracy krążka ze sworzniem
dobieram smarowniczkę St M8x1, która umożliwia smarowanie
połączenia ruchowego. Dobór wykonano na podstawie
PN-69/M-86007.
Wykorzystane materiały:
Polskie Normy PN;
PN /H-93402
PN /M-06520 – układy cięgnowo- linowe
PN /M-45371 - dźwignice
PN /M-45370 – profile wieńców krążków
PN /M-80207 – liny stalowe
2) "Stal, wyciągi z polskich norm", Polski Komitet Normalizujący;
3) "Tablice do projektowania konstrukcji metalowych",
W. Bogucki, M. Żyburtowicz.
Wyniki:
Qw=100kN
S1=70,02kN
S2=122,06kNN
A1=5,96cm2
l2=523,03cm
Imin=563,80cm4
imin=3,52cm
a=2,93cm
b=1,8cm
z=2
P=300kN
d=22mm
D1 = 350mm
D=280mm
kg=175MPa
dsw=68mm
lp=114mm
a1=3,5mm
a2=8,4mm
l 1c=50mm
l2c=110mm
l 1c=51mm
l2c=100 mm
PAGE
PAGE 15
b
c
a
d
g
04_proj_zurawik
TEMAT PROJEKTU:
OBLICZENIA ŻURAWIKA PRZYŚCIENNEGO
Dane:
Q=50kN
l=3m
Kąt(=35o
Xe=2
kr=117,5MPa
xw=3,5
1,1*Imin
e=2,03cm
Q=50kN
xL=6
l=1,5d
xe=2,2
Re=385MPa
l=1,5d
pdop=15Mpa
hs1=5mm
hs2=12mm
a1=3,5mm
S1=70,02kN
kr=112MPa
kt=0,65kr
kt =72,8MPa
e1=14mm
e2=36mm
a2=8,4mm
S2=122,06kN
kr=112MPa
kt=0,65kr
kt =72,8MPa
e1=20,3mm
e2=59,7mm
OBLICZENIA 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*50kN=100kN
1.2. Określenie sił działających na pręty.
Wyznaczenie wartości sił.
Rysunek z wszystkimi siłami i reakcjami
2. Z zależności geometrycznych
S1=2*Q*sin35o/sin55o=2*50kN* sin35o/sin55o=70,02 kN
S2=2*Q/sin55o=2*50kN/sin55o=122,06 kN
Pręt 1 jest rozciągany z siłą S1, natomiast pręt 2 jest ściskany
przez siłę S2, wobec tego:
S1 = 70,02kN – rozciągany
S2=122,06kN – ściskany
2. Dobór prętów dla węzła A.
2.1. Dobór pręta 1
Pręt jest rozciągany więc liczymy z warunku:
Przyjmuję stal spawalną St3S.
kr=Re/xe=235Mpa/2=117,5MPa
A1(S1/kr=70020N/117,5Mpa=595,914mm2=5,96cm2
A1/2( 2,98 cm2
Z tabel kątowników wynika, że najbliższym kątownikiem jest
kątownik równoramienny 50x50x5. Posiada on przekrój A=4,80cm2,wagę
m=3,77kg oraz odległość od osi e=1,42cm.
2.2. Dobór pręta 2
Pręt 2 jest ściskany więc przekrój jego dobieramy z warunku na
wyboczenie.
Długość pręta 2 wynosi:
l2 = l1/sin( = 300cm/sin350 = 523,03cm
2.2.1 Obliczenie momentu bezwładności.
Pręt jest ściskany siłą S2, więc obliczamy go z warunku na
wyboczenie.
Po przyrównaniu i przekształceniu:
2.2.2. Dobór kątownika.
Należy dobrać najbardziej ekonomiczną konstrukcję:
Imin
równoramienny:
180x180x16, A=55,4 cm2, m = 43,5kg
Imin/2
Ix1-moment bezwładności przenoszony przez jeden kątownik
281,9cm4
równoramienne:
120x120x10 ,A=23,2cm2 ,m=18,2kg, Ix=313cm4
nierównoramienne:
120x80x12, A=22,7cm2 , m= 17,8kg, Ix1=323cm4
Iy1=114cm4
2.2.3. Sprawdzenie smukłości:
120x80x12
2A=45,4cm2
Imin=563,80cm4
(min=523/3,52=148>(gr=100
Ponieważ (> (gr więc pręt 2 nie będzie ulegał wyboczeniu
niesprężystemu. Obliczenia ze wzoru Eulera są słuszne.
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)
a2= (1,1Imin-2Iy1)/2A
a2=(1,1*563,8-2* 114 )/2*22,7
a = 2,93 cm
b=2(a-e)=2(2,93-2,03)
b=1,8cm
Istnieje konieczność rozsunięcia kątowników dla uzyskania
odpowiedniego momentu bezwładności w płaszczyźnie X-Y na
odległość b=1,8 cm.
2.2.4. Dobór ilości przewiązek.
Promień bezwładności dla pojedynczego kątownika
imin=1,71cm
Długość swobodna wyboczeniowa:
Potrzebna ilość przęseł:
Potrzebna ilość przewiązek:
Na długości pręta należy dać dwie przewiązki.
z=2
Podsumowując dobór prętów:
pręt1: 50x50x5
pręt2: 120x80x12
3. Dobór liny i krążka linowego.
3.1. Dobór liny.
Obliczenie siły zrywającej P:
P=Q*xL
P=50*6=300kN
Wybrana wg PN-69/M-80207 została lina T 6x19 o średnicy d = 22mm.
3.2. Dobór krążka.
Średnicę krążka dobieram pod średnicę liny.
Dla średnicy liny o d =22mm należy dobrać krążek o średnicy D1 =
350mm oraz D=280mm
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
4.2. Warunek wytrzymałościowy na zginanie sworznia
(g=Mgmax/Wx
gdzie:
Mgmax=0,25 Q*l
Wx=πd3/32
4.3. Warunek na nacisk powierzchniowy.
4.4.Obliczenia średnicy sworznia z warunku na zginanie.
kg=Re/xe=385/2,2=175MPa
Obliczanie średnicy sworznia z warunku na naciski powierzchniowe.
Po obliczeniu z warunku na naciski powierzchniowe przyjmuję średnicę
sworznia dsw=68mm
4.5.Obliczanie długości sworznia (część międzywspornikowa)
Przyjmujemy wymiary konstrukcyjne:
średnica sworznia - dsw = 68mm
długość piasty koła - l = 104mm
rozstaw podpór - lp = 114mm
4.6. Sprawdzenie naprężeń rzeczywistych.
Naprężenia gnące w sworzniu:
(g=Mgmax/Wx
(g=46,16 MPa
(g=46,16MPa<kg=175MPa
Warunek spełniony.
Naciski powierzchniowe
p=14,1MPa<Pdop=15MPa
Warunek spełniony.
4.7. Dobór płytki ustalającej.
Płytkę ustalającą dobiera się w/g średnicy sworznia. Dla sworznia
o średnicy 68mm należy dobrać płytkę o wymiarach:
a = 30mm b = 120mm c = 75mm g = 9mm d = 12mm
5. Obliczenie węzła w wersji spawanej.
Przyjęto grubość spoin a = 0,7hs
Dla pręta 1 a1=0,7*5=3,5mm
Dla pręta 2 a2=0,7*12=8,4mm
Podstawowym materiałem w konstrukcjach spawanych jest stal
niskowęglowa zwykłej jakości (dla nas St 3S).
Obliczenia długości spoin z warunku na ścinanie:
5.1. Obliczenie spawu dla pręta 1.
Obliczenia długość spoin dla przeniesienia siły S1
A1=a1*l1 ; A2=a1*l2
Przekształcając powyższe równanie oraz biorąc pod uwagę że:
otrzymujemy:
Z uwagi na to że na końcach spoin powstają kratery to
rzeczywiste długości spoin będą wynosiły:
Przyjmuję długości spoin:
5.2. Obliczenie spawu dla pręta 2.
Obliczenia długości spoin dla przeniesienia siły S2:
A1=a2*l1 ; A2=a2*l2
Przekształcając powyższe równanie oraz biorąc pod uwagę, że:
otrzymujemy:
Z uwagi na to że na końcach spoin powstają kratery to
rzeczywiste długości spoin będą wynosiły:
Przyjmuje długości spoin:
7. Dobór smarowniczki.
W celu zapewnienia odpowiedniej współpracy krążka ze sworzniem
dobieram smarowniczkę St M8x1, która umożliwia smarowanie
połączenia ruchowego. Dobór wykonano na podstawie
PN-69/M-86007.
Wykorzystane materiały:
Polskie Normy PN;
PN /H-93402
PN /M-06520 – układy cięgnowo- linowe
PN /M-45371 - dźwignice
PN /M-45370 – profile wieńców krążków
PN /M-80207 – liny stalowe
2) "Stal, wyciągi z polskich norm", Polski Komitet Normalizujący;
3) "Tablice do projektowania konstrukcji metalowych",
W. Bogucki, M. Żyburtowicz.
Wyniki:
Qw=100kN
S1=70,02kN
S2=122,06kNN
A1=5,96cm2
l2=523,03cm
Imin=563,80cm4
imin=3,52cm
a=2,93cm
b=1,8cm
z=2
P=300kN
d=22mm
D1 = 350mm
D=280mm
kg=175MPa
dsw=68mm
lp=114mm
a1=3,5mm
a2=8,4mm
l 1c=50mm
l2c=110mm
l 1c=51mm
l2c=100 mm
PAGE
PAGE 15
b
c
a
d
g
